INFORME DE LABORATORIO Nº 5 BIOQUIMICA

5/27/2018 INFORME DE LABORATORIO N 5 BIOQUIMICA

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UNIVERSIDAD NACIONALS NTI GO NTNEZ DE M YOLO

FACULTAD DE CIENCIAS del ambienteESCUELA PROFESIONAL DE ingeniera ambiental

CURSO:BIOQUMICA AMBIENTAL

TEMA:PRACTICA N05 TITULACIN DE UN AMINOCIDO Y LAAPLICACIN DE LA ECUACIN HENDERSON HASELBALCH

Determinar del PK1 Y Pk2DOCENTE:

VICTOR H.ZAMBRANO A.ALUMNA:

Quionez collas Fiorella 112.0605.010

HUARAZ ANCASH PERU


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I INTRODUCCIN

Somos conscientes que LA TITULACIN DE UN AMINOCIDO Y LA APLICACIN DELA ECUACIN DE HENDERSON-HASSELBALCH, es una prctica de laboratorio muy

importante, ya que nos permiti conocer la medida del pK de los grupos

ionizables del cido glutmico, su capacidad amortiguadora y la aplicacin de

ste en la ecuacin de Henderson- Hasselbalch. La principal finalidad es lograr

la comprensin integral de este tema, y para ello, hemos considerado

conveniente organizar nuestro trabajo de la siguiente manera: conoceremos qu

materiales, equipos o reactivos vamos a utilizar; y cules son los procedimientos

que vamos a llevar a cabo para realizar dicha prctica.

Tendremos muy en cuenta las bases tericas, tanto del pH, la constante de

equilibrio y disociacin (pK), y la ecuacin de HENDERSON-HASSELBALCH. Luego,

como motivo de aplicacin, mediremos y comparemos los diversos pH de las

soluciones de cido glutmico e hidrxido de sodio (NaOH), finalmente

registraremos nuestros resultados en una tabla, y en un grfico identificaremos:

Pk1y Pk2.


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II.OBJETIVOS

Experimentar y entender cmo se comporta un sistema amortiguador de pH.

Aprender el uso de la ecuacin de Henderson Hasselbalch.

III.FUNDAMENTO TERICO

ECUACIN DE HENDERSON-HASSELBALCH

La ecuacin de Henderson-Hasselbalch es una frmula qumica que se utiliza para

calcular el pH, de una solucin buffer, o tampn, a partir del pK a(la constante

de disociacin del cido) y de las concentraciones de equilibrio del cido con su

base conjugada.

Los cidos fuertes presentan valores altos de Ka, mientras que los cidos dbiles

presentan valores bajos de Ka. Estas constantes de disociacin son caractersticasde cada par conjugado cido-bsico para una temperatura determinada.

En la disociacin de un cido:

La constante de equilibrio es:

()

Si tomamos logaritmos:


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Y cambiando de signos:

O lo que es lo mismo:

Y reordenando, tenemos:

()

De las ecuaciones () y () resulta claro que la capacidad amortiguadora de un

sistema es mxima cuando la cantidad de anin libre, es igual a la cantidad de

[AcH] no disociado, esto es, cuando:

De manera que:

Entonces:

pH = pKa

Tambin podemos expresar la ecuacin de Henderson-Hasselbalch de una

forma vlida para todos los amortiguadores:


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A partir de esta frmula se pueden deducir fcilmente las propiedades de los

amortiguadores:

a) El pH de una disolucin amortiguadora depende de la naturaleza del cidodbil que lo integra (de su pK), de modo que para cantidades

equimoleculares de sal y de cido, el pH es justamente el pK de este

cido. Dicho de otra forma, se puede definir el pK de un cido dbil como

el pH del sistema amortiguador que se obtiene cuando [sal] = [cido].

Figura 1:Curva de valoracin cido-base

b) El pH del sistema amortiguador depende de la proporcin relativa entre lasal y el cido, pero no de las concentraciones absolutas de estos

componentes. De aqu se deduce que aadiendo agua al sistema, lasconcentraciones de sal y cido disminuyen paralelamente, pero su

cociente permanece constante, y el pH no cambia. Sin embargo, si la

dilucin llega a ser muy grande, el equilibrio de disociacin del cido se

desplazara hacia la derecha, aumentando la [sal] y disminuyendo [cido],


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con lo cual el cociente aumenta y el pH tambin, de forma que se ira

acercando gradualmente a la neutralidad (pH 7).

c) Cuando se aaden cidos o bases fuertes a la disolucin amortiguadora, elequilibrio se desplaza en el sentido de eliminar el cido aadido (hacia la

izquierda) o de neutralizar la base aadida (hacia la derecha). Este

desplazamiento afecta a las proporciones relativas de sal y cido en el

equilibrio. Como el pH vara con el logaritmo de este cociente, la

modificacin del pH resulta exigua hasta que uno de los componentes est

prximo a agotarse.

