Punto Isoelectrico..docx

Laboratorio “Titulación potenciometrica de aminoácidos - Arginina” Laura Catalina Castro 1a, Daniel Sebastián Leiton 2a, María Camila Suasty ___________________________________________________________________________________________ Resumen En la presente práctica de laboratorio se realizó la titulación potenciometrica de aminoácidos con el fin de encontrar los valores de pK y su punto isoeléctrico, para la cual se asignó Arginina, se procedió a realizar la preparación de los elementos de laboratorio y su respectiva calibración. En el primer ensayo se trabajó con una solución de 0.5ml de (NaOH) la cual fue añadida consecutivamente al aminoácido a medida que se iba titulando se medía el pH hasta que alcanzara un pH de 11. En el segundo ensayo se utilizó el mismo aminoácido con una solución de 0.5 ml de (HNO3) y fue añadida consecutivamente hasta que alcanzara un pH de 2.0. Tras los ensayos realizados se comprueba que la sustancia cumple con el carácter anfótero ya que puede comportarse a su misma vez como acido o base. Se realiza la respectiva observación de los resultados y al mismo tiempo se analiza los cambios ocurridos y se da informe mediante la curva de titulación. Palabras clave: Aminoácido, anfótero, pH Titulación, punto isoeléctrico ______________________________________________________________________________________

1. Introducción Los aminoácidos son moléculas orgánicas que contienen un grupo animo (NH2) en uno de los extremos de la molécula y un grupo ácido carboxílico (COOH) en su otro extremo. Son las unidades monoméricas que forman a las proteínas, sin embargo, también existen polímeros cortos de aminoácidos denominados péptidos con funciones importantes en el sistema neuroendocrino como son las hormonas, factores que liberan neuronas, neuromoduladores o neurotransmisores. (Lozano, A. Amaya, B. & Cuberos, J, 2013) La arginina (C6H14N4O2) es un aminoácido semi-esencial, es un componente natural de las proteínas de la dieta. La Arginina es particularmente abundante en el jugo de sandía, mariscos, nueces y proteínas de la carne. Del grupo R cargado positivamente, cuenta con una abreviación “Arg” y una presencia en las proteínas del 5,1%. (A, Jones. 2009) Un aminoácido puede existir en varias formas iónicas, dependiendo del pH del medio donde se encuentre disuelto. Los aminoácidos tienen al menos dos grupos disociables, el grupo amino y el carboxilo, pueden tener más si el grupo R tiene a su vez grupos que pueden ser ionizados, para cada uno de estos grupos existe un pK, el del carboxilo se le llamará Pka (COOH) y el del grupo amino (NH2). La representación gráfica de la variación del pH de una solución por la adición de equivalentes de ácido o base se denomina curva de titulación. En el caso de los aminoácidos, las curvas de titulación proporcionan la siguiente información:     

Medida del pKa de los grupos ionizables Regiones de capacidad: En estas zonas de localizan los pKs; dichas regiones se encuentran en el intervalo pK±1 unidad de pH. Punto Isoeléctrico: Este se encuentra en la mitad de la curva de titulación. Formas ionizables del aminoácido en cada rango de pH. Carga eléctrica del aminoácido en cada rango del pH. (V. González. 2014)

2. Metodología Se tomó como muestra problema el aminoácido arginina en cada ensayo. Se hizo reaccionar este aminoácido con diferentes compuestos para realizar la medición potenciometrica del ion hidronio bajo diferentes volúmenes de reactivo.  Ensayo 1: Se tomó una muestra de 20 mL de arginina en solución acuosa en un beaker y se procedió a medir su pH inicial. A continuación, se purgo una bureta con ácido nítrico (HNO3 - 0,1 N) y se llenó con este mismo acido. Posteriormente se adiciono 0,5 mL de HNO3 al beaker con la muestra, se midió el valor de pH y se realizó el mismo procedimiento hasta alcanzar un pH de 2.  Ensayo 2: se tomó el mismo aminoácido del Ensayo 1. Se depositaron 20 mL de muestra en un beaker y se procedió nuevamente cerciorar el pH inicial. Se purgo una bureta con hidróxido de sodio (NaOH – 0,1 N) y posteriormente se llenó con el mismo acido. Por último, se adiciono 0,5 mL de NaOH al beaker con la muestra, se midió el pH resultante y se realizó el mismo proceso hasta alcanzar un pH de 11. 3. Resultados y discusiones Los resultados experimentales de la práctica de “Titulación potenciometrica de aminoácidos” realizada en los laboratorios de la cede Alvernia de la Universidad Mariana se registran en la Tabla No.1. Tabla No.1 – Resultados de la medición de pH en los diferentes ensayos. Volumen de HNO3 pH en adición de HNO3 pH en adición de NaOH / NaOH (mL) 0 10,02 10,05 0,5 9,21 10,97 1 8,74 11,58 1,5 7,89 11,77 2 3,1 11,88 2,5 2,82 11,95 3 2,46 12,02 3,5 2,39 12,09 4 2,33 12,16 4,5 2,27 12,18 5 2,23 5,5 2,19 6 2,15 6,5 2,11 7 2,08 7,5 2,06 8 2,03 8,5 2,01 9 1,98 En base a la Tabla No.1 “Resultados de la medición de pH en los diferentes ensayos”, se realizó una gráfica “Volumen vs pH”, en donde se relacionaron los datos registrados en la medición de pH para calcular los puntos isoelectricos. Esta grafica se utilizó en la comparación de datos experimentales y literales. A continuación, la Tabla No.2 Relaciona los datos obtenidos en el proceso experimental con los valores registrados en la literatura.

