Il glucosio (C6H12O6) è una macromolecola organica essenziale per il metabolismo di essenzialmente tutti gli organismi eucarioti. Il glucosio è un monosaccaride (zucchero semplice) ed è il carboidrato più abbondante. Il glucosio è normalmente immagazzinato nel corpo sotto forma di amido o glicogeno. Il glucosio fornisce le materie prime necessarie per la respirazione cellulare e la produzione di ATP.
“La fonte di carburante preferita del cervello è il glucosio / carboidrati. E quando vai con una dieta a basso contenuto di carboidrati / proteine, il tuo cervello utilizza carburante a basso numero di ottani. Sarai un po ‘intontito, un po’ scontroso. – Jack LaLanne
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La massa molare del glucosio può essere calcolata moltiplicando le masse molari dei suoi costituenti atomici per la loro frequenza in una singola molecola e sommando questi valori insieme. Il glucosio è composto da idrogeno (H), carbonio (C) e ossigeno (O) La massa molare di H è 1,0079, la massa molare di C è 12,0107 e la massa molare di O è 15,9994. In una molecola di glucosio ci sono 12 atomi di idrogeno, 6 di carbonio e 6 di ossigeno. Quindi, complessivamente, il molare massa di una singola molecola di glucosio è uguale a:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180.16 g / mol
Il glucosio ha una massa molare di 180,16 g / mol. Una mole di molecola di glucosio ha una massa di 180,16 g.
Massa molare
La massa molare di una data sostanza è una misura quantitativa che indica la massa di 1 mole di quella sostanza In chimica, la massa molare è intesa come una proprietà fisica definita come massa o fa sostanza divisa per la quantità di quella sostanza.
La misura del molare massa (g / mol) si basa sull’unità SI per quantità, la talpa (da non confondere con il simpatico mammifero scavatore). 1 mole è definita come una quantità di sostanza che contiene esattamente 6,0221476 × 1023 particelle costituenti. Proprio come le parole “milione” e “miliardo”, la parola “talpa” indica una quantità specifica di cose; approssimativamente 602.214.150.000.000.000.000.000 di esse. Se avessi una mole di mele, avrei 602.214.150.000.000.000.000.000 di mele, se avessi una talpa di atomi di idrogeno, ne avrei 602.214.150.000.000.000.000.000.
Ogni elemento ha una massa molare, cioè una misura di quanta massa ha una mole di quell’elemento. La massa molare di qualsiasi elemento può essere determinata moltiplicando il peso atomico standard di tale elemento (elencato nella tavola periodica) per la costante di massa molare Mu = 1g / mol. L’idrogeno, ad esempio, ha un peso atomico standard di 1.00794. Per trovare la massa molare dell’idrogeno, moltiplichiamo semplicemente questo numero per la costante di massa molare per ottenere 1.00794 g / mol. Quindi, l’idrogeno ha una massa molare di 1.00794 g / mol; vale a dire, 6,0221476 × 1023 atomi di idrogeno peserebbero insieme 1,00794 grammi.
Per trovare la massa molare di una molecola o di un composto ionico, è sufficiente moltiplicare le masse molari degli elementi costituenti per la loro frequenza nel composto e sommare i valori totali insieme. Si possono determinare le frequenze atomiche relative di una composizione dalla formula molecolare del composto. In altre parole, la massa molare di un composto è uguale alla somma delle masse molari dei suoi atomi costituenti.
“La produzione e il consumo di glucosio , e quindi, il livello di zucchero nel sangue, sono controllati da un equilibrio endocrino funzionale. ” – Bernardo Houssay
Ad esempio, l’acqua è composta da 2 atomi di idrogeno e 1 atomo di ossigeno e ha una formula molecolare di H2O. Per trovare la massa molare di acqua, è necessario prima trovare la massa molare di idrogeno e ossigeno, moltiplicare quei valori per la loro frequenza relativa in una singola molecola del composto e sommare i totali insieme. L’idrogeno ha una massa molare di 1.00794 e l’ossigeno ha una massa molare di 15.9994. Ogni molecola di acqua ha 2 atomi di idrogeno e 1 atomo di ossigeno, quindi la massa molare dell’acqua è uguale a:
1.00794 (2) + 15.9994 (1) ≈ 18.02 g / mol
Quindi una mole di molecole d’acqua avrebbe un peso di 18,02 grammi.
Importanza della massa molare
Le masse molari sono importanti perché figurano nelle equazioni utilizzate per prevedere il comportamento fisico e chimico delle sostanze. Soprattutto, il concetto di massa molare funge da ponte tra massa e quantità di sostanza perché è generalmente impossibile contare direttamente quante particelle ci sono in una sostanza. Tuttavia, possiamo misurare la massa, quindi conoscere la massa molare ci consente di misurare indirettamente il numero di particelle in una sostanza misurandone la massa.
Le configurazioni sperimentali spesso fanno riferimento a moli e masse molari nei loro passi.Supponiamo che un esperimento richieda 3 moli d’acqua. Non possiamo contare direttamente le singole molecole d’acqua (ci vorrebbe troppo tempo anche se potessimo), quindi possiamo fare affidamento sulla massa molare dell’acqua per capire di quanta acqua abbiamo bisogno. 1 mole di acqua ha una massa di 18,02 grammi, quindi se un esperimento richiede 3 moli di acqua, sappiamo che abbiamo bisogno di 18,02 (3) = 54,06 grammi di acqua. Allo stesso modo, se un esperimento ha richiesto 0,7 moli di carbonio, sappiamo che abbiamo bisogno di 12,0107 (0,7) = 8,407 grammi di carbonio.
