determinaciÓn de la temperatura de mÁxima densidad

DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE MÁXIMA DENSIDAD DE SOLUCIONES ACUOSAS DILUIDAS DE AMINOÁCIDOS

JOHN EDWER ALZATE BETANCUR Código 197284

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS,

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA PROGRAMA DE MAESTRÍA EN CIENCIAS – QUÍMICA

Bogotá, Julio de 2004

DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE MÁXIMA DENSIDAD DE SOLUCIONES ACUOSAS DILUIDAS DE AMINOÁCIDOS

JOHN EDWER ALZATE BETANCUR Código 197284

Trabajo de tesis presentado como requisito para optar al título de Magíster en Ciencias–Química

Directora CARMEN MARÍA ROMERO ISAZA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS,

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA PROGRAMA DE MAESTRÍA EN CIENCIAS – QUÍMICA

Bogotá, Julio de 2004

AGRADECIMIENTOS

El autor expresa los mas sinceros agradecimientos a todas las personas que

contribuyeron en el desarrollo del presente trabajo:

A mi familia, siempre presente en mi.

Al grupo de Profesores de la Sede Bogotá:

Carmen María Romero I. (Directora de tesis), por guiarme en el desarrollo de la

tesis.

Luis H. Blanco, por sus comentarios y sugerencias oportunas.

Jesus Valencia, Luis Enrique Cuca y Augusto Rivera.

A todos por traer el programa a Manizales, a ellos debo la formación.

A la Sede Manizales, por todo su apoyo.

Al Laboratorio de Eléctrica y Electrónica de la Sede Manizales, por la colaboración

en el préstamo de sus equipos.

Al grupo de compañeros y amigos de la Maestría.

A mis otros compañeros y amigos de la Universidad y fuera de ella.

DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE MÁXIMA DENSIDAD DE

SOLUCIONES ACUOSAS DILUIDAS DE AMINOÁCIDOS.

RESUMEN

Para el presente estudio, se construyó un baño de enfriamiento que permite el control

de bajas temperaturas superior a 0,005 ºC. Con este equipo se realizaron medidas de

densidad entre 2,00 y 6,00 ºC, por el método picnométrico de soluciones acuosas de

Glicina, DL-α alanina, DL-α Ácido aminobutírico, DL-α Norvalina y DL-α

Norleucina; en el rango de concentración 0,005 a 0.060m. A partir de estas

densidades se calcularon los volúmenes molares aparentes (φV) y las temperaturas de

máxima densidad correspondientes (θ).

En las gráficas de φV en función de la concentración molal se observan dos regiones

de concentración con comportamientos diferentes, para concentraciones mayores a

0,02m, los datos siguen una tendencia lineal, mientras que para concentraciones

menores a 0,02m, el comportamiento para φV sufre un cambio brusco, el cual sigue

una tendencia definida mientras aumenta la dilución.

En la mayoría de los sistemas estudiados no se cumple la ley de Despretz,

comportamiento presentado también con otros solutos en la literatura. Solamente la

DLα-norleucina cumple esta ley, haciendo disminuir la temperatura de máxima

densidad, de manera directamente proporcional a la concentración molal.

Palabras Clave: temperatura de máxima densidad, Volumen molar aparente,

volumen molar parcial, aminoácidos de cadena apolar, soluciones acuosas diluidas.

DETERMINATION OF TEMPERATURE OF MAXIMUM DENSITY OF

DILUITED AQUEOUS SOLUTIONS OF AMINO ACIDS.

ABSTRACT

A cooling bath was built; this equipment allows control the temperatures better than

0,005C.

Density measurements of solutions of glycine, DLα-alanine, DLα-aminobutyric acid,

DLα-norvaline and DLα- norleucine were made at the temperatures of 2,00; 3,00;

4,00; 5,00 and 6,00 C and concentrations into 0,005 – 0,060m by the picnometric

method. The density data was used to calculate the apparent molar volumes (φV) and

the temperature of maximum density to each concentration (θ).

The plot of the (φV) versus molality shows two separated regions with different

tendencies. For concentrations higher than 0,02 m, the data was described by a linear

fit. The concentrations lower than 0,02 m shows an unusual change.

The most of the system studied don’t follow the Despretz law, this comportment is

described for other solutes in the literature. Only the DLα-norleucine follow this law,

which says that the temperature of maximum density must decrease proporcionality

to the molal concentration.

Keywords: temperature of maximum density, apparent molar volumes, parcial molar

volume, amino acids of apolar chain, diluted aqueous solutions.

CONTENIDO

Página INTRODUCCIÓN…………………………………………....……….... 1 1. AGUA Y SOLUCIONES ACUOSAS…………………………….......... 3 1.1. EL AGUA…………………………………………………………......... 3 1.2. ESTRUCTURA DEL AGUA LÍQUIDA..………………………..…...... 4 1.3. PROPIEDADES DEL AGUA..…………………………………..…...... 6 1.4. SOLUCIONES ACUOSAS….………………………………………..... 7 1.5. SOLUCIONES ACUOSAS DE AMINOÁCIDOS………………..….... 8 2. TEMPERATURA DE MÁXIMA DENSIDAD ……………………….. 12 3. CRITERIOS DE HIDROFOBICIDAD……………………………........ 18 4. VOLUMEN MOLAR PARCIAL Y VOLUMEN MOLAR

APARENTE............................................................................................. 22

5. DESARROLLO EXPERIMENTAL……………………………....….... 25 5.1. REACTIVOS………………………………………………………....… 25 5.1.1. Aminoácidos……………………………………………………............. 25 5.1.2. Agua destilada………………………………………………………....... 25 5.2. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES…………………………….....….. 26 5.3. EQUIPO UTILIZADO…………………………………………….....…. 26 5.3.1. Picnómetros…………………………………………………………....... 26 5.3.2. Sistema de control de temperatura…………………………………........ 27 5.3.3. Chequeo de la temperatura…………………………………………........ 28 5.4. CALIBRACIÓN DE LOS PICNÓMETROS……………………....…... 28 5.4.1 Peso del picnómetro vacío……………………………………...….......... 28 5.4.2. Peso del picnómetro con agua a la temperatura correspondiente….......... 29 5.5. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LAS SOLUCIONES....... 30 6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………......... 31 6.1. DENSIDAD DE LAS SOLUCIONES ACUOSAS DE

AMINOÁCIDOS......................................................................................

31 6.2. VOLUMEN MOLAR APARENTE.......................................................... 34 6.3. VOLUMEN MOLAR PARCIAL A DILUCIÓN INFINITA................... 49 6.4. TEMPERATURA DE MÁXIMA DENSIDAD……..………........……. 58 6.4.1. Comportamiento de ∆θ con la concentración………………….......…… 68 7. CONCLUSIONES………………………………...…………....………. 73 8. RECOMENDACIONES……………………………...………....……… 76 9. BIBLIOGRAFÍA………………………………………..……....……… 77 ANEXOS………………………………………………..……....……… 80

LISTA DE TABLAS

Página Tabla 1 Densidades del agua................................................................................ 30 Tabla 2 Volumen molar parcial a dilución infinita de aminoácidos en solución

acuosa en función de la temperatura.......................................................

50 Tabla 3 Volumen molar aparente a dilución infinita de aminoácidos en función

del número de grupos alquilo en la cadena lateral..................................

54 Tabla 4 Contribución de grupo al volumen molar parcial a dilución infinita...... 57 Tabla 5 Temperatura de máxima densidad de soluciones de glicina................... 66 Tabla 6 Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Alanina....... 66 Tabla 7 Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Ácido

aminobutírico...........................................................................................

66 Tabla 8 Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Norvalina.... 67 Tabla 9 Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Norleucina.. 67 Tabla10 Pendientes a partir de la correlación lineal de ∆θ en función de

molalidad.................................................................................................

71

LISTA DE FIGURAS

PáginaFigura 1 Molécula de agua................................................................................................ 4 Figura 2 Formación de puentes de hidrógeno................................................................... 4 Figura 3 Aminoácidos....................................................................................................... 9 Figura 4 Cambio en θ. Soluciones de alcoholes............................................................... 16 Figura 5 Cambio en θ. Soluciones de Dioles.................................................................... 17 Figura 6 Picnómetro.......................................................................................................... 26 Figura 7 Sistema de enfriamiento-Control de temperatura............................................... 27 Figura 8 Densidades de soluciones acuosas de aminoácidos a 2,00°C............................. 32 Figura 9 Densidades de soluciones acuosas de aminoácidos a 3,00°C............................. 32 Figura 10 Densidades de soluciones acuosas de aminoácidos a 4,00°C............................. 33 Figura 11 Densidades de soluciones acuosas de aminoácidos a 5,00°C............................. 33 Figura 12 Densidades de soluciones acuosas de aminoácidos a 6,00°C............................. 34 Figura 13 Volumen molar aparente para Glicina a 2,00 °C................................................ 36 Figura 14 Volumen molar aparente para Glicina a 3,00 °C................................................ 37 Figura 15 Volumen molar aparente para Glicina a 4,00 °C................................................ 37 Figura 16 Volumen molar aparente para Glicina a 5,00 °C................................................ 38 Figura 17 Volumen molar aparente para Glicina a 6,00 °C................................................ 38 Figura 18 Volumen molar aparente para DLα-Alanina a 2,00 °C...................................... 39 Figura 19 Volumen molar aparente para DLα-Alanina a 3,00 °C...................................... 39 Figura 20 Volumen molar aparente para DLα-Alanina a 4,00 °C...................................... 40 Figura 21 Volumen molar aparente para DLα-Alanina a 5,00 °C...................................... 40 Figura 22 Volumen molar aparente para DLα-Alanina a 6,00 °C...................................... 41 Figura 23 Volumen molar aparente para DLα- Ácido Aminobutírico a 2,00 °C.............. 41 Figura 24 Volumen molar aparente para DLα- Ácido Aminobutírico a 3,00 °C.............. 42 Figura 25 Volumen molar aparente para DLα- Ácido Aminobutírico a 4,00 °C.............. 42 Figura 26 Volumen molar aparente para DLα- Ácido Aminobutírico a 5,00 °C.............. 43 Figura 27 Volumen molar aparente para DLα- Ácido Aminobutírico a 6,00 °C.............. 43 Figura 28 Volumen molar aparente para DLα- Norvalina a 2,00 °C.................................. 44 Figura 29 Volumen molar aparente para DLα- Norvalina a 3,00 °C.................................. 44 Figura 30 Volumen molar aparente para DLα- Norvalina a 4,00 °C.................................. 45 Figura 31 Volumen molar aparente para DLα- Norvalina a 5,00 °C.................................. 45 Figura 32 Volumen molar aparente para DLα- Norvalina a 6,00 °C.................................. 46 Figura 33 Volumen molar aparente para DLα-Norleucina a 2,00 °C................................. 46 Figura 34 Volumen molar aparente para DLα-Norleucina a 3,00 °C................................. 47 Figura 35 Volumen molar aparente para DLα-Norleucina a 4,00 °C................................. 47 Figura 36 Volumen molar aparente para DLα-Norleucina a 5,00 °C................................. 48 Figura 37 Volumen molar aparente para DLα-Norleucina a 6,00 °C................................. 48 Figura 38 Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de glicina en solución

acuosa con la temperatura...................................................................................

51

PáginaFigura 39 Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Alanina en

solución acuosa con la temperatura....................................................................

51 Figura 40 Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Ácido

aminobutírico en solución acuosa con la temperatura........................................

52 Figura 41 Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Norvalina en

solución acuosa con la temperatura....................................................................

52 Figura 42 Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Norleucina

en solución acuosa con la temperatura...............................................................

53 Figura 43 0

2V en función del grupo -CH2 de la cadena alquilo del aminoácido a 2,00 °C 54

Figura 44 02V en función del grupo -CH2 de la cadena alquilo del aminoácido a 3,00 °C 55




Figura 48 Ion dipolar aminocarboxilato.............................................................................. 57 Figura 49 Variación de la densidad de soluciones acuosas de Glicina con temperatura.... 58 Figura 50 Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Alanina con

temperatura..........................................................................................................

60 Figura 51 Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α- Ácido

Aminobutírico con temperatura..........................................................................

61 Figura 52 Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norlvalina con

temperatura..........................................................................................................

63 Figura 53 Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norleucina con

temperatura..........................................................................................................

64 Figura 54 ∆θ en función de la concentración para soluciones acuosas de glicina.............. 68 Figura 55 ∆θ contra concentración para soluciones acuosas de DL α-Alanina.................. 69 Figura 56 ∆θ contra concentración para soluciones acuosas de DL α-Ácido Aminob....... 69 Figura 57 ∆θ contra concentración para soluciones acuosas de DL α-Norvalina.............. 70 Figura 58 ∆θ contra concentración para soluciones acuosas de DL α-Norleucina............. 70 Figura 59 Variación de la pendiente en función del aumento en grupos metilo................. 72

LISTA DE ANEXOS

ANEXO 1 Datos de calibración de los Picnómetros. ANEXO 2 Datos de pesos para determinar las densidades de las soluciones. ANEXO 3 Densidades de las soluciones acuosas de aminoácidos. ANEXO 4 Volúmenes molares aparentes.

1

INTRODUCCIÓN

Los aminoácidos son las unidades monoméricas constituyentes de las proteínas. Son

considerados solutos mixtos debido a que están formados por una parte polar y otra

apolar. Existe evidencia experimental que indica que la interacción de las proteínas

en solución acuosa es importante para mantener su forma natural. Considerando la

complejidad de las moléculas de proteínas, una aproximación válida es trabajar con

sus moléculas constitutivas más pequeñas, los aminoácidos, para luego extender los

resultados a las macromoléculas, las proteínas.

A pesar de que se han realizado estudios sobre las propiedades de las soluciones

acuosas de aminoácidos, tales como propiedades volumétricas, viscosimétricas y

calorimétricas a varias temperaturas, aún no se explora de manera amplia el rango de

bajas temperaturas, más exactamente temperaturas circundantes a la de máxima

densidad del agua.

En el presente trabajo se estudiaron los cambios volumétricos en el agua a bajas

temperaturas provocados por la acción de algunos aminoácidos en solución.

En el estudio se muestran los datos obtenidos para densidades de soluciones acuosas

de cinco aminoácidos; Glicina, DL-α alanina, DL-α Ácido amino butírico, DL-α

Norvalina y DL-α Norleucina, los cuales se diferencian en el aumento de su cadena

lateral apolar en un grupo CH2 en el mismo orden mencionado. Estas densidades se

determinaron por el método picnométrico, a diferentes concentraciones desde 0.005m

hasta 0.06m y temperaturas entre 2,00 y 6,00 °C.

A partir de estas densidades, se hallaron los volúmenes molares aparentes y los

volúmenes molares parciales a dilución infinita.

Los datos obtenidos proporcionan información hasta ahora no existente, para este tipo

de sistemas.

