4.
アミノ酸は,食品の添加物や調味料に用いられている。 アミノ酸水溶液のpHを変化さ
せると,式 (1) のように各イオンの割合が変化する。
H
H
H
OH-
OH-
R-C-COOHR-C-COO-R-G-COO-
NH3 +
H+
H+
NH3 +
NH2
陽イオン (H2A+)
双性イオン (HA土) 陰イオン(A-)
中性アミノ酸では, 式 (2) および式 (3) で表される2つの平衡が成り立つ。
K₁
H2AHA+ + H+
[HA][H+]
K₁=
[H2A+]
K2
HAA + H+
K2=[A-H+]
[HA+]
･･･ (1)
... (2)
⚫ (3)
ここでK1, K2 は,それぞれの平衡の電離定数を表す。 [H+], [H2A+], [HA], [A-] は,
それぞれH+, H2A+, HA, A- のモル濃度を表す。 水溶液中に存在する双性イオン
(HA)の割合を とすると, fは式 (4) で表される。
[HA+]
f=-
[H2A+]+[HA+]+[A-]
式(2)~(4) から, fは電離定数 K1, K2 および [H+] を用いて, 式 (5) で表される。
1
f=
... (4)
中性アミノ酸の等電点は, 中性アミノ酸がおもに双性イオン(HA) として存在し,陽
イオン(H2A+) と陰イオン(A-) の濃度が等しくなるpHであり, K1, K2 を用いて式 (6)
で表される。
pH=-10g101
ある中性アミノ酸Yの25℃での電離定数を, K, = 5.0×10-3 mol/L,
K2=2.0×10-10mol/L, 10g102=0.30 として以下の問いに答えよ。
問1式(5)のにあてはまる式を記せ。
問2 中性アミノ酸Yについて, 双性イオンの存在割合であるとpHの関係として最
もふさわしい図を次のa)~d) から1つ選べ。
a) 1
b)1
c) 1
d) 1
0.8
0.8
0.8
0.8
0.6
0.6
0.6
0.6
f
f
f
20.4
0.4
0.4
0.4
0.2
0.21
0.2
0.2
0
0
0
0
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
0246 8 10 12 14
PH
0 2 4 6 8 10 12 14
0246 8 10 12 14
pH
pH
