PROPIEDADES IÓNICAS DE LOS AMINOÁCIDOS
FECHA INTRODUCCIÓN
Los aminoácidos son compuestos que tienen un grupo carboxilo y un grupo amino unido al carbono alfa, los otros enlaces están formados con un átomo de hidrógeno y con un grupo de átomos distintivo (grupo R o cadena lateral). A pH fisiológico (aproximadamente 7.4) el grupo carboxilo está disociado, formando el ion carboxilato cargado negativamente
(-COO-) y el grupo amino está protonado (-NH
3+). En las proteínas, todos los grupos
amino y carboxilo (excepto los de los extremos) están combinados en el enlace peptídico, por lo que no se disocian (no generan cargas) y no están disponibles para reacción química alguna (excepto para la formación de puentes de hidrógeno). En consecuencia, las cargas de las proteínas están determinadas principalmente por el número y tipo de cadenas laterales
disociables (Schlimme, 2007; Walstra & Jennes, 2005).
Cuando un aminoácido cristalino en forma de ion dipolar (igual número de cargas
positivas que negativas) es disuelto en agua, puede actuar ya sea como un ácido (donador
de protones) o como una base (aceptor de protones), de acuerdo a las reacciones siguientes:
• El pH en el cual un aminoácido tiende a adoptar una forma dipolar neutra se
denomina Punto Isoeléctrico (pI). La solubilidad en agua de un aminoácido es
mínima en su punto isoeléctrico (Schlimme, 2007).
• El comportamiento anfótero se refiere a que, en disolución acuosa, los aminoácidos
son capaces de ionizarse dependiendo del pH, como un ácido (cuando el pH es básico), como una base (cuando el pH es ácido) o como un ácido y una base a la vez (cuando el pH es neutro). En este último caso adoptan un estado dipolar iónico
conocido como zwitterión (figura 2.1). Las sustancias que tienen esta propiedad se
conocen como sustancias anfotéricas o anfolitos (Schlimme, 2007).
• Algunos aminoácidos poseen además otros grupos ionizables, situados en la cadena R, que está unida al carbono alfa (este grupo puede ser un p-hidroxifenil, sulfhidrilo, guanidino, imidazol, carboxilo y amino). Cada uno de esos grupos posee también propiedades ácido-base y por lo tanto son disociables (Walstra & Jennes, 2005).
Fuente: Schlimme, E. (2007). Aminoácidos Propiedades químicas y físicas. Zaragoza: Acribia, S.A.
Figura 2.1. Zwitterión
OBJETIVOS
Al finalizar la práctica, el estudiante deberá estar en capacidad de:
• Determinar gráficamente el punto isoeléctrico de un aminoácido, utilizando valores de pH y mL de titulante agregado.
• Ubicar en las curvas de titulación ácido base de los aminoácidos, las regiones que manifiestan la presencia de las formas iónicas.
• Balanza
• Balón aforado de 250 ml • Beakers de 400 ml • Buretas de 50 ml • Erlenmeyers de 250 ml • Espátula
• Juego de pinzas para bureta • Pipetas volumétricas
• Potenciómetro
• Soporte
• Varilla de agitación • Vidrio de reloj
REACTIVOS
• Agua destilada a pH 7.00 • Hidróxido de sodio 1.0 M • Glicina o alanina
PROCEDIMIENTO
1. Servir dos alícuotas de 25 mL de una solución glicina, por separado en un beaker y adicionar 100 mL de agua a cada una. Identificarlas como alícuota "A" y "B".
2. Llenar una de las buretas con solución de HCl 1.00 M e iniciar la titulación del recipiente "A" agregando los volúmenes indicados en la tabla (resultados) y anotar el valor de pH en cada caso. Utilizar un agitador magnético para homogenizar la solución después de cada volumen agregado. No utilizar el electrodo del potenciómetro para agitar.
3. Llenar otra bureta con solución de NaOH 1.00 M e iniciar la titulación del recipiente "B" agregando los volúmenes indicados en la tabla (Resultados) y anotar el valor de pH en cada caso. Utilizar un agitador magnético para homogenizar la solución después de cada volumen agregado. No utilizar el electrodo del potenciómetro para agitar.
4. Construir la gráfica de titulación de la glicina o alanina a partir de los datos de las tablas No. 1 y 2.
6. Ubicar las regiones que se presentan en la gráfica y referir cuáles son las formas iónicas de la glicina o alanina que existen durante la titulación, derivadas de los grupos alfa carboxilo y alfa amino.
7. Determinar en la gráfica los valores de pk1 y pk2 con sus respectivas especies iónicas en cada región de pk.
DIAGRAMA DE FLUJO
Tablas de titulación
TABLA No. 1 TABLA No. 2
Corrida Volumen
HCl (mL) pH Corrida
Volumen
NaOH (mL) pH
1 0 1 0
2 0.05 2 0.05
3 0.10 3 0.10
4 0.15 4 0.15
5 0.20 5 0.20
6 0.30 6 0.30
7 0.40 7 0.40
8 0.60 8 0.60
9 0.80 9 0.80
10 1.00 10 1.00
11 1.30 11 1.30
12 1.70 12 1.70
13 2.00 13 2.00
14 2.50 14 2.50
15 3.00 15 3.00
16 3.50 16 3.50
17 4.00 17 4.00
18 5.00 18 5.00
19 6.00 19 6.00
20 7.00 20 7.00
21 8.00 21 8.00
22 9.00 22 9.00
23 11.00 23 11.00
24 12.00 24 12.00
25 13.00 25 13.00
26 14.00 26 14.00
27 15.00 27 15.00
28 15.50 28 15.50
29 16.00 29 16.00
30 16.50 30 16.50
31 17.00 31 17.00
32 17.50 32 17.50
33 18.00 33 18.00
34 18.50 34 18.50
35 19.00 35 19.00
36 19.50 36 19.50
37 20.00 37 20.00
38 20.50 38 20.50
39 21.00 39 21.00
40 21.50 40 21.50
41 22.00 41 22.00
42 22.50 42 22.50
43 22.75 43 22.75
44 23.00 44 23.00
45 23.25 45 23.25
CUESTIONARIO
1. ¿Qué indica el valor de pK de un grupo funcional o de una molécula?
2. ¿Cuáles son los grupos responsables de las propiedades ácido-básicas de los aminoácidos?
3. Realice un listado de los aminoácidos que tienen una cadena R disociable (coloque el grupo funcional que puede donar o aceptar protones), clasifíquelos como aminoácidos ácidos y básicos.
4. ¿Son iguales las reacciones de ionización de un ácido monoamino monocarboxílico que un aminoácido ácido? Explique y proporcione ejemplos.
7. Anote el procedimiento para utilizar el potenciómetro.
