Amminoacidi e titolazione

Amminoacidi e titolazione

Cosa succede all'amminoacido se lo si titola variando il pH della soluzione?

L'amminoacido, in base al pH a cui è esposto, può presentarsi in tre diverse forme, indipendentemente dalla natura della catena laterale:

• Diprotica - Forma con carica netta pari a +1, presenta sia il gruppo carbossilico che il gruppo amminico in forma protonata.
• Zwitterionica - Forma con carica netta pari a 0, presenta il gruppo carbossilico in forma dissociata, mentre il gruppo amminico ha ancora legato a sé il protone (prevalente a pH neutro).
• Deprotonata - Forma con carica netta pari a -1, 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 di pKa del gruppo carbossilico, cioè il valore di pH a cui il 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 si aumenta ancora il pH, si ottiene la completa dissociazione anche del gruppo amminico. Così si ottiene l'amminoacido nella forma deprotonata, in cui entrambi i gruppi hanno perso il proprio protone.

Definizione di pKa

Si definisce pKa la tendenza della specie in esame a liberare un protone. Il pKa (COOH) è più basso, perché la specie ha buona tendenza a cedere un protone e il valore oscilla tra 1.8-1.4. Il pKa (NH3+) è più alto, perché la specie ha scarsa tendenza a perdere un protone, solo a pH molto basico, e il valore oscilla tra 8.8-11. I valori del pKa dei diversi amminoacidi variano in un piccolo range e dipendono anche dall'intorno chimico a cui sono esposti.

Comportamento degli amminoacidi

Gli amminoacidi possono comportarsi sia da acidi che da basi 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.