VALORACIN CIDO-BASE

Las valoraciones o volumetras cido-base permiten conocer la concentracin de

un cido o de una base presente en una disolucin.

En estas valoraciones se mide el volumen de cido (o de base) de una

concentracin conocida necesaria para neutralizar un volumen determinado de

base (o de cido) de concentracin desconocida. Cuando se valoran cidos se

llaman acidimetras y cuando se valoran bases, alcalimetras.

El nombre volumetra hace referencia a la medida del volumen de lasdisoluciones empleadas, que nos permite calcular la concentracin buscada.

Aparte del clculo de concentraciones, una valoracin cido-base permite

conocer el grado de pureza de ciertas sustancias.

Clases de valoracin cido-base

Se pueden clasificar en dos grandes grupos:

- Alcalimetras: Determinacin de la concentracin de una base empleandoun cido fuerte de concentracin conocida como sustancia valorante. Seemplea casi siempre cido clorhdrico, HCl; a veces cido sulfrico, H2SO4; y

casi nunca los cidos ntrico (HNO3) y perclrico, (HClO4).


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- Acidimetras. Determinacin de la concentracin de un cido empleandouna base fuerte de concentracin conocida como sustancia valorante, como

el NaOH.

Curva de valoracinEs el grfico de pH en funcin del volumen.

Punto de equivalencia: valor del pH

Se llama punto de equivalencia al momento en que son iguales los equivalentes

de la sustancia valorada y los de la sustancia valorante. Este punto de

equivalencia se detecta muy fcilmente ya que se observa en sus inmediaciones

un brusco salto de pH que se puede detectar en un potencimetro, pH-metro o

con un indicador.


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CIDO GLUTMICO

El cido glutmico(glutamato) es un aminocido no esencial que se utiliza en el

organismo para la sntesis de protenas. Sus smbolos son Glu o E. El glutamato es

el neurotransmisor excitador (estimulante) ms comn en el sistema nervioso

central. Es de gran importancia en el funcionamiento del Sistema Nervioso

Central, tambin acta como estimulante del sistema inmunolgico. Su papel

como neurotransmisor est mediado por la estimulacin de receptores

especficos, denominados receptores de glutamato. Todas las neuronas contienen

glutamato, pero solo unas pocas lo usan como neurotransmisor. Desempea un

papel esencial en la relacin con los procesos de transaminacin, es decir la

reaccin entre un aminocido y un alfa-cetocido, en la que el grupo amino estransferido de aquel a ste, con la consiguiente conversin del aminocido en su

correspondiente alfa-cetocido.

Despus de la formacin de glutamato, ste transfiere su grupo amino

directamente a una variedad de alfa-cetocidos por varias reacciones reversibles

de transaminacin: donacin libremente reversible de un grupo amino alfa de un

aminocido al grupo ceto-alfa de un alfa-cetocido, acompaado de la formacin

de un nuevo aminocido y un nuevo alfa-cetocido.

Tambin desempea un papel importante en la sntesis de distintos aminocidos

que necesitan la formacin previa de ste cido, como es el caso de ornitina,

arginina, prolina e hidroxiprolina.

Es uno de los aminocidos ms abundantes del organismo y un comodn para el

intercambio de energa entre los tejidos. Se considera un aminocido no esencial

porque se puede sintetizar en muchos tejidos, teniendo un papel fundamental en

el mantenimiento y el crecimiento celular.

Se aisl por primera vez en 1866, y en 1908 se descubri que era el componente

responsable del efecto potenciador del sabor de los extractos del alga Laminaria

japnica, usados tradicionalmente en la cocina japonesa. Desde 1909 se produce

comercialmente para su uso como aditivo alimentario. El mtodo ms usado es


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por fermentacin de azcares residuales de la industria agroalimentaria, siendo

Japn y Estados Unidos los principales productores. El cido D-glutmico, muy

parecido qumicamente, no tiene actividad ni como elemento de construccin de

las protenas ni como potenciador del sabor.

El cido glutmico no es un aminocido esencial, es decir; el organismo humano

es capaz por s mismo de fabricar todo el que necesita a partir de otros

componentes. Cuando la ingesta es mayor que la necesaria para la fabricacin de

protena, se utiliza el exceso como una fuente de energa.

