21-2다음은 글리신의 적정곡선(등전점 곡선)이다. B점과 D점에서 글… | 2021년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COOH}$와 ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO}^{-}$가 같은 양으로 공존

(2) ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO}^{-}$와 $\mathrm{H_2N-CH_2-COO}^{-}$가 같은 양으로 공존

[해설]

글리신은 카복실기($\mathrm{-COOH}$)와 아미노기($\mathrm{-NH_2}$)를 하나씩 가진 아미노산이므로 해리 단계가 둘이고, 적정곡선에도 완충 평탄부가 두 개 나타난다.

${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COOH} \rightleftharpoons {}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO}^{-} \rightleftharpoons \mathrm{H_2N-CH_2-COO}^{-}$

pK 값은 곡선의 반당량점, 즉 어떤 작용기가 정확히 절반만 해리된 지점이다. 따라서 pK에 해당하는 점에서는 해리 전후의 두 이온형이 1 : 1로 공존한다.

· A(pH 1.72, 강산성) — 두 작용기가 모두 양성자를 가진 양이온형 ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COOH}$

· B(pK1 = 2.34) — 카복실기가 절반 해리. ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COOH}$와 ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO}^{-}$가 1 : 1로 공존

· C(pI = 5.97, 등전점) — 순전하가 0인 양쪽성 이온(zwitterion) ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO}^{-}$가 최대로 존재. 용해도가 가장 낮아 침전이 잘 일어난다.

· D(pK2 = 9.60) — 아미노기가 절반 해리. ${}^{+}\mathrm{H_3N-CH_2-COO}^{-}$와 $\mathrm{H_2N-CH_2-COO}^{-}$가 1 : 1로 공존

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

글리신처럼 곁사슬에 해리기가 없는 아미노산의 등전점은 두 pK의 평균이다.

$pI = \dfrac{pK_1 + pK_2}{2} = \dfrac{2.34 + 9.60}{2} =$$5.97$

B와 D는 완충작용이 가장 큰 지점이기도 하다.