TRABAJO PRÁCTICO No. 1 SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

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3.2. ¿Cómo se preparan 500 ml de tampón de fosfato sódico 0,1 mol/l y pH 7,1 partiendo de Na2HPO4.2H2O (PM=178) y NaH2PO4.H2O (PM=138)?, (Considere valores de pKa para el ácido fosfórico de 1,96; 6,80 y 12,0, escoja el más adecuado).

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TRABAJO PRÁCTICO No. 2

PROPIEDADES IONICAS DE LOS AMINOACIDOS

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INTRODUCCION

Como los aminoácidos poseen al menos un grupo amino y un grupo carboxilo, deben considerarse como anfolitos [6]. Estos aminoácidos se disocian en soluciones acuosas dando iones dipolares o zwiteriones[7] de tipo:

+ H3N- CH –COO -, la forma no disociada sería H2N-CH2-COOH.

Una molécula de este tipo puede reaccionar con ácidos de la siguiente manera:

pKa1

+H3N- CH –COO - ⎯⎯⎯⎯⎯→ + H3N-CH2-COOH

Base conjugada ácido conjugado

y con bases:

pKa2

+ H3N- CH –COO - ⎯⎯⎯⎯⎯→ H2N-CH2-COO -

Ácido conjugado base conjugada

Analizando las reacciones químicas que definen el comportamiento ácido básico tanto del grupo α-amino como del grupo α-carboxilo, lo primero que observamos es que cualquier compuesto que presente un grupo carboxílico en su estructura tiene la posibilidad de existir en dos formas:

R-COOH R-COO- + H +[pic 1]

La primera presenta características de ácido débil pues es capaz de ceder protones al medio, mientras que la segunda tiene características de base y puede aceptar protones del medio. También, cualquier compuesto que presente un grupo amino en su estructura tiene posibilidad de existir en dos formas diferentes:

R-NH3+ RNH2 + H +[pic 2]

Al igual que el grupo carboxílico el grupo amino también se comporta como un ácido y como una base.

Un grupo de aminoácidos, denominados iónicos, presentan además del grupo α-amino y α-carboxilo otro grupo ionizable en su cadena radical que también puede comportarse como un ácido o base débil

Es posible construir curvas de titulación de aminoácidos que muestren los fenómenos de disociación que corresponden a los grupos disociables y así establecer los PK de disociación de un aminoácido, observándose también el punto isoeléctrico que viene dado por:

pI = 1/2 (pK1 + pK2)

Debe notarse que el punto isoeléctrico está siempre determinado por los valores de pKa que definen las fuerzas ácida y básica del zwitterion. Por lo tanto el punto isoeléctrico para un aminoácido ácido esta dado por:

pI = 1/2 (pKa1 + pKaR)

y para un aminoácido básico:

pI = 1/2 (pKaR + pKa2)

El término titulación, es sencillamente la representación gráfica del proceso químico de neutralización, es decir cuando una solución de un ácido débil es neutralizada con una base fuerte; el grado de acidez que presenta la solución varía a medida que se va agregando la base fuerte. Esta variación de la acidez de la solución de un ácido débil en función del agregado de la base fuerte se puede representar gráficamente, siempre y cuando se grafique el pH de la solución

Por lo tanto recurriendo a la ecuación de Henderson-Hasselbalch y conociendo el pKa de cada grupo disociable, se puede calcular la relación entre las concentraciones de las variedades iónicas para cualquier pH.

Esta práctica tiene como objetivo general estudiar el comportamiento ácido-básico de diferentes aminoácidos, así como también evidenciar algunas propiedades generales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

1.- Titular aminoácidos con soluciones de HCl y NaOH diluidas.

2.- Construir curvas de titulación de cambios de pH en función de los mEq de ácido o base añadidos.

3.- Determinar las posibles zonas de pKa y zonas de equivalencia

4.- Determinar la solubilidad de los diferentes aminoácidos.

MATERIALES Y REACTIVOS:

Aminoácidos (glicina, ácido glutámico, lisina y alanina), aminoácidos (glicina, histidina y lisina 100 mmol/l; ácido glutámico, 50 mmol/l), HCl (100 mmol/l) y NaOH (100 mmol/l), Etanol, Cloroformo o éter de petróleo, Buretas, pH-metro y agitadores.

LABORATORIO

EXPERIMENTO 1

1.- Tome 25 ml de un aminoácido problema, colóquelo en un vaso de precipitado y determine el pH inicial. Comience a titular con HCl 0.5 N, añadiendo 0.5 ml por vez y observando los cambios de pH hasta aproximadamente 1.5. Lave muy bien los electrodos y estandarice de nuevo el medidor de pH si es necesario.

2.- Tome 25 ml del mismo aminoácido y comience a titular con NaOH 0.5 N, y se procede de forma similar a lo realizado anteriormente, hasta alcanzar un pH de 12,5.

3.- Construya las curvas de titulación en papel milimetrado colocando en el eje de la Y cambio de pH en función de mEq de ácido o base, señale las zonas posibles de pK y compárelos con los valores que se dan en seguida. Calcule el punto isoeléctrico e interprete los resultados.

Aminoácido

pKa1

(α-COOH)

pKa2

(α-NH3 +)

pKaR

(Cadena Lateral)

Glicina

2.4

9.7

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