Άσκηση 5η -Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Αμινοξέα-Υπολογισμός Ισοηλεκτρικού Σημείου

Τα αμινοξέα θεωρούνται από τις πιο σημαντικές οργανικές ενώσεις γιατί : Συμμετέχουν σε αρκετούς μηχανισμούς της ενδιάμεσης ανταλλαγής ύλης. Είναι πρόδρομες ενώσεις πολλών βιολογικά σημαντικών ενώσεων. Είναι δομικές μονάδες των πρωτεϊνών.

Η γλυκίνη, είναι το πιο απλό αμινοξύ, με τύπο Η2Ν-CH2-COOH Η γλυκίνη, είναι το πιο απλό αμινοξύ, με τύπο Η2Ν-CH2-COOH. Στην περίπτωση που αυτή διαλυθεί στο νερό, το pH του διαλύματος θα είναι περίπου 6 και η δομή της η εξής : Η3+Ν-CH2-COO-. Δηλαδή η καρβοξυλομάδα ελευθερώνει ένα πρωτόνιο που το προσλαμβάνει η αμινομάδα. Τα αμινοξέα είναι για τον παραπάνω λόγο, αμφολύτες και η μορφή (1), ονομάζεται ισοϊονική μορφή γιατί δεν έχει καθαρό φορτίο, ή ισοηλεκτρική γιατί αν διαβιβάσουμε από το διάλυμά της ηλεκτρικό ρεύμα, τότε αυτή δεν θα κινηθεί.

Στην περίπτωση που στο διάλυμα προστεθεί ισχυρό οξύ, η καρβοξυλομάδα εξουδετερώνεται και το αμινοξύ έχει θετικό καθαρό φορτίο. Αν προστεθεί ισχυρή βάση, τότε εξουδετερώνεται η αμινομάδα και το αμινοξύ βρίσκεται στην ανιονική μορφή. Τα παραπάνω περιγράφονται από την ισορροπία που ακολουθεί.

Πειραματικό μέρος 1. Σε ποτήρι ζέσης των 100ml, τοποθετούνται 10ml διαλύματος υδροχλωρικής γλυκίνης 0,1 Μ. 2. Γεμίζεται μια προχοΐδα με διάλυμα ΝaΟΗ 0,1 Μ. 3. Μεταφέρεται το ηλεκτρόδιο του πεχάμετρου στο διάλυμα του αμινοξέος και αυτό τιτλοδοτείται με διάλυμα ΝaΟΗ 0,1 Μ. Προστίθενται δόσεις των 0,5ml διαλύματος βάσης όταν το pH δεν αλλάζει πολύ και 0,2ml όταν αυτό μεταβάλλεται αρκετά. Εργασίες  Να κατασκευαστεί η καμπύλη τιτλοδότησης.  Να βρεθεί το pI.

pH = pK1 + log[RCO2-]/[RCO2H] Η διάσταση κάθε μίας από τις ιονιζόμενες ομάδες, ορίζεται από την εξίσωση Handerson-Hasselbach. Αυτή για την περίπτωση της καρβοξυλομάδας, είναι : pH = pK1 + log[RCO2-]/[RCO2H] όπου pK1 είναι ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της καρβοξυλομάδας. Σε υδατικό περιβάλλον, η καρβοξυλομάδα ιονίζεται σύμφωνα με την ισορροπία που ακολουθεί : RCO2H + H2O ⇄ RCO2- + H3O+ Ανάλογα βρίσκεται το pK2 για την αμινομάδα που σε υδατικό περιβάλλον ιονίζεται σύμφωνα με την ισορροπία : RΝH2 + H3O+⇄ RΝΗ3+ + H2O

Από την καμπύλη είναι δυνατόν να βρεθούν τα pK των ιονιζόμενων ομάδων που σύμφωνα με την εξίσωση Handerson-Hasselbach, είναι τα σημεία στα οποία αντιστοιχούν ίσα ποσά συζυγούς οξέος και βάσης, μα και το ισοϊονικό σημείο του αμινοξέος, το οποίο δίνεται από τον τύπο Ι.Σ. = (pK1 + pK2) / 2