Informe Lab Bioq Aminoácidos

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INFORME DE LABORATORIO N°2
	
	Aminoácidos
Introducción
Los aminoácidos son moléculas de carácter orgánico compuestos de un grupo amino y un grupo carboxilo, estos forman la estructura de la proteína y juegan un papel importante en la regularización de pH en los sistemas internos del cuerpo, puesto que la vida y la actividad celular se desarrolla a unos estrictos niveles de pH, sin embargo, a lo largo de sus procesos metabólicos en estos se generan ácidos o bases, los cuales influyen en el valor de pH de un medio como se estudió previamente. En esta práctica se estudiará la curva de titulación de un aminoácido simple como la glicina cuyo R es un hidrógeno y cuya estructura es de la siguiente manera en un medio acuoso, es decir neutro. 
En la imagen se puede observar que el grupo carboxilo se encuentra desprotonado, y el grupo amino protonado, en este estado se le puede denominar como un zwitterion, es decir, un ión dipolar que eléctricamente está neutro pero que posee una parte negativa, y otra positiva, y que de acuerdo al pH del ambiente puede variar su carga. Lo relevante de dicho comportamiento es el papel que juega en disoluciones tampón, puesto que actúa como un amortiguador en los cambios de pH, ya que aguantan o resisten leves cambios de concentraciones ácidas o básicas manteniendo el pH estable mediante la donación de protones y haciendo posible el mantenimiento de los procesos vitales en el cuerpo.
La curva de titulación de un aminoácido permitirá determinar el PK de los grupos ionizables (grupo amino y carboxilo) y el punto isoeléctrico del mismo, este último no será nada más que el grado en que la molécula tendrá una carga eléctrica de 0, es decir, el valor de la carga negativa será igual al valor de la carga positiva, dicho punto es importante pues determina el grado en que la molécula es menos soluble dado un pH. 
k es la constante de disociación que tiene un ácido o base débil y que es la capacidad para transferir protones; entendiéndose por ácido débil a un ácido que solo se disocia parcialmente en una solución acuosa, del mismo modo ocurre con una base débil; los cuales son importantes para determinar la influencia del pH en los mismos y sobre la actividad biológica. La constante de disociación para ácidos débiles son números muy pequeños y negativos, por lo que se expresa como pKa, donde pKa es:
De esta fórmula intuitivamente se deduce que pK se relaciona con Ka como el pH con el H+, y mientras más fuerte sea el ácido menor será el valor de pKa. De lo dicho anteriormente pKa viene siendo un punto en el que el grupo funcional está resistiendo ese cambio de pH hasta que ya no lo soporta más y sobrepasando ese valor el grupo funcional se desprotona. En este punto se supone que el ácido está 50% desprotonado y 50% protonado, ocurriendo una igualación del valor del pH con pKa, el cual se demuestra mediante la fórmula de Henderson-Hasselbalch.
pH = pK + log (base) / (ácido) Si en la ecuación la concentración de ácido es igual a la de la base, el cociente es 1, siendo el log de 1 = 0, y se tiene que pH = pK
Con base en los conceptos presentados el objetivo mediante la realización de la práctica será reconocer la importancia de los aminoácidos en los sistemas biológicos y de su propiedad buffer.
Materiales:
	Materiales
	Reactivos
	Bureta
	0,05 molar de glicina
	Agitador magnético
	0,5 molar de HCl
	Soporte universal
	0,5 molar de NaOH
	Vaso precipitado
	
