I - PROPRIEDADES ÁCIDO-BASE DE UM AMINOÁCIDO
INTRODUÇÃO
O conhecimento das propriedades ácido-base dos aminoácidos é importante para a
compreensão das técnicas usadas na determinação da composição e sequência de proteínas e
para o estudo das propriedades químicas e biológicas destes compostos.
O comportamento ácido-base dos aminoácidos pode ser estudado efectuando titulações
potenciométricas de soluções aquosas destes compostos com soluções titulantes de ácido ou
de base fortes. A forma totalmente protonada de um α-aminoácido comporta-se como um
diácido (Gly, Ala, Val,...), ou como um triácido (Asp, Glu, His,...), consoante a natureza da
sua cadeia lateral (grupo L). A curva de titulação de uma forma protonada com uma base
forte (ou de uma forma desprotonada com um ácido forte) evidencia zonas em que o pH varia
bruscamente com a adição de titulante e zonas em que o pH varia muito pouco com a adição
de titulante (zonas em que o poder tampão da solução do aminoácido é acentuado). Em certos
casos é possível estimar com facilidade os valores das constantes de acidez envolvidas pelo
simples exame da curva de titulação.
Os valores das constantes de acidez dependem da temperatura e da força iónica das
soluções. Por exemplo, para a histidina, aminoácido que será objecto de estudo neste trabalho
experimental, encontram-se na literatura os seguintes valores a 25ºC:
Meio
pKa1
pKa2
pKa3
0,1 M
1,7 ± 0.1
6.02 ± 0.04
9,08 ± 0.04
3,0 M
2,28
6,97
9,63
De: A.E. Martell e R.M. Smith, Critical Stability Constants, Vol. 1, Plenum Press, New Jork, 1974, p. 61.
OBJECTIVO DO TRABALHO
O objectivo do trabalho consiste na titulação potenciométrica do aminoácido histidina (na
forma de diácido, isto é, parcialmente protonada) com soluções titulantes de hidróxido de
sódio e de ácido clorídrico e no traçado das respectivas curvas de titulação. Estas deverão ser
examinadas no que respeita à localização dos pontos de equivalência, dos pontos de meia
titulação e das zonas em que o aminoácido exerce poder tampão. A partir da curva relativa à
titulação com hidróxido de sódio serão estimados valores para pKa2 e pKa3 à temperatura de
trabalho e em meio de força iónica 0,10 M.
REAGENTES
Solução 0,100 M em NaOH
Solução 0,100 M em HCl
Histidina (C6H9N3O2·HCl·H2O, MW=209.63)
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MATERIAL
Aparelho para medição de pH da marca Metrohm, modelo 691
Eléctrodo combinado para medição de pH
Agitador electromagnético
Buretas de 25 mL
Copos de 100 mL de forma alta
Pipeta de 50 mL
TÉCNICA
1) Medir a temperatura das soluções tampão que irá usar para calibrar o aparelho para
medição de pH.
2) Calibrar o aparelho para medição de pH.
3) Pesar 104,8 mg de histidina directamente para um copo de 100 mL de forma alta.
4) Adicionar 50 mL de solução de KNO3 0,10 M usando uma pipeta de 50 mL. Lavar a
bureta e encher com a solução de NaOH 0,100 M.
5) Juntar uma pequena barra magnética e dissolver completamente o sólido usando um
agitador electromagnético.
6) Medir o valor do pH da solução.
7) Titular a solução usando uma solução titulante de NaOH 0,100 M. Para isso, adicionar
pequenos volumes da solução titulante contida numa bureta de 25 mL e, após cada
adição, ler e tomar nota do valor do pH. As primeiras adições devem ser de volumes
muito pequenos (ex. 0,05 mL). Os volumes a adicionar deverão variar ao longo da
titulação de modo a que, após cada adição, a variação do valor do pH não exceda 0,2.
8) Terminar a titulação quando tiver adicionado cerca de 14 mL de solução titulante
(atingir-se pH ~ 12).
9) Repetir as operações 3) a 6), mas encher uma 2ª bureta com solução de HCl 0,100 M
10) Titular a solução usando a solução titulante de HCl 0,100 M. Para isso ter em conta as
instruções indicadas em 7).
11) Terminar a titulação quando tiver adicionado cerca de 5 mL de solução titulante (atingirse pH ~ 2).
12) Representar os pares de valores volume de titulante adicionado, pH numa folha de papel
milimétrico (fornecida). Representar o volume de titulante adicionado em abcissas e o pH
em ordenadas. O ponto inicial deverá ser marcado de modo que os pontos da primeira
titulação sejam representados da esquerda para a direita e os pontos da segunda titulação
da direita para a esquerda.
13) Examinar o andamento da curva de titulação e identificar, assinalando com setas, os
pontos de equivalência (→ ←) e os pontos de meia titulação (↓).
14) Estimar os valores de pKa2 e pKa3 para a histidina por inspecção da curva de titulação.
BIBLIOGRAFIA
Qualquer livro de Bioquímica, por ex. H.R. Horton, L.A. Moram, R.S. Ochs, J.D. Rawn,
K.G. Scrimgeour, Principles of Biochemistry, 3ª ed., Prentice Hall, 2002.
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PROPRIEDADES ÁCIDO-BASE DE UM AMINOÁCIDO
FOLHA DE RESULTADOS
GRUPO:
DATA: ..........................
TURMA: ...................
Nome ...................................................................................
Nº ...............................
Nome ...................................................................................
Nº ...............................
Nome ...................................................................................
Nº ...............................
Estimativa dos valores de pKa2 e pKa3 para a histidina por inspecção da curva de titulação
potenciométrica:
Meio de força iónica ~0,10 M
Temperatura: ................ ºC
pKa2 ≈ ....................
pKa3 ≈ ....................
OBS.: Juntar à folha de resultados a folha de papel milimétrico com a curva de titulação
(identificada com a indicação do grupo e data).
EXERCÍCIO
Apresente as fórmulas químicas estruturais para as formas predominantes do aminoácido
histidina em solução aquosa aos seguintes valores de pH:
pH = 1
pH = 6
pH = 8
pH = 11
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