UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPRITO SANTOCENTRO UNIVERSITRIO NORTE DO ESPRITO SANTODepartamento de Cincias NaturaisCurso de QUMICA- Licenciatura

Relatrio n1: Propriedades cido-base de aminocidos

Bianca M. CarlettoCtia P. BarcellosRyan Thairyk S.de JesusProf Carolina Fortes Rigos

So Mateus, 20 de maro de 2015

1. RESUMOO presente relatrio trata-se das propriedades cido-base de aminocidos que por possurem um grupo amino e um grupo carboxlico na molcula confere aos aminocidos um carter anfotrico em solues aquosas, comportando-se como eletrlitos fracos, esses grupos ionizveis conferem aos aminocidos a capacidade de atuarem como um sistema tampo. O experimento tem como objetivo, construir os grficos deste aminocido a partir dos dados obtidos na titulao para comparar o perfil das curvas e correlacion-las com o pKa; Identificar os grupos tamponantes de um aminocido glicina e os valores de pH onde eles ostentam a maior capacidade tamponante.

2. INTRODUOOs aminocidos so as unidades fundamentais das protenas. A ligao em sequncia de 20 aminocidos constitui as protenas. Todos os 20 aminocidos comuns so -aminocidos. Eles possuem um grupo carboxila e um grupo amino ligado ao mesmo tomo de carbono (o carbono ).Eles diferem uns dos outros nas suas cadeias laterais, ou grupos R, que variam em estrutura tamanho e carga eltrica e que influenciam a solubilidade dos aminocidos em agua.

Figura 1: estrutura geral de um aminocido (fonte: site qumico e coisas afins)

Para todos os aminocidos comuns, exceto a glicina, o carbono esta ligado a quatro diferentes grupos: um grupo carboxlico, um grupo amino, um grupo R, e um tomo de hidrognio. O tomo de carbono , , portanto um centro quiral. Por causa do arranjo tetradrico dos orbitais de ligao em volta do tomo de carbono. Eles so agrupados em cinco classes principais baseadas nas propriedades do seu grupo R, sua polaridade ou tendncia de reagir com a agua em pH biolgico. A polaridade dos grupos R varia gradativamente, desde os no polares e hidrofbicos at os altamente polares e hidroflicos.O conhecimento das propriedades cido-base dos aminocidos importante para a compreenso das tcnicas utilizadas na determinao da composio e sequncia de protenas e para o estudo das propriedades qumicas e biolgicas destes compostos.De acordo com o comportamento cido-base dos aminocidos, denota-se que eles podem agir como cidos e bases, portanto recebem a denominao de anfteros. Quando um aminocido dissolvido em gua, ele existe na soluo como um on dipolar. Podendo agir tanto como cido, doando prtons

Ou como uma base, recebendo prtons:

Efetuam-se titulaes potenciomtricas de solues aquosas destes compostos com solues titulantes de cido ou de bases fortes, ou seja, a titulao cido-base consiste na adio ou remoo gradual de prtons com a finalidade de estudar tal comportamentoA titulao cido-base envolve a adio ou remoo gradual de prtons. Em pH muito baixo, a espcie inica predominante da glicina a forma totalmente protonada. No ponto mdio da primeira etapa da titulao, onde o grupo da glicina perde seu prtons, as concentraes equimolares das espcies doadora de prtons e receptora de prtons esto presentes. No ponto mdio de qualquer titulao, um ponto de inflexo alcanado, onde o pH igual ao pK do grupo protonado, sendo titulado. Para glicina, o pH no ponto mdio de 2,34. O pK uma medida da tendncia de um grupo oferecer um prton, a medida que a titulao prossegue, um outro ponto importante alcanado em pH5,94. Aqui h outro ponto de inflexo, no qual a remoo do primeiro prton foi essencialmente completada e a remoo do segundo apenas comeou.O segundo estagio da titulao corresponde a remoo de um prton do grupo- da glicina. O pH no ponto mdio desse estagio 9,60. A titulao essencialmente completada em um pH de cerca de 12, em cujo ponto a forma predominante da glicina.Os aminocidos podem se titulados potenciometricamente, apresentando curvas de titulao caractersticas, de acordo com os grupos ionizveis presentes em sua estrutura. O equipamento utilizado em mtodos potenciometricos simples e de baixo custo, incluindo um eletrodo indicador, um eletrodo de referencia, que pode ser eletrodos de calomelano ou de prata-cloreto de prata e um dispositivo para medir o potencial. A determinao de ons ou molculas atravs de potencimetria direta rpida e simples, necessitando somente da comparao entre o potencial desenvolvido por um eletrodo imerso na soluo da amostra e o potencial desenvolvido pelo prprio eletrodo imerso em uma ou mais solues padro do analito. O eletrodo de vidro uma ferramenta reconhecidamente verstil para a medida de pH sob diferentes condies. Diversos eletrodos de vidro esto disponveis para aplicaes especiais. Exemplos so os pequenos eletrodos utilizados para determinar o pH em uma gota de soluo. Geralmente um eletrodo de prata-cloreto de prata empregado como um eletrodo de referencia.