	Indicador de Ph eléctrico
	
Metodología:
Montaje realizado para la titulación del aminoácido.
Resultados:
Análisis de resultados:
Maracuyá y zumo de limón.
El maracuyá y el limón dieron valores bajos de pH denotando su alto grado de acidez lo cual se debe a que estas frutas cítricas poseen en su interior ácido cítrico cada una en una relación distinta de concentración, gracias a la presencia de este ácido el número de hidrogeniones presentes es mayor y su valor en la escala menor. 
Gaseosa.
 Se observó que la Sprite es una gaseosa bastante ácida con un valor de pH 3, el cual de hecho entra entre los niveles de pH estándar de bebidas carbonatadas o gaseosas, la acidez de esta bebida reside en la presencia de CO2 ya que durante el proceso de carbonatar una bebida parte de este gas se solubiliza en forma de ácido carbónico mientras que la mayor parte de este queda en forma de CO2 molecular disuelto. Es la presencia de ácido carbónico en la bebida la que la dota de su grado de acidez.
pKa grupo carboxilo: 2,02
pKa grupo amino:9,34
pI=(2,02+9,34)/2=5,68
Análisis de resultados:
Para el cotejo de los datos obtenidos durante la experiencia práctica, se realizó una tabla de datos estableciendo una relación de la variación del pH con respecto al aumento de concentración de NaOH en la solución, a medida que se agregaban ml de esta base, el pH fue aumentando progresivamente. Se inició en un medio ácido, donde los cambios observados en un principio fueron mínimos o en poca cantidad, hasta que llegó un punto en que el valor cambió bruscamente de 3,99 a 7,75. En este primer momento se observó el cambio de estado del grupo carboxilo, donde inicialmente se encontraba protonado a 1,6 de pH dada la alta cantidad de hidrogeniones, y cuyo valor, no tuvo mucha variación o se mantuvo casi lineal al estar cerca de su pKa, el cual luego de pasar 2,02 se empieza a desprotonar, siendo la parte desprotonada mayor a la parte protonada, el cambio abrupto sucede en 3,99 ya que en este momento el grupo carboxilo queda completamente desprotonado y de ahí en adelante su valor es cero.
Luego de esto, los valores de pH comienzan nuevamente a regularizarse y variar muy poco conforme se va acercando al pKa del grupo amino, el cual se determinó mediante la gráfica seleccionando el punto con comportamiento más lineal y cuya variación entre los valores de volumen próximos fuera menor, seleccionando en este caso pH 9,34. Durante todo este recorrido el grupo amino seguía estando protonado, pero al traspasar este valor, el porcentaje del grupo estando desprotonado comienza a ser mayor, dado que la cantidad de H en la solución es mínima, y las moléculas buscan un estado de equilibrio donde el grupo NH3 finalmente debe donar su protón. Luego de esto, la recta continúa creciendo puesto que el porcentaje del grupo amino desprotonado aumenta y se detuvo la lectura en 11,98 de pH. Siendo visible ambos pKa y deduciendo el cómo se comportó cada grupo.
El punto isoeléctrico se determinó sumando los dos pKa obtenidos y dividiéndolo entre dos, con lo cual, el valor de pH en que la molécula es neutra es en 5,68 el cual es un valor muy cercano al que ya se encuentra determinado científicamente y que es de 5,97.
Conclusiones
Por medio de la realización práctica se pudo llegar a la determinación de que las propiedades químicas de un aminoácido dependen en su gran medida al comportamiento de los grupos amino y carboxilo, los cuales al poder protonarse y desprotonarse en ciertos valores de pH influyen tanto en la estructura de la proteína como en los procesos bioquímicos que experimenta, pues esta polaridad que experimenta estando más cargada eléctricamente de un lado o de otro permite a la molécula plegarse y también formar enlaces peptídicos, otra cualidad que se pudo observar, es que al poseer estos dos grupos el aminoácido pasa a ser una molécula antófera, lo que quiere decir que puede poseer cargas tanto negativas como positivas y le confiere la capacidad de actuar como buffer o un amortiguador, es decir actuar de manera básica o ácida en el medio impidiendo así que en la disolución se produzcan cambios fuertes de pH al acercarse a su pKa, esto asegura la funcionalidad de los aminoácidos en la química biológica, determinando el comportamiento de las sustancias que los contienen y facilitando el entendimiento de cómo actúan las biomoléculas.
Bibliografía
Skoog, D. A., West, D. M., & Holler, F. J. (2013). Fundamentals of analytical chemistry. Cengage Learning.
Harris, D. C. (2010). Análisis Químico Cuantitativo.Reverte.
Vogel, A. I. (2018). Análisis químico cuantitativo. Ediciones Omega.
Rickerby, D. G. (2001). Chemical laboratory analysis: basic concepts and techniques. CRC Press.
Titulación del aminoácido Glicina 
pH 	
1mL	2mL	3mL	4mL	5mL	6mL	7mL	8mL	9mL	10mL	11mL	12mL	13mL	14mL	15mL	16mL	17mL	18mL	19mL	20mL	21mL	22mL	23mL	24mL	25mL	26mL	27mL	28mL	29mL	30mL	31mL	32mL	33mL	34mL	35mL	36mL	37mL	38mL	39mL	1.67	1.77	1.85	1.94	2.02	2.12	2.2200000000000002	2.34	2.42	2.5299999999999998	2.65	2.78	2.91	3.1	3.37	3.99	7.75	8.5	8.82	9.0299999999999994	9.2200000000000006	9.34	9.4600000000000009	9.57	9.68	9.7899999999999991	9.9	10.02	10.14	10.29	10.5	10.74	11.06	11.38	11.6	11.73	11.86	11.93	11.98	volumen de NaOH utilizado (ml)
 NIVEL DE pH DE LA SOLUCIÓN
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Realizar el montaje y 
asegurar que el indicador de 
Ph eléctrico este bien 
posicionado sobre la 
solución de glicina. 
Practica N°2. 
Aminoácidos. 
Llevar la solución de glicina 
(0,5M) que está alrededor de 
un pH 7 a de un pH cercano 
a 1 suministrando gotas HCL 
de (0,05M). 
Ir agregando con la pipeta de 
titulación 1 ml de NaOH 
(0,5M) a la solución de 
glicina. 
Con cada 1 ml suministrado 
de NaOH hay que esperar 
que se estabilice el indicador 
de pH 
Anotar la 
cantidad de 
NaOH y el pH 
que se obtuvo en 
la lectura 
La última anotación que se 
hace del indicador de pH es 
cerca de pH 12 
Se desmonta el sistema y 
se procede a hacer la 
correlación de datos y 
análisis del mismo 
Fin