Glukos (C6H12O6) är en organisk makromolekyl som är väsentlig för metabolismen av i princip alla eukaryota organismer. Glukos är en monosackarid (enkelt socker) och är den vanligaste kolhydraten. Glukos lagras normalt i kroppen i form av stärkelse eller glykogen. Glukos ger de råvaror som behövs för cellandning och produktion av ATP.
”Hjärnans föredragna bränslekälla är glukos / kolhydrater. Och när du går på en diet med lågt kolhydrater / högt proteininnehåll använder din hjärna bränsle med låg oktan. Du kommer att bli lite groggy, lite grinig. ” – Jack LaLanne
ANNONSER
Molmassan av glukos kan beräknas genom att multiplicera molmassorna för dess atombeståndsdelar med deras frekvens i en enda molekyl och lägga dessa värden samman Glukos består av väte (H), kol (C) och syre (O) Molmassan för H är 1.0079, molmassan för C är 12.0107 och molmassan för O är 15.9994. I en molekyl glukos finns det 12 väte-, 6 kol- och 6 syreatomer. Så, totalt, molär massan av en enskild glukosmolekyl är lika med:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180.16 g / mol
Glukos har en molmassa av 180,16 g / mol. En mol glukosmolekyl har en massa av 180,16 g.
Molmassa
Molmassan för ett givet ämne är ett kvantitativt mått som berättar massan av 1 mol av det ämnet. I kemi förstås molär massa som en fysisk egenskap som definieras som massan o fa ämne dividerat med mängden av ämnet.
Måttet på molärt massa (g / mol) baseras på SI-enheten för kvantitet, molen (inte att förväxla med det söta gravande däggdjuret). 1 mol definieras som en mängd substans som innehåller exakt 6.0221476 × 1023 beståndsdelar. Precis som orden ”miljoner” och ”miljarder” står ordet ”mullvad” för en viss mängd saker; cirka 602 214 150 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 av dem. Om jag hade en mol äpplen skulle jag ha 602 214 150 000 000 000 000 000 000 äpplen om jag hade en mol väteatomer skulle jag ha 602,214,150,000,000,000,000,000 av dem.
Varje element har en molmassa, dvs ett mått på hur mycket massa en mol av det elementet har. Molmassan för vilket som helst element kan bestämmas genom att multiplicera dessa grundämnens atomvikt (anges i det periodiska systemet) med molmassakonstanten Mu = 1 g / mol. Väte har till exempel en standard atomvikt på 1,00794. För att hitta den molära massan av väte multiplicerar vi helt enkelt detta tal med molmassakonstanten för att få 1,00794 g / mol. Så, väte har en molmassa av 1,00794 g / mol; 6.0221476 × 1023 väteatomer skulle tillsammans väga 1,00794 gram.
För att hitta molmassan för en molekyl eller en jonförening är allt man behöver göra först att multiplicera molmassorna för de ingående elementen med deras frekvens i föreningen och lägg samman de totala värdena. Man kan bestämma de relativa atomfrekvenserna för en komposition med föreningens molekylformel. Med andra ord är molmassan för en förening lika med summan av molmassorna för dess beståndsdelar.
”Produktion och konsumtion av glukos och därmed blodsockernivån kontrolleras av en funktionell endokrin jämvikt. ” – Bernardo Houssay
Till exempel är vatten gjord av två väteatomer och en syreatom och har en molekylformel av H2O. För att hitta molmassan av vatten, måste man först hitta den molära massan av väte och syre, multiplicera dessa värden med deras relativa frekvens i en enda molekyl av föreningen och lägga samman totalerna. Väte har en molmassa av 1,00794 och syre har en molmassa av 15.9994 Varje molekyl vatten har 2 väteatomer och 1 syreatom, så molmassan för vatten är lika med:
1.00794 (2) + 15.9994 (1) ≈ 18,02 g / mol
Så en mol vattenmolekyler skulle ha en vikt av 18,02 gram.
Betydelsen av molmassa
Molmassor är viktiga eftersom de figurerar i ekvationer som används för att förutsäga ämnens fysiska och kemiska beteende. Viktigast är att begreppet molmassa fungerar som bryggan mellan substansens massa och mängd eftersom det är i allmänhet omöjligt att direkt räkna hur många partiklar som finns i ett ämne. Vi kan dock mäta massan, så att känna till molmassan gör att vi indirekt kan mäta antalet partiklar i ett ämne genom att mäta dess massa.
Experimentella inställningar refererar ofta till mol och molmassa i sina steg.Anta att ett experiment kräver 3 mol vatten. Vi kan inte räkna enskilda vattenmolekyler direkt (det skulle ta alldeles för lång tid även om vi kunde) så istället kan vi lita på molmassan för att räkna ut hur mycket vatten vi behöver. 1 mol vatten har en massa på 18,02 gram, så om ett experiment kräver 3 mol vatten vet vi att vi behöver 18,02 (3) = 54,06 gram vatten. På samma sätt, om ett experiment krävde 0,7 mol kol, vet vi att vi behöver 12,0107 (0,7) = 8,407 gram kol.
