AMINOSÄUREN (Aufbau, Eigenschaften, Zwitterion) | Chemie Tutorial
Summary
TLDRThis script discusses the structure and behavior of amino acids, focusing on their ability to act as acids or bases. It explains the formation of zwitterions, where amino acids can have both positive and negative charges depending on the pH. The video also covers the reactions that occur at different pH levels, leading to the formation of cations or anions. It introduces the concept of the isoelectric point (IEP), where an amino acid is uncharged. The script is educational, aiming to clarify the chemistry behind amino acids for viewers.
Takeaways
- 🧬 The script discusses the structure of amino acids, highlighting the central carbon atom, hydrogen atom, amino group, and carboxyl group.
- 🔬 The amino group consists of a nitrogen atom bonded to two hydrogen atoms, capable of acting as a base by accepting a proton.
- 🌟 The carboxyl group can act as an acid by donating a proton (H+), and it is part of the amino acid's ability to engage in acid-base reactions.
- ⚖️ The script explains the concept of zwitterions, where amino acids can exist in a form with both positive and negative charges due to the loss or gain of a proton.
- 🔄 The equilibrium reaction within an amino acid is described, where the carboxyl group can donate a proton directly to the amino group, forming a zwitterion.
- 🌡️ The behavior of amino acids in different pH environments is explored, with the script detailing how the charge on the amino acid changes with pH.
- 💧 The script mentions the reactions that occur at low pH (acidic conditions), where the amino acid forms a cation by accepting a proton from a water molecule.
- 🌀 Conversely, at high pH (basic conditions), the amino acid forms an anion by losing a proton from the amino group.
- 🔴 The isoelectric point (IEP) is introduced as the pH value at which an amino acid has no net charge, existing as a zwitterion.
- 🔬 The script also touches on the potential reactions of amino acids with other ions, such as OH-, and how these reactions can revert the amino acid back to its zwitterionic state.
Q & A
What is the central atom in an amino acid molecule?
-The central atom in an amino acid molecule is a carbon atom, known as the alpha carbon.
How is the hydrogen atom attached to the central carbon atom in an amino acid?
-In an amino acid, a hydrogen atom is directly attached to the central carbon atom.
What are the components of the amino group in an amino acid?
-The amino group consists of a nitrogen atom bonded to two hydrogen atoms.
What is the function of the carboxyl group in an amino acid?
-The carboxyl group can act as an acid, meaning it can donate a proton (H+).
How does the amino group in an amino acid function?
-The amino group can act as a base, meaning it can accept a proton (H+).
What is the significance of the R group in an amino acid?
-The R group, or side chain, can vary in size and structure, and it determines the specific properties of the amino acid.
What happens when a proton (H+) is donated or accepted by the amino and carboxyl groups?
-When a proton is donated or accepted, the amino acid can form a zwitterion, which has both a positive and negative charge.
What is the isoelectric point (IEP) of an amino acid?
-The isoelectric point is the pH value at which an amino acid has no net charge, meaning it is neither acidic nor basic.
How does the pH of a solution affect the charge state of an amino acid?
-At low pH (acidic conditions), the amino acid tends to form a cation, while at high pH (basic conditions), it tends to form an anion.
What are the two significant reactions that occur in an amino acid depending on the pH value?
-At low pH, the amino acid reacts to form an H3+ ion, and at high pH, it reacts to form a Z- ion.
What is the role of water (H2O) in the reactions involving amino acids?
-Water can participate in reactions with amino acids, such as accepting a proton to form hydronium (H3O+) in acidic conditions or donating a proton to form hydroxide (OH-) in basic conditions.
Outlines
🧬 Structure and Properties of Amino Acids
This paragraph discusses the molecular structure of amino acids, focusing on the central carbon atom (catom), the hydrogen atom, the amino group, and the carboxyl group. It explains the ability of the carboxyl group to act as an acid by donating a proton (H+) and the amino group to act as a base by accepting a proton. The paragraph also describes the formation of a zwitterion, where the amino acid can exist in a state with both positive and negative charges. The equilibrium reaction within the amino acid, where a proton can be transferred between the carboxyl and amino groups, is also explained. The paragraph concludes with a mention of how the amino acid's behavior can vary depending on the pH of the solution, leading to different ionic forms.
