Frage von Bascat, 42

Warum ändert sich der pH-Wert nicht, wenn man zu einer Aminosäurelösung geringe Mengen Säure oder Lauge gibt?

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 25

Ist das wirklich so?

Nein. Wenn Du eine Lösung von neutralem Glycin (eigentlich ein Zwitterion, H₃N⁺–CH₂–CO₂⁻) hast und Säure oder Base zugibst, dann ändert sich der pH sehr stark. Allerdings nur im ersten Moment, danach kommst Du in beiden Richtungen zu einem Puffer (weil neutrales und protoniertes bzw. deprotoniertes Glycin nebeneinander vorliegen).

Der angehängte Plot zeigt das. Neutrales Glycin entspricht dem fetten Punkt genau in der Mitte (ca. pH 6), beim Abszissenwert 1. Bei Zugabe von Base steigt der pH, bei Zugabe von Säure fällt er um jeweils ca. 3 pH-Einheiten. Dann liegen jedoch das Zwitterion (violett) und die Säureform (rot) bzw. die Basenform (blau) nebeneinander vor, und Du bekommst einen Puffer, der beträchtliche Mengen Säure oder Base ohne große pH-Änderung „schlucken“ kann.

Abszissenwert 0 steht für das protonierte Glycin (Glycinium), H₃N⁺–CH₂–COOH, Abszissenwert 2 für die deprotonierte Form (Glycinat), H₂N–CH₂–CO₂⁻.

Im pH-Bereich um 2 bzw. 9 (Abszissenwerte 0.5 bzw. 1.5) puffert die Lösung am besten. Das sieht man  besonders schön im zweiten Plot: Die Pufferkapazität (orange) hat bei diesem pH ein Maximum. Dazu muß aber eine Mischung von von zwei verschiedenen Spezies vorliegen.

Kommentar von Bascat ,

Vielen Dank für die ausführliche Antwort! Die Titrationskurve hat mir sehr geholfen, die eigentliche Pufferwirkung von Aminosäuren nachzuvollziehen. Danke!

Kommentar von indiachinacook ,

Es ist keine echte Titrationskurve, weil die Säure/Basenzugabe ohne Volumsänderung berechnet wird.

Letztlich ist das ähnlich wie bei Hydrogencarbonat. Das ist ja auch kein Puffer; ein solcher wird es erst, wenn man es entweder mit der Säureform (CO₂) oder der Basenform (CO₃²⁻) kombiniert.

Antwort
von PeterKremsner, 20

Weil die Aminosäuren die Base oder Säure, jeweils an der entsprechenden funktionellen Gruppe, binden können, die wirken ähnlich wie ein Puffer.

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