Exercici 3 · Química UB 2020

Exercici 3. Àcid-base i preparació de solucions amortidores

Al laboratori es disposa de les següents dissolucions aquoses:

$\mathrm{HCl\ 1\ M}$

$\mathrm{NaOH\ 1\ M}$

Àcid fòrmic $(\mathrm{HCOOH})\ 0{,}2\ \mathrm{M}$

$\mathrm{Na_2CO_3\ 1\ M}$

$\mathrm{NH_4Cl\ 0{,}1\ M}$

Hidroxilamina $(\mathrm{NH_2OH})\ 0{,}1\ \mathrm{M}$ (base feble: $\mathrm{NH_2OH + H_2O \rightleftharpoons NH_3OH^+ + OH^-}$)

Dissolució de clorur d'histidina $0{,}4\ \mathrm{M}$

Dissolució tampó de prolina $1\ \mathrm{M}$ i $\mathrm{pH}\ 10{,}6$

Dades: $K_a(\mathrm{HCOOH}) = 1{,}8\cdot 10^{-4}$; $K_{a1}(\mathrm{H_2CO_3}) = 4{,}3\cdot 10^{-7}$, $K_{a2}(\mathrm{H_2CO_3}) = 5{,}6\cdot 10^{-11}$; $K_b(\mathrm{NH_3}) = 1{,}8\cdot 10^{-5}$; $K_b(\mathrm{NH_2OH}) = 1{,}1\cdot 10^{-8}$.

Per a la histidina: $\mathrm{p}K_{a1} = 1{,}82\ (-\mathrm{COOH})$, $\mathrm{p}K_{aR} = 6{,}00\ (\text{cadena lateral})$, $\mathrm{p}K_{a2} = 9{,}17\ (-\mathrm{NH_2})$.

Per a la prolina: $\mathrm{p}K_{a1} = 1{,}99\ (-\mathrm{COOH})$, $\mathrm{p}K_{a2} = 10{,}60\ (-\mathrm{NH-})$.

a)

Indiqueu el pH que tindrà la dissolució resultant de barrejar $10\ \mathrm{mL}$ de la dissolució d'hidroxilamina amb $1\ \mathrm{mL}$ de la dissolució d'àcid clorhídric.

b)

Es vol determinar l'activitat d'un enzim que és estable en l'interval de pH 5,5-6,0. Quines dissolucions del laboratori permetrien formular un tampó 0,2 M adient per a aquest assaig? Caldria emprar HCl o NaOH per ajustar-lo? Raoneu la selecció.

c)

Detalleu com prepararíeu $1\ \mathrm{L}$ d'un tampó de pH 2,2 i concentració total $0{,}5\ \mathrm{M}$ utilitzant exclusivament les dissolucions del laboratori. Calculeu els volums precisos de cada reactiu utilitzat.