Molekülform CN C H H H OH O + R CN C H H H O O R H Zwitterionform 55 A23 Aminosäuren liegen sowohl in fester Form als auch in Lösung nahezu vollständig als Zwitterionen vor: Wässrige Lösungen von Aminosäuren wirken in bestimmten pH-Bereichen als Puffersysteme (B4). Der isoelektrische Punkt pH(I) ist der pH-Wert, bei dem die gesamte Aminosäure in Form des Zwitterions vorliegt. a) Begründen Sie mithilfe des Kurvenverlaufs in B4, warum beim isoelektrischen Punkt des Glycins pH(I) = 6,1 keine Pufferwirkung vorliegt. b) Erklären Sie den Kurvenverlauf aus B4 unter Verwendung geeigneter Formeln und Reaktionsgleichungen und nennen Sie die pH-Bereiche, in denen die Glycin-Lösung als Puffer wirkt. c) Geben Sie die Bedeutung der eingezeichneten Punkte A und B an. d) Zeichnen Sie in eine Kopie von B4 mithilfe der Angaben aus B3, S. 45, die zu erwartenden pH-Kurven für Alanin und Cystein ein. e) Die Aminosäure Lysin H2N(CH2)4CHNH2COOH liefert eine Kurve, die bei pH = 2,1, pH = 9,2 und pH = 10,8 minimale Steigungen hat. Erklären Sie diesen Sachverhalt mit geeigneten Formeln. A24 Leitfähigkeitstitrationen werden vor allem dann eingesetzt, wenn ein geeigneter Indikator fehlt. So kann man die Konzentration einer Natriumhydrogencarbonat-Lösung durch Leitfähigkeitstitration mit Salzsäure bestimmen. a) Geben Sie die Reaktionsgleichung an, die dieser Titration zugrunde liegt. b) Erläutern Sie anhand der Reaktionsgleichung, wie sich die Leitfähigkeit bis zum bzw. nach dem Äquivalenzpunkt ändert und skizzieren Sie eine Titrationskurve. c) Entwerfen Sie eine Versuchsvorschrift zur Bestimmung des Gehaltes von Natriumhydrogencarbonat in Backpulver durch Leitfähigkeitstitration. d) Beurteilen Sie, ob auch eine pH-metrische Titration zur Lösung des Problems aus c) möglich wäre, und erläutern Sie Ihr Urteil. A25 In einem Versuch wurden 10 mL Ammoniumacetat-Lösung NH4CH3COO(aq) mit Natronlauge, c = 0,1 mol/L, titriert. In einem weiteren Versuch wurden 10 mL Ammoniumacetat-Lösung der gleichen Konzentration mit Salzsäure, c = 0,1 mol/L, titriert. Die dabei erhaltenen Titrationskurven sind in B5 dargestellt. a) Der Gesamtverlauf der Kurve ist durch die Wirkung zweier Puffersysteme zu erklären, die in unterschiedlichen Bereichen puffern. Geben Sie an, um welche Puffersysteme es sich handelt. b) Ermitteln Sie aus B5 die pKs-Werte der jeweiligen Säuren und vergleichen Sie sie mit den Werten aus B2 von S. 30. KOM PETENZEN TRAINIEREN Protolysegleichgewichte – Konzentrationsbestimmungen B4 pH-Änderungen bei der Zugabe von Natronlauge bzw. Salzsäure zu einer Glycin-Lösung B5 Titrationskurven von Ammoniumacetat-Lösung mit Salzsäure bzw. Natronlauge pH-Wert14 12 10 8 4 2 0 Zugabe von HCl (aq) VLs(HCl) VLs(NaOH) 1 2 3 4 5 66 5 4 3 2 1 Zugabe von NaOH(aq) 6 3 10 7 pH B A VLs (HCl) VLs (NaOH) 0 3377_01_01_2012_Kap1_018_057 23.09.14 06:25 Seite 55 Nu r z u Pr üf zw ec ke n Ei ge tu m d s C .C . B uc hn er V er la gs