El cerebro tiene una concentracin de cido glutmico libre, unas 100 veces

superior a la de la sangre. No obstante, la ingestin de esta substancia no le

afecta positiva ni negativamente. Las advertencias sobre su toxicidad para el

cerebro que se encuentran a veces se basan en el efecto sobre animales a dosisenormes, que extrapoladas al hombre representaran del orden de 1/4 de Kg de

una sola vez, y adems inyectado. No obstante, la mayor sensibilidad del cerebro

en animales jvenes hace que haya dejado de utilizarse en alimentos infantiles

en muchos pases (en bastantes, de forma voluntaria por los fabricantes).

Varios estudios han demostrado que el bazo, intestino, estmago y pncreas,

consumen el 95% del cido glutamnico ingerido en la dieta. Esto nos indica la

necesidad de consumir una dieta rica en protenas para no alterar el equilibrio deaminocidos con acceso al resto del organismo despus de este paso inicial de

nutrientes por el aparato digestivo.

Funciones que desempea:

Estas son algunas de las funciones ms importantes que el cido glutamnico,

Nos ayuda en la produccin del cido clorhdrico. Controla los niveles de amoniacoen el cerebro. Junto a la vitamina B6, es precursor del neurotransmisor GABA(cido gamma

aminobutrico), cuya accin sedante sobre el sistema nervioso es importante.


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Lo requieren como fuente de energa las clulas del sistema inmunitario. Ayuda en produccin de energa para el cerebro. Ayuda a controlar el alcoholismo. Ayuda a la cicatrizacin de lceras. Alivia la fatiga, la depresin y la impotencia. Se usa en la demencia senil y la falta de concentracin. Excelente en el tratamiento de las funciones normales de la prstata. Interviene especficamente en la utilizacin de la glucosa por las clulas del

cerebro.

Funciona como sistema de transporte de aminocidos y de nitrgeno desdetejidos perifricos hacia el hgado.

Precursor en la biosntesis de las bases pricas y pirimidnicas. Tiene un papel fundamental en el mantenimiento y crecimiento celular. Precursor para la sntesis de cidos nucleicos (ADN). Previene la atrofia intestinal e infecciones. Reduce la permeabilidad intestinal. Regula la produccin de ureaen elhgado. Es precursor para la sntesis de un metabolito con alto potencial antioxidante,

como es la produccin de glutatin.

Parece ser que interviene en la liberacin de las GnRH (hormona liberadorade la gonadotropina, fundamental para el dismorfismo cerebral y corporal.

Su dficit puede provocar:

Estos son algunos de los trastornos que la deficiencia del cido glutamnico,

puede ocasionar en el organismo:

Alteraciones graves en el aprendizaje, la memorizacin y la plasticidadneuronal.

Alteraciones importantes del sistema nervioso. Falta de concentracin y de reflejos.

Exceso de cido Glutamnico en el organismo:
http://www.rdnattural.es/enfermedades/el-cuerpo-humano/higado/http://www.rdnattural.es/enfermedades/el-cuerpo-humano/higado/http://www.rdnattural.es/enfermedades/el-cuerpo-humano/higado/http://www.rdnattural.es/enfermedades/el-cuerpo-humano/higado/


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Se cree que el exceso del cido glutamnico en el espacio extracelular, es la

causa de la enfermedad ELA (Esclerosis Lateral Amiotrfica).

Toxicidad:

Su toxicidad es mnima. A partir de experimentos con animales se puede deducir

que la dosis letal para un hombre adulto sera de bastante ms de 1 Kg ingerido

de una sola vez.

A partir de 1968 empez a hablarse del sndrome del restaurante chino,

designando por este trmino una serie de sntomas (hormigueo, somnolencia,

sensacin de calor y opresin en la cara,) de los que se acusaba a la ingestin de

cantidades relativamente elevadas de glutamato, muy utilizado en la cocina

oriental. En un estudio de hace 10 aos, se estimaba que este fenmeno poda

afectar al 1-2% de los adultos, pero slo a concentraciones en los alimentos del

orden de 30 g/Kg. Adems, muchas de las personas que alegan ser sensibles al

glutamato no lo son en realidad, no presentando los sntomas descritos en

pruebas ciegas. Cuando estos sntomas subjetivos se presentan, desaparecen

rpidamente, y no van acompaados de cambios fisiolgicos (temperatura local,

presin arterial, etc.).

IV.MATERIALES, EQUIPOS, SOLUCIONES Y REACTIVOS


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1.Probeta de 100 ml 2.Pizeta

3. Bureta 4.Pipeta de 1.0 ml

5. Vaso de precipitado de 100 ml


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7.Gradilla 8.Potencimetro

9.Tiras reactivas de pH 10. NAOH 1.0 mol/L

V.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL


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Poner 20 ml de la solucin de cido glutmico en un vaso de precipitado de100ml

Proceder a la medicin del pH Aadir 0.1ml de NaOH 1.0 mol/l agitar el vaso y volver a medir el pH,

anotar los resultados.

Repetir el paso 3 hasta llegar a un pH aproximado de 12. Hacer lo mismo (paso 1 a 4) para otros aminocidos.

VI.ANLISIS DE RESULTADOS


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NaOH ml pH del cidoglutmico

Inicial 0.0 0.61 0.12 0.23 0.3

4 0.45 0.56 207 208 209 4010 4011 5012 5013 5014 5015 5016 50

17 5018 5019 5020 50

Tabla N1:Valores de los pH y volmenes de las soluciones

GRFICO N1:Curva de valoracin cido-bsica del cido Glutmico

VII.DISCUSIN DE RESULTADOS

2.5

2.7

2.9

3.1

3.3

3.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

PH

Volumen (ml)

V RI CIN DEL VOLUMENY PH DEL CIDO

GLUTMICO

pH del cido Glutmico


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No se logr obtener el Ph 12 debido a que el NaOH no se encontrabaal 1.0 mol por litro, por el contrario se encontraba en 0.1 molar, lo

cual indicaba que estaba demasiado diluido y no favoreci a la

resolucin de la prctica.

Segn los radicales que posee el cido glutmico, debera de tener3 pKa, es decir, pK1, pK2 y pK3.

VIII.CONCLUSIONES


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Un sistema amortiguador de pH se comporta como una resistencia a uncambio brusco en la variacin del pH al aplicarle cido o alguna base.

La ecuacin de Henderson-Hasselbalch utiliza las concentraciones deequilibrio de un cido y base conjugada, y la constante de disociacin del

cido para calcular el pH de una solucin tampn.

Un dador protnico y su correspondiente aceptor forman un par cido-baseconjugados.

Los cidos y bases dbiles se disocian parcialmente y por lo tanto, laconcentracin de los iones H+ u OH- es menor que la totalidad de sus

grupos ionizables.

Los cidos y bases fuertes se disocian por completo, es decir, la totalidadde los iones H+ u OH-estn en forma libre, y su concentracin depender

de la concentracin del cido o de la base de donde provienen.

Casi todos los cidos orgnicos se disocian parcialmente. Un aminocido puede comportarse como un amortiguador porque tiene la

propiedad de comportarse como un cido dbil.

La valoracin o titulacin es un mtodo que consiste en la cuantificacinde una solucin de una sustancia por medio de la reaccin al equilibrio,

con otro compuesto cuya concentracin y volumen se conocen.

El cuerpo humano posee sistemas amortiguadores tales como el sistemaamortiguador del bicarbonato, el del fosfato y el de las protenas.


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IX.RECOMENDACIONES

Medir adecuadamente la cantidad de cada sustancia a utilizar. Marcar correcta y adecuadamente los vasos que contienen cada

sustancia.

Calibrar adecuadamente el potencimetro. El cido glutmico debe tener una concentracin ptima de 0.0025M para

obtener resultados verdicos.

X.BIBLIOGRAFA

MURRAY ROBERT K. (2010) BIOQUMICA HARPER. BIOQUMICA ILUSTRADA28. ED. EDITORIAL: MCGRAW-HILL

HICKS GMEZ JUAN JOS (2007) BIOQUMICA 2. ED. EDITORIAL: MCGRAW-HILL

LAGUNA J, PIA E.2009). BIOQUMICA: 6. ED EDITORIAL MANUAL MODERNO. MATHEWS-VAN HOLDE-AHERN (2002) BIOQUMICA 3A. ED. EDITORIAL.

PEARSON

TRUDY MCKEE (2009) BIOQUMICA LAS BASES MOLECULARES DE LA VIDA 4.ED EDITORIAL: MCGRAW-HILL


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I. CUESTIONARIO

1.Qu es un sistema amortiguador acido-base y para qu sirve?

Un sistema amortiguador conformado por un cido dbil (dador de protones) y

su base conjugada (aceptor de protones), es un sistema acuoso capaz de

resistir o menguar los cambios drsticos en el pH cundo se le agregapequeas cantidades de cido (H+) o base (OH-).

2.Cules son los sistemas amortiguadores ms importantes del cuerpo

humano?

