Amminoacidi e titolazione

AMMINOACIDI e TITOLAZIONE

Cosa succede all'amminoacido se lo vado a titolare (variando pH soluzione)? L'amminoacido in base al pH a cui è esposto può presentarsi in 3 diverse forme, indipendentemente dalla natura della catena laterale: - FORMA DIPROTICA: ha carica netta pari a +1 e presenta sia gruppo carbossilico che gruppo amminico in forma protonata. - FORMA ZWITTERIONICA: ha carica netta pari a 0, e presenta il gruppo carbossilico in forma dissociata, mentre il gruppo amminico ha ancora legato a sé il protone (prevalente a pH neutro). - FORMA DEPROTONATA: ha carica netta pari a -1, e presenta entrambi i gruppi in forma dissociata. Le tre forme sono interconvertibili l'una nell'altra in base al pH a cui l'amminoacido viene esposto. A pH 0 l'amminoacido si presenta in forma diprotica. Con l'aumento del pH la forma diprotica inizia a calare perché il gruppo carbossilico inizia a dissociarsi: si raggiungerà il valore pKa del gruppo carbossilico, cioè...

il valore di pH a cui gruppo carbossilico è per metà in forma dissociata e per metà indissociata. Aumentando ancora si arriva a completa dissociazione del gruppo carbossilico, che ha ormai perso il suo protone, ma il gruppo amminico rimane in forma indissociata con legato a sé il suo protone. In questa fase l'amminoacido presenta la forma zwitterionica con carica netta pari a 0. Continuando ad aumentare il pH si raggiunge anche la costante di dissociazione del gruppo amminico ed anche questo inizierà a perdere il suo protone: si arriva ad un valore di pKa in cui il gruppo amminico è per metà in forma dissociata e per metà in forma indissociata. Se aumento ancora il pH ottengo completa dissociazione anche del gruppo amminico. Così si ottiene l'amminoacido nella forma deprotonata, in cui entrambi i gruppi hanno perso il proprio protone. Si definisce pKa la tendenza della specie in esame a liberare un protone. pKa (COOH) è più bassa,

perché la specie ha buona tendenza a cedere protone e valore oscilla tra 1.8-1.4 pKa (NH₃⁺) è più alta, perché la specie ha scarsa tendenza a perdere protone, solo a pH molto basico, e valore oscilla tra 8.8-11

I valori della pKa dei diversi amminoacidi varia in un piccolo range e dipende anche da intorno chimico a cui sono esposti. Gli amminoacidi possono così comportarsi sia da acidi che da base grazie alla possibilità di poter perdere o accettare un protone e questa è una proprietà della forma zwitterionica.

Si comporterà da acido se esposto in un ambiente basico e andrà a cedere il protone del gruppo amminico raggiungendo forma deprotonata; si comporterà da base se esposto in un ambiente acido e andrà ad accettare un protone che si legherà al gruppo carbossilico acquisendo la forma diprotica.

La proprietà dello zwitterione di comportarsi da acido o base è però relativo solo a gruppo

carbossilico è in forma completamente indissociata. A questo valore di pH, la glicina è elettricamente neutra e non ha carica. Il punto isoelettrico della glicina si trova a pH 6.06. Aumentando ulteriormente il pH, il gruppo amminico inizia a perdere il protone, raggiungendo la sua costante dissociazione. La glicina diventa quindi carica negativamente. In conclusione, la glicina può comportarsi come un acido o una base a seconda del pH a cui è esposta. A pH acido, entrambi i gruppi sono indissociati, mentre a pH basico, entrambi i gruppi sono dissociati. Il punto isoelettrico è il pH in cui la glicina è elettricamente neutra.

amminico non ha ancora iniziato adissociarsi; il punto isoelettrico è il valore di pH in cui amminoacido è informa zwitterionica. Corrisponde alla media aritmetica dei valori di pKa dei gruppi titolabili. Aumentando ancora pH si ottiene terzo punto di flesso che corrisponde al valore della pKa del gruppo amminico che corrisponde a 9.6 ed indica valore pH in cui gruppo amminico è metà in forma dissociata e metà in forma indissociata. Con un ulteriore aumento si dissocerà completamente e si otterrà la forma completamente deprotonata.