Glukóza (C6H12O6) je organická makromolekula, která je nezbytná pro metabolismus v podstatě všech eukaryotických organismů. Glukóza je monosacharid (jednoduchý cukr) a je nejhojnějším sacharidem. Glukóza se normálně ukládá v těle ve formě škrobu nebo glykogenu. Glukóza poskytuje suroviny potřebné pro buněčné dýchání a produkci ATP.
„Mozkem preferovaným zdrojem paliva jsou glukóza / sacharidy. A když jdete na dietě s nízkým obsahem karbohydrátů a vysokým obsahem bílkovin váš mozek používá palivo s nízkým oktanovým číslem. – Jack LaLanne
REKLAMA
Molární hmotnost glukózy lze vypočítat vynásobením molárních hmotností jejích atomových složek jejich frekvencí v jedné molekule a sečtením těchto hodnot. Glukóza se skládá z vodíku (H), uhlíku (C) a kyslíku (O) Molární hmotnost H je 1,0079, molární hmotnost C je 12,0107 a molární hmotnost O je 15,9994. V jedné molekule glukózy je 12 atomů vodíku, 6 uhlíků a 6 atomů kyslíku. hmotnost jedné molekuly glukózy se rovná:
1,0079 (12) +12,0107 (6) +15,9994 (6) = 180,16 g / mol
Glukóza má molární hmotnost 180,16 g / mol. Jeden mol molekuly glukózy má hmotnost 180,16 g.
Molární hmotnost
Molární hmotnost dané látky je kvantitativní měřítko, které vám řekne hmotnost 1 mol této látky. V chemii je molární hmotnost chápána jako fyzikální vlastnost, která je definována jako hmotnost o fa látka vydělená množstvím této látky.
Míra molární hmotnost (g / mol) je založena na jednotce SI pro množství, mol (nesmí být zaměňována s roztomilým hrabajícím savcem). 1 mol je definován jako množství látky, které obsahuje přesně 6,0221476 × 1023 základních částic. Stejně jako slova „milion“ a „miliarda“ znamená slovo „krtek“ určité množství věcí; přibližně 602 214 150 000 000 000 000 000 z nich. Kdybych měl jeden krtek jablek, měl bych 602 214 150 000 000 000 000 000 jablek, kdybych měl jeden krtek atomy vodíku, měl bych jich 602 214 150 000 000 000 000 000.
Každý prvek má molární hmotnost, tj. míru, jakou má jeden mol tohoto prvku. Molární hmotnost libovolného prvku lze určit vynásobením standardní atomové hmotnosti prvků (uvedené v periodické tabulce) molární hmotnostní konstantou Mu = 1 g / mol. Například vodík má standardní atomovou hmotnost 1,00794. Abychom našli molární hmotnost vodíku, jednoduše toto číslo vynásobíme konstantou molární hmotnosti, abychom dostali 1,00794 g / mol. Vodík má tedy molární hmotnost 1,00794 g / mol; to znamená, že 6,0221476 × 1023 atomů vodíku by dohromady vážilo 1,00794 gramů.
Chcete-li zjistit molární hmotnost molekuly nebo iontové sloučeniny, musíte nejprve vynásobit molární hmotnosti jednotlivých prvků jejich frekvenci ve sloučenině a sečtěte celkové hodnoty. Relativní atomové frekvence kompozice lze určit podle molekulárního vzorce sloučeniny. Jinými slovy, molární hmotnost sloučeniny se rovná součtu molárních hmotností jejích základních atomů.
„Výroba a spotřeba glukózy , a tedy i hladina cukru v krvi, jsou řízeny funkční endokrinní rovnováhou. “ – Bernardo Houssay
Například voda je vyrobena ze 2 atomů vodíku a 1 atomu kyslíku a má molekulární vzorec H2O. Chcete-li zjistit molární hmotnost voda, je třeba nejprve najít molární hmotnost vodíku a kyslíku, vynásobit tyto hodnoty jejich relativní frekvencí v jedné molekule sloučeniny a sečíst součty dohromady. Vodík má molární hmotnost 1,00794 a kyslík má molární hmotnost 15. 9994. Každá molekula vody má 2 atomy vodíku a 1 atom kyslíku, takže molární hmotnost vody se rovná:
1,00794 (2) + 15,9994 (1) ≈ 18,02 g / mol
Takže jeden mol molekul vody by měl hmotnost 18,02 gramů.
Důležitost molární hmotnosti
Molární hmotnosti jsou důležité, protože figurují v rovnicích používaných k predikci fyzikálního a chemického chování látek. Nejdůležitější je, že koncept molární hmotnosti slouží jako most mezi hmotou a množstvím látky protože je obecně nemožné přímo spočítat, kolik částic je v látce. Můžeme však měřit hmotnost, takže znalost molární hmotnosti nám umožňuje nepřímo měřit počet částic v látce měřením její hmotnosti.
Experimentální uspořádání často odkazuje na mol a molární hmotnost v jejich krocích.Řekněme, že experiment vyžaduje 3 moly vody. Nemůžeme přímo spočítat jednotlivé molekuly vody (trvalo by to příliš dlouho, i kdybychom mohli), takže místo toho se můžeme spolehnout na molární hmotnost vody, abychom zjistili, kolik vody potřebujeme. 1 mol vody má hmotnost 18,02 gramů, takže pokud experiment vyžaduje 3 moly vody, víme, že potřebujeme 18,02 (3) = 54,06 gramů vody. Podobně, pokud experiment požadoval 0,7 mol uhlíku, víme, že potřebujeme 12,0107 (0,7) = 8,407 gramů uhlíku.