🔬 Reactions of Amino Acids at Different pH Levels
The second paragraph delves into the reactions of amino acids at varying pH levels. It describes how amino acids can form different ions depending on whether the solution is acidic or basic. In an acidic environment (low pH), the amino acid tends to form a cation (H3N+R-COOH), while in a basic environment (high pH), it forms an anion (H2N-R-COO-). The paragraph also introduces the concept of the isoelectric point (IEP), which is the pH at which the amino acid has no net charge and exists as a zwitterion. The discussion includes the reactions of amino acids with water molecules (H3O+ or OH-) and how these reactions can lead back to the zwitterion form. The paragraph ends with a teaser to the viewer to check out more videos on the topic, suggesting further exploration of the subject matter.
Mindmap
Keywords
💡Amino Acid
💡Carboxyl Group
💡Amino Group
💡Zwitterion
💡Side Chain (R Group)
💡pH
💡Isoelectric Point (IEP)
💡Protonation
💡Deprotonation
💡Cation
💡Anion
Highlights
Amino acids have a central carbon atom bonded to an amino group, a carboxyl group, a hydrogen atom, and a variable side chain.
The amino group consists of a nitrogen atom and two hydrogen atoms.
The carboxyl group is made up of a carbon atom double-bonded to an oxygen atom with an attached hydroxyl group.
The side chain can vary in size depending on the specific amino acid.
The carboxyl group can act as an acid by donating a proton (H+).
The amino group can act as a base by accepting a proton (H+).
Amino acids can undergo a zwitterion formation where the carboxyl group donates a proton to the amino group.
In a zwitterion, the oxygen retains a negative charge, and the nitrogen has a positive charge due to the loss of an electron pair.
The newly formed amino group in the zwitterion can act as an acid, and the new carboxyl group can act as a base.
At a low pH, the amino acid will form an H3+ ion, indicating it is in an acidic solution.
At a high pH, the amino acid will form a Z- ion, indicating it is in a basic solution.
The carboxyl group can accept a proton from H3O+, forming a cation.
The cation can react with OH- ions to revert back to the zwitterion form.
At a neutral pH, the amino acid will form an anion by losing a proton from the amino group.
The isoelectric point (IEP) is the pH value at which an amino acid exists as a zwitterion with no net charge.
The video also mentions the speaker's physics German channel for further educational content.
Transcripts
in diesem geht aminosuchen und hier ist
mal der aufbauinos dargestellt wir haben
jetzt immer in der Mitte ein catom dann
hier ein H Atom angäend dann jetzt hier
eine minogruppe angäend besteht einmal
aus einem Stickstoffatom und zwei
Wasserstoffatomen dann rechts eine
kapoylgruppe jetzt die kylgruppe besteht
mal aus einem catom das jetzt eine
Doppelbindung mit dem Sauerstoffatom
eingeht und eine ohguppe noch angehängt
und dann haben wir jetzt noch eben ein
Rest hier am zum angehängt der jetzt
beliebig groß sein kann jetzt in
Abhängigkeit welche aminosure wir jetzt
konkret haben und dann können wir sagen
dass die Carboxylgruppe als sieren kann
also D als Proton donaton regieren kann
heißt kann jetzt hier ein H+ abgeben und
die amingruppe die kann jetzt als bas
regieren heißt die kann jetzt als
protonakzeptor ein proteon aufnehmen und
jetzt könnte z.B auch innerhalb so einer
aminosurosell st diese sobasreaktion
möglich sein dass jetzt hier die Kruppe
ein H+ direkt an die aminruppe abgibt
das heißt mal hier vorgestellt das hum
spaltet sich ab hängt sich dann als H+
schon hier an die Aminogruppe an und
dann würden wir jetzt in der
Gleichgewichtsreaktion so ein zwiiton
erhalten wir sehen logischerweise wenn
sich dieses h pluson abspaltet bleibt
dann hier beim Sauerstoff ein Negativ
klar übrig und dann jetzt hier h plus
