Le glucose (C6H12O6) est une macromolécule organique essentielle au métabolisme de pratiquement tous les organismes eucaryotes. Le glucose est un monosaccharide (sucre simple) et est le glucide le plus abondant. Le glucose est normalement stocké dans le corps sous forme d’amidon ou de glycogène. Le glucose fournit les matières premières nécessaires à la respiration cellulaire et à la production d’ATP.
« La source de carburant préférée du cerveau est le glucose / les glucides. Et quand vous y allez avec un régime pauvre en glucides / riche en protéines, votre cerveau utilise du carburant à faible indice d’octane. Vous serez un peu groggy, un peu grincheux. » – Jack LaLanne
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La masse molaire du glucose peut être calculée en multipliant les masses molaires de ses constituants atomiques par leur fréquence dans une seule molécule et en additionnant ces valeurs. Le glucose est composé d’hydrogène (H), de carbone (C) et d’oxygène (O) La masse molaire de H est de 1,0079, la masse molaire de C est de 12,0107 et la masse molaire de O est de 15,9994. Dans une molécule de glucose, il y a 12 atomes d’hydrogène, 6 atomes de carbone et 6 atomes d’oxygène. Donc, au total, la molaire masse d’une seule molécule de glucose est égale à:
1,0079 (12) +12,0107 (6) +15,9994 (6) = 180,16 g / mol
Le glucose a une masse molaire de 180,16 g / mol. Une mole de molécule de glucose a une masse de 180,16 g.
Masse molaire
La masse molaire d’une substance donnée est une mesure quantitative qui vous indique la masse de 1 mole de cette substance. En chimie, la masse molaire est comprise comme une propriété physique définie comme la masse o une substance divisée par la quantité de cette substance.
La mesure de molaire masse (g / mol) est basée sur l’unité SI pour la quantité, la taupe (à ne pas confondre avec le mignon mammifère fouisseur). 1 mole est définie comme une quantité de substance contenant exactement 6,0221476 × 1023 particules constitutives. Tout comme les mots «million» et «milliard», le mot «mole» représente une quantité spécifique de choses; environ 602.214.150.000.000.000.000.000. Si j’avais une mole de pommes, j’aurais 602.214.150.000.000.000.000.000 de pommes, si j’avais une mole de atomes d’hydrogène, j’en aurais 602.214.150.000.000.000.000.000 d’entre eux.
Chaque élément a une masse molaire, c’est-à-dire une mesure de la masse d’une mole de cet élément. La masse molaire de tout élément peut être déterminée en multipliant le poids atomique standard de cet élément (indiqué sur le tableau périodique) par la constante de masse molaire Mu = 1g / mol. L’hydrogène, par exemple, a un poids atomique standard de 1,00794. Pour trouver la masse molaire d’hydrogène, il suffit de multiplier ce nombre par la constante de masse molaire pour obtenir 1,00794 g / mol. Ainsi, l’hydrogène a une masse molaire de 1,00794 g / mol; c’est-à-dire que 6,0221476 × 1023 atomes d’hydrogène pèsent ensemble 1,00794 gramme.
Pour trouver la masse molaire d’une molécule ou d’un composé ionique, il suffit d’abord de multiplier les masses molaires des éléments constitutifs par leur fréquence dans le composé et additionnez les valeurs totales ensemble. On peut déterminer les fréquences atomiques relatives d’une composition par la formule moléculaire du composé. En d’autres termes, la masse molaire d’un composé est égale à la somme des masses molaires de ses atomes constitutifs.
« La production et la consommation de glucose , et donc le taux de sucre dans le sang, sont contrôlés par un équilibre endocrinien fonctionnel. » – Bernardo Houssay
Par exemple, l’eau est composée de 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène et a une formule moléculaire de H2O. Pour trouver la masse molaire de l’eau, il faut d’abord trouver la masse molaire d’hydrogène et d’oxygène, multiplier ces valeurs par leur fréquence relative dans une seule molécule du composé, et additionner les totaux. L’hydrogène a une masse molaire de 1,00794 et l’oxygène a une masse molaire de 15.9994. Chaque molécule d’eau a 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène, donc la masse molaire de l’eau est égale à:
1,00794 (2) + 15,9994 (1) ≈ 18,02 g / mol
Donc, une mole de molécules d’eau aurait un poids de 18,02 grammes.
Importance de la masse molaire
Les masses molaires sont importantes car elles figurent dans les équations utilisées pour prédire le comportement physique et chimique des substances. Plus important encore, le concept de masse molaire sert de pont entre la masse et la quantité de substance car il est généralement impossible de compter directement le nombre de particules contenues dans une substance. Nous pouvons cependant mesurer la masse, donc connaître la masse molaire nous permet de mesurer indirectement le nombre de particules dans une substance en mesurant sa masse.
Les installations expérimentales font souvent référence à des moles et des masses molaires dans leurs étapes.Supposons qu’une expérience nécessite 3 moles d’eau. Nous ne pouvons pas compter directement les molécules d’eau individuelles (cela prendrait beaucoup trop de temps même si nous le pouvions), nous pouvons donc nous fier à la masse molaire d’eau pour déterminer la quantité d’eau dont nous avons besoin. 1 mole d’eau a une masse de 18,02 grammes, donc si une expérience nécessite 3 moles d’eau, nous savons que nous avons besoin de 18,02 (3) = 54,06 grammes d’eau. De même, si une expérience nécessite 0,7 mole de carbone, nous savons que nous avons besoin de 12,0107 (0,7) = 8,407 grammes de carbone.