Molární hmotnost Vs Molekulární hmotnost
Je důležité nezaměňujte pojmy molární hmotnost a molekulová hmotnost. Molární hmotnost sloučeniny vám řekne, kolik váží jeden mol látky, ale ve skutečnosti vám neřekne nic o hmotnosti jednotlivých molekul. Mírou hmotnosti jednotlivé molekuly sloučeniny je její molekulová hmotnost. Molekulové hmotnosti se měří v daltonech (Da), pojmenovaných po otci atomové teorie Johnu Daltonovi. Molekuly stejné sloučeniny mohou mít různé molekulové hmotnosti, protože mohou být složeny z různých izotopů stejného prvku. Voda může mít molární hmotnost 18,02 g / mol, ale jednotlivé molekuly vody mohou mít hmotnost, která se pohybuje od 18,011 Da do 22,028 Da, kvůli přítomnosti různých izotopů vodíku a kyslíku. Molární hmotnost lze poté považovat za míru průměrné molekulové hmotnosti jednotlivých molekul v jednom molu látky.
Molární hmotnost glukózy
Pomocí výše uvedených definic jsme může určit molární hmotnost glukózy krok za krokem. Nejprve se podíváme na molekulární vzorec, abychom určili atomové složky a jejich relativní frekvence v jedné molekule. glukóza má molekulární vzorec C6H12O6, takže jediná molekula glukózy obsahuje 6 atomů uhlíku, 12 atomů vodíku a 6 atomů kyslíku.
Molární hmotnosti uhlíku, vodíku a kyslíku jsou 12,0107 g / mol , 1,00794 g / mol, respektive 15,9994 g / mol. Tyto hodnoty lze určit vynásobením standardní atomové hmotnosti pro každý prvek molární hmotnostní konstantou. Dále můžeme tyto hodnoty vynásobit frekvencí každého prvku, takže:
12.0107 × 6
1,00794 × 12
15,9994 × 6
Sečtením všech těchto hodnot dohromady získáme celkovou molární hmotnost glukózy:
1,0079 (12) +12,0107 (6) +15,9994 (6) = 180,16 g / mol
Glukóza jako sloučenina
Glukóza je jednoduchý cukr (monosacharid), který je v živých organismech všudypřítomný. Je hlavním zdrojem metabolické energie prakticky ve všech živých tvorech a je fyzicky bohatý na mnoho struktur v těle. Glukóza je klasifikována jako hexóza (šest atomů uhlíku) a má několik odlišných polymorfů. Nejběžnější a přirozeně se vyskytující forma, D-glukóza, se skládá z cyklického řetězce 5 atomů uhlíku, každý vázaný na vodíkovou a hydroxylovou skupinu, uzavřený aldehydovou skupinou obsahující uhlík (R). V některých řešeních se glukóza oddělí od svého cyklického uspořádání a vytvoří lineární řetězec atomů uhlíku uzavřený aldehydovou skupinou.
Všechny druhy glukózy jsou bezbarvé a snadno se rozpustí ve vodě, alkoholu a jiných organických rozpouštědlech . Jeho rozpustnost z něj činí základní sloučeninu pro biologické procesy. Fotoautotrofy, stejně jako rostliny, produkují svůj vlastní zdroj glukózy fotosyntézou, ale heterotrofy, jako lidé a všichni ostatní savci, musí získávat svoji glukózu z externích zdrojů. Glukóza je hlavní složkou, kterou se během buněčného dýchání zpracovává.
Během buněčného dýchání se jedna molekula glukózy rozkládá na dvě molekuly pyruvátu v procesu zvaném glykolýza. Molekuly pyruvátu se poté převádějí na acetyl-CoA, který se zpracovává podle Krebsův cyklus. Energie vyrobená během Krebsova cyklu je hlavní hnací silou oxidační fosforylace, což je proces, kterým tělo ve skutečnosti produkuje ATP, základní energetickou měnu biochemických procesů. ATP řídí doslova každou biologickou reakci v těle, takže bez stálého přísunu glukózy nebude tělo schopné produkovat své palivo. Pro každou jednu molekulu glukózy má jedno úplné otočení buněčného dýchacího cyklu teoretický výtěžek 38 molekul ATP. V praxi neúčinnost v chemických reakcích nebo ztráta energie během oxidační fosforylace poskytuje skutečný výtěžek přibližně 33–34 molekul ATP na molekulu glukózy.
Glukóze v krvi se říká krevní cukr. Normální tělesné fungování vyžaduje určitou hladinu cukru v krvi, ale příliš mnoho může být škodlivé. Zvýšená hladina cukru v krvi, zvaná hyperglykémie, může vést k nevolnosti, únavě, bolestem žaludku, rozmazanému vidění a častému močení. Diabetici nemají schopnost produkovat inzulín, hormon, který reguluje hladinu cukru v krvi, takže diabetici jsou vystaveni riziku hyperglykémie.V závažných případech může vysoká hladina cukru v krvi omezit tok kyslíku kapilárami, což má za následek infekci a smrt tkáně.
Shrnuto, každý prvek má molární hmotnost, což je míra toho, kolik z toho jeden mol látka váží. Molární hmotnost prvku lze určit vynásobením standardní atomové hmotnosti konstantou molární hmotnosti g / mol. Molární hmotnost sloučeniny se rovná součtu molárních hmotností jejích základních prvků. Molární hmotnost sloučeniny lze určit vynásobením molárních hmotností jednotlivých prvků jejich relativní frekvencí v molekule sloučeniny a součtem celkových hodnot. V případě glukózy (C6H12O6) má glukóza molární hmotnost 180,16 g / mol.