Esto se vuelve un poco complicado, así que … paciencia. ( Alerta de spoiler: la premisa es incorrecta. Llegaremos a eso).
Como su pregunta dice “arginina” y no una forma particular de sal de arginina, debemos suponer que la forma que sacó de la botella de reactivo era la molécula neutra. De lo contrario, habría dicho sal de arginina sódica, hidrocloruro de arginina, o algo así.
Ahora, eche un vistazo a las cuatro formas diferentes de ionización de arginina en el lado derecho del diagrama a continuación. Tenemos todo tipo de cargas positivas y negativas deambulando por allí, pero en una de ellas, los positivos y negativos se cancelan para dar una molécula sin carga.
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¿Encuéntralo? Sugerencia: es el que tiene la etiqueta “pH ~ 10.8″ debajo. ¿De acuerdo? Tiene un grupo con carga positiva y un grupo con carga negativa, por lo que, en general, es neutral. Eso es lo que agregaste 0,43 g a la solución diluida de HCl.
Ahora veamos qué sucede cuando la arginina y el HCl reaccionan. Es más fácil pensar en comenzar con una solución de la arginina y agregarle HCl, aunque el resultado final sea el mismo.
Una solución de arginina no cargada se representa en la curva de titulación roja anterior por el punto “pI”, a pH 10.8, que está a medio camino entre pK2 y pK3. Entonces llamemos a ese punto nuestro punto de partida. pI significa “punto isoeléctrico” o “pH isoeléctrico”, que es el lugar donde la arginina no está cargada. Pero ya sabíamos eso.
Y voy a complacer mi preferencia por trabajar con milimoles aquí porque son mucho más fáciles de manejar que los pequeños números de moles. Estoy bastante seguro de que podrás seguir la pelota que rebota.
[matemáticas] \ frac {430 \ space mg \ space arginine} {174.20 \ space mg / mmol} = 2.47 \ space mmol \ space arginine [/ math]
El problema con el texto original de su pregunta (donde le di una alerta de spoiler ) es su cálculo de la molaridad de la arginina. Dijiste que era 0.020 M. Pero tenemos 2.47 mmol en 230 mL, que es 0.0107 M. No puedo entender cómo obtuviste 0.020 M, sin importar los errores razonables que intente cometer ;-).
[matemáticas] 230 \ space mL \ space HCl \ times 0.020 \ space mmol / mL = 4.60 \ space mmol \ space HCl [/ math]
Entonces vemos que hay más de 1: 1 HCl: arginina.
El primer equivalente de HCl reacciona con la arginina para convertirlo completamente al estado de ionización +1, el que tiene la etiqueta “pH ~ 8” debajo. (Eso está un poco apagado; realmente debería estar etiquetado como “pH ~ 5.6”.) En ese punto, hemos formado 2.47 mmol de Arg (+1), con 2.13 mmol de HCl sobrante. Esa combinación con exactamente una cantidad equivalente de HCl nos ha llevado desde nuestro punto de partida hasta el punto casi vertical en la curva de titulación a pH 5.6, a medio camino entre pK1 y pK2. Aquí es donde también estaría si acabara de preparar una solución de Arg (+1) o, digamos, monoclorhidrato de arginina, ArgH + Cl-. Aquí también es donde estaría si su cálculo original de la concentración de arginina fuera correcto. Si combinara cantidades equimolares de Arg (0) y HCl, solo tendría Arg (+1) en la solución, y el pH estaría alrededor de 5.6.
Ahora el HCl sobrante se combina con el Arg (+1) para formar Arg (+2). Nos sobraron 2,13 mmol de HCl. Cuando eso se combina con 2.13 mmol de Arg (+1), obtenemos 2.13 mmol de Arg (+2), y nos deja con 0.34 mmol de Arg (+1).
La solución ahora contiene 2,13 mmol de Arg (+2) y 0,34 mmol de Arg (+1), y en la curva de titulación, estamos en la región general de pH alrededor de 1,5. (Solo estoy mirando eso)
El punto es que, con la solución que contiene solo Arg (+2) y Arg (+1), el pH se rige por pK1 porque esa es la constante de disociación que se ocupa de esas dos formas de ionización de Arg. Arg (+2) es la forma de ácido conjugado y Arg (+1) es la forma de base conjugada en este equilibrio.
Si está familiarizado con la ecuación de Henderson-Hasselbalch, podemos usarla para encontrar el pH mejor que la precisión del globo ocular.
pH = pKa + log (base / ácido)
pH = 2.1 + log (0.34 / 2.13)
pH = 1.30
Esto todavía no está de acuerdo con la respuesta que dio en los detalles de su pregunta (dijo que pH = 2.26), por lo que algunos de los datos en su pregunta deben haber sido citados incorrectamente.
