STRATEGIE DE RESOLUTION EXERCICES : ACIDES AMINES ET PROTEINES

Notions importantes à avoir en tête

I. Lorsqu'un acide aminé est dissout dans l'eau, le pH de la solution est égal au point isoionique pI

II. Pour modifier la charge électrique d'un acide aminé, il faut ajouter un acide ou une base à la solution.

III. Dans la réaction de dissociation d'un acide faible, la somme [acide] + [base conjuguée] est constante et égale à la concentration initiale quelle que soit la valeur du pH.
Par exemple, on prépare une solution d'acide acétique 0.1 mol.L-1 dans l'eau . On ajoute de la soude pour amener le pH à 7.
Au pH initial (sans ajout de soude) [CH₃COOH] + [CH₃COO^-] = 0.1
A pH 7 après addition de soude , les concentrations d'acide et de base conjuguée changent mais la somme reste constante : [CH₃COOH] + [CH₃COO^-] = 0.1

IV. La relation de Henderson-Hasselbach permet de calculer le rapport [acide] / [base conjuguée] à un pH donné.
pH = pKa + log [base conjuguée] / [acide]

V. Dans le cas d'un polyacide (composé qui possède plusieurs fonctions acide), le pH de la solution impose le choix de la réaction de dissociation à considérer.

Par exemple, l'acide phosphorique est un triacide dont les valeurs de pKa sont : 2.23 ; 7.20 ; 12.32.
Les différents équilibres de dissociation se traduisent par :
H₃PO₄ (pKa = 2.23) H₂PO₄ ^- (pKa = 7.20) HPO₄^2- (pKa = 12.32) PO₄^3-

La forme ionique H₂PO₄^- sera quasiment la seule dans la solution à pH = ½ (2.23 + 7.20) = 4.72
La forme ionique HPO₄^2- sera quasiment la seule dans la solution à pH = ½ (7.20 + 12.32) = 9.76

Si on est dans une solution de phosphate à pH 5 : La valeur de pH (5) étant supérieure à 4.72
l'équilibre de dissociation à considérer sera : H₂PO₄^- (pKa = 7.20) HPO₄^2-

Si on est dans une solution de phosphate à pH 9 : La valeur de pH (9) étant inférieure à 9.76
l'équilibre de dissociation à considérer sera : H₂PO₄^- (pKa = 7.20) HPO₄^2-

Si on est dans une solution de phosphate à pH 10 : La valeur de pH (10) étant supérieure à 9.76
l'équilibre de dissociation à considérer sera : HPO₄^2- (pKa = 12.32) PO₄^3-

VI. Les acides aminés sont des polyacides. Choisir la réaction de dissociation qui se déroule à un pH donné se fait sur les mêmes critères que pour l'acide phosphorique pris comme exemple ci-dessus.

VII. La nature des résidus conditionnent les propriétés importantes des acides aminés : lipophilicité, hydrophilicité, polarité, ionisation.

Guide de résolution

L'aide concerne l'exercice 1

1- Quelles sont les données de l'exercice ?

2- Quelles notions sont nécessaires pour résoudre la question 1

3- Si vous ne trouvez pas spontanément la réponse, cliquez sur

4- Choisir les notions à utiliser.

5- Reformuler brièvement la (ou les) notions (relations….) à utiliser

6- Quelle grandeur faut-il calculer pour répondre à la question 1 ?

7- Comment la calcule-t-on ?

8- Quelle est la réponse numérique pour la question 1 ?

9- La question 2 demande une réponse générale mais argumentée :
voir le cours :

Variation de l'état d'ionisation des acides aminés et des protéines en fonction du pH

10- Avant d'entreprendre la suite de la résolution, tracer 3 axes horizontaux qui vous permettront de visualiser les changements ioniques de l'acide aminé quand on modifie le pH de la solution:
· Un axe portant toutes les valeurs de pH données ou calculées
· Un axe faisant apparaître les formes ioniques de l'acide aminé à chaque valeur de pH caractéristique
· Un axe faisant apparaître la charge nette de l'acide aminé à chaque valeur de pH caractéristique

11- Si on ajoute ½ mol de NaOH à 1 mol d'un acide faible HA dans 1 L, quelle sera :
La charge nette de l'acide en solution ?
La concentration de l'acide faible et de sa base conjuguée ?
Le pH de la solution ?

12- La réponse aux questions 4-7 se fait directement en analysant de façon comparative les 3 axes (n° 10) et en utilisant les notions rappelées en (n°11).