Massa molare vs massa molecolare
È importante non confondere i concetti di massa molare e massa molecolare. La massa molare di un composto ti dice quanto pesa una mole di una sostanza, ma in realtà non ti dice nulla sui pesi delle singole molecole. La misura della massa di una singola molecola di un composto è la sua massa molecolare. Le masse molecolari sono misurate in dalton (Da), dal nome del padre della teoria atomica, John Dalton. Molecole dello stesso composto possono avere masse molecolari differenti perché possono essere composte da isotopi differenti dello stesso elemento. L’acqua può avere una massa molare di 18,02 g / mol, ma le singole molecole d’acqua possono avere un peso compreso tra 18,011 Da e 22,028 Da, a causa della presenza di diversi isotopi di idrogeno e ossigeno. La massa molare può quindi essere vista come una misura delle masse molecolari medie delle singole molecole in una mole di una sostanza.
Massa molare del glucosio
Usando le definizioni di cui sopra, noi può determinare passo dopo passo la massa molare del glucosio. Innanzitutto, esaminiamo la formula molecolare per determinare i costituenti atomici e le loro frequenze relative in una singola molecola. il glucosio ha una formula molecolare di C6H12O6, quindi una singola molecola di glucosio contiene 6 atomi di carbonio, 12 atomi di idrogeno e 6 atomi di ossigeno.
Le masse molari di carbonio, idrogeno e ossigeno sono 12,0107 g / mol , 1,00794 g / mol e 15,9994 g / mol, rispettivamente. Questi valori possono essere determinati moltiplicando il peso atomico standard di ciascun elemento per la costante di massa molare. Successivamente, possiamo moltiplicare questi valori per la frequenza di ciascun elemento, quindi:
12,0107 × 6
1,00794 × 12
15,9994 × 6
Sommando tutti questi valori insieme si otterrà la massa molare totale del glucosio:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180.16 g / mol
Glucosio come composto
Il glucosio è uno zucchero semplice (monosaccaride) che è onnipresente negli organismi viventi. È la principale fonte di energia metabolica in praticamente tutte le creature viventi ed è fisicamente abbondante in molte strutture del corpo. Il glucosio è classificato come un esoso (sei atomi di carbonio) e ha diversi polimorfi distinti. La forma più comune e presente in natura, il D-glucosio, consiste in una catena ciclica di 5 atomi di carbonio ciascuno legato a un gruppo idrogeno e idrossile, chiuso con un gruppo aldeidico contenente carbonio (R). In alcune soluzioni, il glucosio si dissolverà dalla sua disposizione ciclica per formare una catena lineare di atomi di carbonio ricoperta dal gruppo aldeidico.
Tutti i tipi di glucosio sono incolori e si dissolvono facilmente in acqua, alcool e altri solventi organici . La sua solubilità lo rende un composto essenziale per i processi biologici. I fotoautotrofi, come le piante, producono la propria fonte di glucosio tramite la fotosintesi, ma gli eterotrofi, come gli esseri umani e tutti gli altri mammiferi, devono ottenere il loro glucosio da fonti esterne. Il glucosio è l’ingrediente principale che viene elaborato durante la respirazione cellulare.
Durante la respirazione cellulare, una molecola di glucosio viene scomposta in due molecole di piruvato in un processo chiamato glicolisi. Le molecole di piruvato vengono quindi convertite in acetil-CoA, che viene elaborato secondo il Ciclo di Krebs. L’energia prodotta durante il ciclo di Krebs è il motore principale della fosforilazione ossidativa, il processo mediante il quale il corpo produce effettivamente ATP, la valuta energetica fondamentale dei processi biochimici. L’ATP guida letteralmente ogni reazione biologica nel corpo, quindi senza un apporto costante di glucosio, il corpo non sarà in grado di produrre il suo carburante. Per ogni molecola di glucosio, un giro completo del ciclo respiratorio cellulare ha una resa teorica di 38 molecole di ATP. In pratica, le inefficienze nelle reazioni chimiche o la perdita di energia durante la fosforilazione ossidativa danno una resa effettiva di circa 33-34 molecole di ATP per molecola di glucosio.
Il glucosio nel sangue è chiamato zucchero nel sangue. Il normale funzionamento del corpo richiede un certo livello di zucchero nel sangue, ma troppo può essere dannoso. Livelli elevati di zucchero nel sangue, chiamati iperglicemia, possono causare nausea, affaticamento, dolori di stomaco, visione offuscata e minzione frequente. I diabetici non hanno la capacità di produrre insulina, l’ormone che regola i livelli di zucchero nel sangue, quindi i diabetici sono a rischio di iperglicemia.Nei casi più gravi, alti livelli di zucchero nel sangue possono limitare il flusso di ossigeno attraverso i capillari, provocando infezioni e morte dei tessuti.
Per ricapitolare, ogni elemento ha una massa molare, una misura di quanto una mole di quella la sostanza pesa. La massa molare di un elemento può essere determinata moltiplicando il peso atomico standard per la costante di massa molare g / mol. La massa molare di un composto è uguale alla somma delle masse molari dei suoi elementi costitutivi. La massa molare di un composto può essere determinata moltiplicando le masse molari dei singoli elementi per la loro frequenza relativa in una molecola di un composto e sommando i valori totali. Nel caso del glucosio (C6H12O6), il glucosio ha una massa molare di 180,16 g / mol.