Question

Difficulty: Very hardAmino Asitlerin Asit-Baz Özellikleri ve İzoelektrik Nokta

LL-Lizin amino asidinin iyonlaşabilen gruplarının pKapK_a değerleri sırasıyla 2,182,18 (α\alpha-karboksil), 8,958,95 (α\alpha-amino) ve 10,5310,53 (ϵ\epsilon-amino) olarak belirlenmiştir. Bu amino asit örneği, moleküllerinin tam olarak yarısının net +1+1 yüke sahip olduğu, geri kalan yarısının ise elektriksel olarak nötr (zwitterion, net yükü sıfır) bulunduğu bir tampon sistemine yerleştirilmiştir. Buna göre, bu tampon sisteminin pHpH değeri aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    2,182,18
  2. B
    5,565,56
  3. 8,958,95Answer
  4. D
    9,749,74
  5. E
    10,5310,53

Answer

Tampon sisteminin pHpH değeri, α\alpha-amino grubunun pKapK_a değeri olan 8,958,95'e eşittir.
Lizin amino asidinde net +1+1 yükten net 00 yüke (zwitterion) geçiş, α\alpha-amino grubunun deprotonasyonu ile gerçekleşir. Henderson-Hasselbalch prensibi gereği, bir grubun protonlanmış ve deprotonlanmış formlarının eşit konsantrasyonda bulunması için pHpH değerinin o grubun pKapK_a değerine eşit olması gerekir. Lizinin α\alpha-amino grubu için bu değer 8,958,95 olduğundan, bu pHpH değerinde moleküllerin yarısı +1+1 yüklü formda, yarısı ise nötr (zwitterion) formda kalacaktır.

Step-by-Step Solution

1
Lizin amino asidinin iyonlaşma basamaklarını ve net yüklerini analiz edin.
Lizin bazik bir amino asittir. Çok düşük pHpH'da yük +2+2 (αCOOH\alpha-COOH, αNH3+\alpha-NH_3^+, ϵNH3+\epsilon-NH_3^+). İlk deprotonasyonda (αCOOHαCOO\alpha-COOH \rightarrow \alpha-COO^-) yük +1+1 olur. İkinci deprotonasyonda (αNH3+αNH2\alpha-NH_3^+ \rightarrow \alpha-NH_2) yük 00 olur. Üçüncü deprotonasyonda (ϵNH3+ϵNH2\epsilon-NH_3^+ \rightarrow \epsilon-NH_2) yük 1-1 olur.
Molekülün hangi pHpH aralıklarında hangi yük durumlarında bulunduğunu belirlemek için.
2
Eşit populasyon (50/50) kuralını uygulayın.
Henderson-Hasselbalch denklemine göre, pH=pKapH = pK_a olduğunda iyonlaşabilen grubun konjuge asit ve baz formları eşit konsantrasyonda bulunur.
Moleküllerin tam yarısının bir formda, diğer yarısının başka bir formda olması için pHpH'ın ilgili geçiş basamağının pKapK_a değerine eşit olması gerekir.
3
Net +1+1 ve net 00 formları arasındaki geçişi sağlayan grubu belirleyin.
Lizin için net +1+1 yükten net 00 yüke geçiş, α\alpha-amino grubunun (pK2=8,95pK_2 = 8,95) protonunu kaybetmesiyle gerçekleşir.
Soruda istenen 'yarısı +1+1, yarısı 00' durumu tam olarak bu ikinci iyonizasyon basamağına karşılık gelir.

Key Concept

Bir amino asit çözeltisinde iki farklı iyonizasyon formunun eşit miktarda bulunması için sistemin pHpH değeri, bu iki formu birbirinden ayıran grubun pKapK_a değerine eşit olmalıdır.
Estimated Time:2m 30s
Rate this question