determinação do ponto isoeléctrico da glicilglicina, usando medições condutimétricas e...

7/29/2019 Determinao do ponto isoelctrico da glicilglicina, usando medies condutimtricas e potenciomtricas. Determi

1/14

Determinao do ponto isoelctrico da glicilglicina, usando

medies condutimtricas e potenciomtricas. Determinao

de condutividades inicas

Trabalho prtico 5

Henrique Silva FernandesJoo Manuel RodriguesRicardo Jorge Almeida

16 de maro de 2013


2/14

Laboratrio de Qumica Fsica Biolgica2012/2013

1

ndice

DADOS ........................................................................................................................... 2

RESULTADOS ............................................................................................................... 2

TRATAMENTO DE RESULTADOS ............................................................................... 5TITULAO DO NAOH ................................................................................................... 6CONCENTRAO DO CLORETO DE GLICILGLICNIO.......................................................... 7

Clculo dos Volumes Equivalentes ........................................................................ 7CLCULO DAS CONSTANTES DE IONIZAO.................................................................... 9

pKa1 ........................................................................................................................ 9pKa2...................................................................................................................... 10

CLCULO DO PONTO ISOELCTRICO (PI) ...................................................................... 10CLCULO DAS CONDUTIVIDADES INICAS .................................................................... 11GLYGLYH2

+................................................................................................................. 11GLYGLY

- ..................................................................................................................... 11

DISCUSSO/CONCLUSO ........................................................................................ 12

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 13


3/14


2

DadosVcloretodeglicilglicnio=0.07500dm

3

|HCl|=0.10360.003moldm-3

ResultadosTabela 1 Titulao do NaOH

Ensaio Vequivalente(cm3) Vequivalentemdio(cm

3) VHCl(cm

3)

1 15,050,0415,050,04 15,000,03

2 15,050,04

Tabela 2 Tabela de resultados das medies de pH e de potenciometria datitulao do Cloreto de glicilglicnio com NaOH e respectivas 1 e 2 derivadas

Medio V(cm3)

VNaOH

adicionado

(cm3)

Vtotal

adicionado

(cm3)

k

(mScm-1

)pH

dpH/dV

(cm-3

)

Vmdio

(cm3)

d2pH/dV

2

(cm-6

)

V'mdio

(cm3)

k!!!!!

!!

(mScm-1

)

