Was sind Aminosäuren? Wie kann eine Aminosäure als Puffer wirken?
Antworten:
Aminosäuren sind Verbindungen die sowohl eine Amingruppe als auch eine Carbonsäuregruppe aufweisen.
Erläuterung:
Eine Aminosäure kann als Puffer wirken, weil sie mit zugesetzten reagieren kann Säuren und Basen um das zu behalten pH fast konstant.
Die allgemeine Formel einer Aminosäure lautet #"H"_2"NCHRCOOH"#, Wobei #"R"# ist eine für jede Aminosäure charakteristische Seitenkette.
Weil eine Aminosäure sowohl eine saure Gruppe hat (#"COOH"#) und eine Grundgruppe
(#"NH"_2#) kann es sowohl als Säure als auch als Base wirken.
In sehr sauren Medien kann die #"NH"_2# Gruppe ist in der protonierten Form, und in sehr einfachen Medien, die #"COOH"# Gruppe liegt in der deprotonierten Form vor.
Bei einer Zwischenstufe pH (Das isoelektrischer Punkt, pI) liegen beide Enden in ihrer ionischen Form vor.
In Glycin ist die #"COOH"# Gruppe hat #"p"K_text(a1) = 2.34#Und die #"H"_3"N"^"+"# Gruppe hat #""K_text(a2) = 9.60#.
Am isoelektrischen Punkt #"p"I = ("p"K_text(a1) + "p"K_text(a2))/2 = 5.97#
#underbrace("H"_3 stackrelcolor(blue)(+)("N")"CHRCOOH")_color(red)("At low pH") ⇌ underbrace("H"_3 stackrelcolor(blue)(+)("N")"CHRCOO"^"-")_color(red)("At pI") ⇌ underbrace("H"_2"NCHRCOO"^"-")_color(red)("At high pH")#
Aminosäuren haben charakteristische Titrationskurven.
Die Titrationskurve für Glycin sieht beispielsweise so aus:
At #"pH 2.34"#Wir haben gleiche Mengen der schwachen Basis #"RNH"_2# und seine konjugierte Säure #"RNH"_3^"+"#.
A #"pH 9.60"#Wir haben gleiche Mengen der schwachen Säure #"RCOOH"# und seine konjugierte Base #"RCOO"^"-"#.
Eine Mischung aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base ist a puffern
In beiden Regionen können kleine Mengen Säure oder Base zugesetzt werden, und der pH-Wert ändert sich nicht wesentlich.
So hat eine Aminosäure zwei Regionen, in denen es als Puffer fungieren kann.
Die Pufferregionen für Glycin sind pH 1.3 bis pH 3.3 und von pH 8.6 bis pH 10.6