Glukose (C6H12O6) er et organisk makromolekyle, der er essentielt for stofskiftet i stort set alle eukaryote organismer. Glukose er et monosaccharid (simpelt sukker) og er det mest rigelige kulhydrat. Glukose opbevares normalt i kroppen i form af stivelse eller glykogen. Glukose leverer de nødvendige råvarer til cellulær respiration og produktion af ATP.
“Hjernens foretrukne kilde til brændstof er glukose / kulhydrater. Og når du går på en diæt med lavt kulhydratindhold / højt proteinindhold bruger din hjerne brændstof med lavt oktanindhold. Du bliver lidt groggy, lidt grumpy. ” – Jack LaLanne
ANNONCER
Den molære masse af glukose kan beregnes ved at multiplicere molmasserne af dens atombestanddele med deres frekvens i et enkelt molekyle og tilføje disse værdier sammen. Glukose består af brint (H), kulstof (C) og ilt (O) Den molære masse af H er 1.0079, den molære masse af C er 12.0107, og den molære masse af O er 15.9994. I et molekyle glukose er der 12 hydrogen-, 6 carbon- og 6 iltatomer. Så alt i alt molaren masse af et enkelt molekyle glukose er lig med:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180.16 g / mol
Glukose har en molær masse på 180,16 g / mol. En mol glukosemolekyle har en masse på 180,16 g.
Molær masse
Molmassen af et givet stof er et kvantitativt mål, der fortæller dig massen af 1 mol af stoffet. I kemi forstås molær masse som en fysisk egenskab, der defineres som massen o fa stof divideret med mængden af stoffet.
Målingen af molær masse (g / mol) er baseret på SI-enheden for mængde, muldvarpen (ikke at forveksle med det søde gravende pattedyr). 1 mol defineres som en mængde stof, der indeholder nøjagtigt 6.0221476 × 1023 bestanddele. Ligesom ordene “million” og “milliarder” står ordet “muldvarp” for en bestemt mængde ting; ca. 602.214.150.000.000.000.000.000.000.000 af dem. Hvis jeg havde en mol æbler, ville jeg have 602.214.150.000.000.000.000.000.000.000 æbler, hvis jeg havde en mol æbler hydrogenatomer, ville jeg have 602.214.150.000.000.000.000.000 af dem.
Hvert element har en molær masse, dvs. et mål for hvor meget masse en mol af dette element har. Molmassen af ethvert element kan bestemmes ved at multiplicere elementernes standard atomvægt (angivet i det periodiske system) med molmassekonstanten Mu = 1 g / mol. Brint har for eksempel en standard atomvægt på 1,00794. For at finde den molære masse af brint multiplicerer vi simpelthen dette tal med den molære massekonstant for at få 1,00794 g / mol. Så hydrogen har en molær masse på 1,00794 g / mol; 6.0221476 × 1023 brintatomer ville tilsammen veje 1,00794 gram.
For at finde molmassen af et molekyle eller en ionforbindelse er alt, hvad man skal gøre, først at multiplicere molmasserne af de bestanddele med deres frekvens i forbindelsen, og tilføj de samlede værdier sammen. Man kan bestemme de relative atomfrekvenser for en sammensætning ved hjælp af forbindelsens molekylformel. Med andre ord er den molære masse af en forbindelse lig med summen af de molære masser af dets bestanddele.
“Produktion og forbrug af glucose og dermed blodsukkerniveauet styres af en funktionel endokrin ligevægt. ” – Bernardo Houssay
For eksempel er vand lavet af 2 hydrogenatomer og 1 iltatom og har en molekylær formel af H2O. For at finde den molære masse af vand, skal man først finde den molære masse af brint og ilt, multiplicere disse værdier med deres relative frekvens i et enkelt molekyle af forbindelsen og tilføje totalerne sammen. Brint har en molær masse på 1,00794 og ilt har en molær masse på 15.9994 Hvert molekyle vand har 2 brintatomer og 1 iltatom, så den molære masse af vand er lig med:
1.00794 (2) + 15.9994 (1) ≈ 18,02 g / mol
Så en mol vandmolekyler ville have en vægt på 18,02 gram.
Betydningen af molær masse
Molære masser er vigtige, fordi de figurerer i ligninger, der bruges til at forudsige stoffernes fysiske og kemiske opførsel. fordi det er generelt umuligt at tælle direkte, hvor mange partikler der er i et stof. Vi kan dog måle masse, så det at kende den molære masse giver os mulighed for indirekte at måle antallet af partikler i et stof ved at måle dets masse.
Eksperimentelle opsætninger refererer ofte til mol og molære masser i deres trin.Sig, at et eksperiment kræver 3 mol vand. Vi kan ikke tælle individuelle vandmolekyler direkte (det ville tage alt for lang tid, selvom vi kunne), så i stedet kan vi stole på den molære vandmasse for at finde ud af, hvor meget vand vi har brug for. 1 mol vand har en masse på 18,02 gram, så hvis et eksperiment kræver 3 mol vand, ved vi, at vi har brug for 18.02 (3) = 54.06 gram vand. Ligeledes, hvis et eksperiment krævede 0,7 mol kulstof, ved vi, at vi har brug for 12,0107 (0,7) = 8,407 gram kulstof.