1 6,92 0,00 0,00 3,23 2,41 0,11 0,10 -0,05 0,20 3,23

2 7,11 0,19 0,19 3,18 2,43 0,10 0,30 0,74 0,39 11,2

3 7,32 0,21 0,40 3,13 2,45 0,24 0,49 -1,27 0,59 19,8

4 7,49 0,17 0,57 3,09 2,49 -0,04 0,70 0,65 0,83 26,6

5 7,75 0,26 0,83 3,05 2,48 0,12 0,95 -0,15 1,07 36,8

6 7,99 0,24 1,07 3,00 2,51 0,09 1,18 0,04 1,29 45,8

7 8,21 0,22 1,29 2,95 2,53 0,10 1,39 -0,25 1,49 53,7

8 8,41 0,20 1,49 2,92 2,55 0,05 1,59 0,37 1,68 60,9

9 8,61 0,20 1,69 2,88 2,56 0,12 1,78 -0,12 1,87 67,8

10 8,78 0,17 1,86 2,86 2,58 0,10 1,97 -0,22 2,07 73,8

11 8,99 0,21 2,07 2,82 2,60 0,05 2,17 0,41 2,28 80,6

12 9,19 0,20 2,27 2,80 2,61 0,14 2,38 -0,15 2,48 87,6

13 9,41 0,22 2,49 2,76 2,64 0,11 2,59 -0,05 2,69 94,4

14 9,60 0,19 2,68 2,73 2,66 0,10 2,79 -0,22 2,89 100

15 9,81 0,21 2,89 2,70 2,68 0,05 2,99 0,25 3,09 107

16 10,01 0,20 3,09 2,68 2,69 0,10 3,19 -0,04 3,30 113

17 10,21 0,20 3,29 2,66 2,71 0,09 3,40 0,07 3,50 119

18 10,43 0,22 3,51 2,63 2,73 0,11 3,61 -0,28 3,70 126

19 10,62 0,19 3,70 2,61 2,75 0,05 3,80 0,18 3,92 131

20 10,81 0,19 3,89 2,55 2,76 0,10 4,05 0,00 4,20 135

21 11,12 0,31 4,20 2,52 2,79 0,10 4,36 -0,09 4,50 143

22 11,43 0,31 4,51 2,49 2,82 0,07 4,65 0,15 4,81 152

23 11,71 0,28 4,79 2,47 2,84 0,12 4,96 -0,14 5,11 160

24 12,05 0,34 5,13 2,44 2,88 0,07 5,27 0,14 5,40 169

25 12,32 0,27 5,40 2,42 2,90 0,11 5,54 -0,13 5,67 177

26 12,59 0,27 5,67 2,40 2,93 0,08 5,80 0,00 5,93 184

27 12,85 0,26 5,93 2,39 2,95 0,08 6,06 0,05 6,21 191

28 13,11 0,26 6,19 2,37 2,97 0,09 6,36 -0,01 6,52 198

29 13,44 0,33 6,52 2,35 3,00 0,09 6,69 0,08 6,86 207


4/14


3

30 13,78 0,34 6,86 2,33 3,03 0,11 7,04 -0,14 7,20 216

31 14,13 0,35 7,21 2,31 3,07 0,07 7,36 0,12 7,50 224

32 14,42 0,29 7,50 2,30 3,09 0,10 7,65 0,01 7,79 232

33 14,71 0,29 7,79 2,28 3,12 0,11 7,93 -0,02 8,13 240

34 14,99 0,28 8,07 2,27 3,15 0,10 8,32 -0,03 8,60 247

35 15,49 0,50 8,57 2,25 3,20 0,08 8,87 0,05 9,14 259

36 16,09 0,60 9,17 2,23 3,25 0,11 9,40 0,00 9,65 27537 16,55 0,46 9,63 2,21 3,30 0,11 9,90 0,01 10,15 286

38 17,09 0,54 10,17 2,20 3,36 0,11 10,39 0,04 10,61 300

39 17,53 0,44 10,61 2,18 3,41 0,13 10,84 -0,02 11,09 311

40 17,98 0,45 11,06 2,17 3,47 0,13 11,34 0,09 11,54 322

41 18,54 0,56 11,62 2,16 3,54 0,16 11,75 -0,03 11,89 336

42 18,79 0,25 11,87 2,15 3,58 0,15 12,04 -0,06 12,22 343

43 19,12 0,33 12,20 2,14 3,63 0,13 12,40 0,09 12,64 351

44 19,51 0,39 12,59 2,14 3,68 0,17 12,88 0,06 13,10 361

45 20,09 0,58 13,17 2,13 3,78 0,20 13,32 0,03 13,46 375

46 20,39 0,30 13,47 2,12 3,84 0,21 13,59 0,13 13,71 383

47 20,63 0,24 13,71 2,12 3,89 0,24 13,84 0,31 13,99 389

48 20,88 0,25 13,96 2,11 3,95 0,33 14,14 -0,17 14,29 395

49 21,24 0,36 14,32 2,10 4,07 0,28 14,45 0,37 14,58 40450 21,49 0,25 14,57 2,10 4,14 0,38 14,72 0,78 14,87 410

51 21,78 0,29 14,86 2,10 4,25 0,61 15,02 1,12 15,15 418

52 22,09 0,31 15,17 2,09 4,44 0,91 15,28 3,26 15,41 425

53 22,31 0,22 15,39 2,09 4,64 1,77 15,55 2,81 15,70 431

54 22,62 0,31 15,70 2,09 5,19 2,65 15,86 -3,34 16,02 440

55 22,93 0,31 16,01 2,10 6,01 1,53 16,19 -2,58 16,35 451

56 23,29 0,36 16,37 2,19 6,56 0,69 16,52 -0,66 16,67 481

57 23,58 0,29 16,66 2,14 6,76 0,48 16,83 -0,26 16,98 477

58 23,91 0,33 16,99 2,16 6,92 0,41 17,13 -0,14 17,26 491

59 24,18 0,27 17,26 2,17 7,03 0,37 17,40 -0,32 17,58 502

60 24,45 0,27 17,53 2,19 7,13 0,25 17,77 -0,05 18,00 513

61 24,93 0,48 18,01 2,21 7,25 0,23 18,23 -0,06 18,48 533

62 25,37 0,44 18,45 2,23 7,35 0,20 18,73 -0,02 19,02 55163 25,93 0,56 19,01 2,26 7,46 0,18 19,31 -0,15 19,58 575

