Tính chất điện di của amino acid là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Tính chất điện di của amino acid là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Tính chất điện di của amino acid.

Tính chất điện di của amino acid là gì (chi tiết nhất)

1. Tính chất điện di của amino acid là gì?

- Tính chất điện di của amino acid là khả năng di chuyển khác nhau của các amino acid trong điện trường tuỳ thuộc vào pH của môi trường.

2. Kiến thức mở rộng

- Khả năng tương tác với cả acid (H⁺) và base (OH^-) làm cho phân tử amino acid có thể tồn tại ở dạng cation, ion lưỡng cực hay anion tuỳ thuộc vào giá trị pH của môi trường và cấu tạo của mỗi amino acid.

- Điểm đẳng điện (pI) của một amino acid là giá trị pH mà tại đó amino acid tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực

- Lưu ý: + Khi pI > pH ⟹ amino acid tồn tại ở dạng cation, di chuyển về cực âm

+ Khi pI < pH ⟹ amino acid tồn tại ở dạng anion, di chuyển về cực dương

+ Khi pI = pH ⟹ amino acid tồn tại ở dạng lưỡng cực hầu như không di chuyển

- Ví dụ: Ở pH ~ 6, Gly tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực có tổng điện tích bằng không. Khi đặt trong điện trường, Gly hầu như không di chuyển; ở pH < 6, Gly nhận proton, trở thành cation và di chuyển về cực âm (-); còn ở pH > 6, Gly nhường proton, trở thành anion và di chuyển về cực dương (+).

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về tính điện di của amino acid?

A. Trong dung dịch, dạng tồn tại chủ yếu của amino acid chỉ phụ thuộc vào pH của dung dịch.

B. Ở pH thấp, amino acid tồn tại chủ yếu ở dạng anion (tích điện âm), di chuyển về điện cực dương trong điện trường.

C. Ở pH cao, amino acid tồn tại chủ yếu ở dạng cation (tích điện dương), di chuyển về điện cực âm trong điện trường.

D. Tính điện di của amino acid là khả năng di chuyển khác nhau trong điện trường tùy thuộc và pH của môi trường.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

D sai vì ngoài phụ thuộc pH môi trường thì còn phụ thuộc giá trị pI của mỗi amino acid.

Câu 2. Quá trình di chuyển của các amino acid trong điện trường được gọi là

A. sự điện di.

B. sự điện li.

C.sự điện phân.

D. sự thủy phân.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A.

Quá trình di chuyển của các amino acid trong điện trường được gọi là sự điện di.

Câu 3. Giá trị pH mà khi đó amino acid có nồng độ ion lưỡng cực là cực đại được gọi là điểm đẳng điện (kí hiệu là pI). Khi $pH<pI$ thì amino acid đó tồn tại ở dạng cation, còn khi $pH>pI$ thì amino acid đó tồn tại ở dạng anion. Khi đặt trong một điện trường dạng anion sẽ di chuyền về cực (+) còn dạng cation sẽ di chuyển về cực (-). Tính chất này được gọi là tính điện di và được dùng để tách, tinh chế amino acid ra khỏi hỗn hợp của chúng. Cho các giá trị pI của các chất sau:

Cho các phát biểu sau

(1) Với môi trường $pH=2,5$ thì có hai chất di chuyển về phía cực âm, một chất di chuyền về phía cực dương.

(2) Với môi trường $pH=5,0$ thì có hai chất di chuyển về phía cực âm, một chất di chuyển về phía cực dương.

(3) Với môi trường $pH=6,0$ có thể tách riêng biệt 3 chất trên ra khỏi nhau.

(4) Với môi trường $pH=8,5$ thì có hai chất di chuyển về phía cực dương, một chất di chuyển về phía cực âm.

Số phát biểu đúng là

A. 2 .

B. 4 .

C. 1 .

D. 3 .

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D.

(1) Sai, glycine, glutamic acid và lysine đều có pI > pH nên ở dạng cation, di chuyển về cực âm.

(2) Đúng, glycine và lycine có pI > pH nên ở dạng cation, di chuyển về cực âm, còn glutamic acid có pI < pH nên ở dạng anion, di chuyển về cực dương.

(3) Đúng, ở pH = 6, lysine di chuyển về cực âm, glutamic acid di chuyển về cực dương, còn glycine hầu như không di chuyển

(4) Đúng, với pH = 8,5, lycine có pI > pH nên ở dạng cation, di chuyển về cực âm. Ngược lại glycine và glutamic acid di chuyển về cực dương.

Câu 4.Một thí nghiệm được mô tả như hình bên dưới.

Cho các nhận định sau:

(a) Thí nghiệm nhằm tìm hiểu tính điện di của amino acid.

(b) Tùy thuộc vào pH môi trường, mỗi amino acid sẽ tồn tại dạng ion chủ yếu, có thể anion, cation hoặc ion lưỡng cực.

(c) Dạng tồn tại chủ yếu đối với Ala là ion lưỡng cực, không di chuyển nên vệt (2) là Ala.

(d) Có 2 amino acid bị điện di về phía các điện cực.

