El punto isoeléctrico (pi) del es el pH en el cual una molécula particular o la superficie no lleva ninguna carga eléctrica neto. Las moléculas anfóteras llamadas Zwitterions contienen cargas positivas y negativas dependiendo de los grupos funcionales presentes en la molécula. Son afectadas por el pH de su ambiente circundante y pueden convertirse más positivamente o negativamente - cargada debido a la pérdida o al aumento de los protones (H+). El pi de una molécula puede afectar a su solubilidad en cierto pH. Tales moléculas tienen solubilidad mínima en soluciones del agua o de sal en el pH que corresponde a su pi y se ven a menudo al precipitado fuera de la solución . Las moléculas anfóteras biológico tales como proteínas contienen los grupos funcionales ácido y básico. Los aminoácidos que componen las proteínas pueden ser positivos, negativos, neutrales o polares en naturaleza, y juntos dan a proteína su carga total. En un pH debajo de su pi, proteínas llevar una carga positiva neta. Sobre su pi llevan una carga negativa neta. Las proteínas se pueden separar según su punto isoeléctrico (carga total) en un gel de poliacrilamida usar una técnica llamada la concentración isoeléctrica . Esta técnica utiliza un gradiente del pH para separar las proteínas. La concentración isoeléctrica es también el primer paso en la preformación de la 2.a electroforesis del gel de poliacrilamida del gel.
Para un aminoácido con solamente una amina y un grupo carboxilo, el pi se puede calcular PKas de esta molécula.
Para los aminoácidos con más de dos grupos ionizables, tales como lisina, se utiliza la misma fórmula, pero este vez los dos pKa usados son los de los dos grupos que pierden y ganan una carga de la forma neutral del aminoácido. La lisina tiene un solo pKa carboxílico y dos valores del pKa de la amina (uno cuyo está en el R-grupo ), lisina tan completamente protonated tienen una carga neta +2. Para conseguir una carga neutral, debemos deprotonate la lisina, y por lo tanto utilizar dos veces el R-grupo y los valores del pKa de la amina (encontrados en la lista de los aminoácidos estándar ).
Sin embargo, un tratamiento más exacto de esto requiere el ácido avanzado /el conocimiento y cálculos bajos .
Las proteínas se pueden separar según su punto isoeléctrico en un proceso conocido como concentración isoeléctrica .
En un pH debajo del pi, proteínas llevar una carga positiva neta. Sobre el pi llevan una carga negativa neta. Esto tiene implicaciones para funcionar con los geles electroforéticos (véase la agarosa gelificarse la electroforesis ). El pH de un gel electroforético es determinado por el almacenador intermediario usado para ese gel. Si el pH del almacenador intermediario está sobre el pi de la proteína que es funcionada, la proteína emigrará al poste positivo (la carga negativa se atrae a un poste positivo). Si el pH del almacenador intermediario está debajo del pi de la proteína que es funcionada, la proteína emigrará al poste negativo del gel (la carga positiva se atrae al poste negativo). Si la proteína se funciona con con un almacenador intermediario pH que sea igual al pi, no emigrará en absoluto. Esto es también verdad para los aminoácidos individuales.
Punto isoeléctrico de materiales de cerámica
Los puntos isoeléctricos (IEP) de la cerámica del óxido de metal se utilizan extensivamente en ciencia material en las varias fases de tratamiento acuosas (síntesis, modificación, etc. Para estas superficies, el presente como coloides o partículas más grandes en la solución acuosa, la superficie se asume generalmente para ser cubierta con la especie superficial del hidróxido, M-OH (donde está un metal M tal como Al, Si, etc. En los valores de pH sobre el IEP, la especie de la superficie del predominio es M-O-, mientras que en los valores de pH debajo del IEP, las especies de M-OH+ predominan. Algunos valores de aproximación de la cerámica común son mencionados abajo (Haruta y Brunelle, a menos que cuando sea conocido). El valor exacto puede variar extensamente, dependiendo de factores materiales tales como pureza y fase así como parámetros físicos tales como temperatura. Además, la medida exacta de puntos isoeléctricos es difícil y requiere técnicas cuidadosas, incluso con métodos modernos. Así, muchas fuentes citan a menudo los valores de diferenciación para los puntos isoeléctricos de estos materiales.