3. Procedimento ExperimentalRealizou-se primeiramente uma calibrao do pHmetro, uma limpeza doeletrodo com gua destilada. Inicialmente pipetou-se 10 ml de uma soluo de glicina a 0,1 mol/l para um bquer de 100 ml, inseriu-se o pHmetro nesta soluo, e adicionou-se agua destilada ao bquer o suficiente para cobrir o bulbo do eletrodo de vidro. Anotou-se o valor do PH inicial. Montou-se os materiais para realizao da titulao. Na bureta adicionou-se soluo de NaOH padronizada, e abaixo da bureta instalou-se um agitador magntico. Fez-se a titulao da soluo da glicina sobre agitao. Desligando-o a cada medida de pH realizada. Registrou-se a variao do pH de acordo com a adio de base. Repetiu-se o mesmo procedimento utilizando como titulante soluo padro de HCl.

4. Resultados e Discusso4.1-Titulao potenciomtrica da Glicina: Titulao com NaOHA titulao potenciomtrica do aminocido Glicina se deu da seguinte forma, inicialmente mediu-se o pH da soluo de glicina antes de qualquer adio do titulante. Em seguida, conforme se adicionava a soluo de NaOH o pH era medido, ao perceber que no ocorria variao no pH adicionava-se uma quantidade de gotas maior de titulante.Realizou-se esse processo at o valor de pH de aproximadamente 9,5. O procedimento foi realizado em duplicata, segue abaixo os valores de pH obtido no decorrer do experimento. Tabela 1: Valores de pH, pOH e equivalente de OH na soluo de Glicina 0,1 mol/L, quantidade de gotas adicionadas do titulante na soluo.Soluo 1Soluo 2

Gotas de NaOH 0,1 mol/LpHEquivalente [OH-]pHEquivalente [OH-]

06,6506,650

27,698,78E-57,668,78E-5

17,851,32E-47,961,32E-4

17,981,76E-48,101,76E-4

18,092,2E-48,112,2E-4

18,282,63E-48,282,63E-4

18,343,07E-48,343,07E-4

18,363,51E-48,353,51E-4

28,534,39E-48,524,39E-4

28,555,27E-48,625,27E-4

18,565,71E-48,645,71E-4

28,76,59E-48,716,59E-4

28,847,46E-48,767,46E-4

58,989,6E-48,919,6E-4

59,090,001189,000,00118

109,20,001629,180,00162

109,340,002069,310,00206

109,470,00259,320,0025

109,490,002949,500,00294

109,610,003389,540,00338

4.2-Titulao potenciomtrica da Glicina: Titulao com HClRealizou-se o mesmo procedimento, porm utilizando HCl como titulante.A titulao se processou at a obteno do valor de pH de aproximadamente 2,5 o procedimento foi realizado em duplicata. Segue abaixo os valores de pH obtido e a concentrao de H equivalente.

Tabela 2:Valores de pH, pOH e equivalente de OH na soluo de Glicina 0,1 mol/L, quantidade de gotas adicionadas do titulante na soluo.Soluo 1Soluo 2

Gotas de HCl 0,1 mol/LpHEquivalente [H+]pHEquivalente [H+]

06,3506,150

23,999,78E-54,299,78E-5

23,911,96E-43,361,96E-4

13,782,45E-43,752,45E-4

13,72,9E-43,682,9E-4

13,633,4E-43,623,4E-4

13,583,91E-43,583,91E-4

13,564,4E-43,524,4E-4

13,444,89E-43,514,89E-4

23,405,87E-43,405,87E-4

23,366,85E-43,346,85E-4

23,307,82E-43,287,82E-4

53,150,001033,140,00103

53,050,001273,050,00127

52,970,001522,980,00152

102,840,0022,840,002

102,750,002492,740,00249

102,640,002982,650,00298

102,540,003472,570,00347

Com os valores de pH e das concentraes equivalentes de OH e H provenientes da base e do cido, montou-se a curva de titulao da glicina.