2

La determinación de la densidad de las soluciones de aminoácidos a distintas

temperaturas próximas a la temperatura de máxima densidad (θ), se estableció con el

propósito de contribuir a dar claridad sobre el comportamiento volumétrico de los

aminoácidos en solución y como se afecta este comportamiento a medida que la

cadena lateral apolar del aminoácido aumenta.

Este trabajo hace parte de la línea de investigación “Estudios Fisicoquímicos de

Soluciones Acuosas de Interés Biológico”, donde se han estudiado las propiedades

fisicoquímicas y termodinámicas de soluciones de aminoácidos, alcoholes y otros

compuestos para obtener información acerca de las interacciones en solución y la

modificación que ejercen distintos solutos sobre la naturaleza del agua.

3

1. AGUA Y SOLUCIONES ACUOSAS.

1.1. EL AGUA.

Este compuesto es el único líquido inorgánico que existe naturalmente en la tierra.

También es el único compuesto químico que ocurre naturalmente en todos los tres

estados físicos: sólido, líquido y vapor. Ha existido en este planeta mucho antes que

alguna forma viva evolucionara pero, desde que la vida se desarrolló en el agua, las

propiedades del “solvente universal” o el “hábitat natural de vida” o “hábitat

preferido por la vida” ejercen gran influencia, controlando los procesos bioquímicos y

fisiológicos que están involucrados en el mantenimiento y perpetuación de

organismos vivientes.(1)

Dado que el oxígeno solo tiene dos electrones no apareados, en la molécula de agua,

solamente se enlaza con dos átomos de hidrógeno formando la figura de un tetraedro,

de tal forma que dos de sus vértices vienen dados por la posición de los hidrógenos y

los otros dos están ocupados por los pares de electrones no compartidos.(2)

Según las mediciones, el ángulo formado por HOH es de 105° (Figura1), menor

que el ángulo tetraédrico calculado (109,47°), esto ocurre gracias a que los pares de

electrones no compartidos comprimen los ángulos de enlace. La longitud del enlace

OH es 0,96 Å. Además se necesitan 118 kcal/mol para romper uno de los enlaces

del agua. Debido a los pares de electrones no compartidos del oxígeno, el agua se

considera básica.

4

Figura1. Molécula de agua.

(a) Orbitales sp3 tetraédricos (b) Pares no compartidos (c) Forma y tamaño

1.2. ESTRUCTURA DEL AGUA LÍQUIDA.

El agua es considerada un líquido asociado, que forma cadenas tridimensionales, con

varias configuraciones diferentes, las cuales pueden coexistir simultáneamente.

Las características estructurales que distinguen el agua líquida son atribuidas a su

retención parcial de la estructura cristalina del hielo y a un bajo rompimiento de la red

del mismo, pero con la longitud de la unión hidrógeno mas alargada (Figura2).(3)

Figura2. Formación de puentes de hidrógeno.

5

Se ha calculado, a partir del calor de fusión del hielo, que cuando este se funde para

producir agua a 0ºC solamente se rompen el 10% de los enlaces hidrógeno del hielo.

Así el agua líquida presenta una ordenación considerable en un radio pequeño aunque

esta estructuración no se extiende a gran distancia.(4)

Se han propuesto numerosos modelos que ayudan a explicar la estructura del agua sin

que ninguno de ellos sea plenamente satisfactorio.

Los modelos del agua líquida se pueden agrupar en dos grandes clases.(5,6)

En primer lugar los modelos continuos en los cuales se asume una sola especie

molecular en la que el oxígeno central está unido a otros cuatro en una estructura de

tipo tetraédrico como en el hielo, pero en la cual los enlaces se distorsionan y la red

que forman es irregular y no presenta orden de rango largo. Estos modelos explican el

fenómeno de máxima densidad en la fusión asumiendo que al doblarse las uniones, el

empaquetamiento molecular es mayor, disminuyendo el volumen y aumentando el

número de coordinación.

En segundo lugar se encuentran los modelos de mezcla, que consideran el agua

constituida por dos o más especies moleculares diferentes en equilibrio:

(H2O)b ↔ (H2O)d (1)

Donde:

(H2O)b: especie extensamente enlazada por uniones hidrógeno con coordinación

predominantemente tetraédrica (tipo hielo), la cual posee una baja densidad

(agua voluminosa).

(H2O)d: especie caracterizada por grupos hidroxilos no enlazados a hidrógenos, es

decir agua no asociada (agua densa).

En los modelos de mezcla, existen varias propuestas, dentro de las cuales se pueden

mencionar el de clatratos y el de agregados cambiantes.(3)

6

Se hallan algunas propuestas recientes respecto a la estructura del agua, una de las

propuestas presentada por Chumaevskii y Rodnikova (5), es que el agua líquida forma

una red continua compuesta de varias celdas unidas por hidrógeno, estas celdas dan

lugar a cuatro conformaciones diferentes llamadas confórmeros, para una unidad

estructural completa, además cada unidad está formada por cinco moléculas que están

unidas igualmente por hidrógeno con diferentes orientaciones respecto a la molécula

de agua central. Los mismos autores, involucran los modelos continuos y los de

mezcla, puesto que el agua líquida tiene uniones hidrógeno continuas y sus moléculas

tienen estados discretos de energía en los diferentes confórmeros.

Otra propuesta reciente es el modelo de M. F. Chaplin(7), en el cual la red de agua

tiene como base un arreglo de 14 moléculas de agua formando una unidad tetraédrica

ligeramente aplanada. A su vez, 20 de estas unidades forman una estructura

icosahédrica de 3 nm de diámetro, que contiene un total de 280 moléculas de agua.

Cada icosahedro de 280 moléculas contiene una variedad de subestructuras, con cada

molécula de agua involucrada en cuatro uniones hidrógeno, dos como donor y dos

como aceptor.

Es importante recalcar que hasta el momento ninguno de los modelos propuestos,

permite predecir todas las propiedades del agua y menos aún, las propiedades de las

soluciones acuosas de solutos apolares y de algunos solutos mixtos.

1.3. PROPIEDADES DEL AGUA.

Pese a su aparente simplicidad el agua es un líquido que aunque bien conocemos, es

complejo y todavía no lo comprendemos bien. Sus moléculas son relativamente bien

conocidas pero las interacciones que se establecen entre ellas no lo son. Sin embargo,

son éstas las que contribuyen en gran medida a que el agua sea un líquido particular.

7

Las características estructurales especiales y distintivas del agua líquida son

atribuidas a su retención parcial de la estructura tetraédrica, debida a las uniones

hidrógeno involucradas en la estructura cristalina del hielo, determinando que este

líquido sea altamente estructurado. Tales características son; la alta tensión

superficial, los altos puntos de fusión y ebullición, la inusual alta capacidad calorífica,

el decrecimiento del volumen molar en el punto de fusión, los altos valores para la

entalpía y entropía de vaporización en comparación con otros hidruros de mayor peso

molecular (tales como el H2S o el NH3 y en general que la mayor parte de los líquidos

corrientes), lo que indica la existencia de elevadas fuerzas de atracción entre las

moléculas. Además de las anteriores, de manera particular presenta una contracción

entre 0ºC y 4ºC, donde ocurre el fenómeno conocido como “TEMPERATURA DE

MÁXIMA DENSIDAD”. Adicionalmente, el comportamiento de las soluciones

acuosas es complejo especialmente el de las soluciones de hidrocarburos en agua. (3,4,8-11) Hoy, las propiedades del agua juegan un papel importante en muchos campos,

por ejemplo, oceanografía, hidráulica, bioquímica y fisicoquímica y de gran

importancia práctica en termodinámica y propiedades de transporte.(1)

1.4. SOLUCIONES ACUOSAS.

El agua como se mencionó está dotada de unas particulares propiedades

fisicoquímicas que constituyen su especificidad y así como estas propiedades para

una sustancia pura dependen de las fuerzas intermoleculares que actúan entre las

moléculas de esa sustancia, de igual manera las propiedades fisicoquímicas de una

solución dependen de las fuerzas intermoleculares que actúan entre las moléculas que

constituyen la solución, de modo que para interpretar y correlacionar las propiedades

de las soluciones se debe tener conocimiento sobre la naturaleza de tales fuerzas

intermoleculares. Esto se constituye en una forma de investigar la estructura del agua

líquida, al estudiar la influencia que tienen las sustancias disueltas sobre las

8

propiedades fisicoquímicas de este solvente. Por ejemplo, los hidrocarburos y sus

derivados proveen información al respecto, y se ha concluido que aumentan la

estructura del agua por efecto de hidratación hidrofóbica entre la parte apolar del

soluto y las moléculas de agua.(11-22)

Desafortunadamente hay muy pocos datos experimentales sobre las propiedades

termodinámicas de soluciones acuosas de solutos apolares, ya que la baja solubilidad

de estos solutos en agua dificulta la determinación experimental de sus propiedades.

Esto ha llevado a utilizar compuestos que contienen una parte apolar y otra polar,

conocidos como solutos mixtos, para tratar de obtener información sobre las

interacciones soluto–agua y más específicamente, sobre el efecto del grupo apolar en

agua. Estudios realizados sobre series homólogas y grupos de compuestos

cuidadosamente seleccionados como alcoholes, ácidos carboxílicos y aminas

alifáticas han permitido encontrar que en solución la interacción específica entre el

grupo polar y el agua no enmascara las interacciones grupo apolar agua. A dilución

infinita el grupo polar ejerce un efecto aparentemente constante sobre las propiedades

termodinámicas de las soluciones de solutos que conforman series homólogas de

compuestos.(23)

El estudio de solutos mixtos en solución acuosa tales como aminoácidos contribuye

en gran medida, proporcionando información sobre el efecto de una cadena lateral

apolar hidrocarbonada que influencia la estructura del agua por interacciones de

hidratación hidrofóbica.(13-17,24)

1.5. SOLUCIONES ACUOSAS DE AMINOÁCIDOS.

Las proteínas de bacterias, hongos, plantas y animales están constituidas a partir de

las mismas 20 unidades o monómeros: los α-aminoácidos. La unión de aminoácidos

da lugar a la formación de péptidos que se denominan dipéptidos, tripéptidos,

tetrapéptidos, pentapéptidos, octapéptidos o polipéptidos, si en su formación

9

intervienen, 2,3,4,5,8 o un número cualquiera superior. La unión de polipéptidos

entre sí da lugar a la formación de proteínas.

Los α-aminoácidos tienen un grupo amino, un grupo carboxilo y un radical R unidos

al mismo carbono:

Figura3. Aminoácidos

Según la característica del radical, los aminoácidos se pueden agrupar en apolares

(hidrófobos), polares sin carga (hidrófilos), polares con carga positiva y polares con

carga negativa. Las distintas propiedades de los -R, la polaridad o apolaridad de los

mismos, o la tendencia a interactuar o no con el medio acuoso, es una característica

clave para el ordenamiento de las proteínas en el espacio.(4)

El estudio de los aminoácidos en agua permite interpretar su comportamiento en

términos de las interacciones que ocurren en este medio y de su efecto sobre la

estructura del agua. (26)

Las propiedades termodinámicas de los aminoácidos en soluciones acuosas han sido

estudiadas por muchos autores debido a que estas sustancias juegan un papel

importante en la determinación de las propiedades de las proteínas. La interacción

del grupo apolar de las proteínas con el agua en soluciones acuosas es un factor

importante para mantener la estructura nativa de la proteína. En consecuencia la

caracterización de las propiedades termodinámicas de hidratación puede ayudar a

entender la estabilidad funcional e interpretar el comportamiento de las proteínas en

agua.(26-27)

10

Hay una considerable cantidad de evidencia experimental que sugiere que existen

grandes y específicas interacciones entre los aminoácidos que son importantes y

determinantes en la condición y la forma de las moléculas de proteínas en solución.

Es bien conocido que los aminoácidos en solución acuosa tienen dos grupos

opuestamente cargados, carboxilo y amino, que pueden interferir con la hidratación

de las cadenas adyacentes de aminoácidos; de esta manera los aminoácidos son el

modelo conveniente para el entendimiento de las contribuciones de grupo a las

propiedades termodinámicas de la hidratación de las proteínas.(14-15,17,28-30)

Hasta el momento se han realizado una cantidad importante de estudios de las

propiedades volumétricas de aminoácidos en soluciones acuosas a temperaturas que

van desde 5 ºC hasta 250ºC.

Así por ejemplo se han determinado volúmenes molares parciales y

compresibilidades adiabáticas de glicina, L-alanina, L-valina, L-leuicina, L-

isoleucina, DL-metionina, L-prolina, L-fenilalanina, L-triptófano y L-tirosina, entre

otros, a temperaturas entre 5 y 70 ºC tanto en agua como en mezclas acuosas

binarias.(28,29,31-32)

Se encontró que en soluciones acuosas de estos aminoácidos se presenta de manera

marcada el fenómeno de electrostricción (contracción de volumen), debido a la

atracción electrostática entre los grupos finales cargados de los aminoácidos y las

moléculas de agua. Se concluyó que los efectos de los grupos finales cargados de los

aminoácidos son el factor predominante en la dependencia de la temperatura de los

volúmenes molares parciales de los aminoácidos. A medida que aumenta la

temperatura de la solución, aumenta el volumen molar parcial del aminoácido a

dilución infinita. Volúmenes molares aparentes de DL-β alanina, DL-α ácido amino butírico, DL-α

fenilalanina, DL- serina y DL- ácido aspártico a concentraciones bajas en agua,

volúmenes molares aparentes de L- glicina, L- alanina, L- serina y volúmenes

molales de DL-α alanina en solventes acuosos mixtos a 25 ºC, forman parte también

de los estudios desarrollados. (30,33-34)

11

Un trabajo particular lo constituye el estudio de los volúmenes molares aparentes de

α- alanina, β- alanina, glicina y prolina a temperaturas entre 298 y 523 K (25 y 250

ºC) y presiones altas,(27,35-36) el cual es motivado por el interés bioquímico y

geoquímico de entender los procesos metabólicos en bacterias termofílicas y el origen

de la vida en el océano profundo. Los estudios indican que hay clases de organismos

que existen en manantiales calientes submarinos a temperaturas que exceden los 383

K (110 ºC).

La mayoría de las medidas de propiedades para estos aminoácidos se ha llevado a

cabo a concentraciones superiores a 0.01m asumiendo que el comportamiento

observado es extrapolable a dilución infinita.

