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24-3

다음은 글리신(Glycine) 수용액에 알칼리를 가하면서 얻은 적정곡선이다. 곡선 위의 B와 D 지점에서 글리신이 존재하는 이온 형태를 화학식으로 나타내시오.

pH122.345.979.601.7200.511.52OH−GlycineABCDEpK1=2.34pI=5.97(등전점)pK2=9.60

해설

B(pK1=2.34\mathrm{p}K_1 = 2.34) : +H3N−CH2−COOH{}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COOH} 와 +H3N−CH2−COO−{}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO^{-}} 가 1 : 1로 공존

D(pK2=9.60\mathrm{p}K_2 = 9.60) : +H3N−CH2−COO−{}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO^{-}} 와 H2N−CH2−COO−\mathrm{H_2N-CH_2-COO^{-}} 가 1 : 1로 공존


[해설]

적정곡선에서 B와 D는 완충 구간의 한가운데인 반당량점(pH = pK)이다. 헨더슨-하셀바흐 식에 따르면 pH = pK일 때 짝산과 짝염기의 농도가 같으므로, 두 형태가 1 : 1로 공존한다.

  • B(pK1 = 2.34) — 카복실기(–COOH)가 절반만 해리해 양이온형 +H3N–CH2–COOH와 양쪽성 이온형 +H3N–CH2–COO−가 반씩 있다.
  • D(pK2 = 9.60) — 아미노기(–NH3+)가 절반만 양성자를 잃어 양쪽성 이온형과 음이온형 H2N–CH2–COO−가 반씩 있다.

혼동 주의: C는 등전점(pI = (2.34 + 9.60)/2 = 5.97)으로, 양쪽성 이온(쯔비터이온)이 대부분인 지점이다. A는 양이온형이, E는 음이온형이 대부분이다.

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