EXERCICE 99
Corrigé
Enoncé :
Acides aminés
La formule moléculaire brute des a-aminoacides s’écrit :
1) Selon la valeur du pH, les a-aminoacides peuvent prendre
différentes formes ionisées. L’une des formes présente un caractère
amphotère : elle est dite espèce ampholyte.
1-1) Définir le terme ampholyte.
1-2) Ecrire les deux couples acide/base mettant en
évidence le caractère amphotère d'un a-aminoacide. Encadrer l'espèce ampholyte
sur les couples.
1-3) Attribuer à chacun des deux couples les valeurs pKa1 et pKa2 avec pKa1<pKa2.
2) Application à la glycine (acide 2-aminoéthanoïque),
-aminoacide dit neutre (ne possédant pas de fonction ionisable
sur la chaîne latérale) de pKa1 = 2,34 et pKa2 = 9,6.
2-1) Représenter sur un axe orienté les domaines de
prédominance des différentes formes prises par la glycine en fonction du pH.
2-2) La valeur initiale du pH d’une solution aqueuse
de glycine vaut : pH = 6. Sous quelle forme se présente-t-elle ?
2-3) Ecrire l’équation de réaction globale
modélisant la transformation lors du dosage de cette solution aqueuse de
glycine par une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium.
3) Dosage d’une solution aqueuse
d’arginine par une solution aqueuse d’acide chlorhydrique.
Données : pKa1 = 2,17 ;
pKa2 = 9,04 ; pKr
= 12,48 on note pKr le pKa
de la fonction acide/base portée par la chaîne latérale de l’a-aminoacide.
La solution aqueuse d’arginine présente un pH initial voisin de 10,4.
3-1) Sous quelle forme ionisée se présente l’arginine
à ce pH ?
3-2) La courbe de dosage pH métrique présente l’allure
suivante :
Quel est le groupement caractéristique dosé ? L’entourer sur la forme
représentée au 3-1). Ecrire l’équation de réaction globale modélisant la
transformation lors du dosage de cette solution aqueuse d’arginine par une
solution aqueuse d’acide chlorhydrique.
3-3) Comment peut on vérifier
sur le graphe qu’il s’agit bien du dosage
de ce groupement ?
Corrigé :
Acides aminés .
1) a-aminoacides :
1-1) Ampholyte : molécule ou ion pouvant soit capter un proton,
soit en libérer un. Un ampholyte se comporte donc soit comme un acide, soit
comme une base.
1-2)
Cette forme est la forme ampholyte car elle apparaît comme la base du premier
couple et comme l' acide du second.
1-3) Le premier couple écrit correspond à l’acidité de l’espèce
ion ammonium - acide carboxylique / ion ammonium - ion carboxylate (dipolaire),
son pKa sera inférieur au pKa
du second couple qui correspond à l’acidité de l’espèce ion ammonium –
ion carboxylate (dipolaire) / amine – ion carboxylate. Donc dans l’ordre
pKa1 pour le premier couple et pKa2 pour le second.
2) La glycine :
2-1)
2-2) A pH = 6 c’est l’ion dipolaire ammonium-
carboxylate (appelé amphion ou zwitterion)
qui est l’espèce prépondérante.
2-3) L’équation de réaction globale modélisant l’action
d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium sur cet ion correspond
au dosage de la fonction acide de l’ion dipolaire donc au dosage de
l’ion ammonium.
3) Dosage d’une solution aqueuse
d’arginine :
3-1) A pH = 10,4 les deux premières acidités
correspondant à pKa1 = 2,17 et pKa2 = 9,04 sont dépassées de plus d’une unité
pH, donc ce sont les formes basiques des couples qui prédominent, par contre la
troisième acidité caractérisée par pKr = 12,48 n’est
pas atteinte de moins d’une unité pH c’est donc la forme acide de ce
couple qui prédomine. D’où l’écriture de la forme :
3-2) Le groupement amino -NH2 de l’a-aminoacide
est dosé par la solution aqueuse d’acide chlorhydrique.
3-3) La vérification de cette affirmation peut se faire par
lecture de la valeur du pH à la demi équivalence.
L’équivalence est donnée sur le graphe à Ve = 8,6 mL.
La demi équivalence est donc à Ve/2 = 4,3 mL. La
valeur du pH pour cette abscisse est de l’ordre de pH = 9. Cette valeur
correspond bien au pKa2 relative au couple
:
