UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA DE ALIMENTOS BIOQUIMICA LABORATORIO N° 1
TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA DE AMINOÁCIDOS Amada Abad 1., Amarilis Acosta 1., Bernardo Argumedo 1., Maura Castaño1., Luis F. Logreira 1
RESUMEN Con esta práctica de laboratorio se determinó el punto isoeléctrico de varios amino aminoác ácido idos, s, para para ello ello fue fue neces necesar ario io medir medir el pH inic inicial ial del del amino aminoác ácido ido estudiado. Después de esto se hizo la titulación con con HCl , a medida que se iba titula titulando ndo se media media el pH de la soluc solució ión n y se regis registr trab aban an los los dato datos. s. Este Este procedimiento procedimiento se realiza realiza igualmente igualmente con los demás aminoácidos aminoácidos y se procede también a hacer la titulación utilizando NaOH.
Palabras claves: Titulación, Aminoácido, pH, Punto Isoeléctrico.
ABSTRACT With this lab it was determined the isoelectric point of several amino acids, for this it was necessary measuring the initial pH of the studied amino acid. After all this it was made a titration with HCl, as would be half titrating the pH of the solution and recording the data. This procedure is made similarly with the another amino acids and the titration is made with NaOH.
Word keys: Titration, Amino acid, pH, isoelectric point.
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Estudiantes de Ingeniería de Alimentos, IV Semestre, Semestre, Universidad de Córdoba, Facultad de Ingenierías, Programa de Ingeniería de Alimentos, BerasateguiBerasategui- Córdoba 2013
INTRODUCCIÓN Las proteí proteínas nas son macrom macromolé olécul culas as comp compue uest stas as por por unid unida ades des más más pequeñas conocidas como amino aminoác ácido idos. s. En las las prote proteína ínas s se enc encuent uentra ra bási básic cament mente e vein veintte aminoá aminoácid cidos os difere diferente ntes, s, los cuales cuales contienen un grupo carboxilo y un grup grupo o amino mino uni unido dos s al mism mismo o átomo de carbono (carbono α) estos aminoácidos aminoácidos difieren difieren unos de de otros otros solo por la naturaleza de sus cadenas cadenas laterales, laterales, o grupos “R” que varían tanto en estructura, como en tamaño y carga 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. Los aminoácidos tienen al menos dos pK, por lo que tienen mayor capacidad capacidad amortiguado amortiguadora, ra, 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 iar de pH, pH, cambia la proporción proporción de la formas formas iónicas iónicas y es posible ver la capacidad amortiguadora de los aminoácidos.
Cada Cada aminoá aminoácid cido o tiene tiene sus propio propio pK, puesto que presenta diferentes sustituy ituye entes en sus caden denas latera laterales. les. Median Mediante te una titulac titulación, ión, se pued puede e dete determ rmin inar ar el pK de un aminoácido. (1)
Titulación: Es la adición de sucesivas cantidades de una base o de un ácido fuertes, a una solución de ácido o de base a titular, con la medición simultánea de su pH, hasta el punto de equivalencia en el cual los equivalentes de ácido y de base se igualan.(2) La curva de titulación será bifásica. Habrá Habrá dos dos porc porcio iones nes sep separ arad ada a o inflexiones en la curva de titulación. El punt unto medio de de la pr prime imera inflexión (B) es donde el aminoácido está mitad mitad en en forma ácida y mitad mitad en form forma a zwitt zwitteri erion on.. EL punt punto o de inflex inflexión ión C ocur ocurre re cuando cuando todo todo el amino minoá ácido ido origi rigina nall ya está está en forma forma de zwitt zwitterio erion. n. El pH al cual cual est esto ocur ocurre re se deno denom mina ina el pH isoeléctrico (punto isoleléctrico) y se le da el símbolo pI (asumiendo que el grupo “R” no tiene carga). En la titulación de pH de un aminoácido con con un grupo grupo no ioni ioniza zable ble “R”, “R”, el punto de equivalencia ocurre en el pI del del amino inoácido ido. En el punto nto medio de la segunda inflexión (D), la mita mitad d del del amin aminoá oáci cido do está está en forma de zwitterion y la otra mitad está en forma básica. (3) las curvas proporcionan información
de la
titulación siguiente
Medid edida a del del pK de los los grup grupo os ioni ioniza zabl bles es:: se loca locali liza zan n en el punto medio de la zona tampón. Regiones de capacidad tampón: meseta mesetas s donde donde se localiz localizan an los pKs; dichas regiones se encuentran en el intervalo pK ± 1 unidad de pH.
pI: se localiza en el intervalo de viraje.
Formas ionizables del amin aminoá oáci cido do en cada cada rang rango o de pH.
Carga eléctrica del aminoácido en cada rango del pH
ɸ Interpretar correctamente la curva de titulación de la Lisina.
PROCEDIMIENTO Con el potenciómetro se mide el pH inicial del aminoácido estudiado, se procede a hacer las debidas titul itula acion ciones es con HCl para para cada ada aminoácido, a medida que se titula se mide el pH a la solución, seguir titulando hasta llegar a agotar 10 ml de HCl por último se reportan los dato datos s obte obteni nido dos s y se dese desech cha a el titulado. Repetir este procedimiento utiliz lizando ahora como agente nte titulador el NaOH. Los aminoácidos a utilizar son alanina, arginina, acido aspá aspárt rtic ico o y glici glicina na.. En el caso caso de nuestro g r up o se tomo el aminoácido Lisina.
Solubilidad relativa del amin aminoá oáci cido do en cada cada rang rango o de pH. (4)
OBJETIVOS ɸ Construir con datos exper perime imentales les la curva de titulación del aminoácido Lisina.
ɸ
Establecer gráficamente el punto isoeléctrico de la lisina.
RESULTADOS Y DISCUSIONES •
Lisina
Titulación con Titulación con NaOH HCl pH inicial= 5.74 pH inicial= 6.48 Volumen (ml) 2 4 6
pH 7.78 8.80 8.20
Volumen (ml) 2 4 6
pH 3.35 2.78 2.72
8 10
8.42 8.57
8 10
2.49 2.40
Tabla # 1 resultado de la Lisina
•
Alanina
Titulación con NaOH pH inicial= 6.23 Volumen (ml) 2 4 6 8 10
pH 8.00 8.40 8.65 8.86 9.00
Titulación con HCl pH inicial= 6.23 Volumen pH 2 4 6 8 10
3.40 3.15 3.00 2.86 2.71
Tabla # 2 resultados de la Alanina
•
Glicina
Titulación con Titulación con NaOH HCl pH inicial= 6.48 pH inicial= 6.48 Volumen (ml) 2 4 6 8 10
pH 8.12 8.41 8.54 8.74 8.95
Volumen (ml) 2 4 6 8 10
pH 3.42 3.18 3.08 2.93 2.89
Volumen (ml) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tabla # aspártico
•
pH
Volumen pH
3.23 3.42 3.55 3.71 3.83 4.07 4.20 4.42 4.80 5.45
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
4
resultados
2.77 2.65 2.51 2.31 2.10
del
A.
Arginina
Titulacion con NaOH pH inicial= 10.16 Volumen (ml) 2 4 6 8 10
Titulación con Hcl pH inicial=10.16
PH
Volumen PH
10.47 11.46 11.66 11.83 11.99
2 4 6 8 10
9.85 9.68 9.40 9.28 9.20
Tabla # 5 resultados de la Arginina
Tabla # 3 resultado de la Glicina •
•
Acido aspartico.
Titulación con NaOH pH inicial= 3.00
Titulación con HCl pH inicial= 3.00
PARA LA ALANINA
El aminoácido valorado se comenzó con un pH dif difere erente nte a 0 en este este caso la alanina se titulo con pHi= 6.23 al valorar con NaOH, y de igual forma con el HCL. Habla Hablando ndo del del punto punto isoel isoeléc éctr tric ico, o, como sabemos sabemos este se define como el pH en el cual el número de cargas posi positi tiva vas s se igua iguala la al núme número ro de
carga cargas s nega negativ tivas as que apor aporta tan n los los grupos ionizables de una molécula. En el punto punto isoel isoeléc éctr tric ico o la carg carga a neta neta de la molé molécu cula la es cero cero (0), (0), para el caso de de la alanina alanina que solo tiene solo dos grupos de disociación tenemos: (CN= Carga neta.) El primer pk1(R-COOH) es 3.15 y el segun segundo do pk2(R-NH3+) es 8.40. .40. Así Así que el punto isoeléctrico (pI) de la alanina es:
como como un ácid ácido o dipr diprót ótic ico, o, ya que que tanto el grupo amino como el carboxilo se encuentran protonados, es decir, a pH = 1, el 100% de las moléculas de aminoácido se encuentran en forma de catión Al ser éste un amino ácido neutro, posee un grupo amino y un grupo carb ca rbox oxil ilo o es el am amin inoá oáci cido do ma mas s sencillo, es decir su grupo R es un hidrogeno. El punto isoeléctrico estipulado para este aminoácido (Glicina) debe ser 5,97. Y el obtenido experimentalmente fue : 5.77.
