Guia 4. Determinación de Los Valores de Pka de Un Aminoácido

Universidad de la Amazonia Facultad de Ciencias Básicas Programa de Química

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PRÁCTICA N°2 DETERMINACIÓN DE LOS VALORES DE pKa DE UN AMINOÁCIDO 1. OBJETIVOS 1.1 Determinar el pKa de un aminoácido mediante el método de titulación por neutralización ácido-base. 1.2 Comparar los valores de pKa experimentales, con los valores teóricos para del aminoácido en estudio 2. FUNDAMENTO TEÓRTICO Las proteínas son macromoléculas compuestas por unidades más pequeñas conocidas como aminoácidos. En las proteínas se encuentra básicamente veinte aminoácidos diferentes, los cuales contienen contiene n un grupo carboxilo y un grupo amino unidos al mismo átomo de carbono (carbono α) estos aminoácidos difieren unos de otros solo por la naturaleza de estruct ura, como en tamaño y carga sus cadenas laterales, o grupos “R” que varían tanto en estructura,

eléctrica e influyen en la solubilidad en agua. Los grupos carboxilo y amino de los aminoácidos funcionan como ácidos y bases débiles, respectivamente, y como tales, se ionizan cuando están en solución. Cada grupo tiene un pK, el cual corresponde al pH en que se encuentra la misma cantidad de la forma ionizada que de la ionizada.

Los aminoácidos tienen al menos dos pK, por lo que tienen mayor capacidad amortiguadora, ya que presentan de tres a cuatro formas iónicas diferentes. Cuando la forma iónica tiene una carga neta de cero se dice que se encuentra en su punto isoeléctrico o pI. Al variar de pH, cambia la proporción de las formas iónicas y es posible ver la capacidad amortiguadora amortiguador a de los aminoácidos. Cada aminoácido tiene sus propio pK, puesto que presenta diferentes sustituyentes en sus cadenas laterales. Mediante una titulación, se puede determinar el pK de un aminoácido. 3. TRABAJO PREVIO



3.1 ¿Qué es una solución amortiguadora y para qué se utiliza? 3.2 ¿Qué representa el pKa de un grupo carboxilo o de un grupo amino? 3.3 ¿Indique si los aminoácidos pueden usarse como amortiguadores y explique en qué casos? 3.4 ¿Cómo se determina el punto isoeléctrico de un aminoácido? 4. ELEMENTOS NECESARIOS PARA LA PRACTICA 4.1 Materiales y equipos (Por grupo) 1 Vaso de precipitado de 250 ml 1 Erlenmeyer de 250ml 1 Pipeta aforada de 25 mL 1 Pipeteador 1 bureta 1 Soporte universal y pinzas para bureta 1 vaso de precipitados de 50 mL 1 vaso de precipitados de 100 mL 1 Potenciómetro 1 Agitador magnético 1 Plancha de agitación y magneto. 4.2 Reactivos (Para todo el curso) Cantidad 30 mL

Reactivo NaOH Fenilalanina

30 mL

Cisteina

30 mL

Leucina

30 mL

Isoleucina

20 mL

Ácido HCl

5. DESARROLLO EXPERIMENTAL 5.1 Valoración de los aminoácidos

Descripción 0.3N 0.06 M (en 0.05 M) 0.06 M (en 0.05 M) 0.06 M (en 0.05 M) 0.06 M (en 0.05 M) concentrado

HCl HCl HCl HCl



En un Erlenmeyer de 250 mL, colocar coloc ar una alícuota de 25 mL de solución soluci ón de un aminoácido. Por otra parte, llenar la bureta con solución 0.3N de NaOH y calibrar el potenciómetro con las soluciones amortiguadoras: calibrar con amortiguador de referencia pH = 7 y con amortiguador de ajuste pH=4.

Colocar la solución del aminoácido sobre una plancha de agitación con su respectivo magneto. Introducir el electrodo limpio en la solución de aminoácido y anotar la lectura de pH. Se debe evitar golpear el electrodo con el agitador magnético. Medir el pH inicial de la solución del aminoácido. Iniciar la titulación adicionando volúmenes de 0.5 mL de NaOH 0.3 N y tomar la lectura de pH en cada adición. Continuar hasta alcanzar el pH de la solución de NaOH 6. RESULTADOS 6.1 Elaborar un cuadro de dos columnas donde la primera especifique el volumen de NaOH añadido y la segunda, el valor de pH para cada volumen adicionado. A partir de este cuadro, elaborar una gráfica de volumen de NaOH añadido versus pH. 6.2 A partir de la gráfica anterior, obtener los valores de pKa para el aminoácido y comparar con los valores reportados en la bibliografía (tenga en cuenta que algunos aminoácidos tienen solo 2 valores de pKa y otros por el contrario tienen 3). 6.3 Escribir las formas iónicas en las que existe el aminoácido en cada etapa de la titulación. 7. PREGUNTAS 6.1 ¿Cuáles son los l os grupos funcionales func ionales del aminoácido am inoácido que se neutralizan en la titulación de un aminoácido? 6.2 ¿Partiendo de la especie totalmente protonada, escriba las reacciones de disociación que se presentan durante la titulación con una base fuerte, de los aminoácidos trabajados? 6.3 ¿Cuál es el fundamento del potenciómetro?

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8. BIBLIOGRAFIA Day, R. A. y Underwood, A. L. 1989. Química Analítica Analítica Cuantitativa, 5ª Edición. Editorial Precentice-Hall Precentice- Hall Hispanoamericana, Hispanoameri cana, México. Day, R. A. Jr., Jr., Underwood, A. L. 1989. Química Analítica Cuantitativa 5ª Ed., PrenticeHall Hispanoamericana, México.


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Harris, D. C. 1992 Análisis Químico Cuantitativo. Grupo Editorial Iberoamericana, México Segel, I H. 1982. Calculos fe Bioquímica. Cómo resolver problemas matemáticos de bioquímica general. 2ª Edición, Editorial Acribia, Zaragoza, España. Mathews C. K., Van Holde K. E., Ahern K. G. 2003. Bioquímica. Addison-Wesley, España. http://web.indtate.edu/thcme/mwking/amino-acids.html (Características químicas de los aminoácidos) http://www.bi.umist.ac.uk/user/mjfrbn/Buffers/Makebuf.asp (pagina de ayuda para hacer amortiguadores).

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