TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA DE UM AMINOÁCIDO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA
MOLECULAR BQI 101 – Laboratório de Bioquímica I
Relatório da Aula Prática Nº 5
TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA DE UM AMINOÁCIDO
Caio Henrique Alvarenga Pascoal Matr: 108366
Julia Araujo Moura da Costa Matr: 100728
Marcela Calegário Matr: 114122
Número de Turma: 14 Horário da aula: Quinta às 8h
Viçosa (MG), 05 / 10 / 2023
INTRODUÇÃO:
Os aminoácidos são moléculas orgânicas que possuem, pelo menos, um
grupo amino - NH2 e um grupo carboxila - COOH em sua estrutura.
Os aminoácidos são utilizados na síntese de proteínas, as quais
constituem músculos, tendões, cartilagens, tecido conjuntivo, unhas e cabelos,
além de alguns hormônios. Assim, eles ligam-se entre si para formar as proteínas,
sendo portanto a "matéria prima" desses macronutrientes.
Composição e estrutura:
Todos os 20 aminoácidos existentes são α-aminoácidos, ou seja, o grupo
amina e o grupo carboxila estão ligados ao mesmo carbono (carbono alfa). Um
aminoácido é definido pelo seu grupo lateral ®.
Imagem 1: Estrutura do aminoácido
Curva de titulação:
Quando um aminoácido é titulado, sua curva de titulação indica a reação
de cada grupo funcional com o íon hidrogênio. Tomamos como exemplo o
aminoácido alanina. Se partirmos de pH bem ácido (em torno de 1) as moléculas
desse aminoácido se apresentarão sob a forma catiônica. Nessa forma iônica
todos os grupos que podem receber hidrogênio estão ligados a esse átomo. Se
formos adicionando gradativamente quantidade pequenas de NaOH sobre a
solução de alanina, medindo a cada adição o pH e se construirmos um gráfico
relacionando o pH da solução em função do número de equivalente de OH
adicionados, obteremos uma curva como três regiões definidas: AB, BC e CD..
Essas regiões representam as transformações iônicas que a molécula de alanina
pode sofrer pela alteração do pH a que são submetidas a partir da adição de
equivalentes em OH adicionados a um meio extremamente ácido.
Gráfico 1: Curva de titulação da alanina
Curva de Titulação da alanina – mostrando as formas iônicas do
aminoácido e os valores de pKa dos grupos ionizáveis e pI do aminoácido. pK1 =
2,35 pK2 = 9,69 pI = 6,02.
A região AB apresenta uma região de tamponamento e um ponto de
inflexão onde encontraremos 50% da alanina totalmente protonada e 50% de
alanina sem o próton do grupo carboxila, o pH nesse ponto representa o pK1 do
aminoácido. Na região BC pode ser observado o ponto de inflexão em pH = 6,02
que representa o ponto isoelétrico (pI) do aminoácido. Nesse ponto, 100% das
moléculas de alanina encontram-se sem o próton da carboxila, portanto pI é o pH
onde a carga elétrica da molécula é nula. Continuando a adição do NaOH,
encontraremos uma nova região CD com uma área de e um novo ponto de
inflexão (pK2), onde 50% da alanina encontram-se sem o próton do grupo
carboxila e sem o próton do grupo amina, portanto na forma aniônica, com carga
elétrica negativa. A titulação é finalizada quando toda a alanina (100%)
encontra-se totalmente sem próton nos dois grupamentos ionizáveis da molécula
(amina e carboxila). A titulação de um aminoácido permite encontrar os pKa’s e o
seu ponto isoelétrico, o que é característico de cada molécula. A determinação da
forma iônica dos aminoácidos é importante em processos técnicos de separação
e purificação dessas moléculas. Além disso, a forma iônica de um aminoácido é
fundamental para a estrutura e atividade biológica das proteínas (polímeros de
aminoácidos), principalmente aqueles aminoácidos que possuem grupo da cadeia
lateral ionizável, além do grupamento amino e carboxila descritos acima.
OBJETIVOS: Identificar, por meio de reações bioquímicas, saber identificar o
comportamento ácido-base dos aminoácidos, além de fazer e interpretar a curva
de titulação e determinação de PK dos aminoácidos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Durante a prática, realizamos a titulação da glicina.
Em um béquer de 100mL, colocamos 50mL de solução de glicina a 0,1mol/L.
Logo após, adicionamos uma barra magnética no béquer e o levamos ao
agitador. Feito isso, colocamos o eletrodo na solução de glicina e adicionamos
0,6 mL de HCl concentrado. Durante a titulação, adicionamos, de 1 em 1 mL, a
solução de hidróxido de sódio.
Como resultado, obtivemos a curva de titulação da glicina.