•
•
•
•
•
PARA LA GLICINA
A pH ácid ácido o la Gly Gly se enc encuent uentra ra
PARA EL ASPARTICO
ACIDO
El ph inicial inicial de la solución solución de acido aspartico antes de valorar con HCL 0,1M y el NaOH fue de 3.0 ml, en el acido acido aspa aspart rtic ico o el valo valorr del del punt punto o isoelé isoeléctr ctrico ico se tomo tomo del ph medio medio entre los valores de pk, este pI esta dado de la siguiente manera:
Para este aminoácido, al igual q los otros, se comenzó con un pH diferente a 0 en este caso la lisina, su PH inic inicia iall fue: pHi= 5.74 al valorar con NaOH y HCL.
•
PARA LA ARGININA
Para la valoración valoración de la solución solución del aminoácido con HCl arginina el phi= 10.16, así mismo se tomo un igual para la titulación con NaOH
El punto isoeléctrico de la Lisina es de 9.74 pero en este caso el punto isoeléctrico q ue obtuvimos experimentalmente no fue el mismo que se marc marca a teór teóric icam amen ente te.. Esto Esto pudo ocurrir por el error que se tuvo al momento de hacer las respectivas mediciones, puesto que, no tomamos unos datos completos con respecto al Ph.
ANÁLISIS DE RESULTADO: La repr repres esen enta tac ción ión grá gráfic fica de la variación del pH de una solución por la adición de equivalentes de ácido o de base base se deno denomi mina na curv curva a de titulación. En el caso de los aminoácidos, las curvas de titulación proporcionan la siguiente información Para este caso de la arginina que es un aminoá aminoácid cido o con cadena cadena latera laterall básica.
•
PARA LA LISINA
-Medida del pK de los grupos ionizables: se localizan en el punto medio de la zona tampón. - Formas ionizables del aminoácido en cada rango de pH. - Carga eléctrica del aminoácido en cada rango del pH
INVESTIGACIÓN
A) Registrar
en una tabla resultados obtenidos:
los
Tabla # 7 pI Gly-A-Glu-His-Tyr-Lys Asp
Aminoácidos (ESTA ESTAN N CONTE ONTEN NIDOS IDOS EN LOS RESULTADOS Tabla # 1, 2, 4 y 5 ).
Glicina 6,05 Alanina Glutamico Glutamico 3,25 Histidina Histidina 3,9 Treonina Lisina Aspártico Aspártico 2,75
pK 1
pK 1 2,4
2,3
2,6 2,2
9,9 2,2 1,8
6,0
10,4 9,2 1,9
el pI de siguientes aminoácidos:
Aminoácidos pI Alanina 5.77 Glisina 5.70 Aspartico 3.00 Arginina 10.16 Lisina 5.66
C) Determinar
pK 1
pK 2
3.15
8.40
3.42
8.12
2.77
3.23
9.85
10.47
3.35
7.78
el pI de los aminoácidos aminoácidos Gly- A-Glu-His-TyrA-Glu-His-TyrLys-Asp:
6,5 5,7 3,6
los
Tabla # 8 pi de v, trp, met
Aminoácidos pI
Tabla # 6 Pl de los amioacidos estudiados en laboratorio
9,7 6,1 4,3
D) Determinar
B) Determinar el pI del aminoácido.
pI
Valina 5,96 Triptófano 5,89 Metionina 5,7
pK 1
pK 1
2,32
9,62
2,83
9,39
2,28
9,21
Conclusión Esta práctica, aunque su desarrollo fue senc encill illo, nos nos deja conoc onocim imie ient ntos os ampl amplio ios, s, sobr sobre e todo todo las las curv curvas as de titulació titulación, n, que son herramien herramientas tas muy pode podero rosa sas, s, ya que que a trav través és de ésta éstas s pudimo pudimos s determ determina inar, r, por ejemp ejemplo, lo, el pKa, el pKb, y por medio de éstos, el punto isoeléctrico de un aminoácido, en
este este caso caso la Lisi Lisina na,, aunq aunque ue no nos nos hayan dado los resultados esperados.
(2) http://uninga. http://uninga.net/ve net/verpost/ rpost/Apunt Apunt es/3847/Titulaci--n--Bioqu-mica--Medicina.html (3) http://agu.int http://agu.inter.ed er.edu/halice u/halices/TIT s/TIT ULACION_AMINOACIDOS.pdf
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS (1) http://docenc http://docencia.izt ia.izt.uam. .uam.mx/sgp mx/sgp e/files/users/uami/jaislocr/BIOQ UIMICA_I/PRACTICA_3.pdf
(4) http://212.128.130.23/eduCom mons/cienciasbiosanitarias/bioquimica-phequilibrios-acido-2013base/contenidos/4.%20Curvas %20de%20titulacion%20de %20aminoacidos.pdf
