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Amphoterie am Beispiel von Aminosäuren

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Chemie-Team
Amphoterie am Beispiel von Aminosäuren
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Amphoterie am Beispiel von Aminosäuren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Amphoterie am Beispiel von Aminosäuren kannst du es wiederholen und üben.
  • Definiere den Begriff Ampholyt.

    Tipps

    Das griechische Wort amphoteros bedeutet beiderlei.

    Lösung

    Ampholyte sind Verbindungen, die sowohl als Säure als auch als Base reagieren können. Sie sind also in der Lage, Protonen abzugeben oder auch aufzunehmen. Als Protonendonator treten sie in Gegenwart von starken Basen auf und als Protonenakzeptor in Gegenwart von starken Säuren. Ein Beispiel für einen Ampholyten ist Wasser.

  • Entscheide, wobei es sich um eine Aminosäure handelt.

    Tipps

    Welches sind die Strukturmerkmale von Aminosäuren?

    Aminsosäuren besitzen immer eine Carboxy- und eine Aminosäure.

    Lösung

    Aminosäuren enthalten zwei funktionelle Gruppen im Molekül. Sie gehören zu den Carbonsäuren und besitzen damit eine Carboxygruppe $-COOH$. Zusätzlich enthalten alle Aminosäuren eine Aminogruppe $-NH_2$. An diesen Strukturmerkmalen lassen sie sich gut erkennen. Du solltest außerdem wissen, dass in der organischen Chemie gelegentlich die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome weggelassen werden. Man spricht bei dieser Darstellung von der Skelettformel. Aber auch bei dieser Schreibweise lassen sich Aminogruppe und Carboxygruppe eindeutig erkennen. In diesen Beispielen sind also die zweite und die fünfte Verbindung Aminosäuren, es handelt sich um Serin und Glyin.

  • Entscheide, welche Form des Glycins in saurer Lösung vorliegt.

    Tipps

    Befindet sich die Aminosäure im Sauren, ist die Protonenkonzentration um sie herum sehr hoch.

    Wie reagieren Aminosäuren, wenn viele Protonen enthalten sind? Nehmen sie diese auf oder geben sie selbst noch welche ab?

    Lösung

    Aminosäuren sind Ampholyte. Sie können also sowohl Protonen abgeben, als auch welche aufnehmen. Ob sie als Protonendonator oder -akzeptor reagieren, liegt an ihrem Reaktionspartner. Da in einer sauren Lösung eine große Konzentration an Protonen vorliegt, wird die Aminosäure in dem Fall ein Proton aufnehmen. Dies erfolgt am freien Elektronenpaar des Stickstoffs der Aminogruppe. Wird dieser Stickstoff zusätzlich protoniert, erhält er eine positive Ladung. Die ganze Aminosäure ist durch Protonierung positiv geladen, es hat sich also ein Kation gebildet.

  • Erkläre, warum Aminosäuren zu den Carbonsäuren gehören.

    Tipps

    Welches strukturelle Merkmal der Carbonsäuren weisen auch die Aminosäuren auf?

    Lösung

    Wie der Name schon verrät, handelt es sich bei Aminosäuren um Säuren. Ganz speziell gehören sie zu den Carbonsäuren, wie sich an der Corboxygruppe erkennen lässt. Durch diese vorhandene funktionelle Gruppe reagieren sie, wie andere Carbonsäuren, beispielsweise wie die Essigsäure, mit Basen unter Abgabe eines Protons. Sie sind damit wie alle Säuren nach Brönsted Protonendonatoren.

  • Erkläre, was unter einem Zwitterion verstanden werden kann.

    Tipps

    Sieh dir den Begriff genauer an. Wie ist ein Ion definiert?

    Lösung

    Bei einem Zwitterion handelt es sich um eine Verbindung, die sowohl eine positive als auch eine negative Ladung enthält. Bei den Aminosäuren bildet sich dieses Ion durch einen intramolekularen Protonenübergang von der sauren Carboxygrupppe zur basischen Aminogruppe.

  • Belege, dass Hydrogencarbonat ein Ampholyt ist.

    Tipps

    Kohlensäure ist keine stabile Verbindung.

    Ein Ampholyt kann sowohl Protonen aufnehmen als auch abgeben.

    Lösung

    Ein Ampholyt hat die Eigenschaft, dass er sowohl Protonen aufnehmen als auch abgeben kann. Das Hydrogencarbonat besitzt ein Proton. Dieses kann es in Gegenwart einer Base, wie zum Beispiel Natronlauge, abgeben und es entsteht das Carbonation ${CO_3}^{2-}$. In Gegenwart einer Säure, wie zum Beispiel der Salzsäure, kann das Hydrogencarbonat allerdings auch protoniert werden. In diesem Fall würde Kohlensäure $H_2CO_3$ entstehen. Diese ist allerdings nicht stabil und zerfällt in Wasser und Kohlenstoffdioxid.

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