INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA GOIANO
CAMPUS MORRINHOS
LICENCIATURA EM QUÍMICA
BIOQUÍMICA EXPERIMENTAL – 7º PERÍODO
PROF.º. DR.º. ERWING PAIVA BERGAMO
PRÁTICA 02
CURVA DE TITULAÇÃO DO ÁCIDO ASPÁRTICO
Morrinhos – GO
2019
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Curva de Titulação do Ácido Aspártico: Um Estudo Experimental, Trabalhos de Bioquímica
Um relatório experimental sobre a construção da curva de titulação do ácido aspártico, um aminoácido com cadeia lateral ácida. A prática inclui a padronização da solução de naoh, titulação potenciométrica do ácido aspártico e análise dos resultados obtidos. Além disso, o documento aborda os conceitos de ph, pka, ponto isoelétrico e tampão.
O que você vai aprender
- Por que os valores obtidos no experimento diferiram dos valores presentes na literatura?
- Como determinar o ponto isoelétrico de um aminoácido?
- Qual é a equação de Henderson-Hasselbach e o que ela representa?
- O que é um tampão e qual é sua importância em laboratórios?
- Como é realizada a padronização da solução de NaOH?
Tipologia: Trabalhos
2020
1 / 12
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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA GOIANO
CAMPUS MORRINHOS
LICENCIATURA EM QUÍMICA
BIOQUÍMICA EXPERIMENTAL – 7º PERÍODO
PROF.º. DR.º. ERWING PAIVA BERGAMO
PRÁTICA 02
CURVA DE TITULAÇÃO DO ÁCIDO ASPÁRTICO
Morrinhos – GO 2019
Bruno Nogueira de Sousa Doanne Lemos Barbosa Leonardo Eleutério da Costa Marden Ribeiro Muriel Pereira Marques Thalitha Nadyelle Peixoto Sales Wagner Martins Rodrigues Junior Yasmin Monique Alves Silva
PRÁTICA 02 – CURVA DE TITULAÇÃO DO ÁCIDO ASPÁRTICO
Relatório apresentado ao Curso de Licenciatura em Química, do Instituto Federal Goiano – Campus Morrinhos (GO), como exigência parcial para aprovação na disciplina de Bioquímica Experimental (7º Período), ministrada pelo Prof.º. Dr.º.Erwing Paiva Bergamo.
Morrinhos – GO 2019
1 INTRODUÇÃO
Em química, um aminoácido é qualquer molécula que contém simultaneamente grupos funcionais amina e ácido carboxílico. Já na bioquímica, esse termo é usado para se referir aos aminoácidos alfa, ou seja, aqueles em que as funções amino (NH 3 +) e carboxila (COO-) estão ligados ao mesmo carbono, conforme a fórmula indicada na Figura 01, ao qual também se liga um átomo de hidrogênio e um
grupo variável chamado cadeia lateral ou grupo R (MARZZOCO; TORRES, 2007).
Figura 01 – Estrutura do aminoácido.
Fonte: (Wikipédia, 2019).
A presença dos grupos amina e carboxila propicia aos 𝛼-aminoácidos um caráter anfotérico em solução aquosa, ou seja, um comportamento tanto de ácido como de base. Em valores de pH 6 ou 7, os aminoácidos existem predominantemente na forma dipolar iônica, e esta forma é denominada zwitterion , e quanto que em faixas extremas de pH eles se apresentam como espécies iônicas diferentes (NELSON, 2011). Portanto, os aminoácidos possuem no mínimo dois grupos que podem sofrer protonações e desprotonações e essas reações dependerão do pH da solução em que os aminoácidos se encontram. Uma forma de analisar o poder tamponante dos aminoácidos é analisar a sua curva de titulação, em outras palavras, pode-se estudar a dissociação dos prótons de um aminoácido em solução realizando uma curva de titulação e observando a variação do pH do meio com o auxílio de um pHmetro. Assim, quando um aminoácido é titulado, sua curva de titulação indica a região de cada grupo funcional com o íon hidrogênio. (NELSON, 2011). A titulação potenciométrica de um aminoácido consistisse na remoção gradual de prótons através da adição de uma base ou de um ácido em uma solução, a partir da qual é medido a variação de pH, causada pela mudança da concentração de íons OH–^ e H+. A curva de titulação correspondente é obtida a partir dos volumes de base ou ácido adicionados e dos valores de pH respectivos. Assim, com essas informações pode-se estimar os pKa’s, a partir do gráfico, possibilitando o cálculo do ponto isoelétrico. O ponto isoelétrico é o ponto onde cada molécula possui carga elétrica total nula, sendo possível calcular o pH neste ponto de acordo com a Equação (1) abaixo:
𝐩𝐈 = 𝐩𝐊𝟏^ +^ 𝐩𝐊𝟐⁄ 𝟐^ ( 1 )^ (VOET, 2006).
