Titrácia aminokyselín - Štátny vzdelávací server Bádensko-Württembersko

Označte náčrt.

50 ml glycínového roztoku s c = 0,1 mol/l v kyseline chlorovodíkovej c (H3O +) = 0,1 mol/l sa vloží do Erlenmeyerovej banky.
Hodnota pH glycínového roztoku sa stanoví pomocou prístroja na meranie pH.
Za miešania sa v krokoch po 1 ml pridá roztok hydroxidu sodného s c = 0,5 mol/l; pH sa zaznamená po každom pridaní.
Titruje sa až do spotreby 25 ml roztoku hydroxidu sodného.
Namerané hodnoty pH sa najskôr zobrazia v tabuľke s hodnotami a potom v diagrame v závislosti od objemu pridaného hydroxidu sodného.

Pozorovanie:
Na začiatku má roztok hodnotu okolo 2.
PH stúpa len pomaly. Po pridaní asi 9 ml roztoku hydroxidu sodného sa hodnota pH prudko zvýši. PH potom opäť stúpa len pomaly. Po pridaní 25 ml NaOH má roztok hodnotu pH medzi 12 a 13.

Výsledok:

Tabuľka hodnôt

Interpretácia titračnej krivky

2.1 Zadajte štruktúrne vzorce glycínu pri pH = 1, pH = 6, pH = 13.

pH 1: katión, pH 6: zwitterión, pH 13: anión

prípadne zadajte nakreslenú krivku

2.2 Na začiatku titrácie formulujte rovnováhu protolýzy, t.j. H. V (NaOH) = 0 ml.

GG je na ľavej strane, hlavne katióny.

2.3 Vysvetlite vplyv pridaných iónov OH - na existujúcu protolyzačnú rovnováhu pomocou a
Reakčná rovnica.
Uveďte štruktúrne vzorce glycínu v bode polovičnej ekvivalencie (= pKs1).
pH ťažko stúpa.
Narušenie GG OH - iónmi: H3O + + OH - 2 H2O
H3O + sú odstránené z GG, posun GG k zwitteriónu.
V bode polovičnej ekvivalencie je GG v strede, t. J. C (katión) = c (hermafrodit) (zadajte v krivke)

2.4 Vysvetlite chemické procesy, keď sa pridajú ďalšie ióny OH.
Urobte vyhlásenie o rovnováhe protolyzy na IEP.
Trvalé narušenie GG reakciou pridaných iónov OH - s iónmi H3O +. Posun GG po
doprava smerom na Zwitterion. Na IEP bola GG posunutá úplne doprava, sú prítomné iba zwitterióny.

2.5 IEP predstavuje bod ekvivalencie alebo bod obratu titračnej krivky.V bode ekvivalencie platí:
Množstvo látky pridanej do štandardného roztoku presne zodpovedá množstvu kyseliny pridanej k látke. Ktorý
Častice sú teraz vo vzorke?
Zwitterióny a molekuly vody

2.6 Urobte vyhlásenie o účinku ďalších pridaných OH - iónov.

OH - ióny zvyšujú hodnotu pH, nereagujú.

2.7 Sformulujte rovnováhu protolyzy pri pH ≈ 9.

Pri pH 9 pridané OH - ióny ťažko menia hodnotu pH.

2.8 Vysvetlite účinok pridaných iónov OH - na túto protolyzačnú rovnováhu pomocou a
Reakčná rovnica.
Uveďte štruktúrne vzorce glycínu v bode polovičnej ekvivalencie (= pKs2).

pH ťažko stúpa.
Narušenie GG OH - iónmi: H3O + + OH - 2 H2O
Ióny H3O + sa odstránia z GG, posun GG smerom k aniónu.
V bode polovičnej ekvivalencie leží GG v strede, t. J. C (zwitterión) = c (anión), prípadne vstup do krivky

2.9 Ktoré častice sú prítomné po pridaní 25 ml NaOH?

Anióny, molekuly vody a ióny OH

2.10 Aké je pH roztoku vzorky v tomto okamihu?

hodnota pH použitého roztoku hydroxidu sodného

Stanovenie rozsahu pH, v ktorom má glycín dobré tlmivé vlastnosti.

3.1 Aminokyseliny majú tlmivé vlastnosti.
Vysvetlite tieto vlastnosti slovami. Definujte, čo sa myslí pod tlmivým roztokom.

