24-3다음은 글리신(Glycine) 수용액에 알칼리를 가하면서 얻은 … | 2024년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

B($\mathrm{p}K_1 = 2.34$) : ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COOH}$ 와 ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO^{-}}$ 가 1 : 1로 공존

D($\mathrm{p}K_2 = 9.60$) : ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO^{-}}$ 와 $\mathrm{H_2N-CH_2-COO^{-}}$ 가 1 : 1로 공존

[해설]

글리신은 카복실기와 아미노기를 함께 가진 양쪽성 물질이라, pH가 올라가면 양이온 → 양쪽성 이온(쯔비터이온) → 음이온 순으로 형태가 바뀐다.

· 강산성(A) : 두 작용기가 모두 양성자화된 양이온형 ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COOH}$

· 등전점(C, pI = 5.97) : 순전하가 0인 양쪽성 이온형 ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO^{-}}$ 가 대부분이며 용해도가 최소가 된다

· 강알칼리성(E) : 두 작용기가 모두 양성자를 잃은 음이온형 $\mathrm{H_2N-CH_2-COO^{-}}$

B와 D는 곡선이 완만해지는 완충 구간의 한가운데, 즉 pH = pK 인 반당량점이다. 반당량점에서는 짝산과 짝염기의 농도가 같으므로 두 형태가 1 : 1로 공존한다. B(pK₁ = 2.34)에서는 카복실기가 절반만 해리해 양이온형과 양쪽성 이온형이, D(pK₂ = 9.60)에서는 아미노기가 절반만 해리해 양쪽성 이온형과 음이온형이 반씩 존재한다.

등전점은 두 해리상수의 평균으로 구한다.

$\mathrm{pI} = \dfrac{\mathrm{p}K_1 + \mathrm{p}K_2}{2} = \dfrac{2.34 + 9.60}{2} = 5.97$

B·D를 각각 한 가지 형태로만 답하려면 B는 양이온형, D는 음이온형 쪽으로 기운다고 볼 수 있으나, 반당량점의 정의를 살리면 두 형태의 등량 혼합으로 쓰는 것이 정확하다.