Em pH 5, a cisteína (
-carboxil
-amino
; sulfidrila
) estaria com as seguintes cargas:
a)
-carboxil,
-amino, 0 sulfidrila, 0 carga líquida
b)
-carboxil,
-amino, -1 sulfidrila, -1 carga líquida
c)
-carboxil,
-amino, +1 sulfidrila, +1 carga líquida
d)
-carboxil,
-amino, 0 sulfidrila, 0 carga líquida
e)
-carboxil,
-amino, 0 sulfidrila, 0 carga líquida
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado pergunta qual é o estado de ionização (carga) dos três grupos da cisteína em
e qual é a carga líquida resultante. Informações dadas no enunciado (copiadas do enunciado):
do grupo
-carboxil
do grupo
-amino
da sulfidrila (grupo tiol,
)
O objetivo final é escolher entre as alternativas (a)–(e) qual descreve corretamente as cargas de cada grupo e a carga líquida.
Passo 2
Conceito chave (regra prática): para um ácido com
conhecido, comparar
com
indica o estado predominante:
- Se
(tipicamente ), o grupo está majoritariamente protonado. - Se
(tipicamente ), o grupo está majoritariamente desprotonado. - Se
está perto de , fica misto e aí se usa a equação de Henderson–Hasselbalch para quantificar.
Explicando rapidamente o sentido: um grupo ácido
. Quando
há menos
disponível e a forma desprotonada
predomina; quando
a forma protonada
predomina.
Passo 3
Definir as cargas que cada forma tem:
- Grupo
-carboxil: forma protonada ( ) tem carga ; forma desprotonada ( ) tem carga . - Grupo
-amino: forma protonada ( ) tem carga ; forma desprotonada ( ) tem carga . - Grupo sulfidrila (tiol): forma protonada (
) tem carga ; forma desprotonada ( ) tem carga .
Passo 4
Comparar
com cada
:
-
Para o
-carboxil: .
Calcular a diferença. Isso é bem maior que , portanto o grupo está praticamente todo desprotonado, ou seja na forma com carga . -
Para o
-amino: .
Calcular a diferença. Isso é bem menor que , portanto o grupo está praticamente todo protonado, ou seja na forma com carga . -
Para a sulfidrila:
.
Calcular a diferença. Isso é menor que , portanto o grupo está praticamente todo protonado, ou seja na forma com carga .
Passo 5
Se quiser confirmar numericamente com a equação de Henderson–Hasselbalch (apenas para ver quão completo é o deslocamento):
A equação para um ácido
é
Logo a razão
.
- Para o carboxil:
→ mais de 99,9% desprotonado → carga . - Para o amino (considerando a base conjugada
e a forma protonada ): → quase 100% na forma protonada → carga . - Para o tiol:
→ quase 100% protonado → carga .
Passo 6
Somar as cargas individuais para obter a carga líquida:
Passo 7
Concluir qual alternativa corresponde: a alternativa que descreve
no
-carboxil,
no
-amino,
na sulfidrila e carga líquida
é a alternativa (d).
Resposta
d)
-carboxil,
-amino,
sulfidrila,
carga líquida