グルコース (C6 H12 O6 ）は、本質的にすべての真核生物の代謝に不可欠な有機高分子です。グルコースは単糖類（単糖）であり、最も豊富な炭水化物です。グルコースは通常、デンプンまたはグリコーゲンの形で体内に保存されます。グルコースは、細胞呼吸と ATP の生成に必要な原材料を提供します。
グルコースのモル質量は、その原子構成要素のモル質量に単一分子内の頻度を掛けて、それらの値を足し合わせることで計算できます。グルコースは、水素 (H)、炭素 (C)、および酸素 (O) で構成されています。H のモル質量は 1.0079、C のモル質量は 12.0107、O のモル質量は 15.9994 です。グルコースの 1 分子には、12 個の水素原子、6 個の炭素原子、および 6 個の酸素原子があります。したがって、全体として、グルコースの単一分子のモル質量は次のようになります:
1.0079(12)+12.0107(6)+15.9994(6) =180.16 g/mol
グルコースのモル質量は 180.16 g/mol です . 1 モルのグルコース分子の質量は 180.16 g です。
モル質量
特定の物質のモル質量は、その物質の 1 モルの質量を示す定量的な尺度です。化学では、モル質量は、物質の質量をその物質の量で割ったものとして定義される物理的特性として理解されています。
モル質量 (g/mol) の尺度は、量の SI 単位である mole に基づいています。 （かわいい穴を掘る哺乳類と混同しないでください）。 1 モルは、正確に 6.0221476 × 10 個の構成粒子を含む物質の量として定義されます。 「百万」や「十億」という言葉と同じように、「モル」という言葉は特定の量を表します。それらの約 602,214,150,000,000,000,000,000。りんごが 1 モルあれば、602,214,150,000,000,000,000,000 個のりんごができます。水素原子が 1 モルあれば、602,214,150,000,000,000,000,000 個になります。
すべての元素にはモル質量があります。つまり、その元素の 1 モルの質量の尺度です。任意の元素のモル質量は、その元素の標準原子量 (周期表に記載) にモル質量定数 Mu を掛けることによって決定できます。 =1g/モル。たとえば、水素の標準原子量は 1.00794 です。水素のモル質量を求めるには、この数値にモル質量定数を掛けるだけで 1.00794 g/mol が得られます。したがって、水素のモル質量は 1.00794 g/mol です。つまり、6.0221476 × 10個の水素原子を合わせると、重さは 1.00794 グラムになります。
分子またはイオン化合物のモル質量を求めるには、最初に構成元素のモル質量に化合物中の頻度を掛け、合計値を足すだけです。化合物の分子式によって、組成物の相対原子周波数を決定できます。言い換えれば、化合物のモル質量は、その構成原子のモル質量の合計に等しい.
たとえば、水は 2 つの水素原子と 1 つの酸素原子でできており、分子式は H2 です。 O. 水のモル質量を求めるには、まず水素と酸素のモル質量を求め、それらの値に化合物の単一分子内の相対頻度を掛けて、合計を足す必要があります。水素のモル質量は 1.00794、酸素のモル質量は 15.9994 です。水の各分子には 2 つの水素原子と 1 つの酸素原子があるため、水のモル質量は次のようになります。
1.00794(2) + 15.9994(1) ≈ 18.02 g/mol
したがって、1 モルの水分子の重量は 18.02 グラムになります。
モル質量の重要性
モル質量は、物質の物理的および化学的挙動を予測するために使用される方程式に含まれるため、重要です。最も重要なことは、モル質量の概念が物質の質量と量の間の架け橋として機能することです。これは、通常、物質に含まれる粒子の数を直接数えることができないためです。 できます ただし、質量を測定するため、モル質量を知ることで、物質の質量を測定することで、物質内の粒子の数を間接的に測定できます。
実験のセットアップでは、多くの場合、そのステップでモルとモル質量を参照します。ある実験で 3 モルの水が必要だとします。水の個々の分子を直接数えることはできません (できたとしても時間がかかりすぎます) ので、代わりに水のモル質量に頼って、必要な水の量を割り出すことができます。 1 モルの水の質量は 18.02 グラムなので、実験で 3 モルの水が必要な場合、18.02(3) =54.06 グラムの水が必要であることがわかります。同様に、実験で 0.7 モルの炭素が必要な場合、12.0107(0.7) =8.407 グラムの炭素が必要であることがわかります。
モル質量と分子質量
