Glucoza (C6H12O6) este o macromoleculă organică esențială pentru metabolismul esențial al tuturor organismelor eucariote. Glucoza este un monozaharid (zahăr simplu) și este cel mai abundent carbohidrat. Glucoza este stocată în mod normal în organism sub formă de amidon sau glicogen. Glucoza furnizează materiile prime necesare pentru respirația celulară și producerea de ATP.
„Sursa preferată de combustibil a creierului este glucoza / carbohidrații. Și când mergeți în urma unei diete cu conținut scăzut de carbohidrați / bogat în proteine, creierul tău folosește combustibil cu conținut scăzut de octan. Veți fi puțin gâfâit, puțin ursuz. ” – Jack LaLanne
PUBLICITATE
Masa molară a glucozei poate fi calculată prin înmulțirea maselor molare ale constituenților săi atomici cu frecvența lor într-o singură moleculă și adăugarea acestor valori împreună. Glucoza este compusă din hidrogen (H), carbon (C) și oxigen (O) Masa molară a lui H este 1,0079, masa molară a lui C este 12,0107, iar masa molară a lui O este 15,9994. Într-o moleculă de glucoză există 12 hidrogen, 6 atomi de carbon și 6 atomi de oxigen. Deci, în total, molarul masa unei singure molecule de glucoză este egală cu:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180,16 g / mol
Glucoza are o masă molară de 180,16 g / mol. Un mol de moleculă de glucoză are o masă de 180,16 g.
Masa molară
Masa molară a unei substanțe date este o măsură cantitativă care vă indică masa 1 mol din acea substanță. În chimie, masa molară este înțeleasă ca o proprietate fizică care este definită ca masa o fa substanță împărțită la cantitatea substanței respective.
Măsura molarului masa (g / mol) se bazează pe unitatea SI pentru cantitate, alunița (nu trebuie confundată cu drăguțul mamifer care se îngropă). 1 mol este definit ca o cantitate de substanță care conține exact 6,0221476 × 1023 particule constitutive. La fel ca cuvintele „milion” și „miliard”, cuvântul „aluniță” înseamnă o cantitate specifică de lucruri; aproximativ 602.214.150.000.000.000.000.000 dintre ele. Dacă aș avea un mol de mere, aș avea 602.214.150.000.000.000.000.000 de mere, dacă aș avea un mol de atomi de hidrogen, aș avea 602.214.150.000.000.000.000.000 dintre aceștia.
Fiecare element are o masă molară, adică o măsură a cantității de masă pe care o are un mol din acel element. Masa molară a oricărui element poate fi determinată prin înmulțirea greutății atomice standard a acestor elemente (listată pe tabelul periodic) cu constanta masei molare Mu = 1g / mol. Hidrogenul, de exemplu, are o greutate atomică standard de 1,00794. Pentru a găsi masa molară a hidrogenului, înmulțim pur și simplu acest număr cu constanta masei molare pentru a obține 1,00794 g / mol. Deci, hidrogenul are o masă molară de 1,00794 g / mol; adică 6,0221476 × 1023 atomi de hidrogen ar cântări împreună 1,00794 grame.
Pentru a găsi masa molară a unei molecule sau a unui compus ionic, tot ce trebuie să faceți este să înmulțiți mai întâi masele molare ale elementelor constitutive cu frecvența lor în compus și adăugați valorile totale împreună. Se pot determina frecvențele atomice relative ale unei compoziții prin formula moleculară a compusului. Cu alte cuvinte, masa molară a unui compus este egală cu suma masei molare a atomilor săi constituenți.
„Producția și consumul de glucoză și, prin urmare, nivelul zahărului din sânge, este controlat de un echilibru endocrin funcțional. ” – Bernardo Houssay
De exemplu, apa este formată din 2 atomi de hidrogen și 1 atom de oxigen și are o formulă moleculară de H2O. Pentru a găsi masa molară a apă, trebuie mai întâi să găsim masa molară a hidrogenului și a oxigenului, să înmulțim acele valori cu frecvența relativă a acestora într-o singură moleculă a compusului și să adunăm totalurile. 15.9994. Fiecare moleculă de apă are 2 atomi de hidrogen și 1 atom de oxigen, deci masa molară a apei este egală cu:
1.00794 (2) + 15.9994 (1) ≈ 18,02 g / mol
Deci, un mol de molecule de apă ar avea o greutate de 18,02 grame.
Importanța masei molare
Masele molare sunt importante deoarece figurează în ecuațiile utilizate pentru a prezice comportamentul fizic și chimic al substanțelor. Cel mai important, conceptul de masă molară servește drept punte între masă și cantitatea de substanță deoarece în general, este imposibil să se numere în mod direct câte particule sunt într-o substanță. Putem măsura masa însă, deci cunoașterea masei molare ne permite să măsurăm indirect numărul de particule dintr-o substanță măsurând masa acesteia.
Setările experimentale fac adesea referință la moli și mase molare în etapele lor.Să spunem că un experiment necesită 3 moli de apă. Nu putem număra în mod direct molecule individuale de apă (ar dura mult prea mult, chiar dacă am putea), deci ne putem baza pe masa molară de apă pentru a ne da seama de câtă apă avem nevoie. 1 mol de apă are o masă de 18,02 grame, deci dacă un experiment necesită 3 moli de apă, știm că avem nevoie de 18,02 (3) = 54,06 grame de apă. De asemenea, dacă un experiment a solicitat 0,7 moli de carbon, știm că avem nevoie de 12,0107 (0,7) = 8,407 grame de carbon.
