Glukoza (C6H12O6) jest organiczną makrocząsteczką, która jest niezbędna do metabolizmu praktycznie wszystkich organizmów eukariotycznych. Glukoza jest monosacharydem (cukrem prostym) i jest węglowodanem występującym w największej ilości. Glukoza jest normalnie magazynowana w organizmie w postaci skrobi lub glikogenu. Glukoza dostarcza surowców potrzebnych do oddychania komórkowego i produkcji ATP.
„Preferowanym źródłem paliwa dla mózgu jest glukoza / węglowodany. A kiedy idziesz na diecie niskowęglowodanowej / wysokobiałkowej Twój mózg zużywa paliwo o niskiej liczbie oktanowej. Będziesz trochę oszołomiony, trochę zrzędliwy ”. – Jack LaLanne
REKLAMA
Masę molową glukozy można obliczyć mnożąc masy molowe jej składników atomowych przez ich częstotliwość w pojedynczej cząsteczce i sumując te wartości. Glukoza składa się z wodoru (H), węgla (C) i tlenu (O) Masa molowa H wynosi 1,0079, masa molowa C – 12,0107, a masa molowa O – 15,9994. W jednej cząsteczce glukozy znajduje się 12 atomów wodoru, 6 atomów węgla i 6 atomów tlenu. masa pojedynczej cząsteczki glukozy jest równa:
1,0079 (12) +12,0107 (6) +15,9994 (6) = 180,16 g / mol
Glukoza ma masę molową równą 180,16 g / mol. Jeden mol cząsteczki glukozy ma masę 180,16 g.
Masa molowa
Masa molowa danej substancji jest miarą ilościową określającą masę 1 mol tej substancji W chemii pod pojęciem masy molowej rozumie się właściwość fizyczną, którą definiuje się jako masę o fa podzielona przez ilość tej substancji.
Miara zębów trzonowych masa (g / mol) jest oparta na jednostce SI określającej ilość, czyli kret (nie mylić z uroczym ssakiem nory). 1 mol definiuje się jako ilość substancji, która zawiera dokładnie 6,0221476 × 1023 cząsteczek składowych. Podobnie jak słowa „milion” i „miliard”, słowo „kret” oznacza określoną ilość rzeczy; około 602 214 150 000 000 000 000 000. Gdybym miał jeden mol jabłek, miałbym 602 214 150 000 000 000 000 000 jabłek, gdybym miał jeden mol jabłek atomów wodoru, miałbym ich 602,214,150,000,000,000,000,000.
Każdy pierwiastek ma masę molową, tj. miarę masy jednego mola tego pierwiastka. Masę molową dowolnego pierwiastka można wyznaczyć mnożąc jego standardową masę atomową (podaną w układzie okresowym) przez stałą masy molowej Mu = 1g / mol. Na przykład wodór ma standardową masę atomową 1,00794. Aby znaleźć masę molową wodoru, po prostu pomnożymy tę liczbę przez stałą masy molowej, aby otrzymać 1,00794 g / mol. Zatem wodór ma masę molową 1,00794 g / mol; czyli 6,0221476 × 1023 atomów wodoru ważyłoby razem 1,00794 grama.
Aby znaleźć masę molową cząsteczki lub związku jonowego, wystarczy najpierw pomnożyć masy molowe pierwiastków składowych przez ich częstotliwość w związku i zsumować wartości całkowite. Względne częstotliwości atomowe kompozycji można określić na podstawie wzoru cząsteczkowego związku. Innymi słowy, masa molowa związku jest równa sumie mas molowych jego atomów składowych.
„Produkcja i zużycie glukozy , a zatem poziom cukru we krwi jest kontrolowany przez równowagę funkcjonalną układu hormonalnego ”. – Bernardo Houssay
Na przykład woda składa się z 2 atomów wodoru i 1 atomu tlenu i ma wzór cząsteczkowy H2O. Aby znaleźć masę molową wody, należy najpierw znaleźć masę molową wodoru i tlenu, pomnożyć te wartości przez ich częstotliwość względną w pojedynczej cząsteczce związku i zsumować sumy. Wodór ma masę molową 1,00794, a tlen ma masę molową równą 15,9994. Każda cząsteczka wody ma 2 atomy wodoru i 1 atom tlenu, więc masa molowa wody jest równa:
1,00794 (2) + 15,994 (1) ≈ 18,02 g / mol
Zatem jeden mol cząsteczek wody miałby wagę 18,02 grama.
Znaczenie masy molowej
Masy molowe są ważne, ponieważ figurują w równaniach używanych do przewidywania fizycznego i chemicznego zachowania substancji. Co najważniejsze, pojęcie masy molowej służy jako pomost między masą a ilością substancji. dlatego na ogół nie można bezpośrednio policzyć, ile cząstek znajduje się w substancji. Możemy jednak zmierzyć masę, więc znajomość masy molowej pozwala nam pośrednio zmierzyć liczbę cząstek w substancji poprzez pomiar jej masy.
Układy eksperymentalne często odnoszą się do moli i mas molowych w ich krokach.Powiedz, że eksperyment wymaga 3 moli wody. Nie możemy bezpośrednio policzyć poszczególnych cząsteczek wody (zajęłoby to zbyt dużo czasu, nawet gdybyśmy mogli), więc zamiast tego możemy polegać na masie molowej wody, aby dowiedzieć się, ile wody potrzebujemy. 1 mol wody ma masę 18,02 grama, więc jeśli eksperyment wymaga 3 moli wody, wiemy, że potrzebujemy 18,02 (3) = 54,06 grama wody. Podobnie, jeśli w eksperymencie wymagano 0,7 mola węgla, wiemy, że potrzebujemy 12,0107 (0,7) = 8,407 grama węgla.
Masa molowa kontra Masa cząsteczkowa
Ważne jest, aby nie mylić pojęć masy molowej i masy cząsteczkowej. Masa molowa związku mówi, ile waży jeden mol substancji, ale tak naprawdę nie mówi nic o masie poszczególnych cząsteczek. Miarą masy pojedynczej cząsteczki związku jest jej masa cząsteczkowa. Masy cząsteczkowe są mierzone w daltonach (Da), nazwanych na cześć ojca teorii atomowej, Johna Daltona. Cząsteczki tego samego związku mogą mieć różne masy cząsteczkowe, ponieważ mogą składać się z różnych izotopów tego samego pierwiastka. Woda może mieć masę molową 18,02 g / mol, ale poszczególne cząsteczki wody mogą mieć masę w zakresie od 18,011 Da do 22,028 Da, ze względu na obecność różnych izotopów wodoru i tlenu. Masę molową można wtedy postrzegać jako miarę średniej masy cząsteczkowej poszczególnych cząsteczek w jednym molu substancji.
Masa molowa glukozy
Korzystając z powyższych definicji, potrafi krok po kroku określić masę molową glukozy. Najpierw przyjrzymy się formule cząsteczkowej, aby określić składniki atomowe i ich względne częstotliwości w pojedynczej cząsteczce. glukoza ma wzór cząsteczkowy C6H12O6, więc pojedyncza cząsteczka glukozy zawiera 6 atomów węgla, 12 atomów wodoru i 6 atomów tlenu.