La selección de las propiedades volumétricas para estudiar el comportamiento de las

soluciones acuosas, se basa en que el volumen es una medida de la organización

molecular y en consecuencia, el volumen molar parcial del soluto a dilución infinita

está directamente relacionado con los cambios en el empaquetamiento producidos por

la presencia de una molécula de soluto rodeada de solvente. Para el caso particular de

soluciones acuosas de aminoácidos, el efecto electrostrictivo se manifiesta muy

claramente en las propiedades volumétricas y solo en soluciones muy diluidas se

manifiestan las interacciones aminoácido-agua, mediante un cambio abrupto del

comportamiento del volumen molar aparente en función de la concentración.(33)

Los resultados obtenidos en el Laboratorio de Investigaciones Básicas de la

Universidad Nacional Sede Bogotá, muestran cambios de comportamiento a

concentraciones menores de 0,01m a 25ºC, y es de esperar que este comportamiento

sea más pronunciado a temperaturas inferiores a 25ºC, debido a que a bajas

temperaturas, los efectos estructurales se hacen más importantes.

12

En consecuencia el volumen molar parcial a dilución infinita constituye una medida

efectiva de este efecto y de las modificaciones producidas por el efecto de la cadena

apolar.(26)

13

2. TEMPERATURA DE MÁXIMA DENSIDAD.

Una de las propiedades características del agua es que al fundir, la densidad del agua

líquida es mayor que la del hielo, o lo que es equivalente, el volumen molar del agua,

es menor que el del hielo.

Lo que es típico, en el caso del agua, es el incremento continuo en la densidad entre la

temperatura de fusión 0oC y la temperatura de máxima densidad (θ), que en este caso

es 3,98oC a 1 atm. A esta temperatura la densidad del agua es 0,999972 g/cm3.

A presión atmosférica el volumen molar del agua desciende en la fusión en 8,3%

hasta alcanzar un valor de 18,0182 cm3/mol. Al aumentar la temperatura, el volumen

sigue disminuyendo hasta alcanzar un mínimo de 18,0158 cm3/mol a 3,98 oC. A

partir de esta temperatura, el volumen aumenta gradualmente hasta un valor de

18,798 cm3/mol a 100 oC.

La temperatura de máxima densidad es aquella a la cual se cumple la condición:

0PT

ρ∂ = ∂ (2)

La dependencia del volumen con la temperatura se explica planteando que al calentar

el agua, hay dos efectos que compiten:

En primer lugar la estructura abierta del hielo (estructura tetraédrica) se debilita o se

rompe, reduciendo el volumen. Este efecto que representa la contribución

configuracional, domina por debajo de 3,96oC. En segundo lugar la amplitud de las

vibraciones no armónicas intermoleculares aumenta, incrementando el volumen. Este

efecto representa la contribución vibracional y domina por encima de 3,96oC. (37-38)

Desde el punto de vista fisicoquímico, la gran importancia de la θ radica en la

relación que tiene con la estructura del agua.(3,39-40)

14

Es bien conocido que la adición de solutos al agua, causa cambios en su temperatura

de máxima densidad y esto es atribuido a la forma como los solutos influencian la

estructura del agua.

La θ de soluciones acuosas ha sido investigada siendo la mas importante y avanzada

generalización la hecha por Despretz, físico francés que encontró en 1839 que la

temperatura de máxima densidad del agua disminuía por la adición de un soluto y que

el descenso era directamente proporcional a la concentración de la sustancia disuelta

(Ley de Despretz): (41-44)

obs mK m∆Θ = (3)

Donde

∆θ obs: es la diferencia entre la temperatura de máxima densidad de la solución y la

del agua.

Km: es la constante de Despretz y m es la concentración del soluto en molalidad.

A continuación se mencionan otros estudios sobre las propiedades termodinámicas

del agua y de sus soluciones en la zona de temperatura de máxima densidad, en su

mayoría con el propósito de esclarecer el comportamiento estructural.

Rossetti(45) en 1867 realizó un exhaustivo informe del trabajo hecho para determinar

la temperatura de máxima densidad del agua y de algunas soluciones salinas. Los

resultados más importantes están incorporados en la Ley de Despretz.

En 1919 Robert Wright(41) estudió algunos ácidos inorgánicos y sus sales de metales

univalentes encontrando que para todas esas soluciones se cumple la ley de Despretz.

La disminución de la θ varía con la naturaleza de la sustancia disuelta, es así como en

las soluciones de electrolitos simples binarios, se nota que cada ión tiene su efecto

15

específico en la θ. Además todas las soluciones de sal y la gran mayoría de

soluciones de solutos orgánicos, obedecen la Ley de Despretz; mientras que la gran

excepción son las soluciones diluidas de alcoholes, siendo el alcohol etílico el de

efecto más marcado. El alcohol etílico en soluciones diluidas causa un aumento en la

θ, pero a altas concentraciones, se nota una disminución.

Los alcoholes han causado gran inquietud por la manera como afectan la θ del agua,

siendo solutos mixtos, presentan un comportamiento muy diferente comparado con

los demás solutos.

En 1962 G. Wada y S. Umeda(39) estudiaron la temperatura de máxima densidad de

soluciones acuosas diluidas de algunos alcoholes primarios (Figura4 ), encontrando

que ∆θ no es proporcional a la concentración del soluto, contradiciendo la Ley de

Despretz. Para los alcoholes alifáticos univalentes a bajas concentraciones, ∆θ es

generalmente positivo y para el alcohol terbutílico se encuentra el valor más alto. Se

cree que el ∆θ se hace mas alto cuando aumenta el número de átomos de carbono y el

grado de ramificación en los radicales alquilo. Cuando la concentración del alcohol

se incrementa, ocurre una disminución de ∆θ que es atribuido a la interacción entre

las mismas moléculas de soluto.

En 1968 J. Darnell y J. Greyson(42) estudiaron soluciones acuosas de sales haluros de

amonio, encontrando que para todos se cumple la Ley de Despretz.

En 1969 G. Wada y M. Miura(46) estudiaron sales cuya fórmula corresponde a R4NBr

en el rango de concentración 0.05-0.1 m. Encontraron que la constante de Despretz

Km se incrementa según la secuencia H+<CH3+< C2H5

+< nC3H7+<< nC4H9

+.

16

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

X2∆θ

MetanolEtanolPropanolButanol

Figura4. Cambio en θ. Soluciones de alcoholes

En 1970 Garrod y Herrington(47) estudiaron la sacarosa como soluto, encontrando una

relación lineal de ∆θ con la concentración, además que al aumentar la concentración

∆θ se hace más negativo.

Los trabajos de Macdonald (1974-1978) (48-50), hacen un aporte en el tema, estudiando

soluciones acuosas, en primer lugar de compuestos orgánicos nitrogenados (N,N-

dimetil formamida, N,N-dimetilacetamida, 2-pirrolidinona, N-metil-2-pirrolidinona y

N-t-butil-2-pirrolidinona), algunos de ellos cíclicos. En segundo lugar de alcoholes

sustituidos (2,2,2-Trifluoroetanol, 2,2,2-Tricloroetanol, 2,2,2-Tribromoetanol, 2,2,2-

Trimetiletanol, hexafluoro-isopropanol). En ambos casos, el comportamiento de estos

solutos es de tener un ∆θ más negativo a medida que aumenta la concentración,

siguiendo la Ley de Despretz, De la misma manera como ocurre con la mayoría de

los solutos reportados en la bibliografía.

En tercer lugar estudiaron los dioles alifáticos (1,2-Propanodiol hasta 2,5-

Hexanodiol) (Figura4). Los resultados se expresan en términos de capacidad de

influencia del soluto sobre la estructura del agua, se comprueba que la capacidad de

un diol para cambiar el equilibrio estructural tridimensional del agua, es una función

17

compleja de las posiciones relativas de los dos grupos hidroxilo y de la presencia o

ausencia de grupos alquil aledaños. Se concluye que por estar los grupos hidroxilo

más lejos en la cadena hidrocarbonada, tienden a interactuar con los sistemas de agua

que están en los alrededores, de manera similar como los alcoholes monohídricos.

Además la estrecha proximidad entre grupos hidroxilo induce un efecto de

incremento de su acción (efecto sinergístico), en su capacidad para perturbar la

distribución estructural en el agua líquida.

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

00 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01

X2

∆Θ

1,2-Propanodiol

1,3-Propanodiol

1,3-Butanodiol

1,4-Butanodiol

1,5-Pentanodiol

Figura5. Cambio en θ. Soluciones de Dioles.

En 1982 T. Wakabayashi y K. Takaizumi(51) recalcularon los valores de las constantes

de Despretz para electrolitos trabajados por otros autores, por hipótesis de aditividad,

encontrando que los valores obtenidos para Km a partir de datos de distintos autores

tienen grandes diferencias.

Entre 1980 y 1983 J.V. Leyendekkers(12) desarrolla una teoría de electrolitos en

solución acuosa que, aplicada a sales de amonio cuaternario explica

satisfactoriamente algunas de sus propiedades, como la temperatura de máxima

densidad.

18

En 1995 M.V. Kaulgud y W.K. Pokale(52) trabajan en la zona de altas diluciones para

algunas sales y ácidos y tratan de confirmar la separación de contribuciones de anión

y catión a la constante de Despretz.

Proponen la ecuación: 321.074obs mm K m∆Θ + = (4)

Aplicable únicamente en la región de alta dilución donde las interacciones ión-ión

son despreciables. En 1997 Blanco y Torres estudian el efecto de las sales Me4NI, n-Bu4NI, n-BuEt3NI,

Et3 PhNI y Et4NBenz en la temperatura de máxima densidad del agua. Todos los

valores de Km fueron negativos, indicando que el efecto de las sales es el de hacer

disminuir la θ. Los resultados confirman lo propuesto por Kaulgud y Pokale, en el

sentido que los iones de amonio cuaternario conservan su influencia en la estructura

del agua para temperaturas cercanas a la θ.

19

3. CRITERIOS DE HIDROFOBICIDAD. (23)

La interacción entre un soluto apolar y el agua se describe generalmente mediante la

llamada interacción hidrofóbica que se caracteriza porque el término entrópico

domina sobre la contribución entálpica en el proceso de mezcla, es decir, |T∆S| >

|∆H|. Para explicar este efecto, se ha asumido que la presencia del soluto o cadena

apolar produce un incremento en la estructura del agua vecina, induciendo una

especie de cristalización (icebergs).(53)

Para tratar de cuantificar el efecto hidrofóbico, se han desarrollado múltiples estudios

sobre el comportamiento de soluciones acuosas de solutos apolares y mixtos. En

investigaciones con alcoholes que se han realizado a bajas concentraciones se ha

encontrado que la pendiente de la curva de volumen molar parcial del soluto en

función de la fracción molar, ( )22 XV , depende del tamaño del grupo no polar y

cuando hay más de un grupo, de la razón de grupos no polares a grupos polares en la

molécula de soluto. Cuando la proporción no polar se incrementa, la pendiente de esta

curva decrece en magnitud y en el caso de solutos muy polares (hidrofílicos) la

pendiente es cercana a cero, indicando que la naturaleza apolar del soluto decrece.

Esto se ha interpretado como consecuencia del efecto formador de estructura que

ejerce el soluto sobre la estructura del solvente. Si las pendientes de la curva ( )22 XV

son positivas se puede tomar como indicador del rompimiento de la estructura del

agua. Franks encontró que cuando el grupo alquilo aumentaba, el tamaño de la

pendiente

∂∂

2

2

XV se favorece mas negativamente y el mínimo en ( )22 XV E se

desplaza hacia un menor valor de 2X concluyendo que el tamaño del grupo t-butilo

favorece la estabilización de la estructura del agua.(8)

20

Cuando se comparan los resultados obtenidos con diferentes solutos mixtos, se

observa que la tendencia cambia dependiendo de la serie homóloga considerada y que

en consecuencia, el signo de la pendiente

∂∂

2

2

XV no resulta ser un criterio adecuado

de hidrofobicidad.

Un aspecto importante en la mezcla de solutos sobre los efectos estructurales, es la

habilidad que tienen estos en poder cambiar la temperatura de máxima densidad del

agua ( ) θ . Se ha comprobado que un soluto mezclado idealmente con agua produce

un incremento negativo en θ∆ . Esta contribución ideal idealθ∆ , cuando la

restamos de la medida experimental, θ∆ da una contribución estructural, la cual

puede ser solamente positiva, si la expansibilidad de exceso

∂∂

=T

V EE 22α es

negativa. Para soluciones diluidas, donde priman las interacciones soluto-solvente, la

expansibilidad es negativa o lo que es equivalente, el strθ∆ positivo, sirve de

evidencia para demostrar el efecto del soluto en la mezcla como formador de

estructura del agua.(8)

En cuanto al efecto de la temperatura sobre el volumen molar parcial a dilución

infinita ovφ , en trabajos realizados hasta el presente se ha observado que un aumento

en la temperatura conlleva un incremento de los volúmenes molares parciales a

dilución infinita. La dependencia del volumen molar parcial con la temperatura es

frecuentemente atribuida a los cambios en el número de moléculas de agua en la

esfera de hidratación. Los cambios en las propiedades de hidratación del agua, son sin

embargo locales y no abarcan más que dos esferas de coordinación. Por lo tanto es

natural asumir que la frontera de la esfera de hidratación es coincidente con la esfera

de coordinación (la máxima función de correlación radial). Entonces según Kharakoz,

si la dependencia del número de hidratación con la temperatura es más pequeña que

el coeficiente de expansión de los líquidos, 1x10-3 °K-1 en promedio, se puede ignorar

la dependencia del número de moléculas de hidratación con la temperatura. En

21

consecuencia, la diferencia en la dependencia de la temperatura del volumen molar

parcial puede ser atribuida a la variación en las propiedades de las moléculas de agua

en la esfera de hidratación más que a los cambios en el número de hidratación.(28)

También es conocido que el volumen molar del agua pura tiene una fuerte

dependencia no lineal con la temperatura; una primera derivada anormalmente

pequeña y una segunda derivada positiva anormalmente grande en comparación con

líquidos normales. La explicación de este comportamiento es que el incremento de

temperatura involucra no solamente un incremento en la amplitud del movimiento

térmico, sino también cambios estructurales en el líquido: La zona de los fuertes

enlaces de hidrogeno que proporciona un empaquetamiento abierto de las moléculas

de agua, decrece con el aumento de la temperatura. Si el soluto destruye la estructura

del agua, la dependencia de la temperatura debería hacerse mas lineal, como ocurre

para líquidos normales. En este caso:

0 y 0 2

2<

∂

∂>

∂∂

TV

TV (5)

Si por el contrario la adición de soluto ocasiona un incremento en la estructura del

agua, la dependencia del volumen con la temperatura se manifiesta de la siguiente

forma:

0 y 0 2

2>

∂

∂<

∂∂

TV

TV (6)

Como resultado de lo anterior se ha llegado a una especie de consenso según el cual

los criterios de hidrofobicidad mas generales son el del dominio del efecto entrópico

es decir |T∆S| > |∆H| y el de la segunda derivada del volumen, es decir 0 2

2

⟩

∂∂TV .

22

4. VOLUMEN MOLAL PARCIAL Y VOLUMEN MOLAL APARENTE.( TESIS

DE FELIPE)

El volumen molar parcial está dado por la relación,

ijnPTi

inVV

=

∂∂

=−

,,

(7)

Donde V es el volumen de la solución y ni es el número de moles del componente i.

