Титрування амінокислот - державний освітній сервер Баден-Вюртемберг

Позначте ескіз.

50 мл розчину гліцину з c = 0,1 моль/л у соляній кислоті c (H3O +) = 0,1 моль/л поміщають у колбу Ерленмейера.
Значення рН розчину гліцину визначають за допомогою приладу для вимірювання рН.
Розчин гідроксиду натрію з = 0,5 моль/л додають з кроком по 1 мл при перемішуванні; значення рН зазначається після кожного додавання.
Його титрують до споживання 25 мл розчину гідроксиду натрію.
Виміряні значення рН спочатку відображаються в таблиці значень, а потім на схемі, залежно від об'єму доданого розчину гідроксиду натрію.

Спостереження:
На початку розчин має рН близько 2.
РН підвищується лише повільно. Після додавання приблизно 9 мл розчину гідроксиду натрію значення рН різко зростає. Потім рН знову зростає лише повільно. Після додавання 25 мл NaOH розчин має значення рН від 12 до 13.

Результат:

Таблиця значень

Інтерпретація кривої титрування

2.1 Наведіть структурні формули гліцину при рН = 1, рН = 6, рН = 13.

pH 1: катіон, pH 6: цвіттеріон, pH 13: аніон

можливо, ввести для накресленої кривої

2.2 Сформулюйте рівновагу протолізу на початку титрування, тобто H. V (NaOH) = 0 мл.

GG знаходиться з лівого боку, в основному катіони.

2.3 Поясніть вплив доданих іонів ОН - на існуючу рівновагу протолізу за допомогою а
Рівняння реакції.
Наведіть структурні формули гліцину в точці напівеквівалентності (= pKs1).
рН майже не піднімається.
Порушення ГГ іонами OH -: H3O + + OH - 2 H2O
H3O + видаляються з GG, GG зміщується у бік цвіттеріона.
У точці напівеквівалентності GG знаходиться посередині, тобто c (катіон) = c (гермафродит) (ввести в кривій)

2.4 Поясніть хімічні процеси, коли додаються подальші іони ОН -.
Зробіть заяву про рівновагу протолізу в IEP.
Постійне порушення ГГ через реакцію доданих іонів ОН - з іонами Н3О +. Зсув ГГ після
вправо до Цвіттеріона. На IEP GG зміщений вправо, присутні лише цвіттеріони.

2.5 IEP представляє точку еквівалентності або точку повороту кривої титрування. У точці еквівалентності:
Кількість речовини, доданої до стандартного розчину, точно відповідає кількості речовини, доданої кислоти. Котрий
Зараз частинки є у зразку?
Цвіттеріони та молекули води

2.6 Складіть твердження про дію додатково доданих іонів ОН.

ОН - іони збільшують значення рН, вони не реагують.

2.7 Сформулюйте рівновагу протолізу при рН ≈ 9.

При рН 9 додані іони ОН - майже не змінюють значення рН.

2.8 Поясніть вплив доданих іонів ОН - на цю рівновагу протолізу за допомогою а
Рівняння реакції.
Наведіть структурні формули гліцину в точці напівеквівалентності (= pKs2).

рН майже не підвищується.
Порушення ГГ іонами OH -: H3O + + OH - 2 H2O
Іони H3O + видаляються з GG, GG зміщується в бік аніона.
У точці напівеквівалентності GG лежить посередині, тобто c (цвіттеріон) = c (аніон), можливо входження в криву

2.9 Які частинки є при додаванні 25 мл NaOH?

Аніони, молекули води та OH - іони

2.10 Яким є рН розчину зразка на даний момент часу?

Значення рН використовуваного розчину гідроксиду натрію

Визначення діапазону рН, в якому гліцин має хороші буферні властивості.

3.1 Амінокислоти мають буферні властивості.
Поясніть ці властивості словами. Визначте, що мається на увазі під буферним розчином.

Амінокислоти мають здатність підтримувати значення pH майже постійним, незважаючи на додавання невеликих кількостей
Іони H3O + або OH - іони.

3.2 Вкажіть діапазони рН, в яких гліцин має добрі буферні властивості

Накресліть цю область на схемі.

3.3 Як гліцин присутній у цих діапазонах рН?

Гліцин оптимально буферизує у двох діапазонах рН:
1. якщо: c (катіон) = c (цвіттеріон)
2. якщо: c (цвіттеріон) = c (аніон)

3.4 Амінокислоти найкраще буферизуються за відповідних значень рКа.

3.5 Показати, що:

Гліцин буферизує найкраще при значенні рН, яке відповідає значенню pKs1.
Якщо pH = pKs1, то відношення c (цвіттеріон): c (катіон) = 1: 1 = 1
тоді застосовується таке: lgc (цвіттеріон)/c (катіон) = lg 1 = 0, тобто pH = pKs1
Гліцин добре буферизується в діапазоні рН, який відповідає значенню рКа ± 1.
Застосовується наступне: Співвідношення c (цвіттеріон): c (катіон) = 10: 1 або 1:10
Тоді: lgc (zwitterion/c (катіон) = lg 10 = 1
або lgc (цвіттеріон)/c (катіон) = lg 0,1 = -1

3.6 За допомогою таблиці ресурсів вкажіть діапазон рН, в якому гліцин добре буферизується.
Діапазон рН: 1,34-3,34
Сформулюйте ефект буфера в цьому діапазоні рН з додаванням H3O + або додаванням іонів OH -.
Катіон + OH - цвіттеріон + H2O
Цвіттеріон + H3O + катіон + H2O

3.7 Математично вивести другу буферну область з гліцину.

Див. 3.4 - 3.6: використовуйте аніон замість цвіттеріона і використовуйте цвіттеріон замість катіону.

Завдання на тему властивостей АС та ефекту буфера

Дано дигідрофосфатний/гідрофосфатний буфер.
H2PO4 -/HPO4 2-
Кислота/відповідна основа

4.1 Показати ефект буфера цього буфера при додаванні невеликої кількості іонів H3O + або OH -
за допомогою відповідних рівнянь реакції.

4.2 Визначте математично значення рН, при якому цей буфер буферизується.

Цей буфер оптимально буферизується, якщо: c (основа): c (кислота) = 1: 1

Цей буфер добре буферизує, якщо c (основа): c (кислота) = 10: 1 або 1:10

Вставлено в рівняння буфера: pH = pKa + lg c (основа): c (кислота)

pH = 7,2 + lg 10 1 або pH = 7,2 + lg10 -1

4.4 Наведено криву титрування гістидину.
Інтерпретуйте цю криву титрування.

Гістидин при різних значеннях рН:

рН 1:	переважно двовалентний катіон
рН 1,8:	c (двовалентний катіон) = c (одновалентний катіон)
рН 4:	переважно одновалентний катіон
рН 6:	c (одновалентний катіон) = c (цвіттеріон)
рН 7,6:	головним чином цвіттеріон
рН 9,2:	c (цвіттеріон) = c (аніон)
рН 10:	головним чином аніон

4.5 Чому суміш сильних кислот та їх відповідної основи не може буферувати?

Сильна кислота майже повністю протолізує. С (основа) дуже мала.
C (основа): c (кислота) нескінченно мала, тобто не 10: 1 або 1:10.

4.6 Які з наведених тверджень є істинними, а які - хибними?

Виправте неправдиві твердження.

Цвіттеріони в основному присутні у водному розчині АС.
Значення pH водного розчину AS відповідає IEP.
Найвища концентрація цвіттеріонів виявляється при IEP = pHI.
Водний розчин АС має найменшу розчинність при ІЕП.