Figura 2:Curva de titulao para a Glicina 0,1M obtida experimentalmente

A titulao envolve a adio ou remoo gradual de prtons. A forma diprtica da glicina indica que h dois grupos ionizveis, o grupo carboxil e o grupo amino. Em pH baixo a espcie de glicina est protonada. No grfico h duas regies em que o aumento de pH se torna lento, nesses pontos ocorre o tampo. A primeira regio corresponde ao pK1, nesse ponto esto presentes quantidades equimolares da espcie doadora de prton +H3N-CH2-COOH e da espcie aceptora +H3N-CH2-COO- , esse equilbrio que caracteriza o tampo. De acordo com o grfico o pH nessa regio de aproximadamente 2,5 logo o pK1 correspondente ao valor de pH.A segunda regio referente ao pK2, nesse ponto ocorre a remoo do segundo prton do grupo amino da glicina, as espcies presentes nessa regio de tamponamento so +H3N-CH2-COO- e H2N- CH2- COO- . Observa-se pelo grfico que o pH para essa regio de aproximadamente 9,2 portanto o pK2 ser o mesmo valor. H outro ponto importante no grfico, que corresponde ao ponto inflexo entre os dois estgios na curva. Nesse ponto a remoo do primeiro prton da glicina est completa e se inicia a remoo do segundo prton. A glicina est em sua forma dipolar, ou seja, completamente ionizada, porm sem carga eltrica lquida. O valor de pH nessa regio chamado ponto isoeltrico, e pode ser calculado utilizando os valores de pk1 e pK2 encontrados experimentalmente. pI = 1 (pK1+pK2) 2pI = 5,85

Os valores de pk1, pK2 e pI da glicina terico de 2,34; 9,60 e 5,97. Observa-se que houve uma variao dos valores obtidos experimentalmente. Porm pode-se considerar o resultado regular, visto que valor terico do ponto isoeltrico prximo do valor obtido experimentalmente. Deve se considerar tambm que os erros obtidos em relao aos valores tericos esto relacionados a erros do operador, a variao do modo de diluio do cido/ base adicionado soluo, mesmo sendo estes adicionados mantendo um padro. Assim calculou-se o erro relativo do procedimento pela equao descrita abaixo, considerando os valores tericos para pK1, pK2 e pI.

Para o pK1, o erro relativo foi de:

Nota-se que os erros relativos s medidas de pK1, pK2 e pI, so relativamente pequenos, o resultado negativo nos valores dos erros relativos do pK2 e pI referem-se sobre um erro abaixo do valor considerado teoricamente, analogamente o valor positivo do pK1, demonstra um erro acima do valor considerado terico. Deste modo a pratica se mostrou satisfatria.

Figura 3: Curva de titulao da Glicina (Fonte: Livro Lehninger Prncipios de Bioqumica.)

Como o experimento foi realizado em duplicata obteve-se um segundo grfico.

Figura 4: Curva de titulao para a Glicina 0,1M obtida experimentalmenteA mesma anlise feita para a curva acima. H duas regies em que ocorre o tampo, que nada mais que o pontos referentes ao pK1 e pK2. O valor de pk1 de aproximadamente 2,7 e o de pK2 8,0. Sendo assim, o valor do ponto isoeltrico :

pI = 1 (pK1+pK2) 2pI = 5,35

Os resultados obtidos para a curva de titulao acima se desvirtuaram do valor terico. Pode-se atribuir essa pequena diferena devido a algum erro do operador durante o procedimento.

5. CONCLUSOAtravs da pratica experimental pode-se observar a capacidade que os aminocidos possuem de atuarem como um sistema tampo. Essa caracterstica de extrema importncia, pois o estado de protonao de uma molcula afeta a sua atividade biolgica. Exemplo disto o estado de protonao de diversas cadeias laterais de aminocidos que constituem enzimas: por vezes, basta um aminocido no possuir um prton para uma enzima inteira no funcionar3.Apesar dos valores de pK obtidos experimentalmente no apresentarem o mesmo valor do terico, o resultado foi de certa forma satisfatrio. O mtodo de titulao potenciomtrica demonstrou ser um mtodo efetivo para obteno dos valores de pH, o que possibilitou traar a curva de titulao da glicina.

6.BIBLIOGRAFIA:1- LEHNINGER, A.L.; NELSON, D.L.; COX, M.M.Princpios de Bioqumica. 4. ed. So Paulo: Sarvier, 2000. 839p.

2-SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; NIEMAN, T. A., Princpios de Anlise Instrumental, 6 ed., Bookman: So Paulo, 2002.3- Bioqumica/pH, pKa e solues tampo. http://pt.wikibooks.org/wiki/Bioqu%C3%ADmica/pH,_pKa_e_solu%C3%A7%C3%B5es_tamp%C3%A3o