64 26,53 0,60 19,61 2,29 7,57 0,10 19,85 0,11 20,10 601

65 27,01 0,48 20,09 2,31 7,62 0,16 20,35 -0,06 20,62 622

66 27,52 0,51 20,60 2,34 7,70 0,12 20,89 -0,01 21,15 645

67 28,09 0,57 21,17 2,37 7,77 0,12 21,42 -0,02 21,66 670

68 28,59 0,50 21,67 2,39 7,83 0,11 21,90 0,01 22,15 692

69 29,05 0,46 22,13 2,41 7,88 0,11 22,40 -0,09 22,63 713

70 29,58 0,53 22,66 2,43 7,94 0,07 22,87 0,10 23,10 738

71 30,00 0,42 23,08 2,45 7,97 0,12 23,34 -0,02 23,53 757

72 30,51 0,51 23,59 2,48 8,03 0,11 23,73 0,13 23,88 781

73 30,78 0,27 23,86 2,49 8,06 0,15 24,03 -0,20 24,20 794

74 31,11 0,33 24,19 2,50 8,11 0,08 24,37 0,10 24,55 810

75 31,47 0,36 24,55 2,52 8,14 0,12 24,72 -0,05 24,91 82776 31,81 0,34 24,89 2,53 8,18 0,10 25,09 0,08 25,29 843