schon hier angelagert erh dann
dementsprechend hier drei Bindung am
Stickstoff und dann löst sich dieses
elektronpar am Stickstoff das vorher nur
beim Stickstoff angackt war sich lös
sich auf geht dann an der Bindung mit
dem Wasserstoff ein das heißt wir halten
dann hier eine positiv Ladung und dann
jetzt bei diesem zwiionen wä jetzt auf
einmal die neue Aminogruppe jetzt eine
Säure weil jetzt kann diese neue
Aminogruppe wieder hier ein Hal plus
abgeben dementsprechend als auch
reagieren und die neue
kuuppe die kann jetzt als bas reagieren
weil die kann jetzt wie da ein H+ al was
vorh abgespen wurde kann es jetzt wieder
aufnehmen und das ist erstmal so zum
Zwitter jetzt will ich im nächsten
taftbild noch die genauen Reaktionen
erklären die beim siton möglich sind
hier zum zweiten taftbild und hier haben
wieder das siton und jetzt gibt's je
nach pHWert zwei wesentlich Reaktionen
einmal wenn wir jetzt ein niedigen PT
haben heißt wenn sich das Viton jetzt in
saurer Lösung befindet dann haben wir
jetzt hier die Reaktion mit M h3+ Ion
denn logisch in saurer Lösung heißt wir
haben h3+ vorliegen und wenn der P der
gegen hoch ist heißt wenn das fon sich
jetzt in einer basischen Lösung befindet
dann gibt's hier direkt Z minusionen
denn dann liegt das fon in Basis Lösung
also in
- vor und jetzt erstmal hier diese REK
zu erklärt also wenn jetzt das zwion mit
h3o+ reagiert dann wie gerade verprochen
kann jetzt diese neue Carboxylgruppe
jetzt als basregin heißt diese
kboxylgruppe speziell hier am das
Sauerstoffatom das Negativ g ist das
kann jetzt hier ein H+ Ion von hum plus
aufnehmen und dann erhalten wir hier
diesen diesen Stoff wir sehen das H Atom
ist jetzt angehängt und dann logisch
wenn jetzt hier vom H3 plus H+ sich
jetzt hier anhängt und wir dann halt
hier diesen orteil haben dann bleibt H2
übrig deswegen noch hier geschrieben H2
W noch die Begleiterscheinung davon und
dann sehen wir jetzt hier die negative
Ladung ist ja aufgehoben die positive
Ladung des fons bleibt bestehen deswegen
haben dann hier ein Kation und dann
gibt's auch noch eine Reaktion zurück
also dieses Kation kann jetzt mit
o-usonen wieder zum Zwitter reagieren
und wir sehen dann wenn jetzt hier das
Kation mit reagiert dann können wir uns
vorstellen das hatom wird dann hier
abgespalten reagiert dann insgesamt zu
H2O und dann haben wir wieder hier die
negative Ladung am Sauerstoffatom
deswegen das wir dann hier die Reaktion
wieder zum ztion dann wenn wir jetzt
einen hen PWT haben also dann wenn sich
das Basis Lösung befindet dann haben wir
jetzt hier diese Reaktion mit einem
oh-on und dann sehen wir dass jetzt die
Aminogruppe wie gerade besprochen als
säuret heißt jetzt wird hier ein Atom
abgespalten und dann zusammen das ganze
dann mit Wasser und wir halten dann
dementsprechend hier wieer unsere
normale Aminogruppe dann hier
negativeadung beib stehen deswegen das W
hier die Reaktion zum Anion denn jetzt
haben wir nur noch die negative Ladung
übrig deswegen hier Anion und auch da
gibt's dann wieder eine Reaktion wieder
zurück zum Zion W dann jetzt hier die
Reaktion mit h3o+ wir sehen dann wieder
Reaktion dass ich jetzt hier ein H+ an
die Aminogruppe anlagert wir haben dann
halt wieder diesen Teil jetzt mit der
positiven Ladung und dann auch hier
wieder logisch ein H+ geht hin zur
Aminogruppe es bleibt H2 übrig und das
wenn jetzt so die gigen Reaktion wichtig
je nach perwert haben wir eine Saur
Lösung dann diese Reaktion haben wir
eine basisch Lösung diese Reaktion und
noch eineche Größe und zwar ist jetzt
der IEP als der isoelektrische Punkt das
jetzt genau der pHWert wo jetzt ein
Aminosäure als Vung vorliegt das noch
eine Sache dazu und jetzt verlink hier
noch mein Physik deutchkanall ma ich
auch Videos Fall interess K
vorbeischauen und das war dann damit zu
diesem Video
Browse More Related Video
5.0 / 5 (0 votes)