propiedades de aminoáciods
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5/15/2018 propiedades de amino ciods - slidepdf.com
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PRACTICA No. 2PROPIEDADES IONICAS DE LOS AMINOÁCIDOS
Gimena Domínguez (201013526), Adolfo Simón (200923364), Byron Pérez (201013499)
Departamento de Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, Universidad de San Carlos de Guatemala,
Carrera de Química Biológica.
INTRODUCCIÓNLos aminoácidos son compuestos que contienen un grupo amino, un grupo carboxilo, un
hidrógeno y un grupo R unidos a un carbono alfa, su estructura depende del pH del medio en donde se
encuentran, el grupo carboxílico pierde un protón dando lugar a un ion carboxilato; y el grupo amino se
protona y da lugar a un ion amino. A esta estructura se le denomina ion dipolar zwitterion y se
encuentra en un punto isoélectrico. En una solución ácida, el grupo -COO¯ se protona y se obtiene el
grupo – COOH, y la molécula tiene una carga total positiva. Si el pH aumenta, el grupo – COOH pierde
su protón aproximadamente a pH= 2. A este punto se le denomina pKa1, primera constante de
disociación ácida. Si el pH sigue aumentando, el grupo – NH3+ pierde su protón a un pH entre 9 y 10. A
este punto se le denomina pKa2, segunda constante de disociación ácida. Por encima de este pH, la
molécula tiene una carga total negativa (Wade, 2004, p.1121). Los objetivos a realizar en la práctica
fueron determinar gráficamente el punto isoélectrico del aminoácido, utilizando valores de pH y
volumen de titulante agregado. De la misma manera se tuvo la capacidad de ubicar en las curvas de
titulación, las regiones que manifiestan la presencia de las formas iónicas del aminoácido; y de
determinar gráficamente los valores de pk 1 y pk 2
METODOLOGÍA
El principal método analítico utilizadoen la práctica es la titulación, ya que se valoró
el aminoácido (glicina) con NaOH y HCl. La
titulación tuvo como objetivo, cambiar el pH
del aminoácido; para así poder representar los
cambios en una curva de calibración. Para ello
se utilizo el potenciómetro.
De la misma manera se utilizaron
métodos estadísticos (computarizados) para
realizar la curva de calibración y poder observarlos constantes de disociación (pK) y poder
determinar las diferentes formas iónicas de los
aminoácidos a los pH distintos.
RESULTADOS
Gráfica 1. Curva de Titulación de la Glicina
Fuente: Datos experimentales, obtenidos en el Laboratorio de
Bioquímica, Edificio T-12, USAC
En la Gráfica No. 1 se puede observar en la
curva el pH Isoeléctrico en donde se tiene un
predominio de moléculas como Zwitterión en
un pH aprox. de 6 donde la glicina muestra una
capacidad amortiguadora nula la cual puede
observarse en el aumento brusco de pH.
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Gráfica 2. Determinación del pKa1, pI y pKa2
de la Glicina
Fuente: Datos experimentales, obtenidos en el Laboratorio de
Bioquímica, Edificio T-12, USAC
En la grafica 2 se puede observar el pK1 y pK2
los cuales son representados por los picos más
altos de la grafica en donde se encuentra la zona
amortiguadora de los grupos carbonilo y amino
donde se tiene la mitad de las moléculas
protonadas y la otra mitad desprotonadas.
Tabla 1. Valores de pH en la titulación de
glicina
No.Vol. de Titulante
(mL)pH
pHpromedio
Δ Vol.
