Молекулярная масса крахмала

 Теория:

Молекулярная масса крахмала — это масса одной молекулы выраженная в атомных единицах массы (а.е.м.).

Крахмал это вещество которое не имеет постоянную молекулярную массу, как например вода H₂O.

Потому, что это полисахарид и состоит из множества повторяющихся звеньев моносахарида — глюкозы.

Точное значение молекулярной массы для конкретного образца крахмала определить сложно, так как это смесь молекул разной длины.

Как определить молекулярную массу

Молекулярная масса крахмала, а именно одного звена рассчитывается как сумма атомных масс входящих в его состав элементов:

1. Атомная масса водорода (H) ≈ 1,01 а.е.м.
2. Атомная масса углерода (С) ≈ 12,0096 а.е.м.
3. Атомная масса кислорода (О) ≈ 16,00 а.е.м.

То есть нужно сложить атомные массы веществ, предварительно умножив их на количество, это будет выглядеть (C₆H₁₀O₅)n:

(12,0096 х 6) + (10 × 1,01) + (5 × 16,00) = 162.16

Крахмал представляет собой полисахарид, состоящий из множества остатков глюкозы, соединенных гликозидными связями.

Он не имеет фиксированной молекулярной массы, а скорее среднюю молекулярную массу, которая может варьироваться в зависимости от:

1. Длины полимерных цепей: Количество остатков глюкозы (n) в молекулах амилозы и амилопектина может быть различным.
2. Соотношения амилозы и амилопектина: Крахмал состоит из двух основных полисахаридов: линейной амилозы и разветвленного амилопектина, молекулярные массы которых отличаются.
3. Происхождения крахмала: Крахмал, полученный из разных растений (картофеля, кукурузы, риса и т. д.), может иметь разную среднюю молекулярную массу.

Общая формула крахмала: (C₆H₁₀O₅)n

Молярная масса одного звена (C₆H₁₀O₅) составляет: (6 × 12.01) + (10 × 1.01) + (5 × 16.00) = 72.06 + 10.10 + 80.00 = 162.16 г/моль.

Таким образом, молярная масса крахмала будет равна 162.16 × n г/моль, где n — среднее количество глюкозных остатков в молекулах крахмала данного типа.

Приблизительные значения средней молекулярной массы крахмала:

1. Для амилозы средняя молекулярная масса может составлять от 10 000 до 1 000 000 а.е.м. (n от 60 до 6000).
2. Для амилопектина средняя молекулярная масса может достигать нескольких миллионов а.е.м. (n может быть значительно больше).

Процентное содержание каждого элемента в крахмале

Процентное содержание углерода (C): (Масса углерода / Молярная масса звена) × 100% = (6 × 12.01 / 162.16) × 100% = (72.06 / 162.16) × 100% ≈ 44.44%

Процентное содержание водорода (H): (Масса водорода / Молярная масса звена) × 100% = (10 × 1.01 / 162.16) × 100% = (10.10 / 162.16) × 100% ≈ 6.23%

Процентное содержание кислорода (O): (Масса кислорода / Молярная масса звена) × 100% = (5 × 16.00 / 162.16) × 100% = (80.00 / 162.16) × 100% ≈ 49.33%

Таким образом, в одном звене крахмала (C₆H₁₀O₅) содержится примерно:

1. 44.44% углерода
2. 6.23% водорода
3. 49.33% кислорода

Сумма процентов составляет 44.44% + 6.23% + 49.33% = 100%.

Вывод

Нельзя назвать точную молекулярную массу крахмала, можно говорить лишь о диапазоне средних молекулярных масс, зависящих от его состава и длины полимерных цепей.

 Пример решения, задача:

Дано: определите количество звеньев в молекуле крахмала если известно что его молекулярная масса 314928000.

Решение: для определения количества звеньев (n) в молекуле крахмала, зная его молекулярную массу, необходимо воспользоваться следующей формулой:

n = Молекулярная масса крахмала / Молярная масса одного звена

Мы уже знаем молярную массу одного звена крахмала (C₆H₁₀O₅):

M(C₆H₁₀O₅) = 162.16 г/моль

Теперь подставим известную молекулярную массу крахмала:

n = 314 928 000 а.е.м. / 162.16 а.е.м./звено

n ≈ 1 942 075.73 звена

Поскольку количество звеньев должно быть целым числом, округлим полученное значение до ближайшего целого:

n ≈ 1 942 076

Ответ: Количество звеньев в молекуле крахмала с молекулярной массой 314 928 000 а.е.м. составляет примерно 1 942 076.

Часто задаваемые вопросы