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Boa noite! BCL 0308-15 Bioquímica: estrutura, propriedade e funções de biomoléculas Prática 3: Aminoácidos: estudo da estrutura e propriedades ácido-base. Prof. Dr. Paulo de Avila Junior Objetivos - estudar aspectos estruturais dos aminoácidos e suas propriedades tamponantes; - determinar experimentalmente os valores de pKa dos grupos do aminoácido glutamato; - realização de titulação ácido base; e - encontrar o ponto isoelétrico do aminoácido glutamato. Atenção Metade dos grupos fará a titulação do ácido glutâmico com NaOH e outra metade com HCl. Durante a aula, os resultados deverão ser compartilhados entre os grupos, de modo que cada grupo possua resultados referentes às titulações dos aminoácidos com NaOH e HCl. Favor um(a) integrante do grupo me encaminhar por e-mail até 3ª feira 29/10 os resultados obtidos e as análises realizadas: paulo.avila@ufabc.edu.br Próxima aula (31/10): sala 303-3 mailto:paulo.avila@ufabc.edu.br Fórmula básica de um aminoácido protéico (R = grupo ou cadeia lateral) H-CH3 CH4 Equilíbrios químicos + + + + libera prótons libera prótons + + recebe prótons recebe prótons Definições de ácido e base Brönsted-Lowry (se aplica a qualquer solvente) Ácido: substância que libera prótons Base: substância que recebe prótons Par conjugado NH3 / NH4 + Par conjugado H2O / OH- Lembrando, numa reação ácido base, com [H+] > 10-7 H2O(l) H+ (aq) + OH- (aq) 10-7 10-7 Com concentração de H+ maior que 10-7, o equilíbrio é deslocado no sentido de formação de água Água pura a 25oC → [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L Kc = [H+].[OH-] → Kc . [H2O] = [H+].[OH-] [H2O] Kw = [H+].[OH-] Kw = 10-7. 10-7 = 10-14 (25oC) Constante do produto iônico da água Para saber qual a forma predominante do aminoácido: 1. Equação de Henderson-Hasselbalch; pH = pKa + log [A-] [HA] pH = pKa + log [base conjugada] [ácido conjugado] 2. Qual o pH do meio; e 3. pKa Exemplo de titulação de aminoácido: alanina Valores de pKa se referem à alanina (R = CH3) Adição de ácido Adição de base pKa dos aminoácidos [pKa = - log(Ka)] Marzocco e Torres, Bioquímica Básica, p.5, 2ª ed., 1999. Eficiência de uma solução tampão Faixa de pH: faixa de tampão Estão representadas todas as formas químicas possíveis da alanina em solução aquosa? São representadas as estruturas predominantes da alanina em solução aquosa em cada meio (pH) pH9,8 → Não é ordem de ionização (são equilíbrios químicos) A curva de titulação de glutamato (prática de hoje) seria a idêntica à da alanina, com duas regiões de tamponamento? pKa dos aminoácidos [pKa = - log(Ka)] Estão representadas todas as formas possíveis do glutamato em solução aquosa? Titulação de aminoácido: glutamato pK1(COOH) = 2 pKR(COOH) = 4 pK2(NH3 + ) = 9 → São apresentadas as estruturas predominantes Em pH 9 → São apresentadas as estruturas predominantes Titulação de aminoácido: glutamato pK1(COOH) = 2 pKR(COOH) = 4 pK2(NH3 + ) = 9 → Não é ordem de ionização (são equilíbrios químicos) Somatório de cargas na molécula pK1(COOH) = 2 pKR(COOH) = 4 pK2(NH3 + ) = 9 +1 0 -1 -2 Titulação de aminoácido: glutamato pK1(COOH) = 2 pKR(COOH) = 4 pK2(NH3 + ) = 9 0 pI = 2+4 = 3 2 Determinação do ponto isoelétrico pI = pK1 + pK2 2 pI = 2,3 + 9,8 2 Procedimentos (titulação com base) Para isso: - Transferir 50 mL de uma solução 0,01 mol/L da solução de aminoácido no béquer de 100 mL; - Inserir o eletrodo do pHmetro (devidamente calibrado) no tubo, fazer a medida do pH e anotar o valor. Procedimentos (titulação com base) - Completar uma bureta de 25mL com solução de NaOH 0,125 mol/L; - Iniciar a titulação adicionando porções de 0,5 mL do titulante e verificar o pH após cada adição; - Agitar com cuidado a mistura titulada e então aferir o pH. Procedimentos (titulação com base) - Efetuar adições sucessivas até que o pH do meio apresente valor a partir de 12; - Após isso, lave o eletrodo com água destilada e coloque-o imerso na solução tampão de armazenamento do eletrodo; - Descartar a solução de NaOH da bureta e lavá-la com água destilada para iniciar a segunda titulação. pH 12 está fora da região de tamponamento Procedimentos (titulação com ácido) - Transferir 50 mL de uma solução 0,01 mol/L da solução de aminoácido no béquer de 100 mL; - Inserir o eletrodo do pHmetro (devidamente calibrado) no tubo, fazer a medida do pH e anotar o valor; - Completar uma bureta de 25mL com solução de HCl 0,125 mol/L, iniciar a titulação adicionando porções de 0,5 mL do titulante e medir o pH após cada adição; - Agitar com cuidado a mistura titulada e então aferir o pH. Procedimentos (titulação com ácido) - Efetuar adições sucessivas até que o pH do meio apresente valor próximo à 1 (observar pka(-COO-)); - Após isso, lave o eletrodo com água destilada e coloque-o imerso na solução tampão de armazenamento do eletrodo. pH 1,5 está dentro da região de tamponamento Bons estudos! Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5: Fórmula básica de um aminoácido protéico (R = grupo ou cadeia lateral) H-CH3 CH4 Slide 6: Equilíbrios químicos Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13: Exemplo de titulação de aminoácido: alanina Slide 14: pKa dos aminoácidos [pKa = - log(Ka)] Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19: A curva de titulação de glutamato (prática de hoje) seria a idêntica à da alanina, com duas regiões de tamponamento? Slide 20 Slide 21: pKa dos aminoácidos [pKa = - log(Ka)] Slide 22 Slide 23: Titulação de aminoácido: glutamato Slide 24: Titulação de aminoácido: glutamato Slide 25: Titulação de aminoácido: glutamato Slide 26: Titulação de aminoácido: glutamato Slide 27: Titulação de aminoácido: glutamato Slide 28: Somatório de cargas na molécula Slide 29: Titulação de aminoácido: glutamato Slide 30: Determinação do ponto isoelétrico pI = pK1 + pK2 2 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38