Para soluciones binarias, la ecuación anterior toma la forma:

1,,2

2

nPTnVV

∂∂

=−

(8)

El volumen molar aparente está definido por,

2

0

1

_

1

nVnV

V−

=φ (9)

Donde 0

1

_V es el volumen molar del solvente.

La relación entre el volumen molar parcial del componente 2 (soluto) y el volumen

molar aparente se expresa por la relación:

11 ,,22

,,2

2

_

nPT

VV

nPT nn

nVV

∂∂

+=

∂∂

=φ

φ (10)

Donde Vφ es el volumen molar aparente del soluto.

23

Expresando el volumen molal aparente en términos de densidad, la cual puede ser

evaluada experimentalmente, se tiene:

−

+=

0

1

_

12211

2

1 VnMnMn

nV ρφ (11)

Donde ρ es la densidad y M1 y M2 las masas moleculares del soluto y del solvente

respectivamente.

Usando la escala de concentración molal en la ecuación anterior, se llega a,

( )0

01000ρρ

ρρρ

φm

MV

−+= (12)

Donde ρ0 es la densidad del solvente y m es la molalidad.

De la ecuación (10) se concluye que en el límite cuando la concentración de soluto

tiende a cero (dilución infinita), el volumen molar aparente se hace igual al volumen

molar parcial, es decir 0Vφ =

0

2

_V

El volumen de exceso depende fundamentalmente de las fuerzas intermoleculares

existentes entre los componentes de la mezcla. Su estudio junto con el de otras

funciones de exceso, proporciona una información muy valiosa sobre las

interacciones que tienen lugar en los procesos de mezcla.

La densidad es una de las propiedades físicas más utilizadas a la hora de caracterizar

las sustancias y también es un factor de cálculo de otras propiedades físicas. El

volumen de exceso de una mezcla de líquidos, se define como:

24

(13)

Donde:

Xi= fracción molar del componente i

Vi*= volumen molar del componente i

Vmezcla = volumen real de la mezcla

El cálculo de los volúmenes molares de exceso para los sistemas a partir de las

densidades se realiza por medio de la expresión:

( ) ( )222111 1/-1//1/1 ρρρρ MxMxv E +−= (14)

Siendo. x1 y x2 las fracciones molares de las sustancias puras, M1 y M2 las masas

moleculares de los mismos, ρ y ρ2 sus respectivas densidades y ρ la densidad de la

mezcla.

∑−=N

iimezclaE VxVV

1

*

25

5. DESARROLLO EXPERIMENTAL.

5.1. REACTIVOS.

5.1.1. Aminoácidos

• Glicina

• DL-α alanina

• DL-α Ácido amino butírico

• DL-α Norvalina

• DL-α Norleucina Los aminoácidos usados son de calidad reactivo analítico, de marca SIGMA, con una

pureza mayor al 99%. También se les determinó humedad por el método de Karl

Fisher, sin contener en ninguno de los casos un porcentaje mayor al 0,5% de

humedad.

Los mismos antes de ser utilizados, fueron sometidos a secado a temperatura

ambiente en un desecador durante 48 horas como mínimo.(33)

5.1.2. Agua destilada.

El agua utilizada en la preparación de las soluciones y la calibración de los

picnómetros se trató previamente según las recomendaciones de literatura. (54-55) El

agua una vez destilada y desionizada, fue nuevamente destilada, en presencia de

permanganato y soda para oxidar las posibles trazas de materia orgánica presentes

todavía en ella.

Los valores de conductividad del agua así obtenida, fueron inferiores a 1 µS/cm.

El agua justo antes de ser usada fue hervida para eliminar los gases disueltos y luego

enfriada.

26

5.2. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES. Las soluciones se prepararon por pesada, utilizando una balanza analítica marca

METTLER AB 204 con precisión de 0.1 mg.

Para cada aminoácido se prepararon 8 concentraciones diferentes en agua (0,005;

0,010; 0,015; 0,020; 0,025; 0,030; 0,040; 0,060 m), a cada una de las temperaturas

seleccionadas (2,00; 3,00; 4,00; 5,00 y 6,00 °C).

5.3. EQUIPO UTILIZADO

5.3.1. Picnómetros

Para determinar la densidad de las soluciones acuosas de aminoácidos, se trabajó con

picnómetros similares a los desarrollados por Wood y Brusie (Figura5.), de 80ml de

capacidad, con cuello capilar de longitud 10cm y diámetro de capilar entre 1-2mm.

La selección de este tipo de picnómetro y las modificaciones realizadas en cuanto a

su capacidad y diámetro del capilar permiten obtener una precisión de ± 1 x 10-5

g/cm3, cuando se trabaja con soluciones poco volátiles como son las soluciones

acuosas. (56)

Figura 6. Picnómetro

27

5.3.2. Sistema de control de temperatura.

Para medir las densidades se diseñó y construyó un sistema de enfriamiento (Figura7)

que permite el control de temperaturas entre 2 y 6 ºC. Este consta de dos cubas de

plexiglass, una con capacidad para contener 4 picnómetros, dentro de otra que provee

refrigeración externa. El control se realiza mediante un sistema de relevo a través de

dos resistencias ubicadas en la cuba interna, las cuales se encienden solamente si la

temperatura desciende por debajo de la establecida.

El líquido refrigerante dentro de las cubas se trata de una mezcla etilenglicol-agua (30

% aprox.). El equipo está provisto de agitación tanto mecánica (agitador de aspas en

la cuba externa), como por aire en ambas cubas; permitiendo garantizar la

uniformidad de la temperatura en todos los puntos del sistema.

Para aislar el sistema del medio exterior se utilizó icopor y fibra de vidrio.

Figura7. Sistema de enfriamiento-Control de temperatura. 1. Picnómetro 2. Línea de aire 3. Difusor-agitación con aire 4. Agitación mecánica 5. Relevo

6. Termómetro de contacto 7. Compresor 8. Serpentín de enfriamiento 9. Multímetro digital 10. Bomba de aire

28

5.3.3. Chequeo de la temperatura.

Con el propósito de mantener controlada la temperatura en todo momento, se utilizó

como sistema de chequeo de temperatura un termistor (YSI Reusable Temperature

Probe) conectado a un multímetro de precisión HP 34401A con precisión en

resistencia de 0,1Ω.(57)

Dicho termistor fue calibrado en el rango de temperaturas de interés contra un

termómetro calibrado y certificado por la NIST, disponible en el Laboratorio de

Investigaciones Básicas, Grupo de Termodinámica. La calibración se realizó en

temperatura contra resistencia. La precisión obtenida en el control de temperatura fue

de ±5,5x10-3 ºC.

5.4. CALIBRACIÓN DE LOS PICNÓMETROS.

La calibración consiste en determinar el volumen de los picnómetros a cada una de

las temperaturas de trabajo. Los datos de calibración se muestran en el ANEXO 1.

En la calibración de cada uno de los picnómetros para cada una de las temperaturas,

se realizó el siguiente procedimiento:

5.4.1. Peso del picnómetro vacío:

1. Lavado del picnómetro:

El lavado de los picnómetros se llevó a cabo con mezcla sulfocrómica y luego con

abundante agua bidestilada.

2. Secado del picnómetro:

Después del lavado, se desalojó toda el agua que quedaba dentro de los

picnómetros y se agregó éter etílico, para eliminar las trazas de agua. Para sacar

todo el éter se usó calentamiento a 40ºC y vacío.

29

3. Peso del picnómetro vacío:

Una vez limpios y secos, los picnómetros se pesaron, hasta obtener peso

constante. El procedimiento se repitió, humedeciendo los picnómetros en su

exterior y secándolos, hasta obtener cinco datos independientes.

5.4.2. Peso del picnómetro con agua a la temperatura correspondiente:

1. Los picnómetros se llenaron con agua bidestilada, utilizando una jeringa de 50 ml

de capacidad y una aguja metálica de 18 cm de larga.

2. Después se colocaron en un baño de ultrasonido durante 15-20 minutos, para

extraer las burbujas de aire contenidas en el agua.

3. Se colocaron en el baño termostatado a la temperatura de trabajo seleccionada

durante 30 minutos, al cabo de los cuales se realizó el enrace del nivel del líquido

en el capilar del picnómetro.

4. Luego de 10 minutos de realizado el enrace, se hace una verificación y de ser

necesario se hacen las correcciones pertinentes.

5. Cuando el enrace estuvo correcto, se sacaron los picnómetros y se dejaron 30

minutos a temperatura ambiente.

6. Los picnómetros entonces, se secaron muy bien y se pesaron hasta obtener peso

constante.

7. Luego se depositaron de nuevo en el baño a la misma temperatura por 30

minutos, se revisó el nivel y se dejaron 10 minutos mas, se verificó nuevamente el

nivel y se sacaron para dejarlos a temperatura ambiente 30 minutos antes de ser

secados y pesados hasta peso constante.

8. El procedimiento completo (1-5) se repitió cinco veces mas, con agua destilada

fresca.

30

El volumen de los picnómetros a cada temperatura se calculó con la ecuación:

Peso pic. con agua - Peso pic. vacío Densidad del agua a T

V = (15)

Las densidades del agua a las temperaturas de trabajo, se encuentran en la bibliografía

y se resumen en la tabla1.

Tabla1. Densidades del agua. (58)

TEMPERATURA(ºC) DENSIDAD (g/cm3)

2,0 0,9999429

3,0 0.9999672

4,0 0.9999750

5,0 0,9999668

6,0 0,9999430

5.5. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LAS SOLUCIONES:

Para la determinación de la densidad de las soluciones de aminoácidos, se empleó el

mismo procedimiento utilizado en la calibración de los picnómetros (5.4.2.), de

donde se obtienen los pesos de las soluciones. Luego a partir del volumen del

picnómetro conseguido en la calibración, se calcula la densidad de la solución con la

siguiente ecuación:

(Peso picnometro + solucion) - (Peso picnometro vacio)

Volumen del picnometro solρ = (16)

Los datos de los pesos, las concentraciones y las densidades obtenidas se muestran en

los ANEXOS 2 y 3.

31

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN

6.1. DENSIDAD DE LAS SOLUCIONES ACUOSAS DE AMINOÁCIDOS.

Se encontró la densidad de las soluciones acuosas de aminoácidos para las

temperaturas de trabajo por el método picnométrico. La incertidumbre en densidad se

calculó mediante el método de las derivadas(59), la máxima incertidumbre esperada

está en el orden de 1x10-5 g/cm3 y fue calculada con las ecuaciones (17) y (18) que

resultan de derivar parcialmente las ecuaciones (15) y (16).

.pic sol pic pic

pic sol pic vacio pic

d d dd VV

ω ωω ω+

+

∂ ∂ ∂= ∆ + ∆ + ∆ ∂ ∂ ∂

(17)

.

pic pic picpic pic agua pic agua

pic agua pic vacio agua

V V VV d

dω ω

ω ω++

∂ ∂ ∂∆ = ∆ + ∆ + ∆ ∂ ∂ ∂

(18)

Donde:

∆ωpic+sol; ∆ωpic; ∆ωpic+agua es de 1x10-4, corresponde a la precisión de la balanza.

Las graficas de las densidades obtenidas se muestran en las figuras 8-12.

Los datos de densidad obtenidos se muestran en el ANEXO3.

Como se puede apreciar en las gráficas, los datos de densidad muestran una tendencia

clara en función de la concentración y el aminoácido correspondiente. A medida que

la concentración del aminoácido aumenta, la densidad de las soluciones aumenta,

correlacionándose de forma lineal. La pendiente de las curvas se hace menor a

medida que el número de grupos -CH2 se hace mayor. Los datos de densidad para

cada aminoácido contra temperatura se correlacionaron con la ecuación lineal y se

usaron para encontrar el volumen molar aparente de los aminoácidos y la temperatura

de máxima densidad de las soluciones acuosas.

32

0,99950

1,00000

1,00050

1,00100

1,00150

1,00200

1,00250

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

Glicina

Alanina

Ac. Aminob.

Norvalina

Norleucina

Figura 8. Densidades de soluciones acuosas de aminoácidos a 2,00°C

0,99950

1,00000

1,00050

1,00100

1,00150

1,00200

1,00250

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

GlicinaAlaninaAc. Aminob.NorvalinaNorleucina


33

1,00000

1,00050

1,00100

1,00150

1,00200

1,00250

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Den

sida

d (g

/cm

3 )


Figura 10. Densidades de soluciones acuosas de aminoácidos a 4,00°C.

0,99950

1,00000

1,00050

1,00100

1,00150

1,00200

1,00250

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Den

sida

d (g

/cm

3 )



34

0,99950

1,00000

1,00050

1,00100

1,00150

1,00200

1,00250

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Den

sida

d (g

/cm

3 )



6.2. VOLUMEN MOLAR APARENTE.

A partir de los datos de densidad, se calcularon los valores de volumen molar

aparente para las soluciones acuosas de aminoácidos mediante la ecuación (12). La

incertidumbre máxima esperada es de 1,13 cm3/mol y fue calculada con la ecuación

(19) que resulta de derivar parcialmente la ecuación (12).

sto ste 02 2 2 2 20 0

1000*1000 1000 1000 1000 1000 d * *

sto stov densidad

sto ste sto ste

Md md d m dm M M md

ωφ δ ω ωω ω

= − − ∆ + − ∆ + − ∆ + ∆

(19)

Donde:

ωsto, ωste : son los pesos del soluto y del solvente en la solución, respectivamente. 51 10densidad Xδ −∆ = Desviaciones en la densidad medida por picnometría.

35

41 10sto Xω −∆ ≅ , 4101 −≅∆ Xsteω es la precisión de la balanza.

70 101 −≅∆ Xd es la incertidumbre en la densidad del agua a las temperaturas de

trabajo, reportada en la literatura.

En las figuras 13-37 se muestran las gráficas de los valores obtenidos de volumen

molar aparente para cada uno de los aminoácidos en función de la concentración, a

cada una de las temperaturas de trabajo.

Los datos obtenidos para los volúmenes molares aparentes aparecen en el ANEXO 4.

Se puede apreciar con claridad que el comportamiento del volumen molar aparente

(φV) en función de la concentración es similar al encontrado en la literatura para altas

temperaturas, en el cual a concentraciones intermedias, la dependencia de φV con la

molalidad se hace lineal.

En las gráficas de φV en función de la concentración molal se observan dos regiones

de concentración, con comportamientos diferentes. Para concentraciones mayores a

0,02m, los datos tienen una tendencia lineal, siguiendo la ecuación (20), mientras que

para concentraciones menores a 0,02m, el comportamiento para φV sufre un cambio

brusco, el cual sigue una tendencia definida mientras aumenta la dilución.