(ml)
1 -23.50 1.76 1.77 0.50
2 -23.00 1.78 1.82 1.00
3 -22.00 1.85 1.87 1.00
4 -21.00 1.88 1.89 0.50
5 -20.50 1.90 1.92 0.50
6 -20.00 1.93 1.95 0.50
7 -19.50 1.96 1.97 0.50
8 -19.00 1.98 2.00 0.50
9 -18.50 2.01 2.02 0.50
10 -18.00 2.03 2.05 0.50
11 -17.50 2.06 2.08 0.50
12 -17.00 2.09 2.10 0.50
13 -16.50 2.11 2.13 0.50
14 -16.00 2.14 2.15 0.50
15 -15.50 2.16 2.18 0.50
16 -15.00 2.19 2.22 1.00
17 -14.00 2.24 2.27 1.00
18 -13.00 2.30 2.33 1.00
19 -12.00 2.36 2.39 1.00
20 -11.00 2.41 2.48 2.00
21 -9.00 2.55 2.58 1.00
22 -8.00 2.60 2.65 1.00
23 -7.00 2.69 2.74 1.00
24 -6.00 2.78 2.90 1.00
25 -5.00 3.01 3.07 1.00
26 -4.00 3.13 3.16 0.50
27 -3.50 3.19 3.23 0.50
28 -3.00 3.26 3.30 0.50
29 -2.50 3.34 3.40 0.50
30 -2.00 3.45 3.48 0.30
31 -1.70 3.51 3.57 0.40
32 -1.30 3.62 3.68 0.30
33 -1.00 3.74 3.79 0.20
34 -0.80 3.84 3.92 0.20
35 -0.60 3.99 4.08 0.20
36 -0.40 4.17 4.24 0.10
37 -0.30 4.30 4.39 0.10
38 -0.20 4.47 4.55 0.05
39 -0.15 4.63 4.75 0.05
40 -0.10 4.87 5.06 0.05
41 -0.05 5.25 5.52 0.05
42 0.00 5.80 5.96 0.05
43 0.05 6.12 6.39 0.05
44 0.10 6.65 6.82 0.05
45 0.15 6.98 7.09 0.05
46 0.20 7.20 7.33 0.10
47 0.30 7.46 7.55 0.10
48 0.40 7.64 7.76 0.20
49 0.60 7.88 7.97 0.20
50 0.80 8.05 8.12 0.20
51 1.00 8.18 8.26 0.30
52 1.30 8.33 8.40 0.40
53 1.70 8.47 8.52 0.30
54 2.00 8.57 8.63 0.50
55 2.50 8.68 8.71 0.50
56 3.00 8.74 8.79 0.50
57 3.50 8.83 8.87 0.50
58 4.00 8.90 8.96 1.00
59 5.00 9.02 9.08 1.00
60 6.00 9.14 9.19 1.00
61 7.00 9.23 9.28 1.00
62 8.00 9.32 9.36 1.00
63 9.00 9.39 9.47 2.00
64 11.00 9.54 9.57 1.00
65 12.00 9.60 9.64 1.00
66 13.00 9.67 9.70 1.00
67 14.00 9.73 9.77 1.00
68 15.00 9.80 9.82 0.50
69 15.50 9.83 9.85 0.50
70 16.00 9.86 9.88 0.50
71 16.50 9.90 9.91 0.50
72 17.00 9.92 9.94 0.50
73 17.50 9.96 9.98 0.50
74 18.00 9.99 10.01 0.50
75 18.50 10.03 10.05 0.50
76 19.00 10.07 10.09 0.50
77 19.50 10.10 10.12 0.50
78 20.00 10.14 10.16 0.50
79 20.50 10.17 10.20 0.50
80 21.00 10.22 10.24 0.50
81 21.50 10.26 10.29 0.50
82 22.00 10.31 10.34 0.50
83 22.50 10.36 10.37 0.25
84 22.75 10.38 10.40 0.25
85 23.00 10.41 10.43 0.25
86 23.25 10.44 10.46 0.25
87 23.50 10.47 10.50 0.50
88 24.00 10.52 10.56 0.50
89 24.50 10.59 10.63 0.50
90 25.00 10.67 10.71 0.50
91 25.50 10.74 10.81 0.50
92 26.00 10.87 10.94 0.50
93 26.50 11.01
Fuente: Datos experimentales, obtenidos en el Laboratorio de
Bioquímica, Edificio T-12, USAC
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En la Tabla 1. Se puede observar en la primer
columna los mL de los titulantes de forma
consecutiva: los mL de HCl en números
negativos y de forma inversa (mayor a menor
hasta cero) y los mL de NaOH en números
positivos, ordenando de menor a mayor a partir
de cero, el pH de la titulación según el volumen
que se adiciona, el pH promedio y los mL de
volumen que se adicionan en cada titulación.
DISCUSIÓN DE RESULTADOSLos aminoácidos tienen la propiedad de
poder ser ionizados lo que le permite actuar
como un donador o aceptor de protones.
(Lehninger, 2006, p.81) Durante la práctica se
realizo la titulación acido-base de la glicinapara poder identificar los diferentes estados
ionizados de un aminoácido.
A un pH ácido la glicina se encontró como un
ácido diprótico, ya que tanto el grupo amino
como el carboxilo se encontraron protonados,
es decir, a pH = 1, el 100% de las moléculas de
aminoácido se encontraron en forma de catión.
