「レビ法」(2020/03/08), (2020/03/15)アミノ酸の滴定曲線作成にも適用できます。ただし、アミノ酸はアミノ基およびカルボキシ基を持ち、それらの基の数と電荷の関係に注意する必要があります。

アミノ酸の-NH2 をすべてプロトン化した「アミノ酸塩酸塩」を強塩基で滴定する場合について、「レビ法」で滴定曲線を描く方法を説明します。

 

ジアミノ-モノカルボン酸・2塩酸塩(例:ヒスチジン・2塩酸塩)
2020-03-22-fig1
H3A2+ ⇆ H+ + H2A+

H2A+ ⇆ H+ + HA

HA ⇆ H+ + A-

 

K1 = [H+][H2A+]/[H3A2+]

K2 = [H+][HA]/[H2A+]

K3 = [H+][A-]/[HA]

 

[H+]=10-pH

[OH-] = Kw/[H+]

[Na+] = Cb = CboT/(V+T)
[A-]
=Caf3 = Caof3V/(V+T)

[HA] = Caf2 = Caof2V/(V+T)

[H2A+] = Caf1 = Caof1V/(V+T)

[H3A2+] = Caf0 = Caof0V/(V+T)

[Cl-] = 2Ca=2Cao/V(V+T)  (HA・2HClなので係数2が付く)

α = 1+[H+]/K3+[H+]2/(K3K2)+[H+]3/(K3K2K1)

f0 = [A2-]/Ca = 1/α  (電離するHの数は0電荷は-2)

f1 = [HA-]/Ca= [H+]/(K3α)  (電離するHの数は1電荷は-1)

f2 = [H2A]/Ca=[H+]2/(K3K2α)  (電離するHの数は2電荷は0)

f3 = [H3A+]/Ca= [H+]3/(K3K2K1α)  (電離するHの数は3電荷は+1)


Q=[H+][OH-][Na+][A-][H2A+]2[H3A2+][Cl-]=0


Δ= [H+][OH-]
とすると、

ジアミノ-モノカルボン酸・2塩酸塩の場合、

T = V(Cao(f0f22f32)-Δ)/(Cbo+Δ) …①

0.01 mol/Lのヒスチジン・2塩酸塩10 mL0.01 mol/LNaOHで滴定したときの滴定曲線を-1に示し、またエクセル表を-2に示します(滴定開始および当量点のpHはソルバーで求めました)。

-1

ヒスチジン滴定曲線図
 

-2

ヒスチジン滴定表
 

モノアミノ-ジカルボン酸・塩酸塩(例:グルタミン酸・塩酸塩)

2020-03-22-fig2


H3A+ ⇆ H+ + H2A

H2A ⇆ H+ + HA-

HA- ⇆ H+ + A2-

K1 = [H+][H2A]/[H3A+]

K2 = [H+][HA]/[H2A+]

K3 = [H+][A-]/[HA]


[H+]=10-pH

[OH-] = Kw/[H+]

[Na+] = Cb = CboT/(V+T)

[A2-] =Caf0 = Caof0V/(V+T)

[HA-] = Caf1 = Caof1V/(V+T)

[H2A] =Caf2 = Caof2V/(V+T)

[H3A+] = Caf3 = Caof3V/(V+T)

[Cl-] = Ca = Cao/V(V+T)

α = 1+[H+]/K3+[H+]2/(K3K2)+[H+]3/(K3K2K1)

f0 = [A2-]/Ca = 1/α  (電離するHの数は0電荷は-2)

f1 = [HA-]/Ca= [H+]/(K3α)  (電離するHの数は1電荷は-1)

f2 = [H2A]/Ca=[H+]2/(K3K2α)  (電離するHの数は2電荷は0)

f3 = [H3A+]/Ca= [H+]3/(K3K2K1α)  (電離するHの数は3電荷は+1)


Q=[H+]
[OH-][Na+]2[A2-][HA-][H3A+][Cl-]=0

 

Δ= [H+][OH-]とすると、

モノアミノ-ジカルボン酸・塩酸塩の場合、

T = V(Cao(2f0f1f31)-Δ)/(Cbo+Δ) …②

 

0.01 mol/Lのグルタミン酸・塩酸塩10 mL0.01 mol/LNaOHで滴定したときの滴定曲線を-3に示します(滴定開始および当量点のpHはソルバーで求めました)

-3

グルタミン酸滴定
 

モノアミノ-モノカルボン酸・塩酸塩(例:アラニン・塩酸塩)

2020-03-22-fig8
H2A+ ⇆ H+ + HA

HA ⇆ H+ + A-

K1 = [H+][HA]/[H2A+]

K2 = [H+][A-]/[HA]

 

[H+]=10-pH

[OH-] = Kw/[H+]

[Na+] = Cb = CboT/(V+T)

[A-] =Caf0 = Caof0V/(V+T)

[HA] = Caf1 = Caof1V/(V+T)

[H2A+] = Caf2 = Caof2V/(V+T)

[Cl-] = Ca = Cao/V(V+T)

α = 1+[H+]/K2+[H+]2/(K2K1)

f0 = [A-]/Ca = 1/α  (電離するHの数は0電荷は-1)

f1 = [HA]/Ca= [H+]/(K2α)  (電離するHの数は1電荷は0)

f2 = [H2A+]/Ca =[H+]2/(K2K1α)  (電離するHの数は2電荷は+1)


Q=[H+]
[OH-][Na+][A-][H2A+][Cl-]=0

 

Δ= [H+][OH-]とすると、

モノアミノ-モノカルボン酸・塩酸塩の場合、

T = V(Cao(f0f21)Δ)/(CboΔ) …③

 

0.01 mol/Lのアラニン・塩酸塩10 mL0.01 mol/LNaOHで滴定したときの滴定曲線を-4に示します(滴定開始および当量点のpHはソルバーで求めました)

-4

 滴定アラニン