0

V V VmSφ φ= + (20)

Analizando solamente la parte que describe el comportamiento lineal, tenemos que

únicamente para las soluciones de glicina, aminoácido considerado de carácter

hidrofílico, las pendientes en esta zona son similares en todo el rango de temperaturas

de estudio, caso contrario ocurre con los demás sistemas de aminoácidos, donde las

pendientes de la zona lineal cambian con la temperatura.

36

En la zona de concentración diluida, no hay mucha claridad, pues aunque los

resultados muestran las tendencias señaladas, no se observa algún tipo de variación

con la temperatura o con la longitud de cadena lateral del aminoácido de una manera

sistemática. Este efecto ya se había presentado en otros trabajos a temperaturas

superiores donde la incertidumbre es menor. El comportamiento presentado para esta

región, es típico de las soluciones de aminoácidos y se manifiesta por las

interacciones soluto-solvente.

Los resultados obtenidos de φV para soluciones de glicina y DLα-alanina en función

de la concentración en la región moderada de concentración a 5 °C, son cercanos a

los reportados por Kikuchi.(29) Para las demás temperaturas de trabajo, no se

encuentran datos disponibles en la literatura.

38,50

39,00

39,50

40,00

40,50

41,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

Mol

ar A

pare

nte

(cm

3 /mol

)

Figura 13. Volumen molar aparente para Glicina en solución acuosa a 2,00 °C.

37

37,50

38,00

38,50

39,00

39,50

40,00

40,50

41,00

41,50

42,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


38,50

39,00

39,50

40,00

40,50

41,00

41,50

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


38

38,50

39,00

39,50

40,00

40,50

41,00

41,50

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


39,80

40,00

40,20

40,40

40,60

40,80

41,00

41,20

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

Mol

ar A

pare

nte

(cm

3 /mol

)


39

58,55

58,60

58,65

58,70

58,75

58,80

58,85

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)

Figura 18. Volumen molar aparente para DLα-Alanina en solución acuosa a 2,00 °C.

58,00

59,00

60,00

61,00

62,00

63,00

64,00

65,00

66,00

67,00

68,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


40

57,80

57,90

58,00

58,10

58,20

58,30

58,40

58,50

58,60

58,70

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad(mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


58,30

58,40

58,50

58,60

58,70

58,80

58,90

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


41

57,00

57,20

57,40

57,60

57,80

58,00

58,20

58,40

58,60

58,80

59,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

Mol

ar A

pare

nte

(cm

3 /mol

)


72,50

73,00

73,50

74,00

74,50

75,00

75,50

76,00

76,50

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)

Figura 23. Volumen molar aparente para DLα- Ácido Aminobutírico en solución

acuosa a 2,00 °C.

42

73,00

74,00

75,00

76,00

77,00

78,00

79,00

80,00

81,00

82,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


acuosa a 3,00 °C.

72,90

73,00

73,10

73,20

73,30

73,40

73,50

73,60

73,70

73,80

73,90

74,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


acuosa a 4,00 °C.

43

73,82

73,84

73,86

73,88

73,90

73,92

73,94

73,96

73,98

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


acuosa a 5,00 °C.

73,75

73,80

73,85

73,90

73,95

74,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

Mol

ar A

pare

nte

(cm

3 /mol

)


acuosa a 6,00 °C.

44

88,20

88,40

88,60

88,80

89,00

89,20

89,40

89,60

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)

Figura 28. Volumen molar aparente para DLα- Norvalina en solución acuosa a 2,00 °C.

90,00

91,00

92,00

93,00

94,00

95,00

96,00

97,00

98,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


45

89,60

89,65

89,70

89,75

89,80

89,85

89,90

89,95

90,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


89,50

89,55

89,60

89,65

89,70

89,75

89,80

89,85

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


46

89,5089,5589,6089,6589,7089,7589,8089,8589,9089,9590,0090,05

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

Mol

ar A

pare

nte

(cm

3 /mol

)


104,60

104,80

105,00

105,20

105,40

105,60

105,80

106,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)

Figura 33. Volumen molar aparente para DLα-Norleucina en solución acuosa a 2,00 °C.

47

104,80

104,90

105,00

105,10

105,20

105,30

105,40

105,50

105,60

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


105,04

105,06

105,08

105,10

105,12

105,14

105,16

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


48

105,20

105,40

105,60

105,80

106,00

106,20

106,40

106,60

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600

molalidad (mol/kg)

Volu

men

mol

ar a

pare

nte

(cm

3 /mol

)


98,00

99,00

100,00

101,00

102,00

103,00

104,00

105,00

0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600molalidad (mol/kg)

Volu

men

Mol

ar A

pare

nte

(cm

3 /mol

)


49

6.3. VOLUMEN MOLAR PARCIAL A DILUCIÓN INFINITA.

La importancia de calcular los volúmenes molares aparentes es que a partir de ellos se

obtiene el volumen molar aparente a dilución infinita, que corresponde al volumen

parcial a dilución infinita. Los mismos se logran de la extrapolación hasta

concentración cero, de los datos de volumen molar aparente en la región más

concentrada, donde la tendencia es lineal.

En la tabla 2 se muestran los resultados obtenidos, donde se puede ver que a medida

que la longitud de la cadena lateral del aminoácido aumenta, el volumen molar

parcial se hace mayor, esto debido a la incidencia del tamaño de la molécula sobre las

propiedades volumétricas de la solución.

En las gráficas de las figuras 38-42 se muestra de forma clara la variación del

volumen molar parcial a dilución infinita con la temperatura para cada aminoácido.

Aunque aparentemente no se observan variaciones importantes en los valores de

volumen molar parcial a dilución infinita en función de la temperatura para cada

aminoácido, se alcanza a notar que para los primeros cuatro aminoácidos de la serie,

desde la glicina hasta la DLα-norvalina, la tendencia es de aumentar el volumen

molar parcial entre 2,00 y 3,00 ºC, a partir de allí se presenta un descenso de estos

valores hasta un valor mínimo en 4,00 ºC y luego la tendencia es de continuar

aumentando a medida que la temperatura aumenta, lo que se confirma con los valores

a 25ºC.

Un caso particular ocurre con la DLα-norleucina, la cual tiene un aumento gradual en

el volumen molar parcial a dilución infinita entre 2,00 y 4,00 ºC, entre 4,00 y 5,00 ºC

sufre un aumento mas marcado pero moderado y a partir de allí hasta 6,00 ºC hay un

aumento brusco.

A pesar del estrecho rango de temperaturas estudiado, se logra ver algunas

variaciones de comportamiento en la zona circundante a la temperatura de máxima

densidad del agua. Estos comportamientos en los cuales se esperaría una tendencia

50

de aumento progresivo en el volumen molar parcial, tal como ocurre a otras

temperaturas, parecen obedecer a la influencia de los dos efectos opuestos que dan

como resultado el fenómeno de máxima densidad del agua. Si debajo de 3,98 ºC

prima la contracción del volumen del agua, dado el rompimiento de la estructura del

agua, esa contracción puede influenciar también una reducción del volumen que

ocupan las moléculas de aminoácido en la solución, lo que se evidencia con la

disminución de los valores para los volúmenes molares parciales entre 3,00 y 4,00 ºC.

Ahora por encima de 3,98 ºC, prima la expansión térmica y crecimiento del volumen

del agua, que puede provocar también un aumento del volumen que ocupan las

moléculas de aminoácido, las cuales pueden tener mas libertad de acomodarse en la

solución, lo que se evidencia con el aumento en los volúmenes molares parciales, a

partir de 4,00ºC

La excepción a este comportamiento lo constituye la DLα-norleucina, la cual parece

no verse afectada por la acción de dicho fenómeno. Por el contrario, no hay

contracción del volumen de las moléculas de DLα-norleucina, sino un aumento

progresivo del volumen entre 2,00 y 25,00 ºC.

Tabla 2. Volumen molar parcial a dilución infinita de aminoácidos en solución acuosa en función de la temperatura.

Temperatura (°C)

Glicina (cm3/mol)

DLα-Alanina(cm3/mol)

DLα-Ac. Aminob.(cm3/mol)

DLα-Norvalina (cm3/mol)

DLα-Norleucina(cm3/mol)

2,00 40,40 58,72 73,53 89,19 105,13 3,00 40,80 60.80 75,80 91,92 105,18 4,00 40,69 58,56 73,80 89,98 105,20 5,00 40,76 58,77 73,99 89,83 105,66 6,00 40,89 58,62 74,00 90,01 107,38

0025,00(23)0 75,64 91,77 107,58

51

40,30

40,40

40,50

40,60

40,70

40,80

40,90

41,00

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

(cm3/mol)

0Vφ

Figura 38. Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de glicina en solución

acuosa con la temperatura.

58,00

58,50

59,00

59,50

60,00

60,50

61,00

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

(cm3/mol)

0Vφ

Figura 39. Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Alanina en

solución acuosa con la temperatura.

52

73,00

73,50

74,00

74,50

75,00

75,50

76,00

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

(cm3/mol)

0Vφ

Figura 40. Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Ácido

aminobutírico en solución acuosa con la temperatura.

89,00

89,50

90,00

90,50

91,00

91,50

92,00

92,50

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

(cm3/mol)

0Vφ

Figura 41. Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Norvalina

en solución acuosa con la temperatura.

53

105,00

105,50

106,00

106,50

107,00

107,50

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

(cm3/mol)

0Vφ

Figura 42. Variación del volumen molar parcial a dilución infinita de DLα-Norleucina

en solución acuosa con la temperatura.

Con el propósito de analizar la contribución de los grupos apolares de la cadena

lateral del aminoácido, sobre su volumen molar parcial, se analiza la variación del

volumen molar aparente a dilución infinita del aminoácido en función del número de

grupos -CH2 de la cadena lateral alifática.

A partir de la tabla 2, se construyeron la tabla 3 y las gráficas de las figuras 43 a 47,

las cuales correlacionan muy bien con la ecuación lineal. En estas se observa que el

volumen molar parcial aumenta con el aumento del número de grupos -CH2 a las

cinco temperaturas de estudio, por lo que podemos concluir que a cada una de las

temperaturas de trabajo, la contribución del grupo -CH2 es aditiva.

Si miramos los valores de las pendientes de las gráficas, podemos ver que son muy

similares en el sentido que aumentan entre 2,00 y 5,00 ºC y luego disminuye en 6,00

ºC, por lo que podríamos decir que a bajas temperaturas el efecto del aumento en el

número de grupos -CH2 permanece constante en ese rango de temperaturas.

54

Tabla 3. Volumen molar aparente a dilución infinita de aminoácidos en función del número de grupos alquilo en la cadena lateral.

No. de Grupos -CH2 02V (cm3/mol)

2,00°C 3,00°C 4,00°C 5,00°C 6,00°C 0 40,40 40,80 40,69 40,76 40,89 1 58,72 60,80 58,56 58,77 58,62 2 73,53 75,80 73,80 73,99 74,00 3 89,19 91,92 89,98 89,83 90,01 4 105,13 105,18 105,20 105,66 103,38

y = 15,993x + 41,408R2 = 0,9989

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0 1 2 3 4Número de grupos -CH2

(cm3/mol)

Figura 43. 0

2V en función del grupo -CH2 de la cadena alquilo del aminoácido a 2,00 °C.

55

y = 15,988x + 42,924R2 = 0,995

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00


02V

(cm3/mol)

Figura 44. 0

2V en función del grupo -CH2 de la cadena alquilo del aminoácido a 3,00°C.

y = 16,044x + 41,558R2 = 0,9992

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00


(cm3/mol)

02V

Figura 45. 0


56

y = 16,086x + 41,63R2 = 0,9992

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00


(cm3/mol)

02V

Figura 46. 0


y = 15,637x + 42,106R2 = 0,9979

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00


(cm3/mol)

02V

Figura 47. 0


57

A partir de las gráficas de las figuras 43-47, obtenemos los valores de la contribución

del grupo metilo a las temperaturas de estudio, las cuales están representadas por las

pendientes de las rectas. Además, el intercepto de la recta con el eje de las ordenadas

representa las contribuciones del grupo aminocarboxilato (figura48):

Figura 48. Ion dipolar aminocarboxilato

El resumen de los valores obtenidos se muestra en la tabla4.

Tabla 4. Contribución de grupo al volumen molar parcial a dilución infinita.

T(°C) 2

0CHV (cm3/mol)

0AminocarboxilatoV (cm3/mol)

2,00 15,99 41,41 3,00 15,99 42,92 4,00 16,04 41,56 5,00 16,09 41,63 6,00 15,64 42,11

En la tabla 4 se observa que el grupo aminocarboxilato tiene una mayor contribución

al volumen molar parcial a dilución infinita, pero es constante para cada molécula,

mientras que a medida que el numero de grupos -CH2 aumenta, la cadena lateral apolar

del aminoácido aumenta, y su aporte en el volumen se hace mas importante, hasta el

punto que se puede decir que cuando se encuentran tres grupos -CH2, la contribución

de la cadena lateral apolar al volumen molar parcial es mayor que la del grupo

aminocarboxilato.

58

6.4. TEMPERATURA DE MÁXIMA DENSIDAD.

La temperatura de máxima densidad se encontró correlacionando los datos de

densidad para cada aminoácido en función de la temperatura a cada una de las

concentraciones de trabajo.

Para cada una de las concentraciones de las soluciones de aminoácidos, se trazó una

gráfica de densidad en función de la temperatura, figuras 49-53, obteniéndose para

cada una de ellas la mejor curva que correlaciona los puntos y hallando su valor

máximo con el valor de la derivada de la función obtenida, igualada a cero. De esta

manera, resultan los valores de máxima densidad y de temperatura a la cual ocurre

ese máximo, los cuales se muestran en las tablas 5-9.

1,00020

1,00025

1,00030

1,00035

1,00040

1,00045

1,00050

1,00055

1,00060

1,00065

1,00070

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0100m0,0150m

0,0200m

Figura 49a. Variación de la densidad de soluciones acuosas de Glicina con temperatura.

59

1,00060

1,00065

1,00070

1,00075

1,00080

1,00085

1,00090

1,00095

1,00100

1,00105

1,00110

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0200m

0,0250m

0,0300m

Figura 49b. Variación de la densidad de soluciones acuosas de Glicina con temperatura.

1,00120

1,00130

1,00140

1,00150

1,00160

1,00170

1,00180

1,00190

1,00200

1,00210

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0400m

0,0600m

Figura 49c. Variación de la densidad de soluciones acuosas de Glicina con temperatura.

60

1,00000

1,00005

1,00010

1,00015

1,00020

1,00025

1,00030

1,00035

1,00040

1,00045

1,00050

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0050m0,0100m

0,0150m

Figura 50a. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Alanina con

temperatura.

1,00050

1,00055

1,00060

1,00065

1,00070

1,00075

1,00080

1,00085

1,00090

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0200m

0,0250m

0,0300m

Figura 50b. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Alanina con

temperatura.

