薬学 物理化学・生化学 アミノ酸のpH変化に対する化学種の存在割合(存在比)の変化,等電点

酸性アミノ酸 pHの変化と解離,化学種の存在比(割合),荷電,等電点

酸性アミノ酸 pHの変化に対する化学種の存在比(割合),荷電と等電点

本ページでは、酸性アミノ酸におけるpHの変化に対する解離,各化学種の存在比(割合)の変化,荷電状態,および等電点について説明しています。

トップページへ

 

薬剤師国家試験過去問題集 科目別まとめ一覧 へ

 

薬剤師国家試験過去問題集 物理 酸塩基平衡 へ

 

pHを低い状態から上げていくことによる酸性アミノ酸の酸解離の様子を述べる。
酸性アミノ酸のグルタミン酸を例に説明する。
便宜的に各化学種をT〜W型と呼ぶことにする。

 

 

@ カルボキシ基の酸解離平衡

 

酸性アミノ酸 pHの変化と解離,化学種の存在比(割合),荷電,等電点

 

カルボキシ基の酸解離平衡のKa,pKaをKa1,pKa1と表す。

 

 

A 側鎖のカルボキシ基の酸解離平衡

 

酸性アミノ酸 pHの変化と解離,化学種の存在比(割合),荷電,等電点

 

側鎖のカルボキシ基の酸解離平衡のpKaをpKRまたはpKa3で表す。

 

 

B アミノ基の酸解離平衡

 

酸性アミノ酸 pHの変化と解離,化学種の存在比(割合),荷電,等電点

 

アミノ基の酸解離平衡のKa,pKaをKa2,pKa2と表す。

 

 

〇 酸性アミノ酸の等電点について
ある物質について、主に電荷0の化学種として存在し、見かけ上電荷を持たなくなる時のpHを、その物質の等電点と呼ぶ。

 

酸性アミノ酸では、1つのカルボキシ基がCOO−で負電荷を帯び、アミノ基がNH3+となり正電荷を帯びている化学種は、分子内の電荷が±0である。

 

酸性アミノ酸 pHの変化と解離,化学種の存在比(割合),荷電,等電点

 

酸性アミノ酸では、pHが(pKa1+pKR)/2の時、見かけ上電荷を持たなくなることから、酸性アミノ酸の等電点は(pKa1+pKR)/2であるといえる。
言い換えると、pHが酸性アミノ酸の等電点の(pKa1+pKR)/2に等しい時、酸性アミノ酸は見かけ上電荷を持たなくなる(電荷が±0になる)といえる。

 

 

酸性アミノ酸 pHの変化と解離,化学種の存在比(割合),荷電,等電点

 

以上のことに基づき、
下の図を参考に、点Fから出発して徐々にpHを上げていくことを想定し、溶液のpHの変化に対する酸性アミノ酸の各化学種の存在割合の変化を考えてみる。

 

酸性アミノ酸 pHの変化と解離,化学種の存在比(割合),荷電,等電点

 

・点F
T型がほぼ100%を占める

 

・点A
点AのpH=pKa1
T型とU型が50%ずつ占める。

 

・点D
点DのpH=(pKa1+pKR)/2
U型(電荷0の化学種)がほぼ100%を占める。
よって、点DのpHは等電点に該当する。

 

・点B
点BのpH=pKR
U型とV型が50%ずつ占める。

 

・点E
点EのpH=(pKR+pKa2)/2
V型がほぼ100%を占める。

 

・点C
点CのpH=pKa2
V型とW型が50%ずつ占める。

 

・点C以上のpH
pHが上がるにつれてV型からW型に変わるものが増えていき、
いずれW型がほぼ100%を占める状況になると考えられる。

 

トップへ戻る