Molær masse vs molekylær masse
Det er vigtigt at ikke forveksle begreberne molær masse og molekylær masse. Den molære masse af en forbindelse fortæller dig, hvor meget en mol af et stof vejer, men det fortæller dig ikke rigtig noget om vægten af de enkelte molekyler. Målingen af massen af et individuelt molekyle af en forbindelse er dens molekylære masse. Molekylære masser måles i dalton (Da), opkaldt efter far til atomteori, John Dalton. Molekyler af den samme forbindelse kan have forskellige molekylmasser, fordi de kan være sammensat af forskellige isotoper af det samme element. Vand kan have en molær masse på 18,02 g / mol, men individuelle vandmolekyler kan have en vægt, der varierer fra 18,011 Da til 22,028 Da, på grund af tilstedeværelsen af forskellige isotoper af hydrogen og ilt. Den molære masse kan derefter ses som et mål for de gennemsnitlige molekylmasser af de enkelte molekyler i en mol af et stof.
Molær masse af glukose
Ved hjælp af ovenstående definitioner bruger vi kan bestemme molær masse af glukose trin for trin. For det første ser vi på molekylformlen for at bestemme atombestanddelene og deres relative frekvenser i et enkelt molekyle. glukose har en molekylær formel på C6H12O6, så et enkelt molekyle glukose indeholder 6 kulstofatomer, 12 hydrogenatomer og 6 iltatomer.
Molmasserne af kulstof, brint og ilt er 12,0107 g / mol 1,00794 g / mol henholdsvis 15,9994 g / mol. Disse værdier kan bestemmes ved at gange standardatomvægten for hvert element med molmassekonstanten. Dernæst kan vi gange disse værdier med hyppigheden af hvert element, så:
12.0107 × 6
1.00794 × 12
15.9994 × 6
Tilføjelse af alle disse værdier sammen giver os den samlede molære masse af glukose:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180.16 g / mol
Glukose som en forbindelse
Glukose er et simpelt sukker (monosaccharid), der er allestedsnærværende i levende organismer. Det er den vigtigste kilde til metabolisk energi i stort set alle levende væsener og er fysisk rigelig i mange strukturer i kroppen. Glucose er klassificeret som en hexose (seks carbonatomer) og har flere forskellige polymorfe. Den mest almindelige og naturligt forekommende form, D-glucose, består af en cyklisk kæde med 5 carbonatomer, der hver er bundet til en hydrogen- og hydroxylgruppe, lukket med en carbonholdig aldehydgruppe (R). I visse opløsninger vil glukose opklare sig fra sit cykliske arrangement til at danne en lineær kæde af kulstofatomer med aldehydgruppen.
Alle former for glukose er farveløse og opløses let i vand, alkohol og andre organiske opløsningsmidler. Dens opløselighed gør det til en essentiel forbindelse til biologiske processer. Fotoautotrofer, som planter, producerer deres egen glukokilde via fotosyntese, men heterotrofer, som mennesker og alle andre pattedyr, skal få deres glukose fra eksterne kilder. Glukose er den vigtigste ingrediens, der bliver behandlet under cellulær respiration.
Under cellulær respiration opdeles et glukosemolekyle i to pyruvatmolekyler i en proces kaldet glykolyse. Pyruvatmolekylerne omdannes derefter til acetyl-CoA, som behandles i overensstemmelse med Krebs-cyklus. Den energi, der produceres under Krebs-cyklussen, er den vigtigste drivkraft for oxidativ fosforylering, den proces, hvorved kroppen faktisk producerer ATP, den grundlæggende energivaluta for biokemiske processer. ATP kører bogstaveligt enhver biologisk reaktion i kroppen, så uden en jævn tilførsel af glukose vil kroppen ikke være i stand til at producere sit brændstof. For hvert enkelt molekyle glukose har en fuld drejning af den cellulære respirationscyklus et teoretisk udbytte på 38 molekyler ATP. I praksis giver ineffektiviteter i kemiske reaktioner eller tab af energi under oxidativ fosforylering et faktisk udbytte på ca. 33-34 molekyler ATP pr. Molekyle glukose.
Glukose i blodet kaldes blodsukker. Normal kropsfunktion kræver et vist niveau af blodsukker, men for meget kan være skadeligt. Forhøjede niveauer af blodsukker, kaldet hyperglykæmi, kan føre til kvalme, træthed, mavesmerter, sløret syn og hyppig vandladning. Diabetikere mangler evnen til at producere insulin, det hormon, der regulerer blodsukkerniveauet, så diabetikere er i fare for hyperglykæmi.I alvorlige tilfælde kan høje niveauer af blodsukker begrænse iltgennemstrømningen gennem kapillærerne, hvilket resulterer i infektion og vævsdød.
For at opsummere har hvert element en molær masse, et mål for hvor meget et mol af det stof vejer. Den molære masse af et element kan bestemmes ved at gange standard atomvægten med molmassekonstanten g / mol. Den molære masse af en forbindelse er lig med summen af de molære masser af dens bestanddele. Den molære masse af en forbindelse kan bestemmes ved at multiplicere molmasserne for de enkelte grundstoffer med deres relative frekvens i et molekyle af en forbindelse og summere de samlede værdier. I tilfælde af glucose (C6H12O6) har glucose en molær masse på 180,16 g / mol.