O ácido aspártico e também ácido glutâmico são aminoácidos com cadeias laterais ácidas e doadores de prótons. Em pH fisiológico, as cadeias laterais desses aminoácidos estão completamente ionizadas, com um grupo carboxilato carregado negativamente (–COO–). Esses aminoácidos são, portanto, denominados aspartato e glutamato, para enfatizar o fato de estarem carregados negativamente em pH fisiológico.
Figura 02 - cadeias laterais ácidas.
Fonte: (HARVEY & FERRIER, 2011).
2 OBJETIVO GERAL Construir a curva de titulação para o ácido aspártico.
3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar o pK’s relacionados e o ponto isoelétrico (pI) do aminoácido em questão.
4 MATERIAIS E REAGENTES 4.1-Materiais pHmetro; Pano ou papel absorvente macio para limpar o eletrodo de pH; Frasco para descarte da água de lavagem do eletrodo de pH; Suporte universal; Garras; Bureta 50 mL;
Anotou-se o valor do pH obtido. Adicionou-se 0,5 mL de NaOH, e esperou-se misturar para medir o pH. Anotou-se em uma tabela o valor pH em função do volume de NAOH adicionando. Repetiu-se o item anterior até que o pH chegasse ao valor aproximado de 12.
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES Em primeiro momento foi feita a padronização do NaOH com a Solução de Biftalato de potássio 0,1 mol/L já preparada, a reação ocorrerá na proporção de 1:1, como mostra a Equação 01 abaixo.
Equação 01 – Equação química entre a reação do NaOH + Biftalato. NaOH(aq) + HOOCC 6 H 4 COOK(aq) → NaOOCC 6 H 4 COOK(aq) + H 2 O(l) Fonte: (os autores).
Ao titular, usou-se fenolftaleína como indicador do ponto de viragem, o volume final de titulação no ponto de viragem foi 26,95 mL. No ponto de viragem o número de mols presente na solução será a mesma para os dois reagentes, como simplifica em cálculos realizados abaixo. 𝐧𝐛𝐢𝐟𝐭𝐚𝐥𝐚𝐭𝐨 = 𝐧𝐍𝐚𝐎𝐇 𝐜𝐛𝐢𝐟𝐭.𝐕.𝐛𝐢𝐟𝐭 = 𝐜𝐍𝐚𝐎𝐇𝐕𝐍𝐚𝐎𝐇 𝟎, 𝟏 𝐦𝐨𝐥𝐋. 𝟐𝟓𝐦𝐋 = 𝐜𝐍𝐚𝐎𝐇. 𝟐𝟔, 𝟗𝟓 𝐦𝐥 𝒄𝑵𝒂𝑶𝑯 = 𝟎, 𝟎𝟗𝟑 𝒎𝒐𝒍. 𝑳−𝟏
Em seguida, procedeu-se para a titulação potenciométrica do ácido aspártico, com os devidos volumes gastos de NaOH, que se seguem em Tabela 01 abaixo.
