Titulação Potenciométrica de Aminoácidos

Titulação Potenciométrica de Aminoácidos Alunos: João Pedro Ferreira Faria, nº mec. 72739

Gonçalo Chaves da Silva Neves, nº mec. 72729 Curso: Ciências Biomédicas, 1º ano Objectivos Gerais No final da actividade laboratorial, o estudante deverá compreender compreender o comportamento ácido-base dos aminoácidos e, através da curva de titulação, determinar os valores de pKa de um aminoácido.

Objectivos Específicos 1. Entender o conceito de pKa; 2. Identificar, pelos valores de pKa, os grupos ionizáveis de um aminoácido; 3. Calcular o pI de um aminoácido; 4. Determinar experimentalmente experimentalmente os valores de pKa da glicina pela curva de titulação.

Reagentes 

Solução aquosa de glicina 0.1 mol/dm³



HCl concentrado



Solução aquosa de NaOH 0.1 mol/dm³

Interpretação dos Resultados

0

Volume gasto (mL) 2,49

0,5

2,51

1

2,54

pH

14

2,61

15

2,69 2,72

8,86

16

9,01

29 30

9,06 17

9,11 9,15

9,99

42

10,02

8,93

2,65 3

28

8,77

2,57 2

8,66

11,91

10,05

43

11,94

10,1

43,5

11,97

10,14 10,17

31

11,87

10,23 10,27

p.I tabelado 5,97

2,77

4

18

2,8 2,84

5

2,93

19

3,04

20

3,15

21

3,29

9,35 9,43

22

9,5 9,56

3,38 3,49

10

24

3,82 6,74

25

8,33 8,53

36

26

9,84

11,03 37

9,91 9,95

11,12 11,22

38

11,31 11,4

39

11,47 11,52

40

9,88 27

10,93

11,62 11,7

41

11,77 11,82

Titulação Potenciométrica da glicina

pH 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

9,7

10,73 10,82

9,77

8,01 13

35

9,67

4,13 12

9,64

10,56 10,66

9,6

3,63 11

34

9,53 23

10,42 10,51

9,46

3,22 9

33

9,39

3,09 8

9,27

10,33 10,38

9,31

2,98 7

32

9,22

2,89 6

9,17

Zona tampão 2

Zona Tampão 1

        0

       5   .         1

3

       5   .         4

6

       5   .        7

9

       5         2        5        5        5         8        5         1        5         4        5        7        5         0        5         3        5         6        5         9        5         2        5   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .         1         1         1         2         2         2         3         3         3         3         4         0         3         6         9         2        5         8         1         4        7         0         3         1         1         1         1         2         2         2         3         3         3         4         4

Volume gasto (mL)

Gráfico 1 - Variação do pH durante a titulação da glicina

De acordo com o comportamento ácido-base dos aminoácidos, a glicina actuou como ácido e como base. O pKa1 calculado foi de 3.31; nesta zona, a glicina adquire a forma:

Entre o pKa1 e o pI, o aminoácido vai ceder protões de acordo com a equação ⁺H₃NCHHCO₂H  ⁺H₃NCHHCO₂⁻ + H⁺.

O pH característico no qual a carga total é igual a zero é denominado ponto isoeléctrico. Nesta titulação, o pI é 6.59 e nele a glicina adquire a forma zwitterionica:

Entre o pI e o pKa2, o aminoácido vai captar protões de acordo com a equação H₂NCHHCO₂⁻ + H⁺  ⁺H₃NCHHCO₂⁻.

O pKa2 calculado foi de 9.87; nesta zona, a glicina adquire a forma:

O ponto isoeléctrico é calculado fazendo a média a ritmética entre o pKa1 e o pKa2, para aminoácidos que não apresentam cadeias laterais tituláveis, ou seja, capazes de perder ou captar protões. Caso a cadeia lateral seja titulável, então os valores de pK usados serão diferentes: para calcular o pI de aminoácidos ácidos deve-se considerar apenas o pKa1 e o pKa da cadeia lateral; para calcular o pI de aminoácidos básicos considera-se apenas o pKa2 e o pKa da cadeia lateral. Por exemplo, no caso da lisina cujo pKa1 é 2.18, o pKa2 é 8.95 e o pKa da cadeia lateral é 10.53, como é um aminoácido básico, o cálculo do pI apenas vai considerar o pKa2 e o pKa da cadeia lateral; assim, para a lisina, o pI é (8.95+10.79)/2 = 9.87.

Observações Na bibliografia usada é indicado que o valor do pKa1 da glicina é 2.34 e o pKa2 é 9.60. No entanto, na nossa titulação, o valor do pH no instante inicial antes da titulação era de 2.49, sendo superior ao valor de pKa1; como tal, o pKa1 calculado tem um valor superior ao tabelado, assim como o valor de pKa2.

Referências Bibliográficas 

Lehninger, Principles of Biochemistry 5th Edition by David L. Nelson and Michael M. Cox, W.H. Freeman and Company, New York;



J.McMurry, M.E.Castellion, D.S.Ballantine, Fundamentals of General, Organic, and Chemistry, Pearson Prentice Hall, London, 2007;



George I. Sackheim, Dennis Lehman, Química e Bioquímica para Ciências Biomédicas, 8ª edição, 2001



http://200.156.70.12/sme/cursos/index.php?intPagina=6&intAula=10&intMod ulo=2&intDisciplina=2&intCurso=1