Práctica de Laboratorio: Propiedades de los Aminoácidos

 

Propiedades de los Aminoácidos

 

1. Objetivos

Objetivo general

Estudiar las principales propiedades químicas y físicas de los aminoácidos, reconociendo su comportamiento anfótero y su importancia como unidades estructurales de las proteínas.

Objetivos específicos

• Identificar el carácter anfótero de los aminoácidos mediante reacciones ácido–base.
• Analizar el comportamiento de los aminoácidos frente a cambios de pH.
• Reconocer la formación del zwitterión en solución acuosa.
• Comprobar experimentalmente la presencia del grupo amino y carboxilo.
• Aplicar pruebas químicas cualitativas para la identificación de aminoácidos.
• Relacionar la estructura molecular de los aminoácidos con sus propiedades químicas.

 

2. Introducción

Los aminoácidos son compuestos orgánicos que poseen simultáneamente un grupo amino (–NH₂) y un grupo carboxilo (–COOH) en su estructura, lo que les confiere propiedades químicas únicas. Estas moléculas son las unidades fundamentales que constituyen las proteínas, las cuales desempeñan funciones esenciales en todos los sistemas biológicos, como catálisis enzimática, transporte, defensa inmunológica y estructura celular.

Desde el punto de vista químico, los aminoácidos presentan un comportamiento anfótero, es decir, pueden actuar tanto como ácidos como bases dependiendo del medio en el que se encuentren. En solución acuosa, la mayoría de los aminoácidos existe predominantemente en forma de zwitterión, una especie dipolar que posee carga positiva y negativa en la misma molécula.

Esta práctica permite al estudiante observar de manera directa cómo los cambios de pH influyen en la ionización de los aminoácidos y cómo esta propiedad determina su solubilidad, reactividad y función biológica. Además, fortalece la comprensión de conceptos como equilibrio ácido–base, pH, punto isoeléctrico y estructura molecular, fundamentales en química orgánica, bioquímica y biología molecular.

 

3. Fundamentos teóricos

La estructura general de un aminoácido puede representarse como:

 

donde R representa la cadena lateral característica de cada aminoácido.

En solución acuosa, los aminoácidos existen principalmente en forma de zwitterión:

 

Esto se debe a una transferencia interna de protones desde el grupo carboxilo al grupo amino.

Dependiendo del pH del medio:

• En medio ácido:

Predomina la forma con carga positiva neta.

• En medio básico:

 

Predomina la forma con carga negativa neta.

El punto isoeléctrico (pI) es el valor de pH al cual el aminoácido no presenta carga neta y se encuentra mayoritariamente en forma de zwitterión. En este punto, la solubilidad suele ser mínima.

Los aminoácidos también presentan reactividad característica debido a sus grupos funcionales, lo que permite su identificación mediante pruebas como:

• Reacción con ninhidrina: produce un color violeta intenso (azul púrpura), indicativo de la presencia de grupos amino libres.
• Reacciones ácido–base: evidencian su carácter anfótero.

 

4. Materiales y equipos

• Tubos de ensayo
• Gradilla
• Pipetas graduadas o goteros
• Vaso de precipitados
• Agitador de vidrio
• Papel indicador de pH o pH-metro
• Baño María o placa calefactora
• Pinzas para tubos

 

5. Reactivos

• Solución de un aminoácido (ej. glicina al 1–2%)
• Ácido clorhídrico (HCl) diluido
• Hidróxido de sodio (NaOH) diluido
• Reactivo de ninhidrina
• Agua destilada

 

6. Seguridad y manejo de residuos

• El HCl y el NaOH son corrosivos: usar guantes y gafas de seguridad.
• La ninhidrina es tóxica e irritante: manipular en campana o área ventilada.
• Evitar el contacto directo de reactivos con la piel.
• Los residuos con ninhidrina deben desecharse en contenedores de residuos químicos orgánicos.

 

7. Procedimiento experimental

A) Comportamiento ácido–base del aminoácido

1. Colocar 2 mL de la solución de glicina en un tubo de ensayo.
2. Medir el pH inicial.
3. Añadir unas gotas de HCl diluido y medir el pH.
4. Observar los cambios.
5. En otro tubo, repetir el procedimiento añadiendo NaOH diluido en lugar de HCl.

B) Demostración del carácter anfótero

1. Preparar tres tubos con 2 mL de solución de aminoácido.
2. Al primero no añadir nada (control).
3. Al segundo añadir HCl diluido.
4. Al tercero añadir NaOH diluido.
5. Comparar el comportamiento químico en cada medio.

C) Prueba de la ninhidrina

1. Colocar 2 mL de la solución de aminoácido en un tubo de ensayo.
2. Añadir 1 mL de reactivo de ninhidrina.
3. Calentar suavemente en baño María durante 3–5 minutos.
4. Observar el cambio de color.

 

8. Observaciones y registro de datos

Prueba	Observación	Cambio de color	pH	Conclusión
Control
Medio ácido
Medio básico
Ninhidrina

 

9. Cálculos

(No se requieren cálculos numéricos, pero se puede solicitar:)

• Representación de las formas iónicas del aminoácido a diferentes pH.
• Identificación del zwitterión.

 

10. Resultados esperados

• Evidencia del carácter anfótero de los aminoácidos.
• Formación de color violeta intenso con ninhidrina.
• Variación del pH y de la carga neta de la molécula según el medio.

 

11. Cuestionario

1. Defina qué es un aminoácido.
2. Explique el concepto de zwitterión.
3. ¿Por qué los aminoácidos se consideran sustancias anfóteras?
4. ¿Qué información aporta la prueba de la ninhidrina?
5. Defina punto isoeléctrico.
6. Relacione la estructura de un aminoácido con su función biológica.

 

12. Bibliografía

• Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Gatto, G. J., & Stryer, L. (2019). Biochemistry (9th ed.). W. H. Freeman.
• Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2021). Lehninger principles of biochemistry (8th ed.). W. H. Freeman.
• Pavia, D. L., Lampman, G. M., Kriz, G. S., & Engel, R. G. (2015). Introduction to organic laboratory techniques: A microscale approach (5th ed.). Cengage Learning.