Acides aminés. Ionisation et titration
تأين و معايرة الأحماض الأمينية
L'ionisation des acides aminés
à des pH précis donne naissance à plusieurs formes moléculaires chrargées positivement ou négativement ou de charge électrique globale nulle.
Les courbes de titration (معايرة الأحماض الأمينية) reflètent la composition de la solution de l'acides aminé en telle ou telle forme moléculaire.
ما
هي خاصية التأين التي تمتاز بها الأحماض
الأمينية؟
Quel est le caractère d'ionisation des acides aminés ?
تعتبر الأحماض الأمينية كعديدي الأحماض
(polyacides) تفرز بروتوتات (H+ = H3O+)
بقدر ما لها من مجموعة تأينية (groupements ionisables).
تمتاز كل من الأحماض الأمينية المتعادلة
(Acides aminés neutres، مثل الكليسين و الألنين)
و الأحماض الأمينية ذات الشحنة الموجبة
(أحماض أمينية قاعدية كالليزين و الأرجينين)
و الأحماض ذات الشحنة السالبة (أحماض ثنائية
الكربوكسيل أو أحماض أمينية حمضية كحمض
الأسبارتيك و حمض الكلوتاميك) بأشكال تأينية
مختلفة نظرا لتوفرها على اثنين أو ثلاثة
مجموعات قابلة للتأين، إثر تغير حموضة
الوسط. تكمن المجموعات التأينية في مجموعة
الكاربوكسيل المحمولة فوق الكاربون ألفا
(a)، و هي أكثر حامضية و مجموعة الكاربوكسيل
فوق الشق R (عند حمض الكلوتاميك و حمض الأسبارتيك)
و مجموعة الأمين الموجودة فوق الكاربون
ألفا ثم مجموعة الأمين فوق الشق R (عند الليزين
و الأرجنين، مثلا).
Les acides aminés sont considérés comme des polyacides
qui libèrent des protons H+ (H+ = H3O+) autant qu'ils présentent
des groupements ionisables. Les acides aminés neutres (comme
la glycine et l'alanine) ainsi que les acides aminés chargés
positivement (acides aminés basiques comme la lysine et l'arginine)
et les acides aminés chargés négativement (acides
aminés acides ou dicarboxyliques comme l'acide aspartique et
l'acide glutamique) présentent tous des formes ioniques différentes
selon le pH des solutions.
ما
معنى معايرة الأحماض الأمينية ؟
Que signifie la titration (titrage) d'un acide aminé ?
معايرة الأحماض الأمينية عملية تهدف إلى معرفة الأشكال التأينية لحمض أميني
ما من خلال تغيير الرقم الهيدروجيني (pH) و يتم ذلك عبر طريقتين:
- تتبع منحنى تفكك الحمض الأميني (مشبع مسبقا)
بالإضافة التدريجية لقاعدة محددة.
- تتبع منحنى تشبع الحمض الأميني (مفكك مسبقا)
بالإضافة التدريجية لحمض ما
La titration (titrage) d'un acide aminé tend à montrer graphiquement
les différentes formes d'ionisation de l'acide aminé et les pHauxquels elles apparaissent. Elle est réalisée de deux façon:
1/ Suivi de la dissociationde l'acide aminé (préalablement
saturé par un acide)par une base. On obtient une courbe de dissociation
2/ Suivi de la saturation de l'acide aminé (préalablement
dissocié par une base) par un acide. On obtient une courbe de
saturation.
تأين
الأحماض الأمينية المتعادلة
Ionisation des acides aminés neutres
تمتاز
الأحماض الأمينية المتعادلة بغياب أية
شحنة كهربائية يحملها الشق R. عند درجة الحموضة العالية (pH = 1) يكون
الحمض الأميني مشبع تماما بالبروتونات و يحمل شحنة كهربائية موجبة (+). عند الإضافة
التدريجية للقاعدة، تبدأ مجموعة الكربوكسيل
المحمولة فوق الكاربون ألفا (a)، و هي أكثر حامضية، بفقد بروتونها، تليها
مجموعة الأمين (أنظر الرسم التالي).
انطلاقا
من الاتزان الأول (قدف بروتون الكاربوكسيل)،
يمكن احتساب ثابت الاتزان K1
(ثابث التفكك)، الذي هو:
K1 = (H+) (A+)/( A+)
بالنسبة لحمض كربوكسيلي : 10-4 M<K1<10-6
M
اعتبارا للاتزان الثاني (قدف بروتون الأمين)، يمكن
احتساب ثابث الاتزان K2، و هو:
K2 = (H+) (A-)/(A+)
بالنسبة للأمين: 10-8 M<K2<10-10 M
بصفة عامة:&
(جزيئ غير مفكك، حمض) / (جزيئ مفكك، قاعدة) (H+) = K
تبقى نسبة الجزيئ المفكك و الغير المفكك مرتبطة
بتركيز البروتون H+ (الذي يعبر عنه الرقم الهيدروجيني، pH).
في حالة pH = 7، أي (H+) = 10-7، تصبح ثوابت الاتزان K1
و K2
كالتالي:
- حالة K1 = 10-5 M:
(A+)/( A+) = 10-5/10-7 = 100،
لكل 100 جزيئ قاعدي (A+)
يوجد جزيئ حمضي واحد (A+).
- حالة K2
= 10-9 M:
(A-)/( A+) = 10-9/10-7 = 1/100، لكل جزيئ قاعدي (A-)
توجد 100 جزيئ حمضي A+)).
إرتكازا على مفهوم الرقم الهيدروجيني (اللوغاريتم
السالب لتركيز إيون الهيدروجين، pH
= -log10 (H+))، نستخلص:
عند
حالة تعادل pH مع pK
، يصبح تركيز الجزيئ المفكك
يساوي تركيز الجزيئ الغير المفكك. و يسمى
هذا الرقم الهيدروجيني '
pHنصف التفكك' (pH
de demi-dissociation)، و هو يعبر على قوة
الحمض أي سهولة التجرد من بروتونه. مثلا:
pK1<
pK2، يعني أن الحمض 1 أقوى من
الحمض 2. Download 'Ionisation des acides aminés neutres' (Ar, Fr).
الرقم
الهيدروجيني (pHi)لتعادل الشحنة الكهربائية للأحماض الأمينية
pH isoélectrique (pI, pHi)des acides aminés
تفكك
حمض أميني كالجليسين المتميز بالثوابت
K1 و K2، ينتج أشكالا مختلفة للحمض الأميني حسب الشحنة الكهربائية لكل
شكل. تتغير الشحنة الكهربائية الصافية (Charge électrique nette) وفق تركيزات أشكال الحمض
الأميني و عدد و نوع الشحنات المحمولة و
التي يتحكم فيها عنصر pH. هناك pH معين يعطي
للحمض الأميني شحنة كهربائية صافية تساوي
الصفر. إنه pH تعادل الشحنة الكهربائية أو
pH تعادل الأيون الذي يرمز له ب pHi
(أو كذلك PI).
pH isoionique (pHi) des acides aminés: la dissociation des fonctions
ionisables d'un acide aminé génère des formes différentes du même acide aminé avec des charges électriques
différentes. Le pH de la solution dans laquelle se trouve l'acide
aminé est déterminant dans l'acquisition de charges. Le pH auquel la charge électrique globale nette est égale
à zéro (coincidant avec la forme A+-) est appelé pH isoionique (pHi) ou pH isoélectrique (pI).