Masa molară Vs Masa moleculară
Este important să nu confundați conceptele de masă molară și masă moleculară. Masa molară a unui compus vă spune cât de mult cântărește un mol dintr-o substanță, dar nu vă spune cu adevărat nimic despre greutățile moleculelor individuale. Măsura masei unei molecule individuale a unui compus este masa sa moleculară. Masele moleculare sunt măsurate în daltoni (Da), numiți după tatăl teoriei atomice, John Dalton. Moleculele din același compus pot avea mase moleculare diferite, deoarece pot fi compuse din izotopi diferiți ai aceluiași element. Apa poate avea o masă molară de 18,02 g / mol, dar moleculele individuale de apă pot avea o greutate care variază între 18,011 Da și 22,028 Da, datorită prezenței diferiților izotopi de hidrogen și oxigen. Masa molară poate fi apoi privită ca o măsură a masei moleculare medii a moleculelor individuale dintr-un mol al unei substanțe.
Masa molară de glucoză
Folosind definițiile de mai sus, vom poate determina masa molară de glucoză pas cu pas. În primul rând, ne uităm la formula moleculară pentru a determina constituenții atomici și frecvențele relative ale acestora într-o singură moleculă. glucoza are o formulă moleculară de C6H12O6, deci o singură moleculă de glucoză conține 6 atomi de carbon, 12 atomi de hidrogen și 6 atomi de oxigen.
Masele molare de carbon, hidrogen și oxigen sunt de 12,0107 g / mol , 1,00794 g / mol și, respectiv, 15,9994 g / mol. Aceste valori pot fi determinate prin înmulțirea greutății atomice standard pentru fiecare element cu constanta masei molare. Apoi, putem înmulți aceste valori cu frecvența fiecărui element, deci:
12.0107 × 6
1.00794 × 12
15.9994 × 6
Adăugarea tuturor acestor valori împreună ne va da masa molară totală de glucoză:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180,16 g / mol
Glucoza ca compus
Glucoza este un zahăr simplu (monozaharidă) care este omniprezent în organismele vii. Este principala sursă de energie metabolică în practic toate creaturile vii și este abundentă din punct de vedere fizic în multe structuri din corp. Glucoza este clasificată ca o hexoză (șase atomi de carbon) și are mai multe polimorfe distincte. Cea mai comună și naturală formă, D-glucoza, constă dintr-un lanț ciclic de 5 atomi de carbon, fiecare legat de o grupare hidrogen și hidroxil, închis cu o grupare aldehidă (R) care conține carbon. În anumite soluții, glucoza se va dezlănțui din aranjamentul său ciclic pentru a forma un lanț liniar de atomi de carbon acoperiți cu gruparea aldehidă.
Toate tipurile de glucoză sunt incolore și se dizolvă ușor în apă, alcool și alți solvenți organici Solubilitatea sa îl face un compus esențial pentru procesele biologice. Fotoautotrofii, ca și plantele, își produc propria sursă de glucoză prin fotosinteză, dar heterotrofii, la fel ca oamenii și toate celelalte mamifere, trebuie să-și obțină glucoza din surse externe. se procesează în timpul respirației celulare.
În timpul respirației celulare, o moleculă de glucoză este descompusă în două molecule de piruvat într-un proces numit glicoliză. Moleculele de piruvat sunt apoi transformate în acetil-CoA, care este procesat conform Ciclul Krebs. Energia produsă în timpul ciclului Krebs este principalul motor al fosforilării oxidative, procesul prin care organismul produce de fapt ATP, moneda fundamentală a energiei proceselor biochimice. ATP conduce literalmente fiecare reacție biologică din organism, deci fără o cantitate constantă de glucoză, corpul nu va putea să-și producă combustibilul. Pentru fiecare moleculă de glucoză, o rundă completă a ciclului de respirație celulară are un randament teoretic de 38 de molecule de ATP. În practică, ineficiențele reacțiilor chimice sau pierderea de energie în timpul fosforilării oxidative dau un randament real de aproximativ 33-34 molecule de ATP per moleculă de glucoză.
Glucoza din sânge se numește zahăr din sânge. Funcționarea normală a corpului necesită un anumit nivel de zahăr din sânge, dar prea mult poate fi dăunător. Nivelurile crescute de zahăr din sânge, numite hiperglicemie, pot duce la greață, oboseală, dureri de stomac, vedere încețoșată și urinare frecventă. Diabeticilor le lipsește capacitatea de a produce insulină, hormonul care reglează nivelul zahărului din sânge, astfel încât diabeticii sunt expuși riscului de hiperglicemie.În cazuri severe, nivelurile ridicate de zahăr din sânge pot restricționa fluxul de oxigen prin capilare, ducând la infecții și la moartea țesuturilor. substanța cântărește. Masa molară a unui element poate fi determinată prin înmulțirea greutății atomice standard cu constanta masei molare g / mol. Masa molară a unui compus este egală cu suma maselor molare ale elementelor sale constitutive. Masa molară a unui compus poate fi determinată prin înmulțirea maselor molare ale elementelor individuale cu frecvența relativă a acestora într-o moleculă a unui compus și însumarea valorilor totale. În cazul glucozei (C6H12O6), glucoza are o masă molară de 180,16 g / mol.