61

1,00105

1,00115

1,00125

1,00135

1,00145

1,00155

1,00165

1,00175

1,00185

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0400m

0,0600m

Figura 50c. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Alanina con

temperatura.

1,00000

1,00005

1,00010

1,00015

1,00020

1,00025

1,00030

1,00035

1,00040

1,00045

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0050m

0,0100m

0,0150m

Figura 51a. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α- Ácido

Aminobutírico con temperatura.

62

1,00045

1,00050

1,00055

1,00060

1,00065

1,00070

1,00075

1,00080

1,00085

1,00090

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0200m

0,0250m

0,0300m

Figura 51b. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α- Ácido

Aminobutírico con temperatura.

1,00100

1,00110

1,00120

1,00130

1,00140

1,00150

1,00160

1,00170

1,00180

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0400m

0,0600m

Figura 51c. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α- Ácido

aminobutírico con temperatura.

63

1,00004

1,00009

1,00014

1,00019

1,00024

1,00029

1,00034

1,00039

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0050m

0,0100m

0,0150m

Figura 52a. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norlvalina con

temperatura.

1,00040

1,00045

1,00050

1,00055

1,00060

1,00065

1,00070

1,00075

1,00080

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0200m

0,0250m

0,0300m

Figura 52b. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norlvalina con

temperatura.

64

1,00090

1,00100

1,00110

1,00120

1,00130

1,00140

1,00150

1,00160

1,00170

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0400m

0,0600m

Figura 52c. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norlvalina con

temperatura.

1,00005

1,00010

1,00015

1,00020

1,00025

1,00030

1,00035

1,00040

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0050m

0,0100m

0,0150m

Figura 53a. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norleucina con

temperatura.

65

1,00040

1,00045

1,00050

1,00055

1,00060

1,00065

1,00070

1,00075

1,00080

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0200m

0,0250m

0,0300m

Figura 53b. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norleucina con

temperatura.

1,00090

1,00100

1,00110

1,00120

1,00130

1,00140

1,00150

1,00160

1,00170

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00Temperatura (°C)

Den

sida

d (g

/cm

3 )

0,0400m

0,0600m

Figura 53c. Variación de la densidad de soluciones acuosas de DL α-Norleucina con

temperatura.

66

Tabla 5. Temperatura de máxima densidad de soluciones de glicina.

Concentración (m)

Densidad Máxima (g/cm3)

θ (°C)

∆θ (°C)

0 0,999972 3,98 0 0,0050 1,00016 3,68 -0,30 0,0100 1,00032 3,90 -0,08 0,0150 1,00049 4,02 0,04 0,0200 1,00066 4,02 0,04 0,0250 1,00083 4,03 0,05 0,0300 1,00100 4,00 0,02 0,0400 1,00134 3,98 0,00 0,0600 1,00202 4,06 0,08

Tabla 6. Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Alanina.

Concentración (m)


θ (°C)

∆θ (°C)

0 0,999972 3,98 0 0,0050 1,00013 4,19 0,21 0,0100 1,00028 4,17 0,19 0,0150 1,00043 4,15 0,17 0,0200 1,00059 4,13 0,15 0,0250 1,00074 4,12 0,14 0,0300 1,00089 4,08 0,10 0,0400 1,00119 4,05 0,07 0,0600 1,00180 3,98 0,00

Tabla 7. Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Ácido aminobutírico.

Concentración (m)


θ (°C)

∆θ (°C)

0 0,99997 3,98 0 0,0050 1,00013 4,11 0,13 0,0100 1,00027 4,15 0,17 0,0150 1,00042 4,23 0,25 0,0200 1,00056 4,14 0,16 0,0250 1,00071 4,15 0,17 0,0300 1,00085 4,16 0,18 0,0400 1,00114 4,11 0,13 0,0600 1,00172 4,00 0,02

67

Tabla 8. Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Norvalina.

Concentración (m)


θ (°C)

∆θ (°C)

0 0,999972 3,98 0 0,0050 1,00011 4,25 0,27 0,0100 1,00025 4,28 0,30 0,0150 1,00038 4,30 0,32 0,0200 1,00052 4,33 0,35 0,0250 1,00065 4,36 0,38 0,0300 1,00079 4,39 0,41 0,0400 1,00106 4,44 0,46 0,0600 1,00160 4,54 0,56

Tabla 9. Temperatura de máxima densidad de soluciones de DLα-Norleucina.

Concentración (m)


θ (°C)

∆θ (°C)

0,0000 0,999972 3,98 0 0,0050 1,00011 3,86 -0,12 0,0100 1,00024 3,61 -0,37 0,0150 1,00037 3,80 -0,18 0,0200 1,00050 3,52 -0,46 0,0250 1,00063 3,71 -0,27 0,0300 1,00076 3,67 -0,32 0,0400 1,00102 3,48 -0,51 0,0600 1,00155 3,51 -0,48

En las tablas anteriores se puede observar que no hay una tendencia clara en los

valores de temperatura de máxima densidad para las soluciones acuosas de los

aminoácidos de estudio, pues aunque se notan las desviaciones respecto a la

temperatura de máxima densidad del agua, las tendencias son diferentes a las

encontradas en la literatura para la mayoría de los solutos estudiados, aunque se

alcanza a notar similitud con las soluciones de alcoholes.

68

Para observar mejor el comportamiento de los resultados de temperatura de máxima

densidad obtenidos para estas soluciones, se discuten respecto a los cambios en la

temperatura de máxima densidad del agua, comportamiento ∆θ.

6.4.1. Comportamiento de ∆θ con la concentración.

A partir de los datos de temperatura de máxima densidad de las soluciones y el

correspondiente valor para el agua, calculamos los valores para ∆θ y los graficamos

en función de la concentración. Los valores con los cuales se construyeron estas

gráficas se muestran en las tablas 5-9.

Los datos obtenidos se comportan de manera lineal en cierto rango de

concentraciones, como se muestra en las gráficas de las figuras 54-58.

El cambio en la temperatura de máxima densidad del agua, debida a aminoácidos es

proporcional a la concentración molal en un amplio rango de concentraciones, pero

solo para la DLα-norleucina podemos decir que cumple con la Ley de Despretz, ya

que es el único aminoácido que logra hacer disminuir la temperatura de máxima

densidad del agua, de manera proporcional a la concentración.

y = -1,9659x + 0,0791

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05molalidad (mol/kg)

∆θ

Figura 54. ∆θ en función de la concentración para soluciones acuosas de glicina.

69

y = -3,7918x + 0,2259

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06molalidad (mol/kg)

∆θ

Figura 55. ∆θ en función de la concentración para soluciones acuosas de DL α-Alanina.

y = -4,8292x + 0,31

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06molalidad (mol/kg)

∆θ

Figura 56. ∆θ en función de la concentración para soluciones acuosas de DL α-Ácido

aminobutírico.

70

y = 5,2985x + 0,2441

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06molalidad (mol/kg)

∆θ

Figura 57. ∆θ en función de la concentración para soluciones acuosas de DL α-

Norvalina.

y = -7,4342x - 0,0933

-0,6

-0,5

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

molalidad (mol/kg)

∆θ

Figura 58. ∆θ en función de la concentración para soluciones acuosas de DL α-

Norleucina. Los comportamientos de ∆θ en función de la concentración obtenidos para soluciones

de glicina, DLα-alanina y DLα-ácido aminobutírico, muestran un comportamiento

muy similar al reportado en la literatura para el etanol(Figura4)(39).

Tal como sucede con el etanol, a medida que aumenta la concentración en la región

mas diluida, aparece un salto entre la temperatura de máxima densidad del agua pura

71

(∆θ=0) y la temperatura de máxima densidad de las soluciones acuosas de

aminoácido a las concentraciones mas bajas, a partir de las cuales empieza a ocurrir

una disminución siguiendo una línea recta de pendiente negativa mostrada en la

tabla10.

Estos resultados solo se asemejan al etanol y al n-propanol, ya que para el n-butanol

no se observa el incremento inicial a baja concentración, sino una disminución directa

en función de la concentración, disminución que se hace mas marcada con la longitud

de la cadena alifática. Sin embargo se puede notar que los alcoholes de referencia y

los primeros aminoácidos de la serie estudiada, describen un comportamiento similar

en el sentido que a medida que aumenta el número de grupos -CH2 en la cadena

apolar, la variación de ∆θ con la concentración se hace mucho mas pronunciada,

evidenciado por los valores de las pendientes cada vez mas negativos cuando la

cadena lateral apolar se hace mas larga.

Respecto a la DLα-norvalina no se encuentra una explicación al comportamiento

presentado, pues con todos los solutos las pendientes son negativas, mientras para

este aminoácido resultan pendientes positivas.

En la tabla 10 se encuentran resumidas las pendientes obtenidas de graficar ∆θ en

función de la concentración molal, para cada uno de los aminoácidos.

Tabla 10. Pendientes a partir de la correlación lineal de ∆θ en función de molalidad. Aminoácido Pendiente en Reg. lineal

Glicina -1,97 DLα-Alanina -3,79

DLα-Acido aminobutírico -4,83 DLα-Norvalina 5,30 DLα-Norleucina -7,43

72

Como se ve en la tabla anterior, las pendientes son negativas para todos los

aminoácidos a excepción de la DLα-norvalina, que como se mencionó, tiene un

comportamiento anómalo en comparación con los demás solutos.

Excluyendo la DLα-norvalina, se alcanza a apreciar una tendencia lineal a medida

que aumenta la longitud de la cadena lateral apolar, esto se muestra en la figura 59.

Se observa en la gráfica que a medida que aumenta la longitud de la cadena lateral

apolar del aminoácido, la pendiente se hace mas negativa y la disminución en la

temperatura de máxima densidad del agua es mas pronunciada.

-8,00

-6,00

-4,00

-2,00

0,00

0 1 2 3 4

numero de CH2

Pend

ient

e

Figura 59. Variación de la pendiente en función del aumento en grupos metilo.

(Las pendientes se obtienen de graficar ∆θ con molalidad)

73

7. CONCLUSIONES

• En el presente trabajo se han obtenido datos de densidades para soluciones

acuosas de aminoácidos de cadena lineal por el método picnométrico, a diferentes

concentraciones desde 0,005m hasta 0,06m y temperaturas entre 2,00 y 6,00 °C.

A partir de estas se hallaron propiedades volumétricas tales como volúmenes

molares aparentes, volúmenes molares parciales y otras propiedades como la

temperatura de máxima densidad, y pendientes de las gráficas ∆θ en función de la

molalidad.

• Los datos obtenidos, son considerados como un aporte que complementa los

resultados ya existentes en vista que para los mismos sistemas no se dispone de

suficiente información. A bajas temperaturas la información disponible de

propiedades de soluciones de aminoácidos es escasa, limitándose al estudio de

glicina y DLα-alanina, pero sin estudiar la región de temperaturas menores que

5°C.

• No se encuentra una dependencia definida del volumen molar aparente y del

volumen molar aparente a dilución infinita en función de la temperatura, lo cual es

de esperarse considerando el estrecho rango de temperatura estudiado. Este

comportamiento para los cuatro primeros aminoácidos, parece estar influenciado

por los cambios estructurales sufridos por el agua en temperaturas cercanas a la de

máxima densidad.

74

• Cuando los resultados obtenidos para el volumen molar aparente a dilución

infinita, son comparados con otros de literatura a temperaturas superiores, por

ejemplo 25,00°C, se encuentra que el volumen aumenta con la temperatura.

Se encontró también que los resultados de volumen molar aparente en función de

la concentración obtenidos para glicina y DLα-alanina a 5,00ºC, concuerdan con

los reportados en la literatura (Kikuchi).

• Con los resultados obtenidos en este trabajo se confirma que para los cinco

aminoácidos de estudio, la dependencia de los volúmenes molares parciales a

dilución infinita con la longitud de la cadena es lineal aun a bajas temperaturas.

Se nota claramente que el volumen molar parcial aumenta con el aumento del

número de grupos -CH2 a las cinco temperaturas de estudio, con lo cual podemos

concluir que a las temperaturas de trabajo, la contribución del grupo -CH2 es

aditiva.

• Existe un desplazamiento de la temperatura de máxima densidad de la solución

con respecto a la del agua pura debido al efecto del soluto en la estructura del

agua. En general se observa que la temperatura de máxima densidad toma valores

mayores para los solutos empleados (efecto formador de estructura), excepto para

la DLα-Norleucina que toma valores menores y para la glicina en sus

concentraciones mas diluidas (efecto disruptor de estructura).

• Los comportamientos de ∆θ en función de la concentración obtenidos para

soluciones de glicina, DLα-alanina y DLα-ácido aminobutírico, muestran un

comportamiento muy similar al reportado en la literatura para el etanol y el n-

propanol, a medida que aumenta el número de grupos -CH2 en la cadena apolar,

la variación de ∆θ con la concentración se hace mucho mas pronunciada,

75

evidenciado por los valores de las pendientes cada vez mas negativos cuando la

cadena lateral apolar se hace mas larga.

• En cuanto a la Ley de Despretz podemos decir que en general no se cumple en su

forma tradicional, lo cual se ha presentado también con otro tipo de solutos

reportados en la literatura. Sin embargo el único soluto que cumple esta ley,

haciendo disminuir la temperatura de máxima densidad, de manera directamente

proporcional a la concentración es la DLα-norleucina.

• Se considera que los datos mostrados tienen gran aplicación práctica en el campo

de la ingeniería química, ya que pueden ser aprovechados en cálculos reales de

volumen para el diseño y dimensionamiento de equipos en pequeña y gran escala,

teniendo en cuenta la variación de los procesos que involucren sistemas

biológicos como aminoácidos y proteínas en solución a bajas temperaturas.

76

8. RECOMENDACIONES

• Considerando que datos como los presentados en este trabajo no se encuentran

disponibles en la bibliografía, sería adecuado realizar un trabajo mas preciso, lo

que se podría lograr usando puntos intermedios en los intervalos de concentración

y temperatura, además ampliando el rango de temperaturas estudiado.

• Se sugiere utilizar un método alternativo en la determinación de las densidades de

las soluciones, el densímetro de flotación magnética es una buena opción, dado

que permite una mayor precisión en las medidas.

• Se recomienda realizar estudios a bajas temperaturas de otras soluciones de

solutos mixtos, por ejemplo los aldehidos, con el fin de hacer comparaciones con

los resultados obtenidos para aminoácidos, ya que como se observó en algunos

casos hay un comportamiento similar al de algunos alcoholes, pero muy diferente

al de las sales de amonio.

• Considerando que la DLα-norvalina presenta un comportamiento anómalo en

comparación con el de los demás aminoácidos, ya que presenta una pendiente

positiva para ∆θ en función de la concentración, se requiere realizar un estudio

que permita comparar estos resultados y confirmar dicho comportamiento.

• Estudios de infrarrojo a bajas temperaturas permitirían obtener conclusiones

acerca de cómo se encuentran distribuidas las moléculas de aminoácido en la

solución acuosa, esto complementaría los resultados que se presentan y ayudaría a

comprender mejor los comportamientos presentados.