Nhận định đúng là

A. (a), (b), (c).

B. (b), (c), (d).

C. (a), (c), (d).

D. (a), (b), (c), (d).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D.

(a) Đúng do ban đầu có 1 vệt, dưới tác dụng của dòng điện thì các amino acid di chuyển khác nhau nên tạo thành 3 vệt (mỗi vệt là 1 amino acid) ⟹ tính chất điện di của amino acid.

(b) Đúng

(c) Đúng do Ala có pI ≈ pH nên Ala hầu như không di chuyển ⟹ là vệt (2)

(d) Đúng, là vệt (1) và (3).

Câu 5. Dipeptide Phe-Tyr có cấu trúc:

Hỗn hợp của dipeptide Phe-Tyr và hai amino acid thành phần (Phe và Tyr) đã được tiến hành điện di trong dung dịch đệm pH = 12. Tại điều kiện này, thông tin của ba chất được cung cấp như sau:

Chất	Điện tích tại pH = 12	Kích thước tương đối
Phe-Tyr	-2	Lớn
Tyr	-2	Nhỏ
Phe	-1	Nhỏ

Vào cuối thí nghiệm thu được những kết quả sau: Ba chấm P, R, S là đại diện cho ba chất Phe hoặc Tyr hoặc Phe-Tyr (không theo thứ tự). Các chấm R và S vẫn nằm rất gần nhau.

Phát biểu nào sau đây không đúng?

A.Kích thước phân tử càng lớn thì khả năng di chuyển về phía điện cực càng kém.

B.Chất có giá trị điện tích càng nhỏ thì khả năng di chuyển về phía điện cực càng tốt.

C.Chất P là Tyr.

D.Amino acid Phe có khả năng di chuyển với tốc độ gần như dipeptide Phe-Tyr trong điện trường.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B.

Chất có giá trị điện tích càng nhỏ thì khả năng di chuyển về phía điện cực càng kém.

Câu 6. Điểm đẳng điện pI là giá trị pH mà tại đó tổng điện tích của một phân tử amino acid bằng 0.

Các giá trị pI của amino acid được cung cấp trong bảng như sau:

Amino acid	Gly	His	Arg
pI	5,97	7,59	10,76

Một học sinh tiến hành thực nghiệm thí nghiệm điện di. Giả thuyết nào dưới đây không đúng?

A. Nếu tiến hành điện di hỗn hợp 3 amino acid trong môi trường có pH = 8,0 thì sẽ có hai amino acid di chuyển về phía cực dương.

B. Nếu điện di ở pH =6,5 sẽ thấy Gly di chuyển về phía cực dương còn His và Arg di chuyển về phía cực âm.

C. Điểm đẳng điện (pI) của amino acid là pH mà tại đó phân tử không di chuyển trong điện trường.

D. Không có giá trị pH nào để cả 3 amino acid cùng di chuyển về phía cực dương.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D.

Ở giá trị pH > 10,76, cả 3 amino acid đều có pI < pH nên tồn tại ở anion, di chuyển về cực dương.

Câu 7. Trong dung dịch, tồn tại cân bằng hóa học giữa ion lưỡng cực với các dạng ion của amino acid đó. Ví dụ:

Các amino acid có khả năng di chuyển khác nhau trong điện trường tùy thuộc vào pH của môi trường (tính chất điện di). Cho các nhận định sau:

(a) Trong môi trường acid mạnh (pH khoảng 1 – 2), glycine tồn tại chủ yếu ở dạng cation, bị di chuyển về phía điện cực âm của điện trường.

(b) Ở pH khoảng 6, glycine tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực, không bị di chuyển trong điện trường.

(c) Ở pH lớn hơn 10, glycine tồn tại chủ yếu ở dạng anion, bị di chuyển về phía điện cực dương của điện trường.

(d) Ở pH = 6, ion tồn tại chủ yếu đối với Ala là cation. Vì vậy, khi đặt trong điện trường sẽ di chuyển về cực âm.

Các nhận định đúng là

A. (a), (b), (c).

B. (a), (c), (d).

C. (b), (c), (d).

D. (a), (b), (d).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A.

(d) Sai do ở pH = 6, Ala tồn tại ở dạng lưỡng cực. Vì vậy, khi đặt trong điện trường thì Ala hầu như không di chuyển

Câu 8. Tính chất vật lý nào sau đây là tính chất đặc trưng của amino acid?

A. Nhiệt độ nóng chảy cao.

B. Không hòa tan trong nước.

C.Là chất khí ở nhiệt độ phòng.

D. Có độc tính cao.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A.

Ở điều kiện thường, các amino acid là chất rắn, khi ở dạng tinh thể chúng không có màu, có nhiệt độ nóng chảy cao và thường tan tốt trong nước vì chúng tồn tại ở dạng ion lưỡng cực.

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Amino acid không thiết yếu là gì?

• Cách gọi tên của ester là gì?

• Cách gọi tên của amine là gì?

• Cách gọi tên amino acid là gì?

• Phản ứng trùng ngưng là gì?

• Phản ứng trùng hợp là gì?

---