Zadanie 31.2. (0–1)

2023 Związki organiczne zawierające azot › Aminokwasy Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Treść

Do zakwaszonego roztworu alaniny dodawano kroplami wodny roztwór wodorotlenku sodu i mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Na poniższym wykresie zilustrowano zależność pH mieszaniny od objętości dodanego roztworu wodorotlenku sodu (w jednostkach umownych).

Krzywa miareczkowania alaniny wodorotlenkiem sodu - pH od 0 do 2,5 objętości NaOH, z zaznaczonymi punktami I (V=0,5; pH~2,3), II (V=1,0; pH~6,2) i III (V=1,5; pH~9,7)
Krzywa miareczkowania alaniny roztworem NaOH

Aminokwasy w roztworach wodnych istnieją głównie w formie jonów. W roztworach o niskim pH cząsteczka aminokwasu jest protonowana. W pewnym zakresie pH dominującą formą jest jon obojnaczy. W roztworach o wysokim pH cząsteczka aminokwasu traci proton.

W punkcie oznaczonym na wykresie numerem I alanina jest mieszaniną formy protonowanej i jonu obojnaczego w stosunku molowym 1:1, a w punkcie oznaczonym na wykresie numerem III ten aminokwas jest mieszaniną jonu obojnaczego i formy zdeprotonowanej w stosunku molowym 1:1.

Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2005.

Spośród poniższych wzorów form alaniny wybierz i zaznacz wzory tych, które obecne są w roztworze o wartości pH odpowiadającej punktowi III, zaznaczonemu na wykresie.

H3C—CH—COO−
|
NH3+
H3C—CH—COOH
|
NH3+
H3C—CH—COO−
|
NH2
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
Wymaganie ogólne
I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Zdający: 1) […] przetwarza informacje z różnorodnych źródeł […].
Wymaganie szczegółowe
VI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający: 7) klasyfikuje substancje jako kwasy lub zasady zgodnie z teorią Brønsteda–Lowry'ego; wskazuje sprzężone pary kwas – zasada.

XVIII. Związki organiczne zawierające azot. Zdający: 11) opisuje właściwości kwasowo-zasadowe aminokwasów oraz mechanizm powstawania jonów obojnaczych.

Zasady oceniania 1 pkt – poprawny wybór i zaznaczenie wzorów jonów. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

H3C—CH—COO−
|
NH3+
H3C—CH—COOH
|
NH3+
H3C—CH—COO−
|
NH2

W punkcie III (pH ≈ 9,7, w pobliżu i powyżej $\text{p}K_{a2}$) alanina występuje jako mieszanina jonu obojnaczego (środkowy zakres) i formy zdeprotonowanej – forma w pełni protonowana (kation) nie występuje w tym zakresie pH.

Podaj imię i e-mail, żeby zapisywać swoje odpowiedzi: