O aminoácido glicina é frequentemente usado como o principal ingrediente de um tampão em experimentos bioquímicos. O grupo amino deste, que possui um pKa de 9,3, pode existir quer na forma protonada (-NH3 ^+)ou na forma de base livre (-NH2) por causa do equilíbrio reversível
-NH3^++H2 O underset-NH2+H3 O^+
a) Em que zona de pH a glicina pode ser usada como um tampão efetivo graças ao seu grupo amino? (8,3 a 10,3 )
b) Numa solução 0,1 mol / L de glicina, em pH 9,0, que fração de glicina possui seu grupo amino na forma -NH3 ^+?
c) Quanto de KOH 5 mol / L deve ser adicionado a 1,0 L de glicina 0,1 mol / L, em pH 9,0 , para elevar o pH para 10,0 ? ( 10,0 mL )

Passo 1

O enunciado trata do equilíbrio ácido–base do grupo amino da glicina
-NH3^+;+;H2O;<=ftarrows;-NH2;+;H3O^+
com pK a=9,3. Vamos usar ( 1) o conceito de faixa efetiva de tampão ( pm 1 unidade de pH em torno do pK a), ( 2) a equação de Henderson–Hasselbalch
pH=pK a+log[base][ácido] á
para calcular frações, e ( 3) o balanço de massa ao adicionar KOH.

Passo 2

Para a parte (a), a faixa efetiva de tampão é
pK apm1=9,3pm1
logo de 8,3 até 10,3.

Passo 3

Na parte (b), em pH 9,0 temos
log[NH2][NH3^+]=9,0-9,3=-0,3 Longrightarrow [NH2][NH3^+]=10^-0,3approx0,50
A fração protonada é
[NH3^+][NH3^+]+[NH2] =11+0,50approx0,67(67%)

Passo 4

Na parte (c), início: ntot=0,1,mol em 1,0 L, com
nacuteacido^0=0,1times0,67=0,067 mol, nbase^0=0,1-0,067=0,033 mol
Quer pH 10,0, de modo que
nbase^fnacuteacido^f =10^10,0-9,3=10^0,7approx5,01
Seja y o mol de KOH adicionado, então
nbase^f=0,033+y, nacuteacido^f=0,067-y,
e
0,033+y0,067-y=5,01 ;Longrightarrow; yapprox0,050,mol
O volume de KOH 5,mol/L é
V=0,0505,0=0,010 L=10,0 mL

Resposta

(a) de 8,3 a 10,3
(b) 0,67 (ou 67%)
(c) 10,0 mL

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