Masse molaire vs masse moléculaire
Il est important de ne pas confondre les notions de masse molaire et de masse moléculaire. La masse molaire d’un composé vous indique combien pèse une mole d’une substance, mais elle ne vous dit pas vraiment quoi que ce soit sur le poids des molécules individuelles. La mesure de la masse d’une molécule individuelle d’un composé est sa masse moléculaire. Les masses moléculaires sont mesurées en daltons (Da), du nom du père de la théorie atomique, John Dalton. Les molécules d’un même composé peuvent avoir des masses moléculaires différentes car elles peuvent être composées de différents isotopes du même élément. L’eau peut avoir une masse molaire de 18,02 g / mol, mais les molécules d’eau individuelles peuvent avoir un poids allant de 18,011 Da à 22,028 Da, en raison de la présence de différents isotopes d’hydrogène et d’oxygène. La masse molaire peut alors être considérée comme une mesure des masses moléculaires moyennes des molécules individuelles dans une mole d’une substance.
Masse molaire de glucose
En utilisant les définitions ci-dessus, nous peut déterminer la masse molaire de glucose étape par étape. Tout d’abord, nous examinons la formule moléculaire pour déterminer les constituants atomiques et leurs fréquences relatives dans une seule molécule. le glucose a une formule moléculaire C6H12O6, donc une seule molécule de glucose contient 6 atomes de carbone, 12 atomes d’hydrogène et 6 atomes d’oxygène.
Les masses molaires de carbone, d’hydrogène et d’oxygène sont de 12,0107 g / mol , 1,00794 g / mol et 15,9994 g / mol, respectivement. Ces valeurs peuvent être déterminées en multipliant le poids atomique standard de chaque élément par la constante de masse molaire. Ensuite, nous pouvons multiplier ces valeurs par la fréquence de chaque élément, donc:
12,0107 × 6
1,00794 × 12
15,9994 × 6
L’addition de toutes ces valeurs nous donnera la masse molaire totale de glucose:
1,0079 (12) +12,0107 (6) +15,9994 (6) = 180,16 g / mol
Glucose en tant que composé
Le glucose est un sucre simple (monosaccharide) qui est omniprésent dans les organismes vivants. C’est la principale source d’énergie métabolique chez pratiquement toutes les créatures vivantes et est physiquement abondante dans de nombreuses structures du corps. Le glucose est classé comme un hexose (six atomes de carbone) et possède plusieurs polymorphes distincts. La forme la plus courante et naturelle, le D-glucose, consiste en une chaîne cyclique de 5 atomes de carbone liés chacun à un groupe hydrogène et hydroxyle, fermé par un groupe aldéhyde contenant du carbone (R). Dans certaines solutions, le glucose se détachera de son arrangement cyclique pour former une chaîne linéaire d’atomes de carbone coiffée du groupe aldéhyde.
Tous les types de glucose sont incolores et se dissolvent facilement dans l’eau, l’alcool et d’autres solvants organiques . Sa solubilité en fait un composé essentiel pour les processus biologiques. Les photoautotrophes, comme les plantes, produisent leur propre source de glucose par photosynthèse, mais les hétérotrophes, comme les humains et tous les autres mammifères, doivent obtenir leur glucose de sources externes. Le glucose est le principal ingrédient qui est traitée pendant la respiration cellulaire.
Pendant la respiration cellulaire, une molécule de glucose est décomposée en deux molécules de pyruvate dans un processus appelé glycolyse. Les molécules de pyruvate sont ensuite converties en acétyl-CoA, qui est traité selon le Cycle de Krebs. L’énergie produite pendant le cycle de Krebs est le principal moteur de la phosphorylation oxydative, le processus par lequel le corps produit réellement l’ATP, la monnaie énergétique fondamentale des processus biochimiques. L’ATP entraîne littéralement chaque réaction biologique dans le corps, donc sans un apport régulier de glucose, le corps ne sera pas en mesure de produire son carburant. Pour chaque molécule de glucose, un tour complet du cycle de respiration cellulaire a un rendement théorique de 38 molécules d’ATP. En pratique, l’inefficacité des réactions chimiques ou la perte d’énergie lors de la phosphorylation oxydative donnent un rendement réel d’environ 33 à 34 molécules d’ATP par molécule de glucose.
Le glucose dans le sang est appelé glycémie. Le fonctionnement normal du corps nécessite un certain niveau de sucre dans le sang, mais trop peut être nocif. Une glycémie élevée, appelée hyperglycémie, peut entraîner des nausées, de la fatigue, des douleurs à l’estomac, une vision trouble et des mictions fréquentes. Les diabétiques n’ont pas la capacité de produire de l’insuline, l’hormone qui régule la glycémie, les diabétiques sont donc à risque d’hyperglycémie.Dans les cas graves, des taux élevés de sucre dans le sang peuvent restreindre le flux d’oxygène à travers les capillaires, entraînant une infection et la mort des tissus.
Pour récapituler, chaque élément a une masse molaire, une mesure de combien une mole de cela la substance pèse. La masse molaire d’un élément peut être déterminée en multipliant le poids atomique standard par la constante de masse molaire g / mol. La masse molaire d’un composé est égale à la somme des masses molaires de ses éléments constitutifs. La masse molaire d’un composé peut être déterminée en multipliant les masses molaires des éléments individuels par leur fréquence relative dans une molécule d’un composé et en additionnant les valeurs totales. Dans le cas du glucose (C6H12O6), le glucose a une masse molaire de 180,16 g / mol.