モル質量と分子質量の概念を混同しないことが重要です。化合物のモル質量は、物質の 1 モルの重さを教えてくれますが、個々の分子の重さについては何も教えてくれません。化合物の個々の分子の質量の尺度は、分子量です。 .分子量はダルトンで測定されます (Da) は、原子論の父、ジョン・ダルトンにちなんで名付けられました。同じ化合物の分子は、同じ元素の異なる同位体で構成されている可能性があるため、異なる分子量を持つことができます。水は 18.02 g/mol のモル質量を持つ場合がありますが、水素と酸素の異なる同位体が存在するため、個々の水分子は 18.011 Da から 22.028 Da の範囲の重量を持つことができます。モル質量は、1 モルの物質に含まれる個々の分子の平均分子質量の尺度と見なすことができます。
グルコースのモル質量
上記の定義を使用して、グルコースのモル質量を段階的に決定できます。まず、分子式を調べて、単一分子内の原子構成要素とそれらの相対頻度を決定します。グルコースの分子式は C6 です H12 O6 、したがって、グルコースの単一分子には、6 個の炭素原子、12 個の水素原子、および 6 個の酸素原子が含まれます。
炭素、水素、および酸素のモル質量は、それぞれ 12.0107 g/mol、1.00794 g/mol、および 15.9994 g/mol です。これらの値は、各元素の標準原子量にモル質量定数を掛けることで求めることができます。次に、これらの値に各要素の頻度を掛けます。
12.0107 × 6
1.00794 × 12
15.9994 × 6
これらすべての値を合計すると、グルコースの総モル質量が得られます:
1.0079(12)+12.0107(6)+15.9994(6) =180.16 g/mol
化合物としてのグルコース
グルコースは、生物のいたるところに存在する単糖 (単糖) です。事実上すべての生物の代謝エネルギーの主な供給源であり、体内の多くの構造に物理的に豊富に存在します。グルコースはヘキソース (6 個の炭素原子) として分類され、いくつかの異なる多形があります。最も一般的で天然に存在する形態である D-グルコースは、それぞれが水素およびヒドロキシル基に結合した 5 個の炭素原子の環状鎖で構成され、炭素含有アルデヒド基 (R[CHO]) で閉じられています。特定の溶液では、グルコースはその環状配置から解き放たれ、アルデヒド基でキャップされた炭素原子の直鎖を形成します。
すべての種類のブドウ糖は無色で、水、アルコール、その他の有機溶媒に容易に溶解します。その溶解性により、生物学的プロセスに不可欠な化合物になります。植物のような光合成独立栄養生物は、光合成を介して独自のグルコース源を生成しますが、従属栄養生物は、人間や他のすべての哺乳類と同様に、外部ソースからグルコースを取得する必要があります.ブドウ糖は、細胞呼吸中に処理される主な成分です。
細胞呼吸中、解糖と呼ばれるプロセスで、1 つのグルコース分子が 2 つのピルビン酸分子に分解されます。次に、ピルビン酸分子はアセチル-CoAに変換され、クレブス回路に従って処理されます。クレブス サイクル中に生成されるエネルギーは、酸化的リン酸化の主な原動力であり、体が生化学的プロセスの基本的なエネルギー通貨である ATP を実際に生成するプロセスです。 ATP は文字通り体内のすべての生物学的反応を促進するため、グルコースの安定した供給がなければ、体は燃料を生成できません。グルコース 1 分子ごとに、細胞呼吸サイクルの 1 回転で 38 分子の ATP が理論的に生成されます。実際には、化学反応の非効率性または酸化的リン酸化中のエネルギー損失により、グルコース 1 分子あたり約 33 ～ 34 分子の ATP の実際の収量が得られます。
血液中のブドウ糖は血糖と呼ばれます。正常な身体機能にはある程度の血糖値が必要ですが、多すぎると有害になる可能性があります.高血糖症と呼ばれる血糖値の上昇は、吐き気、疲労、胃の痛み、かすみ目、頻尿につながる可能性があります。糖尿病患者は、血糖値を調節するホルモンであるインスリンを産生する能力を欠いているため、糖尿病患者は高血糖のリスクにさらされています.重症例では、血糖値が高いと毛細血管を通る酸素の流れが制限され、感染や組織の死に至る可能性があります。
要約すると、すべての元素にはモル質量があります。これは、その物質の 1 モルの重さの尺度です。元素のモル質量は、標準原子量にモル質量定数 g/mol を掛けることで求めることができます。化合物のモル質量は、その構成元素のモル質量の合計に等しくなります。化合物のモル質量は、個々の元素のモル質量に化合物の分子内の相対頻度を掛け、合計値を合計することによって決定できます。グルコースの場合 (C6 H12 O6 )、グルコースのモル質量は 180.16 g/mol です。