Molmassa vs Molekylmassa
Det är viktigt att förvirra inte begreppen molmassa och molekylmassa. Molmassan för en förening berättar för dig hur mycket en mol av ett ämne väger, men den berättar egentligen inte något om vikten för de enskilda molekylerna. Måttet på massan av en enskild molekyl av en förening är dess molekylvikt. Molekylmassor mäts i dalton (Da), uppkallad efter fadern till atomteorin, John Dalton. Molekyler av samma förening kan ha olika molekylmassor eftersom de kan bestå av olika isotoper av samma element. Vatten kan ha en molär massa av 18,02 g / mol, men enskilda vattenmolekyler kan ha en vikt som sträcker sig från 18,011 Da till 22,028 Da, på grund av närvaron av olika isotoper av väte och syre. Molmassan kan sedan ses som ett mått på de genomsnittliga molekylmassorna för de enskilda molekylerna i en mol av ett ämne.
Molmassa av glukos
Med hjälp av ovanstående definitioner använder vi kan bestämma molär massa av glukos steg för steg. Först tittar vi på molekylformeln för att bestämma atombeståndsdelarna och deras relativa frekvenser i en enda molekyl. glukos har en molekylformel av C6H12O6, så en enda molekyl glukos innehåller 6 kolatomer, 12 väteatomer och 6 syreatomer.
Molmassorna kol, väte och syre är 12,0107 g / mol 1,00794 g / mol respektive 15,9994 g / mol. Dessa värden kan bestämmas genom att multiplicera atomvikten för varje element med molmassakonstanten. Därefter kan vi multiplicera dessa värden med frekvensen för varje element, så:
12.0107 × 6
1.00794 × 12
15.9994 × 6
Att lägga till alla dessa värden ger oss den totala molmassan av glukos:
1.0079 (12) +12.0107 (6) +15.9994 (6) = 180.16 g / mol
Glukos som en förening
Glukos är ett enkelt socker (monosackarid) som finns överallt i levande organismer. Det är den huvudsakliga källan till metabolisk energi i nästan alla levande varelser och är fysiskt riklig i många strukturer i kroppen. Glukos klassificeras som en hexos (sex kolatomer) och har flera distinkta polymorfer. Den vanligaste och naturligt förekommande formen, D-glukos, består av en cyklisk kedja med 5 kolatomer vardera bundna till en väte- och hydroxylgrupp, avstängd med en kolinnehållande aldehydgrupp (R). I vissa lösningar kommer glukos att rivas ur sitt cykliska arrangemang för att bilda en linjär kedja av kolatomer som är täckta med aldehydgruppen.
Alla typer av glukos är färglösa och löses lätt i vatten, alkohol och andra organiska lösningsmedel. Dess löslighet gör det till en väsentlig förening för biologiska processer. Fotoautotrofer, som växter, producerar sin egen glukoskälla via fotosyntes, men heterotrofer, som människor och alla andra däggdjur, måste få sin glukos från externa källor. Glukos är den viktigaste ingrediensen som bearbetas under cellulär andning.
Under cellulär andning bryts en glukosmolekyl ned i två pyruvatmolekyler i en process som kallas glykolys. Pyruvatmolekylerna omvandlas sedan till acetyl-CoA, som bearbetas enligt Krebs-cykeln Den energi som produceras under Krebs-cykeln är den främsta drivkraften för oxidativ fosforylering, den process genom vilken kroppen faktiskt producerar ATP, den grundläggande energivaluta för biokemiska processer. varje biologisk reaktion i kroppen, så utan en stadig tillförsel av glukos kommer kroppen inte att kunna producera sitt bränsle. För varje enskild glukosmolekyl har en hel vändning av den cellulära andningscykeln ett teoretiskt utbyte av 38 molekyler ATP. I praktiken ger ineffektivitet i kemiska reaktioner eller förlust av energi under oxidativ fosforylering ett verkligt utbyte på cirka 33-34 molekyler ATP per molekyl glukos.
Glukos i blodet kallas blodsocker. Normal kroppslig funktion kräver en viss nivå av blodsocker, men för mycket kan vara skadligt. Förhöjda nivåer av blodsocker, kallad hyperglykemi, kan leda till illamående, trötthet, magont, dimsyn och frekvent urinering. Diabetiker saknar förmågan att producera insulin, det hormon som reglerar blodsockernivån, så diabetiker riskerar hyperglykemi.I svåra fall kan höga nivåer av blodsocker begränsa syreflödet genom kapillärerna, vilket resulterar i infektion och vävnadsdöd.
För att sammanfatta har varje element en molmassa, ett mått på hur mycket en mol av den ämnet väger. Molmassan för ett element kan bestämmas genom att multiplicera standard atomvikten med molmassakonstanten g / mol. Molmassan för en förening är lika med summan av molmassorna för dess beståndsdelar. Molmassan för en förening kan bestämmas genom att multiplicera molmassorna för de enskilda elementen med deras relativa frekvens i en molekyl av en förening och summera de totala värdena. När det gäller glukos (C6H12O6) har glukos en molmassa på 180,16 g / mol.