Gráfico 2: Curva de titulação da glicina
Por meio dessa curva de titulação, é possível adquirir importantes informações
como por exemplo: qual é a região tamponante, quais são os valores de pk, qual
é o ponto isoelétrico da curva e, também, quais são os valores de carga líquida da
molécula de glicina em cada faixa de pH.
Região tamponante: Visualmente, para identificar uma região de tamponamento
na curva de titulação, deve se olhar as regiões da curva que possuem um
achatamento. Essas são as regiões tamponantes. Essas regiões possuem
pequenas alterações nos valores de pH. As faixas de pH tamponante da curva de
titulação da glicina estão presentes no gráfico com uma marcação.
Pk: corresponde ao pH em que há 50% de dissociação do ácido ou da base. Ou
seja, pk é igual ao pH quando há a mesma quantidade de protonação e
desprotonação. Os valores de pk na curva de titulação da glicina, são: 1,42 e
10,30.
Ponto isoelétrico (P.I): corresponde ao valor de pH onde uma molécula apresenta
carga líquida igual a zero. Na curva da glicina que fizemos durante a prática, o pH
5,97 apresenta carga líquida igual a zero, logo nesse ponto existe o PI.
Carga líquida: a carga líquida de uma molécula é a função somatória dos
aminoácidos que ela possui.
Cargas da molécula de glicina nos pontos onde o pH corresponde a 1; 2,34; 5,97;
9,60 e 12, respectivamente.
1 = carga líquida igual a +1;
2,34 = carga líquida igual a +0,5;
5,97 (PI) = carga líquida igual a 0;
9,60 = carga líquida igual a -0,5;
12 = carga líquida igual a -1;
Ps.: as fórmulas da glicina em cada valor de pH estarão em uma folha à parte.
CONCLUSÕES:
Após a prática de titulação de aminoácidos, foi possível aprender a identificar
moléculas com comportamento ácido ou básico por meio da titulação. Por meio
da observação dos valores de PI, pk, regiões tamponantes, é possível saber
como é o comportamento de um aminoácido durante a titulação.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
● https://www.todamateria.com.br/aminoacidos/
● https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/luciamariacarar
etoalves/aula-3---pratica--curva-de-titulacao-da-glicina.pdf
● https://www2.ufjf.br/nupis//files/2011/08/Aula-4-Titula%c3%a7%c3%a3o-%c
3%a1cido-base-QUI-094-2018-2-Nupis.pdf
https://www.todamateria.com.br/aminoacidos/
https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/luciamariacararetoalves/aula-3---pratica--curva-de-titulacao-da-glicina.pdf
https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/luciamariacararetoalves/aula-3---pratica--curva-de-titulacao-da-glicina.pdf
RESOLUÇÃO DOS EXERCÍCIOS DO CADERNO DIDÁTICO:
1-
pH + pOH = 14
pOH = 14 - 5
pOH = 9
pOH = - log [OH-]
9 = - log [OH-]
[OH-] = 10-9 mol/L
2-
pH = - log [H+]
pH = - log 0,00456
pH = 2,34
3-
pH = pk + log [𝑠𝑎𝑙][á𝑐𝑖𝑑𝑜]
pH = 3,75 + log 0,10,05
pH = 3,75 +0,30
pH = 4,05
4-
pH = pk + log [𝑠𝑎𝑙][á𝑐𝑖𝑑𝑜]
7,4 = 6,1 + log [𝐵𝑖𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜][Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑏ô𝑛𝑖𝑐𝑜]
1,3 = log [𝐵𝑖𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜][Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑏ô𝑛𝑖𝑐𝑜]
= 101,3[𝐵𝑖𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜][Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑏ô𝑛𝑖𝑐𝑜]
= 19,9[𝐵𝑖𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜][Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑏ô𝑛𝑖𝑐𝑜]
5-
pH = pk + log [𝑠𝑎𝑙][á𝑐𝑖𝑑𝑜]
4,76 = pk + log 0,10,1
pk = 4,76
pH = 4,76 + log 0,040,06
pH = 4,58
4,76 - 4,58 = 0,17
Sendo assim o pH final é 4,58 e a variação de pH é 0,17.
6-
4,76 = pk + log 11
pk = 4,76
pH = 4,76 + log 0,490,51
pH = 4,74
4,76 - 4,74 = 0,017
Sendo assim o pH final é 4,74 e a variação de pH é 0,017.
7-
5,5 = pk + log 11
pk = 5,5
pH = 5,5 + log 0,490,51
pH = 5,48
5,5 - 5,48 = 0,017
Sendo assim o pH final é 5,48 e a variação de pH é 0,017.
8- A concentração de um tampão está diretamente relacionadaao seu poder
tamponante. Quanto maior a concentração de um tampão, maior a
disponibilidade das espécies capazes de doar ou receber prótons.
9- Curva de titulação da lisina:
l
pK1’ = 2,2; pK2’ = 9,2; pKR’ = 10,8;