Tabla No.2 – Datos experimentales vs Datos teóricos. Datos experimentales Datos registrados en la literatura Grafica No.1 – “volumen vs pH” Grafica No.2 -Punto isoeléctrico 14

pH Registrado

12 10 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

volumen de reactivo pH Adición de acido (HNO3)

pH Adición base (NaOH)

Según la Tabla No.2 “Datos experimentales vs Datos teóricos”, se interpretó y explico los cambios resultantes en cada experimentación y el porqué de los mismo, el análisis fue el siguiente: 1. La arginina es un aminoácido que registra un pH experimental promedio de 10,03. Según la literatura registra un punto isoeléctrico de 10,79/10,85 (Martines & Sanchez, 2004) 2. Este aminoácido tiene carácter anfótero, puede reaccionar simultáneamente como acido o como base en unión a diferentes polipéptidos y proteínas. (Martines & Sanchez, 2004) 3. La arginina sufre un aumento de pH a la hora de reaccionar con el NaOH esto ocurre dada la relación de OH- que afectan a la reacción, convirtiendo este aminoácido en una sal neutra. 4. El pH de la arginina decrece al existir una reacción con HNO3 , la reacción ocurre dada la relación de H+ que existen dentro de la reacción, esto convierte a la arginina en un ácido neutro. 5. En la gráfica experimental observamos que el punto isoeléctrico se encuentra entre los volúmenes 1,5 y 2 tanto del ácido como de la base, lo que significa que el punto isoeléctrico para que la arginina actué como sal neutra y acido neutro se encuentra entre esos puntos y sus respectivos pH’s. 6. El volumen de reactivo ácido y básico es el mismo para encontrar la neutralidad para sal y acido. 7. El punto isoeléctrico en la reacción con el reactivo base (NaoH) se encuentra entre los pK 11,77 y 11,88. Basado en los pK registrados, el PI experimental para sal neutra seria 11,88. 8. El punto isoeléctrico en la reacción de reactivo acido (HNO3) se encuentra entre los pK 7,89 y 3,1. Basado en los pK’s registrados el punto isoeléctrico experimental para acido neutro seria 5,49. 9. Comparando la Grafica No.1 - “volumen vs pH” y la gráfica No.2 – “punto isoeléctrico” observamos que el valor del PI experimental se acerca al PI encontrado en la literatura. 10. En el caso de la arginina existen dos grupos básicos y uno ácido. La disociación de la arginina se esquematiza del siguiente modo, donde pK1=2,2; pK2=9,2 y pK3=12,5; esto según varias literaturas (Universidad de Salamanca, NF) 11. En el caso de la Arginina el pK de la disociación del grupo carboxilo puede verse afectado por las interacciones electrostáticas que se pueden establecer con un residuo cercano, variando así el valor del pK del grupo carboxilo carboxilo obteniendo como resultado una diferencia en el cálculo del punto isoeléctrico. literaturas (Universidad de Salamanca, NF) 12. Las variaciones en los valores encontrados puedes justificarse en las mediciones en los pHmetros y la metodología que se utilizó en la práctica de laboratorio.

4. Conclusiones    

Mediante la titulación realiza se determina que el aminoácido posee la característica anfótera. Es posible aumentar o disminuir su pH Agregando una determinada sustancia en este caso para aumentar su pH Se agregó NaOH y para disminuir este mismo HNO3. Mediante la curva de titulación se logró establecer y cumplir los objetivos encontrar su respectivo punto isoeléctrico, esta curva de titulación permite a su vez determinar los valores pka1,pka2 y pl del aminoácido. La disociación de los grupos básicos o ácidos de las diferentes cadenas laterales que hacen parte del aminoácidos, pueden verse alterados por la influencia de otros grupos ionizables cercanos.

5. Biobliografia.  Palacios, N. (2011). LOS AMINOACIDOS. Recuperado de https://www.academia.edu/32398273/LOS_AMINO%C3%81CIDOS.  Jones, A. (2016). PRECURSORES DE ÓXIDO NÍTRICO EN LA DIETA Y RENDIMIENTO EN EL EJERCICIO. Recuperado de https://www.gssiweb.org/docs/librariesprovider9/sse-pdfs/156_andrew_m_jones.pdf?sfvrsn=2.  Lozano, A., Amaya, B., & Cuberos, J. (2013). CURVA DE TITULACION DE AMINOACIDOS Y SEPARACIÓN DE CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA. Recuperado de https://www.academia.edu/35155881/CURVA_DE_TITULACION_DE_AMINOACIDOS_Y_SEPARACI%C3 %93N_DE_CROMATOGRAF%C3%8DA_EN_CAPA_FINA.  González, V. (2014). CURVAS DE TITULACION DE AMINOACIDOS. Recuperado de http://diarium.usal.es/vgnunez/files/2012/11/4.-Curvas-de-titulaci%C3%B3n-de-aminoacidos.pdf.   

Serpa Guerra, A. M., Gustavo Hincapié Llano, G., & Álvarez López, C. (2014). Determinación del punto isoeléctrico de las proteínas presentes en cuatro fuentes foliares. Recuperado de http://www.scielo.org.co/pdf/prosp/v12n1/v12n1a04.pdf UNIVERSIDAD DE SALAMANCA. (s.f.). AMINOACIDOS. PROPIEDADES ACIDO-BASE. Recuperado de http://ocw.usal.es/ciencias-biosanitarias/bioquimica-ph-equilibrios-acido-2013base/contenidos/3%20AminoacidosPropiedadesAcidoBase_2012.pdf UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE. (2006). Titulación potenciometrica del ácido folico en comprimidos. Recuperado de http://www.unne.edu.ar/unnevieja/Web/cyt/cyt2006/08-Exactas/2006-E-035.pdf