BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

Práctica

23-2

2371

-13

Problemas

Muestra de ejercicio

para la preparación

de la prueba práctica

Práctica3BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

Proteínas

1 Calcúlese el pH de una solución 0,1 M de:

a) Clorohidrato de glicina.

b) Glicina isoeléctrica.

c) Clicinato sódico.

Sabiendo que: pKa1 = 2,34 y pKa2 = 9,6

COOH COO– COO–Na+

I I I

CI–H3 +

N – C – H H3 +

N – C – H H2N – C – H

I I I

H H H

[AA+1] [AAº] [AA–1]

SOLUCIÓN

a) Elclorohidratodeclicinaesunácidodiprótico.Comoelgrupocarboxiloesmuchomásfuer-tecomoácido(pKa1=2,34)quelacargadelgrupoamino(pKa2=9,6),elpHdelasoluciónquedaestablecidoporlaproporciónenqueseionizaelgrupocarboxilo.

COOH COO–

I I

H3 +

N – C – H H3 +

N – C – H + H+

I I

H H

[AA+1] [AAº]

Keq1=Ka1

Ka

AA H

AA1

0

1= [ ][ ]

[ ]+

+

Problemas4 BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

Utilizando:

AA+ ⇌ AA0 + H+

0,1 -- --

0,1–y y y

i)

f )

y=MdeAA+1queseioniza.

y=MdeH+producido.

y=MdeAA0producido.

0,1–y=MdeAA+1quetodavíaquedanalllegaralpuntodeequilibrio.

ComolaconcentracióndeAA+1esmenorque100Ka1,nosepuedeprescindirdeyeneldenominador:

Kay y

y1 0 1= ( )( )

−,

ElpKa1esconocido,secalculaprimeroelvalordeKa1apartirdepKa1.

Ka1=4,57·10–3

4 57 100 1

3,,

⋅ = ( )( )−

−y y

y

4,57·10–3(0,1–y)=y2

y2+4,57·10–3y–4,57·10–4=0

y =− ⋅ ± ⋅( ) − − ⋅( )− −4 57 10 4 57 10 4 4 57 10

2

3 3 2 4, , ,

y=1,93·10–2

Portanto,H+=1,93·10–2 M⇒ pH=–log[H+]=1,715

pH=1,72

b) Laglicina isoeléctricaesuniónintermediodeunácidopoliprótico.Se ionizaensolucióncomoácidoycomobase.Suionizacióncomobasepuedeserconsideradacomolahidrólisisdelióncarboxilato.

Comoácido:

COO– COO–

I I

H3 +

N – C – H H2N – C – H + H+ Keq2 = Ka2

I I

H H

[AAº] [AA–1]

Práctica5BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

Comobase:

COO– COOH

I I

H3 +

N – C – H + HOH H3N – C – H + OH–

I I

H H

[AAº] [AA+1]

3 1 21

KwKeq Kb Kb

Ka

ElpHdeunasolucióndeuniónintermedioesesencialmenteindependientedelaconcen-tracióndelión.ElpHpuedesercalculadoapartirdelosvaloresdepKaencadagrupodelión;estoesdelpKadelgrupoácidoqueseionizaydelpKadelgrupoácidopreviamenteionizado.

pHpKa pKa= + = +1 2

2

2 34 9 6

2

, ,

pH = 5,97

c) Elclicinatosódicoesesencialmenteunabasediprótica.Tantoelgrupoaminonoionizadocomoelióncarboxilatopuedenaceptarunprotóndeagua.Además,comoelgrupoaminoesunabasemuchomásfuertequeelióncarboxilato,elpHdelasolucióndependecasiporenterodelgradodeionizacióndelgrupoamino.SepuedecomprobarlafuerzarelativadelabasecalculandoelKbdecadagrupo.Paraelgrupoamino:

Kb

Kw

Ka12

14

9 64 4

10

1010= = =

−−

,,

Paraelióncarboxilato:

Kb

Kw

Ka21

14

2 3411 66

10

1010= = =

−

−−

,,

COO– COO–

I I

H2N – C – H + HOH H3+

N – C – H + OH–

I I

H H

[AA–1] [AAº]

Problemas6 BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

AA–1 + H2O AA0 + OH–

0,1 -- --

0,1–y y y

i)

f )

Kb1

KbAA OH

AA1

1

04 410= [ ][ ]

[ ] =− −

− ,

Utilizando:

y=MdeAA–1,queseioniza.

y=MdeOH–producidos.

y=MdeAAoproducidos.

0,1–y=MdeAA–1,quesemantienenenelpuntodeequilibrio.

Como10–4,4espequeñoparapodertrabajarconesevalor,sepuedevolveracalcularKb1.

SecalculaprimeroKa2.

pKa KaKa

Ka

antiKa

Ka

2 22

2

2

2

1

9 61

9 61

1

3 98 10

= − =

=

=

=⋅

log log

, log

log ,

, 99

Ka2=2,51·10–10

Kb

Kw

Ka12

14

10

1 10

2 51 10= = ⋅

⋅

−

−,

Kb1=0,398·10–4

0 389 10

0 14

2

,,

⋅ =−

− y

y

y=1,26·10–2

[OH–]=1,26·10–2

pOH=1,89

pH = 12,11