Bei der Atmung wird das Substrat (Kohlenhydrat) restlos zu energiearmen anorganischen Substanzen abgebaut bei entsprechend hohem Energiegewinn. Atmung ist ein Oxidationsprozess, sie ist sauerstoffbedürftig, aerob. Höhere Tiere und Pflanzen atmen. Zur Atmung gehören 2 Teilprozesse:
- schrittweiser Substratabbau unter Abspaltung von Wasserstoff, der an Coenzyme gebunden wird (Symbol: (H2)),
- schrittweise Oxidation des (H2) durch Übertragung auf Sauerstoff
Für Kohlenhydrate:
Substratabbau:C6H1206+ 6H20 --> 6CO2 + 12(H2)
Wasserstoffoxidation: 12(H2)+ 602 --> 12H20
Summe: C6H1206 + 6H20 + 602 --> 6C02 + 12H2O ( ΔG` = - 2875 kJ/mol)
Die Luft setzt sich zusammen:
| Gase | Zusammensetzung von trockener Luft (Vol-%) | Ausatmungsluft (Vol-%) |
| Sauerstoff | 21 | 17 |
| Kohlendioxid | 0,035 | 4 |
| Stickstoff | 78 | 80 |
| Edelgase | 1 | 1 |
Es wird für eine Person mit dem Körpergewicht von 70 kg ein Energieumsatz von 10.000 kJ pro Tag angenommen. Die erforderliche Nahrung pro Tag und Körpergewicht liegt bei Fett (-CH2- )und Eiweiß (H-C-NH2) je bei 1,2 g und bei Kohlenhydraten (H-C-OH) bei 6 g.
Die Molmasse ergibt sich für Fett zu 14 g/mol, für Eiweiß zu 29 g/mol und für Kohlenhydrat zu 30 g/mol (siehe Periodensystem-Elemente).
Um die Anzahl der zu bildenden CO2-Molekül zu berechnen, werden erst einmal die "Molzahlen" der durchschnittlichen, in der täglichen Nahrung enthaltenen Bausteine berechnet.
| Fettbaustein | 70 x 1,2 g/14 g/mol | = 6,0 mol |
| Eiweißbaustein | 70 x 1,2 g/29 g/mol | = 2,9 mol |
| Kohlenhydratbaustein | 70 x 6 g/30 g/mol | = 14,0 mol |
| Summe des pro Tags gebildeten CO2 | 22,9 mol |
|---|
Die Masse des gebildeten CO2 ergibt sich aus:
22,9 mol x 44 g/mol = 1007,6 g Kohlendioxid.
Ein Mensch atmet demnach allein im Grundumsatz pro Tag etwa 1 kg Kohlendioxid aus. Das sind bei 25 ºC 0,5 Kubikmeter (500 Liter) an reinem CO2.
Zum Vergleich: Ein Lkw stößt pro Tonne und Kilometer 50 Gramm Kohlendioxid aus und ein Containerschiff 15,1 Gramm CO2.
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