Tabela 01: Valores obtidos de pH em titulação com NaOH. Volumes de OH-^ adicionados (mL) pH obtido 0 1, 0,55 1, 1,05 1, 1,56 1,
- 1 INTRODUÇÃO
- 2 OBJETIVO GERAL
- 3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- 4 MATERIAIS E REAGENTES
- 4.1 Materiais
- 4.2Reagentes
- 5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
- 6 RESULTADOS E DISCUSSÕES
- 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
- REFERÊNCIAS
- 2,51 2,
- 3,03 2,
- 3,50 2,
- 4,02 2,
- 4,56 2,
- 5,02 2,
- 5,53 2,
- 6,01 2,
- 6,51 2,
- 7,05 2,
- 7,52 2,
- 8,11 2,
- 8,56 2,
- 9,06 2,
- 9,52 3,
- 10,06 3,
- 10,55 3,
- 11,06 3,
- 11,52 3,
- 12,05 3,
- 12,56 3,
- 13,10 4,
- 13,54 4,
- 14,05 5,
- 14,55 7,
- 14,60 8,
- 14,90 8,
- 15,05 8,
- 15,50 8,
- 16,01 9,
- 16,30 9,
- 16,62 9,
- 17,02 9,
- 17,52 9,
- 18,00 9,
- 18,51 9,
- 19,05 10,
- 19,55 10,
- 20,02 10,
- 20,45 10,
- 20,95 10,
- 21,40 10,
- 21,60 10,
Aplicando a Lei da ação de massas temos: 𝑲𝒂 = [𝐇+] [𝐀− ][𝐇𝐀]
Onde Ka é a constante de equilíbrio da reação. Rearranjando a equação acima, obtemos: 𝟏 [𝐇+] =^
[𝐀− ]
[𝐇𝐀]
Logo: 𝐥𝐨𝐠𝟏 [𝐇 +] =
𝐥𝐨𝐠 [𝐀− ]
[𝐇𝐀]
Chegamos finalmente a Equação de Henderson-Hasselbach, descrita abaixo: 𝐩𝐇 = 𝐩𝐊𝐚 + 𝐥𝐨𝐠[𝐀
−]
[𝐇𝐀]
A equação acima mostra que o pH de qualquer solução aquosa que contenha uma quantidade significativa de um ácido fraco dependerá da proporção das formas dissociadas e não dissociadas do ácido e do pKa deste mesmo ácido. Se H+^ ou OH– forem adicionados a uma solução contendo uma proporção adequada destas formas, a razão [base]/[ácido] será alterada ao consumir esses [H+] ou [OH–], sem variar o pH do meio e, é claro, mantendo-se inalterada a constante de dissociação, Ka. Assim, o tamponamento de uma solução é a capacidade desta em resistir a variações de pH. Substâncias cujas presenças na solução são responsáveis por este efeito são conhecidas como TAMPÕES. O fenômeno do tamponamento é um dos fatores que possibilitou o surgimento da vida. Em organismos vivos o pH dos diferentes ambientes é mantido estável, mesmo após a “adição” de ácidos ou bases. Em laboratórios pode-se preparar uma solução tampão utilizando-se uma base fraca ou um ácido fraco (ex.: ácido acético) e sua base conjugada na forma de um sal (ex.: acetato de sódio). Em pesquisa científica os tampões são essenciais para a manutenção do pH em uma grande variedade de procedimentos, por exemplo, cultura de células e tecidos, medida de atividade enzimática, purificação de proteínas, etc.
Normalmente utiliza-se um tampão para manutenção de um valor de pH que se encontre em uma unidade acima ou abaixo de seu valor de pK, pois dentro desta faixa o seu efeito tamponante é muito mais eficiente (como exemplo, verifique as inflexões da curva de titulação dos aminoácidos nesta aula prática).
Valores teóricos. Aminoácido pKa1 pKa2 pKa
Aminoácidos com cadeias laterais com grupos carregados. Acido aspártico Asp D 1.99 9.90 (^) 3.90 -COOH
Após fazer esta determinação dos pontos de pKa’s no gráfico utilizou-se da equação de Henderson-Hasselbach para obter os pK’s e com eles obtermos o pI (ponto isoelétrico). O Gráfico 02, a seguir, representa os devidos pK’s determinados.
Gráfico 02: Curva de titulação com pK’s determinados.
pKa 1 2, pKa 2 8,
Ao compararmos os valores obtidos no experimento com os valores presentes na literatura, verificou-se uma disparidade dos valores. Este fato pode estar associado a