77 32,21 0,40 25,29 2,55 8,22 0,13 25,48 -0,04 25,69 862

78 32,59 0,38 25,67 2,57 8,27 0,11 25,89 -0,11 26,11 881

79 33,03 0,44 26,11 2,59 8,32 0,07 26,34 0,20 26,53 904

80 33,48 0,45 26,56 2,61 8,35 0,15 26,73 -0,04 26,93 925

81 33,82 0,34 26,90 2,62 8,40 0,13 27,13 0,21 27,33 942

82 34,28 0,46 27,36 2,64 8,46 0,21 27,53 -0,20 27,75 965

83 34,61 0,33 27,69 2,66 8,53 0,12 27,98 0,07 28,21 983

84 35,19 0,58 28,27 2,68 8,60 0,15 28,44 0,04 28,67 1,01x103

85 35,52 0,33 28,60 2,69 8,65 0,17 28,90 0,08 29,15 1,03x103

86 36,11 0,59 29,19 2,71 8,75 0,21 29,41 0,00 29,62 1,06x103

87 36,54 0,43 29,62 2,73 8,84 0,21 29,84 0,15 30,07 1,08x103

88 36,97 0,43 30,05 2,75 8,93 0,28 30,30 0,24 30,55 1,10x103

89 37,47 0,50 30,55 2,77 9,07 0,40 30,80 0,32 31,06 1,13x10

3


5/14


4

90 37,97 0,50 31,05 2,79 9,27 0,57 31,32 0,01 31,52 1,16x103

91 38,50 0,53 31,58 2,82 9,57 0,57 31,72 1,85 31,85 1,19x103

92 38,78 0,28 31,86 2,83 9,73 1,04 31,98 0,01 32,09 1,21x103

93 39,01 0,23 32,09 2,85 9,97 1,05 32,20 0,29 32,30 1,22x103

94 39,23 0,22 32,31 2,91 10,20 1,11 32,41 -2,88 32,53 1,26x103

95 39,42 0,19 32,50 2,95 10,41 0,41 32,65 0,29 32,79 1,28x10

96 39,71 0,29 32,79 2,98 10,53 0,50 32,94 -0,15 33,11 1,31x10

3

97 40,01 0,30 33,09 3,02 10,68 0,45 33,28 -0,56 33,46 1,34x10

3

98 40,39 0,38 33,47 3,10 10,85 0,25 33,63 -0,05 33,79 1,39x10

99 40,71 0,32 33,79 3,16 10,93 0,23 33,94 -0,04 34,12 1,43x103

100 41,01 0,30 34,09 3,21 11,00 0,22 34,30 -0,13 34,55 1,46x10

101 41,42 0,41 34,50 3,29 11,09 0,15 34,80 -0,04 35,10 1,52x103

102 42,01 0,59 35,09 3,39 11,18 0,13 35,40 -0,02 35,73 1,59x103

103 42,63 0,62 35,71 3,50 11,26 0,12 36,06 -0,04 36,41 1,67x10

104 43,32 0,69 36,40 3,63 11,34 0,08 36,76 0,00 37,08 1,77x103

105 44,03 0,71 37,11 3,74 11,40 0,08 37,41 -0,03 37,77 1,85x103

106 44,63 0,60 37,71 3,86 11,45 0,06 38,12 -0,02 38,48 1,94x103

107 45,45 0,82 38,53 3,99 11,50 0,05 38,85 0,02 39,24 2,05x103

108 46,08 0,63 39,16 4,09 11,53 0,06 39,64 -0,02 40,11 2,14x103

109 47,03 0,95 40,11 4,24 11,59 0,04 40,59 0,51 40,82 2,27x10

3

110 47,98 0,95 41,06 4,39 11,63 0,28 41,06 0,01 41,06 2,41x10

3

Para facilitar a interpretao dos resultados obtidos preferiu-se

apresentar alguns dos clculos, cujos resultados esto apresentados na tabelaacima. O volume de NaOH adicionado (VNaOH adicionado (cm

3)) resulta dadiferena entre os volumes medidos na bureta (V (cm3)), !"#$!"#$#%&!"% =!"#$!!!! !"#$!!, sendo i o nmero da medio. O volume de NaOH total(Vtotal adicionado (cm

3)) adicionado ao fim de cada medio calculado com baseno somatrio de todos os volumes adicionados (VNaOH adicionado (cm

3)),!"!#$!"#$#%&!"% = !"#$!"#$#%&!"% !!! .

Seguem-se valores obtidos experimentalmente e procede-se ao clculoda primeira derivada (dpH/dV (cm3)), atravs da expresso

!"#

!"=

!"!!!!!"!

!!!!!!!

.

Seguiu-se o clculo da mdia dos volumes usados na expresso anterior, ouseja, a mdia de Vi+1 e Vi. O clculo da segunda derivada resulta da expresso

!!!"

!"!=

!"#

!" !!!!

!"#

!" !

!!!"#!!!!!!!"#!. Volta a calcular-se o volume mdio recorrendo mdia

dos volumes !!"#!!! e !!"#!.

A ltima coluna refere-se ao produto entre a condutividade (k) e o fatorde correo da diluio efectuada, onde Va o volume de NaOH e o Vb ovolume de Cloreto de glicilglicnio.


6/14


5

k(Vglygly+VNaOH)/(Vglygly) = 135,5 VNaOH - 316X101

R

= 0,99969

k(Vglygly+VNaOH)/(Vglygly)= 47,4 VNaOH- 335

R = 0,99942

pH = 0,1137 VNaOH + 5,35

R = 0,99803

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

11,00

12,00

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00

pH

k(V

glygly+VNaOH)/(Vglygly)/mScm-1

VNaOH /cm3

Tratamento de resultados

d2pH/dV2= -8,26 V'mdio + 132

R = 1

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

10,50 15,50 20,50 25,50 30,50d2pH/

dV2(

cm-3)

V'm (cm3)

Figura 1 Representao grfica dos resultados apresentados na Tabela 2. A curva acinzento representa a titulao condutimtrica do Cloreto de glicilglicnio com NaOH para a

qual se usaram os valores de !+

! e o Vtotal adicionado, enquanto que a curva a pretocorresponde titulao potenciomtrica, para a qual se usaram os valores de pH e Vtotaladicionado. Os pontos assinalados a vermelho e a azul foram usados para traar regresses

lineares. Os pontos assinalados a verde foram usados para traar uma regresso linear.

Figura 2 Representao grfica dos resultados apresentados na Tabela 2. O grfico

representa a segunda derivada, para a qual se usaram os valores de!!!"

!"!em funo do

Vmdio.


7/14


6

Titulao do NaOHReao de titulao

H!(aq)+ OH!(aq) H!O(l)

(estequiometria 1:1)

Procede-se ao clculo da concentrao de NaOH recorrendo aos valoresapresentados na Tabela 1 e a concentrao de HCl apresentada nos dados.

=0,103615,0010!!

15,0510!!

= 0,1033moldm!!

Clculo do erro associado concentrao de NaOH

|!"#$| = NaOH |!"#|

||

!

+

!!"#$

!"#$

!

+

!!"#$%&'!()!

!"#$%&'!()!

!

|!"#$| = 0.10330.0003

0.1036

!

+0.03

15.00

!

+0.04

15.05

!

|!"#$| = 510!!moldm!!

= . !!


8/14


7

Concentrao do Cloreto de glicilglicnioClculo dos Volumes Equivalentes1 V o l u m e e q u i v a le n t e

d2pH/dV2= -8,26 V'mdio + 132

Para determinar o volume equivalente 1 iguala-se d2pH/dV2=0!!"# = 15,98 0,04cm!