Ejemplos de los puntos isoeléctricos para los varios materiales
La lista siguiente da el pH25°C del punto isoeléctrico en el °C 25 para los materiales seleccionados en agua: Nota del : La lista es pedida aumentando valores de pH.
óxido WO3 del tungsteno (VI): 0.5
Tantalio (V) óxido, Ta2O5: 2.0
Lata (IV) óxido SnO2: 4-5.3)
Circonio (IV) óxido (zirconia) ZrO2: 4-11
óxido (hematites) Fe2O3 del hierro alfa (iii): 8.5
MgO del óxido de magnesio (magnesia): 12-13 (9.7 midieron un IEP de 4.5 para un aluminosilicate amorfo sintético-preparado (Al2O3-SiO2). Los investigadores observaron que el comportamiento electrocinético de la superficie fue dominado por la especie superficial Si-OH, así la explicación del valor relativamente bajo del IEP. Valores perceptiblemente más altos del IEP (el pH 6 a 8) ha sido divulgado para 3Al2O3-2SiO2 por otros (véase que Lewis divulgó un valor de 3, aunque estos autores observen que una amplia gama de valores se ha divulgado, un resultado del carbonato residual del bario en la superficie o las superficies de TiO2-rich.
Punto isoeléctrico contra punto de la carga cero
El punto isoeléctrico de los términos (IEP) y el punto de la carga cero (PZC) son de uso frecuente alternativamente, aunque bajo ciertas circunstancias, él pueden ser productivos hacer la distinción.En los sistemas en los cuales H+/OH- son los iones de potencial-determinación del interfaz, el punto de la carga cero se da en los términos del pH. El pH en el cual la superficie exhibe una carga eléctrica neta neutral es el punto de la carga cero en la superficie. Se interpreta el potencial electrocinético de la zeta de la medida de los fenómenos generalmente, y un potencial cero de la zeta como el punto de la carga neta cero en el plano del esquileo. Esto se llama el punto isoeléctrico. Así, el punto isoeléctrico es el valor del pH en el cual la partícula coloidal sigue siendo inmóvil en un campo eléctrico. Se espera que el punto isoeléctrico sea algo diferente que el punto de la carga cero en la superficie de la partícula, pero esta diferencia se no hace caso a menudo en la práctica para las superficies prístinas supuestas, es decir, superficies sin el las cargas positivas o negativas de específicamente fijado por adsorción. En este contexto, la adsorción específica se entiende como adsorción que ocurre la capa severa o la absorción química . Así, el punto de la carga cero en la superficie se lleva como igual el punto isoeléctrico en la ausencia de adsorción específica en esa superficie.
Según Jolivet, en la ausencia de cargas positivas o negativas, la superficie es descrita mejor por el punto de la carga cero. Si es positivo y las cargas negativas son ambas presente en cantidades iguales, después éste es el punto isoeléctrico. Así, el PZC refiere a la ausencia de cualquier tipo de carga superficial, mientras que el IEP refiere a un estado de la carga superficial neutral neta. La diferencia entre los dos, por lo tanto, es cantidad de sitios cargados actualmente carga de la red cero. Jolivet utiliza los constantes del equilbrium, el pK- y el pK+ superficiales intrínsecos para definir las dos condiciones en términos de número relativo de sitios cargados: pK^- del del delta PK
Para ΔpK grande (>4 según Jolivet), la especie del predominio es MOH mientras que hay relativamente pocas especies cargadas - así que el PZC es relevante. Para los pequeños valores de ΔpK, hay muchas especies cargadas en números aproximadamente iguales, así que uno habla del IEP.
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