(Ver Grafica 1) Al irle añadiendo equivalentes
de base (NaOH), el grupo α-carboxilo (-COOH)
se disocio, cediendo protones al medio y
transformándose en un grupo carboxilato; este
equilibrio vino descrito por el pKa1 el cual
experimentalmente tuvo un valor de 2.48 con
un porcentaje de error de 0.14 y un valor
teórico de 2.34. Cuando pH = pKa1, la glicina
se encontró como 50% catión + 50% zwitterion.
Por lo tanto, el par -COOH/-COO- pudo servir
como un tampón amortiguador en la región depH cerca del valor pKa1. En cuanto a la carga,
cuando pH = pKa1, entonces [I] = [II] y por lo
tanto Q neta = 0.5; y cuando pH = pKa1 - 2;
[I]/[II] = 100:1; Q = 1, es decir prácticamente
sólo existe la forma I en solución. (Ver Grafica
2) (Morris, J. 2001, p. 142-149)
En el punto Isoeléctrico, prácticamente el 100%
del aminoácido se encontró como ion dipolar o
zwitterion, de forma tal que el aminoácido
presento una carga neta nula con un valor
experimental de 5.80 con un porcentaje de error
de 0.17 y un valor teórico de 5.97 (en el punto
Isoeléctrico, la mayoría de las moléculas del
aminoácido se encuentran en forma de ion
dipolar, pero también existen pequeñas
cantidades equimolares de aniones y cationes,
además de una pequeña fracción de aminoácido
no ionizado. (Ver Grafica 1) (Donald y J. Voet,
2007, p.84-85) Al seguir añadiendo
equivalentes de base, el grupo amino (-NH3+) se
disocio también, obteniéndose la forma
totalmente desprotonada de la glicina; esteequilibrio estuvo definido por el pKa2 siendo
experimentalmente de 9.47 con un porcentaje
de error de 0.13 y un valor teórico de 9.6.
Cuando pH = pKa2, la glicina se encontró como
50% zwitterion + 50% anión. Por lo tanto, el
par -NH3+ /-NH2 pudo actuar como un sistema
tampón ó disolución amortiguadora en la región
de pH cerca del pKa2. En cuanto a la carga,
cuando pH = pKa2, entonces [II] = [III] y por
lo tanto Q neta = -0.5. (Ver Grafica 2) (Morris,
J. 2001, p. 142-149) A pH muy elevados, el
100% de las moléculas de aminoácido se
encontraron en forma de ion negativo o anión.
Cuando pH = pKa2 + 2; [III]/[II] = 1:100; Q =
-1, es decir prácticamente sólo existe la forma
III en solución. (Ver Grafica 1) (Morris, J.
2001, p. 142-149)
Los valores de los pKa y el punto isoeléctrico
pudieron haberse variado debido a errores demanipulación de los instrumentos como no
haber calibrado bien el potenciómetro o la mala
manipulación de la bureta así como también a
errores de medición ya que se observa que los
valores de error tiene un valo de 0.14 a 0.17
manteniéndose casi constantes en la medición.
(Morris, J. 2001, p. 142-149)
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CONCLUSIONES1. Los pka de la glicina determinan los valores
en los cuales empieza a protonarse o
desprotonarse uno de los grupos ionizables
de la molécula.
2. El punto isoeléctrico o pH de la glicina se
encuentra a 5.80 lo cual es el estado en
equilibrio de las cargas dando la suma de
este, 0.
3. Las cargas parciales de la glicina se
encuentran en el pka por lo que se
comportan como soluciones tampón.
4. Los valores de pKa1 y pKa2 de la glicina
fueron 2.48 y 9.47 respectivamente según la
titulación con HCl y NaOH con una
variación al pKa teorico de 0.14.
REFERENCIAS Wade, L. (2004). Quimica Orgánica (5ta
Ed). Madrid, España: Persona, Prentice Hall.
Lehninger. (2006). Principios de
Bioquimica. (4º. Ed.) Editorial Omega,
Barcelona España.
Morris, J. (2001). Fisicoquímica para
Biólogos. (2º. Ed.) Editorial Reverte,
Barcelona España.
Donald y J. Voet. (2007) Fundamentos de
Bioquimica. (2º. Ed.) Editorial Medica
Panamericana, Buenos Aires, Argentina.
ANEXOSGráfica 3. Curva de titulación de la glicina con
valores de pKa y pI
Fuente: Departamento de Quimica, UNAM disponible en:http://depa.pquim.unam.mx/proteinas/estructura/EPamm3.html