グルタミン酸ナトリウムとPHの問題

質問

グルタミン酸ナトリウムを純水に溶解した時、PHはいくらですか。PHがグルタミン酸ナトリウムの濃度にほとんど影響をうけない理由を数式で証明しなさいという問題があるのですが、全然わかりません。誰か解ける方お教えください。お願いします。グルタミン酸の酸定数は、PKa1=2.19,PKa2=4.25,PKa3=9.67です。

回答No.2

ht1914

＃１です。

グルタミン酸は普通のαアミノ酸（カルボキシル基の付いている炭素にアミノ基が付いている）の形にさらにカルボキシル基が付いています。普通のアミノ酸は分子内でアミノ基とカルボキシル基が塩を作っていますのでほとんど中性です。
酢酸がアミノ酸に変化したのがグリシンです。ｐＨは酢酸アンモニウムで考えたのとほとんど同じだと思います。
質問文の中のｐＫａ２＝４．２５という値は酢酸のｐＫａとほとんど同じです。ｐＫａ３＝９．６７という値はアンモニウムイオンのｐＫａとほとんど同じです。
アンモニウムイオンの酸性とは
ＮＨ４＋⇔ＮＨ３　＋　Ｈ＋
のことです。アンモニアの塩基性は
ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ⇔ＮＨ４＋ＯＨ－
です。この変化に対する平衡定数をＫｂとします。

［ＮＨ３］［Ｈ＋］／［ＮＨ４＋］＝Ｋａ
［ＮＨ４＋］［ＯＨ－］／［ＮＨ３］＝Ｋｂ
ですからＫｂ＝ＫＨ／Ｋａとなります。
ｐＫｂ＝ｐＫＨ－ｐＫａ＝１４－９．６７＝４．３３
これはｐＫ２＝４．２５と近い値です。
カルボキシル基の酸としての解離定数とアミノ基の塩基としての解離定数がもし等しければ塩は中性になります。ほぼ等しいということでほぼ中性だろうとしたわけです。

アミノ酸の命名で「～酸」となっているものはアミノ酸のカルボキシル基とは別の酸の構造を持っているものです。

お礼

わかりやすく、詳しい説明をありがとうございます。カルボキシル基の酸としての解離定数とアミノ基の塩基としての解離定数がほぼ同じなので中性ということだったんですね。本当に助かりました。ht1914さんありがとうございました。

回答No.1

ht1914

多分１ｍｏｌ／ＬでｐＨ＝８．１ほどです。薄めていけば７に近づいていきます。０．１ｍｏｌ／Ｌで７．６です。
これはｐＫａ１の部分のカルボン酸がナトリウム塩になったとして考えたものです。ｐＫａ２＝４．２５のカルボン酸とｐＫａ３＝９．６７のアミノ基は分子内塩になっています。これはほぼ対称ですから中性です。９．６７－７＝２．６７、４．２５－７＝－２．７５
前半は酢酸ナトリウムのｐＨを求めるのと同じ考え方です。（ｐＫａの値は異なります。）
後半は酢酸アンモニウムのｐＨを求めるのと同じ考え方です。
多分これでいけると思います。

＞http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3098725.html
＞http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3098707.html

お礼

詳しい説明をありがとうございます。酢酸ナトリウムのPHでやってみると、１ｍｏｌ／ＬでｐＨ＝８．１がでました。もしよろしければ、（ｐＫａ２＝４．２５のカルボン酸とｐＫａ３＝９．６７のアミノ基は分子内塩になっています。これはほぼ対称ですから中性です。９．６７－７＝２．６７、４．２５－７＝－２．７５の対称だから中性）という意味と引き算の意味も教えていただければ幸いです。