Le glucose (C6H12O6) est une macromolécule organique essentielle au métabolisme de pratiquement tous les organismes eucaryotes. Le glucose est un monosaccharide (sucre simple) et le glucide le plus courant. 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/glucides. Et lorsque vous suivez un régime pauvre en glucides et riche en protéines, votre cerveau utilise un carburant à faible indice d'octane. Vous serez un peu hébété, un peu grincheux. —Jack LaLanne
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La masse molaire du glucose peut être calculée en multipliant les masses molaires de ses composants atomiques par leur abondance dans une seule molécule et en ajoutant 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. En général, la masse molaire d'une seule molécule de glucose est la même :
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.
temps molaire
La masse molaire d'une substance donnée est une mesure quantitative qui indique la masse de 1 mole de cette substance. En chimie, la masse molaire est une propriété physique définie comme la masse d'une substance divisée par la quantité de cette substance.
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La masse molaire (g/mol) est basée sur l'unité SI de mesure, la taupe (à ne pas confondre avec le mammifère fouisseur duveteux). 1 mole est définie comme une quantité de substance qui contient exactement 6,0221476 × 1023 particules. Comme les mots « million » et « milliard », le mot « taupe » représente un ensemble spécifique de choses ; environ 602 214 150 000 000 000 000 000. Si vous aviez une mole de pommes, vous auriez 602 214 150 000 000 000 000 000 pommes, si vous aviez une mole d'hydrogènes, vous en auriez 602 214 150 000 000 000 000 000.
Chaque élément a une masse molaire, qui est une mesure de la masse d'une mole de cet élément. La masse molaire de n'importe quel 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 = 1 g/mol. Par exemple, l'hydrogène a un poids atomique standard de 1,00794. Pour trouver la masse molaire de l'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 abondance dans le composé et d'additionner les totaux. Les fréquences atomiques relatives d'une composition peuvent être déterminées à partir de 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 la glycémie, sont contrôlées par un équilibre endocrinien fonctionnel. – Bernardo Houssay
(Video) Molar Mass / Molecular Weight of C6H12O6 (Glucose)
Par exemple, l'eau se compose de 2 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène et a la formule moléculaire H2O. Pour trouver la masse molaire de l'eau, il faut d'abord trouver les masses molaires de l'hydrogène et de l'oxygène, multiplier ces valeurs par leurs abondances relatives dans une seule molécule du composé, et additionner les sommes. L'hydrogène a un poids moléculaire de 1,00794 et l'oxygène a un poids moléculaire 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 la même :
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1,00794 (2) + 15,9994 (1) ≈ 18,02 g/mol
Ainsi, une mole d'une molécule d'eau aurait un poids de 18,02 grammes.
Importance de la masse molaire
Les masses molaires sont importantes car elles apparaissent dans les équations utilisées pour prédire le comportement physique et chimique des substances. Plus important encore, la notion de masse molaire sert de pont entre la masse et la quantité d'une substance, car il est généralement impossible de compter directement le nombre de particules dans une substance. Cependant, nous pouvons mesurer la masse, donc en connaissant la masse molaire, nous pouvons indirectement mesurer le nombre de particules dans une substance en mesurant sa masse.
Les paramètres expérimentaux se réfèrent généralement aux taupes et aux 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 (ce serait trop long même si nous le pouvions), nous devons donc nous fier à la masse molaire de l'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. 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 termes masse molaire et masse moléculaire. La masse molaire d'un composé vous indique combien pèse une mole d'une substance, mais elle ne vous indique pas le poids des molécules individuelles. La mesure de la masse d'une seule molécule 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 peser entre 18,011 Da et 22,028 Da en raison de la présence de différents isotopes d'hydrogène et d'oxygène. Ainsi, la masse molaire peut être considérée comme une mesure de la masse moléculaire moyenne des molécules individuelles dans une mole d'une substance.
masse molaire de glucose
Avec les définitions ci-dessus, nous pouvons déterminer la masse molaire du glucose étape par étape. Tout d'abord, nous examinons la formule moléculaire pour déterminer les constituants atomiques et leurs abondances relatives dans une seule molécule. Le glucose a la 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 du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène sont respectivement de 12,0107 g/mol, 1,00794 g/mol et 15,9994 g/mol. Ces valeurs peuvent être déterminées en multipliant le poids atomique standard de chaque élément par la constante de masse molaire. On peut alors multiplier ces valeurs par la fréquence de chaque élément, comme ceci :
12 0107 × 6
1,00794 × 12
15,9994 × 6
Si nous additionnons toutes ces valeurs, nous obtenons 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) omniprésent dans les organismes vivants. C'est la principale source d'énergie métabolique de pratiquement tous les êtres vivants et il est physiquement abondant dans de nombreuses structures du corps. Le glucose est classé comme un hexose (six atomes de carbone) et possède plusieurs polymorphes différents. La forme la plus courante et la plus naturelle, le D-glucose, consiste en une chaîne cyclique de 5 atomes de carbone, chacun attaché à un hydrogène et un groupe hydroxyle et terminé par un groupe aldéhyde (R) contenant du carbone. Dans certaines solutions, le glucose rompt son cycle pour former une chaîne linéaire d'atomes de carbone terminée par un groupe aldéhyde.
Tous les types de glucose sont incolores et facilement solubles 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, fabriquent leur propre source de glucose par la photosynthèse, mais les hétérotrophes, comme les humains et tous les autres mammifères, doivent obtenir leur glucose de sources externes. Le glucose est le principal composant traité lors de la respiration cellulaire.
Au cours de 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 générée au cours du cycle de Krebs est le principal moteur de la phosphorylation oxydative, le processus par lequel le corps produit de l'ATP, la monnaie énergétique de base des processus biochimiques. L'ATP alimente littéralement chaque réaction biologique dans le corps, donc sans un apport constant de glucose, le corps ne pourra pas fabriquer son carburant. Pour chaque molécule de glucose, un tour complet du cycle respiratoire cellulaire produit théoriquement 38 molécules d'ATP. En pratique, l'inefficacité des réactions chimiques ou la perte d'énergie lors de la phosphorylation oxydative se traduit par un rendement réel d'environ 33 à 34 molécules d'ATP par molécule de glucose.
Le glucose dans le sang est appelé sucre dans le sang. Le fonctionnement normal de l'organisme nécessite un certain taux de sucre dans le sang, mais un excès peut être nocif. Une glycémie élevée, appelée hyperglycémie, peut provoquer des nausées, de la fatigue, des douleurs à l'estomac, une vision floue et des mictions fréquentes. Les diabétiques ne peuvent pas produire d'insuline, l'hormone qui régule la glycémie, ils sont donc à risque d'hyperglycémie. Dans les cas graves, une glycémie élevée peut restreindre le flux d'oxygène dans les capillaires, ce qui peut entraîner une infection et la mort des tissus.
Pour rappel, chaque élément a une masse molaire, une mesure du poids d'une mole de cette substance. La masse molaire d'un élément peut être déterminée en multipliant la masse 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 composants. La masse molaire d'un composé peut être déterminée en multipliant les masses molaires de chaque élément par leur abondance relative dans une molécule d'un composé et en ajoutant les totaux. Dans le cas du glucose (C6H12O6), le glucose a une masse molaire de 180,16 g/mol.