b) Escreva as formas iônicas predominantes da glicina ( pKa(alpha-COOH)=2,35 e pKa(alpha-NH 3+)=9,78 ) e suas respectivas cargas líquidas em pH 1,0; pH 2,35; pH 7,0; pH 9,78 e pH 12. Determine o pI da glicina.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente escrever as formas iônicas predominantes da glicina em diferentes valores de pH e suas cargas líquidas. Além disso, temos que calcular o ponto isoelétrico (pI) da glicina. Para isso, vamos precisar entender sobre os grupos funcionais da glicina, suas constantes de dissociação ácida ( pKa) e como o pH afeta a ionização desses grupos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a glicina tem dois grupos funcionais que podem se ionizar:
  1. Grupo carboxila ( alpha-COOH) com pKa = 2,35
  2. Grupo amino ( alpha-NH3^+) com pKa = 9,78
Esses grupos podem perder ou ganhar prótons dependendo do pH do meio, o que afeta a carga total da molécula.

Passo 3

Agora, vamos analisar cada valor de pH solicitado e determinar a forma iônica predominante da glicina nesse pH, além de calcular a carga líquida.

pH 1,0

  • Comparação com pKa dos grupos:
    • pH < 2,35: O grupo carboxila está não ionizado ( COOH)
    • pH < 9,78: O grupo amino está protonado ( NH3^+)
  • Forma iônica predominante: NH3^+ - CH2 - COOH
  • Carga líquida: +1 (do grupo amino) + 0 (do grupo carboxila) = +1

pH 2,35

  • Comparação com pKa dos grupos:
    • pH = 2,35: O grupo carboxila está na metade entre ionizado e não ionizado
    • pH < 9,78: O grupo amino está protonado ( NH3^+)
  • Forma iônica predominante: Uma mistura entre NH3^+ - CH2 - COOH e NH3^+ - CH2 - COO^-
  • Carga líquida: Aproximadamente +0,5

pH 7,0

  • Comparação com pKa dos grupos:
    • pH > 2,35: O grupo carboxila está ionizado ( COO^-)
    • pH < 9,78: O grupo amino está protonado ( NH3^+)
  • Forma iônica predominante: NH3^+ - CH2 - COO^-
  • Carga líquida: +1 (do grupo amino) -1 (do grupo carboxila) = 0

pH 9,78

  • Comparação com pKa dos grupos:
    • pH > 2,35: O grupo carboxila está ionizado ( COO^-)
    • pH = 9,78: O grupo amino está na metade entre ionizado e protonado
  • Forma iônica predominante: Uma mistura entre NH3^+ - CH2 - COO^- e NH2 - CH2 - COO^-
  • Carga líquida: Aproximadamente -0,5

pH 12,0

  • Comparação com pKa dos grupos:
    • pH > 2,35: O grupo carboxila está ionizado ( COO^-)
    • pH > 9,78: O grupo amino está ionizado ( NH2)
  • Forma iônica predominante: NH2 - CH2 - COO^-
  • Carga líquida: 0 (do grupo amino) -1 (do grupo carboxila) = -1

Passo 4

Agora, para determinar o ponto isoelétrico (pI) da glicina, precisamos encontrar o pH no qual a glicina possui carga líquida zero.
O pI pode ser calculado como a média das pKa que envolvem as formas ionizadas em equilíbrio:
pI = pKa(alpha-COOH) + pKa(alpha-NH3^+)2
Substituindo os valores:
pI = 2,35 + 9,782 = 12,132 = 6,065
Arredondando, temos pI approx 6,07

Resposta

O ponto isoelétrico (pI) da glicina é aproximadamente 6,07.

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