2 V o l u m e E q u i v a le n t ek!!!!!

!!

= 47,7 0,3!"#$ 335 6k!!!!!

!!

= 135,5 0,8!"#$ 3,1610! 310!A determinao do VNaOH no ponto de equivalncia determinada por igual asexpresses a menos de k !!!!!

!!

.

Tabela 3 Dados referentes aos volumes equivalentes 1 e 2 e diferena devolumes

Veq(1)

(cm3)

Veq(2)

(cm3)

V

(cm3)

15,98 0,04 32,2 0,5 16,2 0,5

! = !!" !

!

+ !!" !

! ! = 0,5cm!

O volume equivalente 1 foi determinado recorrendo curva potenciomtricapelo mtodo da segunda derivada, porque esta apresenta uma variao maisacentuada do pH, pelo que torna-se mais correta a determinao do primeirovolume equivalente atravs desta medio. No que diz respeito ao segundovolume equivalente, a determinao feita recorrente s mediescondutimtricas, porque a variao na inclinao das retas mais evidente do

que a variao brusca de pH na curva potenciomtrica. O escolha por estemtodo de forma a tornar a deteco analiticamente mais exata evisualmente mais fcil.

! =

!"#!"#!!!

! =0,103316,210

!!

75,0010!!

! = 0,02230moldm!!


9/14


8

|!"#!"#| = ! |!"#$|

||

!

+

!!"#!"#!!

!

!"#!"#!!!

!

+!

!

|!"#!"#| = 0.02230210!!

0,1033

!

+0.05

75,00

!

+0.5

16,2

!

|!"#!"#| = 710!!moldm!!

= , !!


10/14


11/14


12/14


13/14


12

Discusso/Concluso A glicilglicina um dipptido simples constitudo por dois resduos de

glicina. Este trabalho tinha como objectivo a determinao do ponto isoelctricoda glicilglicina atravs de medies condutimtricas e potenciomtricas.

Verificou-se que a zona de variao da curva de titulao foi maisacentuado no primeiro ponto de equivalncia (p.e.) do que no segundo.Relativamente condutimetria verificou-se que ao primeiro p.e. foi poucodetectvel na recta, sendo mais facilmente perceptvel o segundo p.e.

Assim, e de encontro ao esperado, verifica-se que a potenciometria(neste caso com elctrodo de pH), ser o mais aconselhvel para determinar oprimeiro p.e., e posterior pKa1 e que a condutimetria se aplica melhor determinao do pKa2.

Pelo mtodo da segunda derivada foi possvel determinar o Volumeequivalente (15,980,04 cm3) da primeira desprotonao que ocorre nopptido. O segundo volume equivalente (32,20,5 cm3) determinado pelaintercepo das duas rectas. Neste ltimo caso a variao junto ao ponto deequivalncia gradual e no linear. Como tal, despreza-se os valores juntodeste para um melhor ajuste. Tambm neste grfico possvel observar umaligeira curvatura ao incio que se deve presena de cloreto proveniente dapreparao do cloreto de glicilglicnio (para se obter o dipptido na formaprotonada este tratado com HCl).

Atravs da estequiometria da reaco possvel determinar aconcentrao rigorosa de cloreto de glicilglicnio (0,02230.0007 mol dm-3).

Tanto o pKa1 como o pKa2 obtidos aproximam-se dos valores tabelados(pKa1= 3,06 e pKa2 = 8,1).O Ponto isoelctrico (pI) foi calculado atravs da mdia aritmtica dos

pKa obtidos. Para este trabalho o pI foi de 5,6. Ou seja, a pH = 5,6 as cargas dodipptido so simtricas (zwitterio), pelo que a carga total nula.

Em relao s condutividades molares no foram encontrados dados naliteratura que pudessem ser usados como comparao, no entanto os valoresparecem adequados no que diz respeito ordem de grandeza e ao valorrelativo.


14/14


13

Bibliografia[1] L.C. Posenthal e L. C. Nathan, J. Chem. Ed., 58, 657, 1981

[2] P.W. tkins, Physical chemistry, 6th edition, Oxford university press, Oxford,1999

[3] R. Chang, Physical chemistry for the chemical and biological sciences, 3rdedition, university Science Books, Sausalito, 2000

[4]pKa Data, R. Williams, 18 de maro de 2013http://research.chem.psu.edu/brpgroup/pKa_compilation.pdf

determinação do ponto isoeléctrico da glicilglicina, usando medições condutimétricas e...

Documents