高分子化合物(知識)の問題
アミノ酸は水溶液中で、陽イオン・双性イオン・陰イオンが平衡状態で存在しており、それぞれの割合は水溶液の pH によって変化する。酸性にすると陽イオンが多くなり、塩基性にすると陰イオンが多くなる。
ある特定の pH では、アミノ酸のほとんどが双性イオンとして存在し、分子全体としての電荷の総和が 0 になる。そのため、この pH の水溶液に電極を入れて電圧をかけても、アミノ酸は陽極にも陰極にもほとんど移動しない。
このように、アミノ酸の電荷の総和が全体として 0 になるときの pH を何というか。
この問題で使うもの
- アミノ酸の性質と等電点(説明と入口の問題)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
アミノ酸が水溶液中でとるイオンの形と、pH による割合の変化を思い出そう。
ヒント 2
電荷の総和が 0 になると、電気泳動で陽極にも陰極にも移動しなくなる。この特別な pH には名前がある。
ヒント 3
答えは「イオンの形の名前」ではなく「pH の値の名前」である。双性イオンと区別して考えよう。
答えと解説
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等電点
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解説を読む
アミノ酸の水溶液で、陽イオン・双性イオン・陰イオンの電荷の総和が全体として 0 になるときの pH を等電点という。
アミノ酸は分子内にカルボキシ基 とアミノ基 をもち、水溶液中では次のような平衡が成り立つ。
(左から陽イオン・双性イオン・陰イオン)
酸性では陽イオンが多くなって電気泳動で陰極へ、塩基性では陰イオンが多くなって陽極へ移動する。等電点では電荷の総和が 0 なので、どちらの極にもほとんど移動しない。等電点の値はアミノ酸の種類によって異なり、中性アミノ酸ではおよそ 6、酸性アミノ酸では酸性側、塩基性アミノ酸では塩基性側にある。
似た用語との違い: 双性イオンは、1 つの分子の中に正電荷()と負電荷()を両方もつイオンのことで、イオンの形を表す用語である。これに対して等電点は、電荷の総和が 0 になる pH の値を表す用語である。
別解
アミノ酸の電荷の総和が 0 になり、電圧をかけてもどちらの電極にも移動しなくなるときの pH を等電点という。