77

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80

ANEXOS

ANEXO 1. Datos de calibración de los Picnómetros 1. Datos de calibración del picnómetro 1.

Medida Peso picnómetro vacío (g)

Peso Picnómetro lleno (g)



1 41,0172 121,4803 18 41,0165 121,4795 2 41,0174 121,4803 19 41,0169 121,4790 3 41,0178 121,4802 20 41,0167 121,4792 4 41,0173 121,4804 21 41,0172 121,4810 5 41,0175 121,4801 22 41,0173 121,4810 6 41,0172 121,4809 23 41,0172 121,4810 7 41,0171 121,4809 24 41,0171 121,4810 8 41,0174 121,4809 25 41,0170 121,4810 9 41,0170 121,4809 26 41,0171 121,4817 10 41,0171 121,4809 27 41,0169 121,4814 11 41,0169 121,4809 28 41,0171 121,4816 12 41,0171 121,4804 29 41,0170 121,4815 13 41,0170 121,4803 30 41,0169 121,4814 14 41,0169 121,4808 31 41,0170 121,4813 15 41,0170 121,4803 32 41,0169 121,4815 16 41,0167 121,4797 33 41,0165 121,4815 17 41,0169 121,4797 34 41,0169 121,4814

2. Datos de Calibración del picnómetro 2.





1 41,2024 120,4352 18 41,2017 120,4350 2 41,2025 120,4354 19 41,2021 120,4349 3 41,2028 120,4353 20 41,2017 120,4349 4 41,2027 120,4348 21 41,2024 120,4352 5 41,2024 120,4349 22 41,2025 120,4353 6 41,2023 120,4357 23 41,2024 120,4348 7 41,2025 120,4358 24 41,2023 120,4349 8 41,2026 120,4357 25 41,2025 120,4352 9 41,2023 120,4357 26 41,2023 120,4349 10 41,2025 120,4358 27 41,2025 120,4352 11 41,2021 120,4352 28 41,2021 120,4351 12 41,2025 120,4349 29 41,2025 120,4349 13 41,2024 120,4352 30 41,2024 120,4348 14 41,2026 120,4351 31 41,2023 120,4349 15 41,2023 120,4349 32 41,2021 120,4350 16 41,2021 120,4348 33 41,2022 120,4349 17 41,2022 120,4349 34 41,2021 120,4349

3. Datos de Calibración del picnómetro 3. Medida Peso picnómetro

vacío (g) Peso Picnómetro

lleno (g) Medida Peso picnómetro

vacío (g) Peso Picnómetro

lleno (g) 1 42,9083 123,0008 16 42,9076 123,0012 2 42,9083 123,0008 17 42,9077 123,0012 3 42,9088 123,0008 18 42,9071 123,0012 4 42,9087 123,0010 19 42,9074 123,0010 5 42,9085 123,0010 20 42,9074 123,0012 6 42,9078 123,0009 21 42,9078 123,0011 7 42,9078 123,0010 22 42,9078 123,0011 8 42,9081 123,0009 23 42,9081 123,0012 9 42,9079 123,0008 24 42,9079 123,0012 10 42,9078 123,0008 25 42,9078 123,0012 11 42,9077 123,0009 26 42,9077 123,0010 12 42,9080 123,0008 27 42,9080 123,0011 13 42,9080 123,0009 28 42,9080 123,0011 14 42,9076 123,0008 29 42,9078 123,0010 15 42,9078 123,0012 30 42,9077 123,0009

4. Datos de Calibración del picnómetro 4.





1 45,7949 125,5969 19 45,7946 125,5967 2 45,7950 125,5967 20 45,7945 125,5969 3 45,7953 125,5969 21 45,7949 125,5969 4 45,7955 125,5969 22 45,7949 125,5969 5 45,7949 125,5969 23 45,7949 125,5969 6 45,7949 125,5975 24 45,7948 125,5969 7 45,7948 125,5974 25 45,7949 125,5969 8 45,7951 125,5972 26 45,7949 125,5969 9 45,7949 125,5973 27 45,7945 125,5969

10 45,7949 125,5972 28 45,7947 125,5969 11 45,7945 125,5969 29 45,7949 125,5969 12 45,7947 125,5969 30 45,7946 125,5969 13 45,7949 125,5969 31 45,7947 125,5969 14 45,7946 125,5969 32 45,7945 125,5969 15 45,7947 125,5969 33 45,7949 125,5969 16 45,7945 125,5969 34 45,7945 125,5969 17 45,7949 125,5968 35 45,7946 125,5969 18 45,7945 125,5967 36 45,7945 125,5969

ANEXO 2. Datos de pesos para determinar las densidades de las soluciones: 1. Temperatura 2ºC:

Peso Glicina Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol. (g) (g) (mol/kg) (g) (g)

0,0445 100,0119 0,0059 3 121,4972 80,4802 0,0444 100,0075 0,0059 4 120,4541 79,2518 0,0888 100,0138 0,0118 5 123,0348 80,1269 0,0890 100,0045 0,0119 6 125,6279 79,8332 0,1124 100,0089 0,0150 3 121,5239 80,5069 0,1125 100,1983 0,0150 4 120,4776 79,2753 0,1504 99,9924 0,0200 5 123,0559 80,1480 0,1501 100,0003 0,0200 6 125,6518 79,8571 0,1879 100,0297 0,0250 3 121,5515 80,5345 0,1877 100,0108 0,0250 4 120,5041 79,3018 0,2251 100,0040 0,0300 5 123,0837 80,1758 0,2251 100,0016 0,0300 6 125,6781 79,8834 0,3005 100,9075 0,0400 3 121,5901 80,5731 0,3004 100,0381 0,0400 4 120,5459 79,3436 0,4506 100,0140 0,0600 5 123,1654 80,2575 0,4507 100,3811 0,0600 6 125,7596 79,9649

Peso Dlα-Alanina Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol. (g) (g) (mol/kg) (g) (g)

0,0800 180,0004 0,0050 3 121,4935 121,3056 0,0800 180,0004 0,0050 4 120,4498 120,2621 0,1603 180,0030 0,0100 5 123,0545 122,8294 0,1603 180,0030 0,0100 6 125,6194 125,3943 0,2406 180,0040 0,0150 3 121,5165 121,3286 0,2406 180,0040 0,0150 4 120,4714 120,2837 0,3207 180,0027 0,0200 5 123,0484 122,8233 0,3207 180,0027 0,0200 6 125,6458 125,4207 0,4010 180,0057 0,0250 3 121,5405 121,3526 0,4010 180,0057 0,0250 4 120,4954 120,3077 0,4805 180,0077 0,0300 5 123,0722 122,8471 0,4805 180,0077 0,0300 6 125,6688 125,4437 0,6414 181,1834 0,0397 3 121,5793 121,3914 0,6414 181,1834 0,0397 4 120,5331 120,3454 0,9619 180,0123 0,0600 5 123,1465 122,9214 0,9619 180,0123 0,0600 6 125,7425 125,5174

Peso Dlα-Ac.aminob Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol. (g) (g) (mol/kg) (g) (g)

0,0927 180,0026 0,0050 3 121,4917 121,0907 0,0927 180,0026 0,0050 4 120,4481 120,0471 0,1856 179,9995 0,0100 5 123,0227 122,5422 0,1856 179,9995 0,0100 6 125,6185 125,1380 0,2783 180,0114 0,0150 3 121,5160 121,1150 0,2783 180,0114 0,0150 4 120,4708 120,0698 0,3712 180,0125 0,0200 5 123,0468 122,5663 0,3712 180,0125 0,0200 6 125,6420 125,1615 0,4630 180,0103 0,0249 3 121,5406 121,1396 0,4630 180,0103 0,0249 4 120,4954 120,0944 0,5568 181,7335 0,0297 5 123,0709 122,5904 0,5568 181,7335 0,0297 6 125,6663 125,1858 0,7424 180,4786 0,0399 3 121,5767 121,1757 0,7424 180,4786 0,0399 4 120,5299 120,1289 1,1138 180,0158 0,0600 5 123,1434 122,6629 1,1138 180,0158 0,0600 6 125,7439 125,2634

Peso Dlα-Norvalina Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol. (g) (g) (mol/kg) (g) (g)

0,1053 180,0123 0,0050 3 121,4917 121,0287 0,1053 180,0123 0,0050 4 120,4466 119,9836 0,2111 180,0018 0,0100 5 123,0235 122,4667 0,2111 180,0018 0,0100 6 125,6183 125,0615 0,3161 180,1354 0,0150 3 121,5139 121,0509 0,3161 180,1354 0,0150 4 120,4692 120,0062 0,4215 180,0049 0,0200 5 123,0441 122,4873 0,4215 180,0049 0,0200 6 125,6397 125,0829 0,5270 180,0014 0,0250 3 121,5388 121,0758 0,5270 180,0014 0,0250 4 120,4921 120,0291 0,6326 180,0017 0,0300 5 123,0673 122,5105 0,6326 180,0017 0,0300 6 125,6619 125,1051 0,8429 180,0328 0,0400 3 121,5692 121,1062 0,8429 180,0328 0,0400 4 120,5249 120,0619 1,2651 180,0083 0,0600 5 123,1325 122,5757 1,2651 180,0083 0,0600 6 125,7263 125,1695

Peso Dlα-Norleucina Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol.

(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1180 180,5914 0,0050 3 121,4895 120,9625 0,1180 180,5914 0,0050 4 120,4462 119,9192 0,2359 180,2009 0,0100 5 123,0205 122,3879 0,2359 180,2009 0,0100 6 125,6155 124,9829 0,3540 180,0169 0,0150 3 121,5106 120,9836 0,3540 180,0169 0,0150 4 120,4685 119,9415 0,4726 180,0165 0,0200 5 123,0437 122,4111 0,4726 180,0165 0,0200 6 125,6382 125,0056 0,5905 180,1725 0,0250 3 121,5347 121,0077 0,5905 180,1725 0,0250 4 120,4877 119,9607 0,7085 180,0002 0,0300 5 123,0637 122,4311 0,7085 180,0002 0,0300 6 125,6589 125,0263 0,9445 180,0090 0,0400 3 121,5657 121,0387 0,9445 180,0090 0,0400 4 120,5201 119,9931 1,4172 180,0054 0,0600 5 123,1270 122,4944 1,4172 180,0054 0,0600 6 125,7214 125,0888

2. Temperatura 3ºC:


0,0678 180,0556 0,0050 3 121,4985 80,4815 0,0678 180,0556 0,0050 4 120,454 79,2517 0,1351 180,0080 0,0100 5 123,0309 80,1230 0,1351 180,0080 0,0100 6 125,6269 79,8322 0,2028 180,0105 0,0150 3 121,5246 80,5076 0,2028 180,0105 0,0150 4 120,4801 79,2778 0,2703 180,0190 0,0200 5 123,0587 80,1508 0,2703 180,0190 0,0200 6 125,6532 79,8585 0,3398 180,0386 0,0251 3 121,5561 80,5391 0,3398 180,0386 0,0251 4 120,506 79,3037 0,4058 180,0188 0,0300 5 123,0846 80,1767 0,4058 180,0188 0,0300 6 125,6819 79,8872 0,5403 180,1207 0,0400 3 121,5942 80,5772 0,5403 180,1207 0,0400 4 120,5468 79,3445 0,8108 180,0541 0,0600 5 123,1582 80,2503 0,8108 180,0541 0,0600 6 125,7619 79,9672

Peso Dlα-Alanina Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol.

(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,0801 180,0605 0,0050 3 121,4959 121,1561 0,0801 180,0605 0,0050 4 120,4495 120,1097 0,1603 180,1138 0,0100 5 123,0244 122,6186 0,1603 180,1138 0,0100 6 125,6205 125,2147 0,2405 180,0396 0,0150 3 121,5206 121,1808 0,2405 180,0396 0,0150 4 120,4749 120,1351 0,3206 180,0447 0,0200 5 123,0512 122,6454 0,3206 180,0447 0,0200 6 125,6466 125,2408 0,4008 180,0059 0,0250 3 121,5454 121,2056 0,4008 180,0059 0,0250 4 120,4991 120,1593 0,4811 180,0284 0,0300 5 123,0761 122,6703 0,4811 180,0284 0,0300 6 125,6718 125,2660 0,6412 180,0705 0,0400 3 121,5803 121,2405 0,6412 180,0705 0,0400 4 120,5352 120,1954 0,9618 181,4137 0,0595 5 123,1478 122,7420 0,9618 181,4147 0,0595 6 125,7420 125,3362

Peso Dlα-Ac.aminob. Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol.

(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,0928 180,1075 0,0050 3 121,4948 121,0940 0,0928 180,1075 0,0050 4 120,4495 120,0487 0,1855 180,0344 0,0100 5 123,0255 122,5444 0,1855 180,0344 0,0100 6 125,6210 125,1399 0,2786 180,0150 0,0150 3 121,5193 121,1185 0,2786 180,0150 0,0150 4 120,4742 120,0734 0,3712 180,0296 0,0200 5 123,0486 122,5675 0,3712 180,0296 0,0200 6 125,6444 125,1633 0,4638 180,0091 0,0250 3 121,5418 121,1410 0,4638 180,0091 0,0250 4 120,4972 120,0964 0,5567 180,0376 0,0300 5 123,0733 122,5922 0,5567 180,0376 0,0300 6 125,6682 125,1871 0,7423 180,0354 0,0400 3 121,5775 121,1767 0,7423 180,0354 0,0400 4 120,5317 120,1309 1,1136 180,0541 0,0600 5 123,1424 122,6613 1,1136 180,0541 0,0600 6 125,7379 125,2568

Peso Dlα-Norvalina Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol.

(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1056 180,0302 0,0050 3 121,4945 121,0307 0,1056 180,0302 0,0050 4 120,4489 119,9851 0,2108 180,0373 0,0100 5 123,0245 122,4678 0,2108 180,0373 0,0100 6 125,6191 125,0624 0,3162 180,0214 0,0150 3 121,5172 121,0534 0,3162 180,0214 0,0150 4 120,4709 120,0071 0,4217 180,0481 0,0200 5 123,0450 122,4883 0,4217 180,0481 0,0200 6 125,6412 125,0845 0,5272 180,0930 0,0250 3 121,5393 121,0755 0,5272 180,0930 0,0250 4 120,4931 120,0293 0,6322 181,8180 0,0297 5 123,0668 122,5101 0,6322 181,8180 0,0297 6 125,6633 125,1066 0,8431 180,0354 0,0400 3 121,5712 121,1074 0,8431 180,0354 0,0400 4 120,5239 120,0601 1,2646 180,0099 0,0600 5 123,1326 122,5759 1,2646 180,0099 0,0600 6 125,7279 125,1712

Peso Dlα-Norleucina Peso agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol.

