14/4/20

Para complementar la TAREA 8 (1ra parte)

Un punteo previo: los aminoácidos, en realidad los ácidos carboxílicos y las aminas, son ácidos y bases débiles. Quiere decir que su presencia (en%) está gobernada por las constantes de equilibrio correspondientes y la temperatura. 
En general se brindan tablas de pK...recordemos que: 
1) las constantes de equilibrio presentan concentraciones molares de productos sobre reactivos, una constante "alta" implica mayor % de productos en el sistema 
2) pK = -log K una constante "alta" tiene un pK bajo por causa del signo 
3) Cuando el sistema tiene un pH igual a un pK entre dos estructuras, hay 50% de cada una. Nunca el 100% de una estructura. Y a medida que nos alejamos de ese valor de pH similar al pK tendremos aumento del % de una de ellas sin eliminar completamente la otra.


Volvamos atrás : ¿por qué una grupo -COOH presente nos hace pensar en acidez? utilizando por ej. la teoría de Bronsted-Lowry por la posibilidad de liberar un protón (catión H+) al medio. ¿Y por qué -NH2 implicaría basicidad? porque el átomo de N posee un par de electrones no compartidos capaz de captar un protón según la misma teoría. 

La pregunta inmediata es: qué ocurre si ambos grupos funcionales se encuentra a un átomo de distancia (recordemos ambos están enlazados al C-alfa). Se produce una reacción ácido-base interna : el protón carboxílico migra al grupo amino atraído por el par electrónico. Entonces hay que escribir carboxilato (COO-) y amonio (NH3+) y no carboxilo (COOH) y amino (NH2). La cercanía de las cargas opuestas de los iones formados intramolecularmente estabiliza la molécula, hay una energía extra a favor del dipolo. RECORDARLO 

Entonces para glicina establecemos de arranque  H2 COO- NH3+ como en la figura:

Veamos qué ocurre si una solución neutra de glicina se somete a cambios de pH. Por ejemplo imaginen la estructura anterior "rodeada" de H+ por acidificación externa. Algún protón se unirá al carboxilato ! obteniéndose H2 COOH NH3+ una especie catiónica al pH bajo.

Pero si se hubiese agregado hidróxido de sodio en vez de un ácido a la solución de glicina...se hubiese perdido el protón del amonio para formar OH- + H+ = H2O  y tendríamos H2 COO- NH2 una especie aniónica a ese pH alto.

La siguiente figura muestra la curva de titulación de un aminoácido, considerando el agregado de pequeñas porciones de una base fuerte. A los lados del ión dipolar (también llamado zwitterion) vemos las especies catiónica q=+1 y aniónica q=-1 siendo q la carga eléctrica total de la especie química.

CÁLCULO DEL PUNTO ISOELÉCTRICO media aritmética de pKa y pKb también llamados pK1 y 2