Aminokyseliny majú schopnosť udržiavať hodnotu pH takmer konštantnú, a to aj napriek pridaniu malého množstva
H3O + ióny alebo OH - ióny.

3.2 Uveďte rozsahy pH, v ktorých má glycín dobré tlmivé vlastnosti

Nakreslite túto oblasť na diagrame.

3.3 Ako je glycín prítomný v týchto rozsahoch pH?

Glycín optimálne pufruje v dvoch rozsahoch pH:
1. ak: c (katión) = c (zwitterión)
2. ak: c (zwitterión) = c (anión)

3,4 Aminokyseliny tlmia najlepšie pri svojich príslušných hodnotách pKa.

3.5 Ukážte, že:

Glycín tlmí najlepšie pri hodnote pH zodpovedajúcej hodnote pKs1.
Ak pH = pKs1, potom pomer c (zwitterión): c (katión) = 1: 1 = 1
potom platí toto: lgc (zwitterión)/c (katión) = lg 1 = 0, t. j. pH = pKs1
Glycín dobre tlmí v rozmedzí pH, ktoré zodpovedá hodnote pKa ± 1.
Platí nasledujúce: Pomer c (zwitterión): c (katión) = 10: 1 alebo 1:10
Potom: lgc (zwitterión/c (katión) = lg 10 = 1
alebo lgc (zwitterión)/c (katión) = lg 0,1 = -1

3.6 Pomocou tabuľky zdrojov zadajte rozsah pH, v ktorom glycín dobre tlmí.
Rozsah pH: 1,34 - 3,34
Sformujte tlmivý účinok v tomto rozmedzí pH pridaním H3O + alebo pridaním OH - iónov.
Katión + OH - zwitterión + H2O
Zwitterión + H3O + katión + H2O

3.7 Matematicky odvodíme druhú tlmivú plochu od glycínu.

Pozri 3.4 - 3.6: namiesto zwitteriónu použite anión a namiesto katiónu použite zwitterión.

Úlohy týkajúce sa vlastností AS a vyrovnávacieho efektu

Je uvedený tlmivý roztok dihydrogénfosforečnan/hydrogenfosforečnan.
H2PO4 -/HPO4 2-
Kyselina/zodpovedajúca zásada

4.1 Ukážte tlmivý účinok tohto tlmivého roztoku pri pridávaní malého množstva iónov H3O + alebo OH -
pomocou zodpovedajúcich reakčných rovníc.

4.2 Matematicky určiť hodnotu pH, pri ktorej tento pufor tlmí.

Táto vyrovnávacia pamäť sa vyrovnáva optimálne, ak: c (báza): c (kyselina) = 1: 1

Tento pufer dobre tlmí, ak c (báza): c (kyselina) = 10: 1 alebo 1:10

Vložené do rovnice tlmivého roztoku: pH = pKa + lg c (zásada): c (kyselina)

pH = 7,2 + lg 10 1 alebo pH = 7,2 + lg10 -1

4.4 Je uvedená titračná krivka pre histidín.
Interpretujte túto titračnú krivku.

Histidín pri rôznych hodnotách pH:

pH 1:	hlavne dvojmocný katión
pH 1,8:	c (dvojmocný katión) = c (jednomocný katión)
pH 4:	hlavne jednomocný katión
pH 6:	c (jednomocný katión) = c (zwitterión)
pH 7,6:	hlavne zwitterion
pH 9,2:	c (zwitterión) = c (anión)
pH 10:	hlavne anión

4.5 Prečo nemôže zmes silných kyselín a ich zodpovedajúcich zásad tlmiť?

Silné kyseliny protolyzujú takmer úplne. C (základňa) je veľmi malá.
C (báza): c (kyselina) je nekonečne malá, t. J. Nie 10: 1 alebo 1:10.

4.6 Ktoré z nasledujúcich tvrdení sú pravdivé a ktoré sú nepravdivé?

Opravte nepravdivé vyhlásenia.

Zwitterióny sú prítomné hlavne vo vodnom roztoku AS.
Hodnota pH vodného roztoku AS zodpovedá IEP.
Najvyššia koncentrácia zwitteriónov sa nachádza pri IEP = pHI.
Vodný roztok AS má najnižšiu rozpustnosť pri IEP.