Dados os seguintes aminoácidos com seus respectivos valores de pKa (cada um com dois estágios de tamponamento), responda ao que se pede :

Para responder a esta questão, você deve se lembrar de como efetuar uma análise da carga de um aminoácido a partir dos valores de pKa em que ele se encontra. Além disso, também é necessário saber encontrar sua forma predominante em determinado valor de pH e determinar a faixa tamponante de um aminoácido. Mas não se preocupe, tudo será explicado abaixo!

Primeiramente, saiba que os valores de pKa de um aminoácido representam valores específicos de pH em que ocorre, genericamente falando, o desprotonamento de determinado grupo ionizável deste aminoácido. O desprotonamento altera a carga total do composto, que nada mais é do que a soma das cargas de seus grupos ionizáveis. Para responder ao item a), lembre-se que, abaixo do valor de pKa menor, todos os grupos ionizáveis encontram-se protonados. Ou seja, o grupo Amino se encontra na forma \(NH^+_3\) e o grupo Carboxílico encontra-se na forma \(COOH\). À medida em que o valor de pH da solução tampão aumenta, os grupos desprotonam-se, de modo que acima do valor de pKa maior, todos os grupos ionizáveis encontram-se desprotonados, isto é, o grupo Amino se encontra na forma \(NH_2\) e o grupo Carboxílico encontra-se na forma \(COO⁻\). Veja na imagem abaixo uma síntese gráfica do que foi explicado:

Note que esse esquema funciona para os três aminoácidos citados, já que todos possuem apenas dois grupos ionizáveis.

Agora, lembre-se que, num campo elétrico, apenas partículas negativas migram para o pólo positivo, devido à lei da atração. Dessa foma, conclui-se que todos os aminoácidos precisam estar no último estado citado, tal que suas cargas sejam negativas. Para tanto, basta escolher um pH acima do maior pKa de todos os aminoácidos citados. No entanto, deve ser um valor de pH fora da faixa de tamponamento destes aminoácidos. Para recordar-se, as faixas de tamponamento de um dado aminoácido variam de uma unidade em torno dos valores de pKa. Por exemplo, para a Glicina, as faixas de tamponamento são dadas por: (1,35 ~ 3,35) e (8,78 ~ 10,78). Portanto, necessitamos escolher um pH maior do que 11,64, que é o limite superior da faixa de tamponamento da Prolina (que é o maior). Então, finalmente, podemos dizer que o pH = 12 é uma resposta possível para o item a).

Agora, para responder ao item b), aproveitamos a explicação dada sobre faixa de tamponamento no item anterior. Note que a faixa de tamponamento se refere à faixa de valores de pH a qual o tamponamento é eficiente. Para os três aminoácidos, temos as faixas:

Glicina - (1,35 ~ 3,35) e (8,78 ~ 10,78);

Prolina - (0,95 ~ 2,95) e (9,64 ~ 11,64);

Asparagina - (1,14 ~ 3,14) e (7,72 ~ 9,72).

Então veja que nenhum aminoácido cobre o valor de pH = 5,0. Portanto, conclui-se que nenhum deles seria eficiente na construção de um sistema-tampão nestas condições.

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