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4 Massedesmolécules
Mots clés
Masse moléculaire, masse molaire, masses molaires moyennes
1. OBJECTIF
Définir la masse moléculaire et la masse molaire d’une molécule. Comprendre pourquoi les masses molaires de certaines macromolécules ont des valeurs moyennes qui par
ailleurs dépendent des méthodes de mesure.
2. MASSE MOLÉCULAIRE
On entend par masse moléculaire, la masse d’une molécule de la substance considérée.
On calcule la masse moléculaire en effectuant la somme des masses des atomes ou, plus
précisément, des isotopes qui composent cette molécule. La masse d’une molécule d’eau
(H 2 O) constituée de 1 H et 16 O sera donc égale à :
1 0078 2 15 9949 18 0105
,
,
,
× +
=
Da
Il existe dans la nature trois isotopes de l’hydrogène ( 1 H, 2 H, 3 H) et trois isotopes stables
de l’oxygène ( 16 O, 17 O, 18 O) ; on peut écrire un grand nombre de types (isotopomères)
de molécules d’eau : 2 H 2
16 O, 3 H 2
17 O, 2 H 3 H 18 O, etc., en tout 18 molécules dont les masses
moléculaires pourront atteindre 24,03126 Da ( 3 H 2
18 O).
Le nombre d’isotopomères de molécules plus complexes augmente bien sûr en fonction
du nombre d’atomes. La distribution des isotopomères d’une molécule, variable selon
l’origine et l’histoire des échantillons, est révélée par des techniques de spectrométrie de
masse. Ces techniques sont utilisées en particulier pour différencier des molécules synthétiques de leurs homologues endogènes (par exemple, pour distinguer la testostérone
synthétique de la testostérone endogène au cours d’un contrôle anti-dopage).
Dans la pratique, on utilisera la masse moléculaire moyenne, c’est-à-dire la somme des
masses atomiques moyennes (Fiche 3) mentionnées dans le tableau périodique soit, pour
l’eau : 1,0079 × 2 + 15,9994 = 18,0152 Da.
Les masses moléculaires des petites molécules rencontrées chez les êtres vivants sont de
l’ordre de quelques centaines de Daltons : acides aminés, en moyenne 110 Da ; glucose,
180 Da ; triglycérides, en moyenne 850 Da ; stéroïdes, en moyenne 400 Da.
Les protéines ont des masses moléculaires nettement plus importantes ; on les exprime
en kilodaltons ou kDa (1 kDa = 1 000 Da). Ces masses moléculaires iront d’environ
10 kDa (ribonucléase A, 12,5 kDa) à près de 10 000 kDa pour des complexes constitués d’un nombre important de chaînes polypeptidiques (le complexe de la pyruvate
déshydrogénase humaine, composé de 260 chaînes polypeptidiques, possède une masse
moléculaire d’environ 9 500 kDa).
9782100724185-Livre.indb 8
20/05/15 19:10
4 Massedesmolécules
Mots clés
Masse moléculaire, masse molaire, masses molaires moyennes
1. OBJECTIF
Définir la masse moléculaire et la masse molaire d’une molécule. Comprendre pourquoi les masses molaires de certaines macromolécules ont des valeurs moyennes qui par
ailleurs dépendent des méthodes de mesure.
2. MASSE MOLÉCULAIRE
On entend par masse moléculaire, la masse d’une molécule de la substance considérée.
On calcule la masse moléculaire en effectuant la somme des masses des atomes ou, plus
précisément, des isotopes qui composent cette molécule. La masse d’une molécule d’eau
(H 2 O) constituée de 1 H et 16 O sera donc égale à :
1 0078 2 15 9949 18 0105
,
,
,
× +
=
Da
Il existe dans la nature trois isotopes de l’hydrogène ( 1 H, 2 H, 3 H) et trois isotopes stables
de l’oxygène ( 16 O, 17 O, 18 O) ; on peut écrire un grand nombre de types (isotopomères)
de molécules d’eau : 2 H 2
16 O, 3 H 2
17 O, 2 H 3 H 18 O, etc., en tout 18 molécules dont les masses
moléculaires pourront atteindre 24,03126 Da ( 3 H 2
18 O).
Le nombre d’isotopomères de molécules plus complexes augmente bien sûr en fonction
du nombre d’atomes. La distribution des isotopomères d’une molécule, variable selon
l’origine et l’histoire des échantillons, est révélée par des techniques de spectrométrie de
masse. Ces techniques sont utilisées en particulier pour différencier des molécules synthétiques de leurs homologues endogènes (par exemple, pour distinguer la testostérone
synthétique de la testostérone endogène au cours d’un contrôle anti-dopage).
Dans la pratique, on utilisera la masse moléculaire moyenne, c’est-à-dire la somme des
masses atomiques moyennes (Fiche 3) mentionnées dans le tableau périodique soit, pour
l’eau : 1,0079 × 2 + 15,9994 = 18,0152 Da.
Les masses moléculaires des petites molécules rencontrées chez les êtres vivants sont de
l’ordre de quelques centaines de Daltons : acides aminés, en moyenne 110 Da ; glucose,
180 Da ; triglycérides, en moyenne 850 Da ; stéroïdes, en moyenne 400 Da.
Les protéines ont des masses moléculaires nettement plus importantes ; on les exprime
en kilodaltons ou kDa (1 kDa = 1 000 Da). Ces masses moléculaires iront d’environ
10 kDa (ribonucléase A, 12,5 kDa) à près de 10 000 kDa pour des complexes constitués d’un nombre important de chaînes polypeptidiques (le complexe de la pyruvate
déshydrogénase humaine, composé de 260 chaînes polypeptidiques, possède une masse
moléculaire d’environ 9 500 kDa).
9782100724185-Livre.indb 8
20/05/15 19:10