Masy molowe węgla, wodoru i tlenu wynoszą 12,0107 g / mol , Odpowiednio 1,00794 g / mol i 15,9994 g / mol. Wartości te można określić mnożąc standardową masę atomową każdego pierwiastka przez stałą masy molowej. Następnie możemy pomnożyć te wartości przez częstotliwość każdego elementu, więc:
12,0107 × 6
1,00794 × 12
15,994 × 6
Dodanie wszystkich tych wartości do siebie da nam całkowitą masę molową glukozy:
1,0079 (12) +12,0107 (6) +15,9994 (6) = 180,16 g / mol
Glukoza jako związek
Glukoza to cukier prosty (monosacharyd), który jest wszechobecny w żywych organizmach. Jest głównym źródłem energii metabolicznej praktycznie we wszystkich żywych organizmach i występuje w wielu strukturach organizmu. Glukoza jest klasyfikowana jako heksoza (sześć atomów węgla) i ma kilka różnych polimorfów. Najpowszechniejsza i naturalnie występująca postać, D-glukoza, składa się z cyklicznego łańcucha 5 atomów węgla, z których każdy jest związany wodorem i grupą hydroksylową, zamkniętych grupą aldehydową zawierającą węgiel (R). W niektórych roztworach glukoza rozwinie się ze swojego cyklicznego układu, tworząc liniowy łańcuch atomów węgla zakończony grupą aldehydową.
Wszystkie rodzaje glukozy są bezbarwne i łatwo rozpuszczają się w wodzie, alkoholu i innych rozpuszczalnikach organicznych . Jego rozpuszczalność sprawia, że jest niezbędnym związkiem w procesach biologicznych. Fotoautotrofy, podobnie jak rośliny, wytwarzają własne źródło glukozy poprzez fotosyntezę, ale heterotrofy, jak ludzie i wszystkie inne ssaki, muszą pobierać glukozę ze źródeł zewnętrznych. Glukoza jest głównym składnikiem jest przetwarzany podczas oddychania komórkowego.
Podczas oddychania komórkowego jedna cząsteczka glukozy jest rozkładana na dwie cząsteczki pirogronianu w procesie zwanym glikolizą. Cząsteczki pirogronianu są następnie przekształcane w acetylo-CoA, który jest przetwarzany zgodnie z Cykl Krebsa. Energia wytwarzana podczas cyklu Krebsa jest głównym motorem fosforylacji oksydacyjnej, procesu, w którym organizm faktycznie wytwarza ATP, podstawową energię energetyczną procesów biochemicznych. ATP napędza dosłownie każda reakcja biologiczna w organizmie, więc bez stałego dostarczania glukozy organizm nie będzie w stanie wytworzyć paliwa. Na każdą cząsteczkę glukozy jeden pełny obrót cyklu oddychania komórkowego daje teoretyczną wydajność 38 cząsteczek ATP. W praktyce nieefektywność reakcji chemicznych lub utrata energii podczas fosforylacji oksydacyjnej daje faktyczną wydajność około 33-34 cząsteczek ATP na cząsteczkę glukozy.
Glukoza we krwi nazywana jest cukrem we krwi. Normalne funkcjonowanie organizmu wymaga pewnego poziomu cukru we krwi, ale zbyt duży może być szkodliwy. Podwyższony poziom cukru we krwi, zwany hiperglikemią, może prowadzić do nudności, zmęczenia, bólów brzucha, niewyraźnego widzenia i częstego oddawania moczu. Diabetycy nie mają zdolności do wytwarzania insuliny, hormonu regulującego poziom cukru we krwi, więc diabetycy są narażeni na ryzyko hiperglikemii.W ciężkich przypadkach wysoki poziom cukru we krwi może ograniczać przepływ tlenu przez naczynia włosowate, powodując infekcję i śmierć tkanki.
Podsumowując, każdy pierwiastek ma masę molową, czyli miarę tego, ile jednego mol substancja waży. Masę molową pierwiastka można określić mnożąc standardową masę atomową przez stałą masę molową g / mol. Masa molowa związku jest równa sumie mas molowych jego pierwiastków składowych. Masę molową związku można określić mnożąc masy molowe poszczególnych pierwiastków przez ich względną częstotliwość w cząsteczce związku i sumując wartości całkowite. W przypadku glukozy (C6H12O6) glukoza ma masę molową 180,16 g / mol.