El cuerpo humano tambin cuenta con sistemas amortiguadores destacando

entre ellos:

a. Sistema amortiguador del bicarbonato:

Consiste en una solucin acuosa con dos componentes: un cido dbil

(el cido carbnico o H2CO3) y una sal bicarbonato, por ejemplo

bicarbonato de sodio (NaHCO3). El H2CO3, se forma en el organismo

mediante la reaccin:
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CO2+ H2H2CO3

Esta reaccin es lenta y las cantidades de H2CO3 que se forman son

pequesimas a menos que tenga lugar en presencia de la enzima

anhidrasa carbnica. Esta enzima es especialmente abundante en las

paredes de los alvolos pulmonares, desde all se libera el CO2;

tambin se encuentra en las clulas epiteliales de los tbulos renales,

donde el CO2reacciones con el H2O para formar el H2CO3.

El H2CO3se ioniza dbilmente para formar pequesimas cantidades de

H+y de HCO3-

H2CO3H++ HCO3-

El segundo componente del sistema, el bicarbonato, se encuentra

principalmente en forma de sal sdica (NaHCO3) y predomina en el LEC

(lquido extracelular). El NaHCO3 se ioniza casi por completo,

formando iones de bicarbonato (HCO3-) y de sodio (Na+):

NaHCO3

Na+

+ HCO3-

b. Sistema amortiguador de fosfato:

El sistema amortiguador de fosfato interviene sobre todo en el

amortiguamiento del lquido de los tbulos renales y de los LIC (lquido

intracelular). Los elementos principales de este sistema son H2PO4-

(anin fosfato dicido) y HPO4+(catin fosfato monocido). Cuando se

aade a una mezcla de estas sustancias un cido fuerte, se produce lo

siguiente:

HCl + Na2HPO4NaH2PO4+ NaCl

El sistema amortiguador del fosfato es especialmente importante en

los lquidos tubulares de los riones porque el fsforo suele
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concentrarse mucho en esos tbulos. Adems es importante para el

amortiguamiento de los LIC, ya que la concentracin de fosfato en

estos lquidos es muy superior a la que existe en los LEC (lquido extra

celular)

c. Sistema amortiguador de las protenas:

Gracias a sus elevadas concentraciones, sobre todo en el interior de

las clulas, las protenas son uno de los amortiguadores ms

importantes del organismo. Constituyen el amortiguador ms

abundante en el LIC y en el plasma. La hemoglobina es una protena

que resulta especialmente eficaz como amortiguador dentro de los

eritrocitos, en tanto que la albmina constituye la principal protenaamortiguadora en el plasma.

Como las protenas se componen de aminocidos, contienen al menos

un grupo carboxilo (-COOH) y al menos un grupo amino (-NH2); estos

grupos son los elementos funcionales del sistema amortiguador

protenico.

El grupo carboxilo libre en un extremo de la protena acta como cido

al liberar H+

cuando se eleva el pH. En esta forma el H+

puedereaccionar con cualquier exceso de OH- que hay en la solucin para

formar agua.

El grupo amino libre que se encuentra en el otro extremo de la

protena puede actuar como base y combinarse con H+ cuando

disminuye el pH.

Por consiguiente, las protenas pueden amortiguar tanto los cidos

como las bases. Adems de los grupos terminales carboxilo y amino,

siete de los 20 aminocidos tienen cadenas laterales que pueden

amortiguar el H+.

3.Qu es el pK de un par acido base?


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EL pK mide la fuerza de disociacin del cido para formar su base conjugada.

As: El pK es la funcin potencial, (-Log) de Ka o de Kb y que tiene el propsito

de manejar nmeros ms "cmodos". Por ejemplo el cido actico tiene una

Ka=1.8x10-5

pKa= -Log (1.85x10-5) = 4.74

4.Dibujar la frmula del cido glutmico, la glicina y lisina e identificar a los

grupos amino, carboxlico y su radical indicar la naturaleza del mismo.


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5.Se puede utilizar los aminocidos como amortiguadores de pH

fundamente su respuesta.

Para mantener el pH de los lquidos corporales constante hacemos uso de

sistemas que llamamos amortiguadores (ingls, buffer; francs, tampn), los

cuales en este caso, las protenas, son buenos amortiguadores por que los

aminocidos que lo constituyen se comportan como cidos dbiles.

Los aminocidos tienen esas propiedades de ah la costumbre de cuando se

tiene acidez estomacal tomar leche, pero no son muy prcticos ya que elrango de pH de amortiguacin o bien la zona amortiguadora de una disolucin

de este tipo es muy reducida.

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INFORME DE LABORATORIO Nº 5 BIOQUIMICA