「レビ法」(2020/03/08), (2020/03/15)は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)
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(f0-f2-2f3+2)-Δ)/(Cbo+Δ) …①
0.01 mol/Lのヒスチジン・2塩酸塩10 mLを0.01 mol/LのNaOHで滴定したときの滴定曲線を図-1に示し、またエクセル表を図-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)。
図-1
図-2
●モノアミノ-ジカルボン酸・塩酸塩(例:グルタミン酸・塩酸塩)
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(2f0+f1-f3+1)-Δ)/(Cbo+Δ) …②
0.01 mol/Lのグルタミン酸・塩酸塩10 mLを0.01 mol/LのNaOHで滴定したときの滴定曲線を図-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)。
図-3
●モノアミノ-モノカルボン酸・塩酸塩(例:アラニン・塩酸塩)
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(f0-f2+1)-Δ)/(Cbo+Δ) …③
0.01 mol/Lのアラニン・塩酸塩10 mLを0.01 mol/LのNaOHで滴定したときの滴定曲線を図-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)。
図-4
コメント