(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1181 182,8344 0,0049 3 121,4931 120,9659 0,1181 182,8344 0,0049 4 120,4473 119,9201 0,2364 180,0027 0,0100 5 123,0218 122,3896 0,2364 180,0027 0,0100 6 125,6175 124,9853 0,3544 180,0077 0,0150 3 121,5149 120,9877 0,3544 180,0077 0,0150 4 120,4704 119,9432 0,4723 179,9532 0,0200 5 123,0446 122,4124 0,4723 179,9532 0,0200 6 125,6400 125,0078 0,5904 182,5051 0,0247 3 121,5345 121,0073 0,5904 182,5051 0,0247 4 120,4888 119,9616 0,7085 180,0409 0,0300 5 123,0647 122,4325 0,7085 180,0409 0,0300 6 125,6610 125,0288 0,9447 181,3020 0,0397 3 121,5671 121,0399 0,9447 181,3020 0,0397 4 120,5209 119,9937 1,4172 180,0081 0,0600 5 123,1279 122,4957 1,4172 180,0081 0,0600 6 125,7229 125,0907



0,0677 180,0057 0,0050 3 121,5014 80,4844 0,0677 180,0057 0,0050 4 120,4564 79,2541 0,1351 180,0026 0,0100 5 123,0305 80,1226 0,1351 180,0026 0,0100 6 125,6270 79,8323 0,2026 180,0458 0,0150 3 121,5275 80,5105 0,2026 180,0458 0,0150 4 120,4812 79,2789 0,2702 180,1060 0,0200 5 123,0586 80,1507 0,2702 180,1060 0,0200 6 125,6554 79,8607 0,3377 179,9977 0,0250 3 121,5542 80,5372 0,3377 179,9977 0,0250 4 120,5072 79,3049 0,4054 180,0531 0,0300 5 123,0861 80,1782 0,4054 180,0531 0,0300 6 125,6815 79,8868 0,5407 180,0164 0,0400 3 121,5962 80,5792 0,5407 180,0164 0,0400 4 120,5488 79,3465 0,8106 180,0359 0,0600 5 123,1678 80,2599 0,8106 180,0359 0,0600 6 125,7630 79,9683


0,0804 180,3160 0,0050 3 121,4979 121,1602 0,0804 180,3160 0,0050 4 120,4527 120,1150 0,1604 180,0481 0,0100 5 123,0284 122,6230 0,1604 180,0481 0,0100 6 125,6235 125,2181 0,2407 180,1886 0,0150 3 121,5218 121,1841 0,2407 180,1886 0,0150 4 120,4762 120,1385 0,3206 180,0130 0,0200 5 123,0529 122,6475 0,3206 180,0130 0,0200 6 125,6478 125,2424 0,4008 180,0312 0,0250 3 121,5482 121,2105 0,4008 180,0312 0,0250 4 120,5027 120,1650 0,4809 180,1379 0,0300 5 123,0783 122,6729 0,4809 180,1379 0,0300 6 125,6736 125,2682 0,6415 180,0261 0,0400 3 121,5831 121,2454 0,6415 180,0261 0,0400 4 120,5367 120,1990 0,9617 180,0114 0,0600 5 123,1495 122,7441 0,9617 180,0114 0,0600 6 125,7445 125,3391


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,0931 180,1759 0,0050 3 121,4975 121,0967 0,0931 180,1759 0,0050 4 120,4523 120,0515 0,1858 180,0324 0,0100 5 123,0272 122,5463 0,1858 180,0324 0,0100 6 125,6333 125,1524 0,2783 180,0159 0,0150 3 121,5212 121,1204 0,2783 180,0159 0,0150 4 120,4750 120,0742 0,3711 180,3002 0,0200 5 123,0511 122,5702 0,3711 180,3002 0,0200 6 125,6469 125,1660 0,4639 180,0674 0,0250 3 121,5440 121,1432 0,4639 180,0674 0,0250 4 120,4988 120,0980 0,5567 180,4558 0,0299 5 123,0749 122,5940 0,5567 180,4558 0,0299 6 125,6702 125,1893 0,7425 180,0499 0,0400 3 121,5784 121,1776 0,7425 180,0499 0,0400 4 120,5323 120,1315 1,1135 180,0036 0,0600 5 123,1438 122,6629 1,1135 180,0036 0,0600 6 125,7395 125,2586


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1057 180,0602 0,0050 3 121,4965 121,0326 0,1057 180,0602 0,0050 4 120,4514 119,9875 0,2108 180,0225 0,0100 5 123,0265 122,4698 0,2108 180,0225 0,0100 6 125,6219 125,0652 0,3165 180,0402 0,0150 3 121,5184 121,0545 0,3165 180,0402 0,0150 4 120,4726 120,0087 0,4217 180,0145 0,0200 5 123,0472 122,4905 0,4217 180,0145 0,0200 6 125,6434 125,0867 0,5270 180,0580 0,0250 3 121,5398 121,0759 0,5270 180,0580 0,0250 4 120,4934 120,0295 0,6325 181,0413 0,0298 5 123,0688 122,5121 0,6325 181,0413 0,0298 6 125,6646 125,1079 0,8431 180,0270 0,0400 3 121,5730 121,1091 0,8431 180,0270 0,0400 4 120,5259 120,0620 1,2650 180,0154 0,0600 5 123,1342 122,5775 1,2650 180,0154 0,0600 6 125,7298 125,1731


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1181 180,0227 0,0050 3 121,4961 120,9691 0,1181 180,0227 0,0050 4 120,4511 119,9241 0,2362 181,2151 0,0099 5 123,0244 122,3919 0,2362 181,2151 0,0099 6 125,6211 124,9886 0,3543 180,0012 0,0150 3 121,5171 120,9901 0,3543 180,0012 0,0150 4 120,4704 119,9434 0,4724 180,0518 0,0200 5 123,0454 122,4129 0,4724 180,0518 0,0200 6 125,6416 125,0091 0,5908 180,0115 0,0250 3 121,5381 121,0111 0,5908 180,0115 0,0250 4 120,4921 119,9651 0,7085 180,0108 0,0300 5 123,0667 122,4342 0,7085 180,0108 0,0300 6 125,6624 125,0299 0,9448 180,0329 0,0400 3 121,6098 121,0828 0,9448 180,0329 0,0400 4 120,5622 120,0352 1,4170 181,5054 0,0595 5 123,0872 122,4547 1,4170 181,5054 0,0595 6 125,6829 125,0504



0,0676 180,0403 0,0050 3 121,5003 80,4833 0,0676 180,0403 0,0050 4 120,4542 79,2519 0,1351 180,0137 0,0100 5 123,0330 80,1251 0,1351 180,0137 0,0100 6 125,6282 79,8335 0,2029 180,0410 0,0150 3 121,5277 80,5107 0,2029 180,0410 0,0150 4 120,4819 79,2796 0,2703 180,0445 0,0200 5 123,0589 80,1510 0,2703 180,0445 0,0200 6 125,6554 79,8607 0,3379 180,0390 0,0250 3 121,5540 80,5370 0,3379 180,0390 0,0250 4 120,5085 79,3062 0,4054 180,0242 0,0300 5 123,0856 80,1777 0,4054 180,0242 0,0300 6 125,6817 79,8870 0,5405 180,0380 0,0400 3 121,5954 80,5784 0,5405 180,0380 0,0400 4 120,5486 79,3463 0,8110 180,0241 0,0600 5 123,1678 80,2599 0,8110 180,0241 0,0600 6 125,7620 79,9673

Peso Dlα-Alanina Peso de agua Conc. No. Picn. Peso picn.+Sol. Peso de Sol.

(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,0803 180,0240 0,0050 3 121,4978 121,1599 0,0803 180,0240 0,0050 4 120,4528 120,1149 0,1606 180,0479 0,0100 5 123,0287 122,6233 0,1606 180,0479 0,0100 6 125,6245 125,2191 0,2405 180,0305 0,0150 3 121,5225 121,1846 0,2405 180,0305 0,0150 4 120,4760 120,1381 0,3207 180,0173 0,0200 5 123,0526 122,6472 0,3207 180,0173 0,0200 6 125,6492 125,2438 0,4009 180,0454 0,0250 3 121,5470 121,2091 0,4009 180,0454 0,0250 4 120,5008 120,1629 0,4810 180,0358 0,0300 5 123,0773 122,6719 0,4810 180,0358 0,0300 6 125,6733 125,2679 0,6412 180,1219 0,0400 3 121,5827 121,2448 0,6412 180,1219 0,0400 4 120,5359 120,1980 0,9619 180,0203 0,0600 5 123,1493 122,7439 0,9619 180,0203 0,0600 6 125,7446 125,3392


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,0930 180,8128 0,0050 3 121,4972 121,0963 0,0930 180,8128 0,0050 4 120,4523 120,0514 0,1857 180,0155 0,0100 5 123,0270 122,5460 0,1857 180,0155 0,0100 6 125,6228 125,1418 0,2787 180,0359 0,0150 3 121,5210 121,1201 0,2787 180,0359 0,0150 4 120,4753 120,0744 0,3712 180,0391 0,0200 5 123,0513 122,5703 0,3712 180,0391 0,0200 6 125,6477 125,1667 0,4640 180,9263 0,0249 3 121,5436 121,1427 0,4640 180,9263 0,0249 4 120,4977 120,0968 0,5568 180,0780 0,0300 5 123,0748 122,5938 0,5568 180,0780 0,0300 6 125,6706 125,1896 0,7423 180,0202 0,0400 3 121,5793 121,1784 0,7423 180,0202 0,0400 4 120,5328 120,1319 1,1136 180,0206 0,0600 5 123,1434 122,6624 1,1136 180,0206 0,0600 6 125,7393 125,2583


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1054 180,1818 0,0050 3 121,4966 121,0326 0,1054 180,1818 0,0050 4 120,4515 119,9875 0,2108 180,0837 0,0100 5 123,0261 122,4693 0,2108 180,0837 0,0100 6 125,6224 125,0656 0,3162 180,1190 0,0150 3 121,5188 121,0548 0,3162 180,1190 0,0150 4 120,4727 120,0087 0,4219 180,0263 0,0200 5 123,0483 122,4915 0,4219 180,0263 0,0200 6 125,6435 125,0867 0,5271 180,0246 0,0250 3 121,5406 121,0766 0,5271 180,0246 0,0250 4 120,4952 120,0312 0,6324 180,1521 0,0300 5 123,0698 122,5130 0,6324 180,1521 0,0300 6 125,6657 125,1089 0,8432 180,0622 0,0400 3 121,5738 121,1098 0,8432 180,0622 0,0400 4 120,5262 120,0622 1,2650 180,0957 0,0600 5 123,1349 122,5781 1,2650 180,0957 0,0600 6 125,7306 125,1738


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1182 180,0569 0,0050 3 121,4962 120,9691 0,1182 180,0569 0,0050 4 120,4504 119,9233 0,2362 179,9549 0,0100 5 123,0241 122,3917 0,2362 179,9549 0,0100 6 125,6207 124,9883 0,3542 180,0506 0,0150 3 121,5162 120,9891 0,3542 180,0506 0,0150 4 120,4707 119,9436 0,4726 180,0841 0,0200 5 123,0448 122,4124 0,4726 180,0841 0,0200 6 125,6416 125,0092 0,5905 181,0491 0,0249 3 121,5371 121,0100 0,5905 181,0491 0,0249 4 120,4908 119,9637 0,7087 179,9993 0,0300 5 123,0660 122,4336 0,7087 179,9993 0,0300 6 125,6617 125,0293 0,9447 180,2248 0,0400 3 121,5687 121,0416 0,9447 180,2248 0,0400 4 120,5218 119,9947 1,4171 180,0477 0,0600 5 123,1280 122,4956 1,4171 180,0477 0,0600 6 125,7234 125,0910



0,0678 180,0114 0,0050 3 121,4989 80,4819 0,0678 180,0114 0,0050 4 120,453 79,2507 0,1353 180,1304 0,0100 5 123,0303 80,1224 0,1353 180,1304 0,0100 6 125,6264 79,8317 0,2030 180,5157 0,0150 3 121,5265 80,5095 0,2030 180,5157 0,0150 4 120,4804 79,2781 0,2703 180,0358 0,0200 5 123,0583 80,1504 0,2703 180,0358 0,0200 6 125,6546 79,8599 0,3378 180,0680 0,0250 3 121,5542 80,5372 0,3378 180,0680 0,0250 4 120,5073 79,3050 0,4056 180,0042 0,0300 5 123,0843 80,1764 0,4056 180,0042 0,0300 6 125,6814 79,8867 0,5405 180,0305 0,0400 3 121,5947 80,5777 0,5405 180,0305 0,0400 4 120,5479 79,3456 0,8109 180,0619 0,0600 5 123,1651 80,2572 0,8109 180,0619 0,0600 6 125,762 79,9673


0,0804 180,3476 0,0050 3 121,4981 121,1603 0,0804 180,3476 0,0050 4 120,4522 120,1144 0,1606 180,4727 0,0100 5 123,0279 122,6223 0,1606 180,4727 0,0100 6 125,6244 125,2188 0,2408 180,0402 0,0150 3 121,5217 121,1839 0,2408 180,0402 0,0150 4 120,4752 120,1374 0,3208 180,1849 0,0200 5 123,0513 122,6457 0,3208 180,1849 0,0200 6 125,6481 125,2425 0,4010 180,0095 0,0250 3 121,5457 121,2079 0,4010 180,0095 0,0250 4 120,4986 120,1608 0,4811 180,0767 0,0300 5 123,0753 122,6697 0,4811 180,0767 0,0300 6 125,6712 125,2656 0,6413 180,0081 0,0400 3 121,5813 121,2435 0,6413 180,0081 0,0400 4 120,5345 120,1967 0,9619 181,5010 0,0595 5 123,1471 122,7415 0,9619 181,5010 0,0595 6 125,7426 125,3370


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,0929 180,0346 0,0050 3 121,4966 121,0956 0,0929 180,0346 0,0050 4 120,4506 120,0496 0,1856 180,1076 0,0100 5 123,0264 122,5453 0,1856 180,1076 0,0100 6 125,6217 125,1406 0,2785 180,8038 0,0149 3 121,5197 121,1187 0,2785 180,8038 0,0149 4 120,4734 120,0724 0,3714 180,9271 0,0199 5 123,0491 122,5680 0,3714 180,9271 0,0199 6 125,6450 125,1639 0,4639 180,0158 0,0250 3 121,5442 121,1432 0,4639 180,0158 0,0250 4 120,4976 120,0966 0,5568 180,0518 0,0300 5 123,0729 122,5918 0,5568 180,0518 0,0300 6 125,6694 125,1883 0,7425 180,1597 0,0400 3 121,5783 121,1773 0,7425 180,1597 0,0400 4 120,5307 120,1297 1,1135 180,0407 0,0600 5 123,1420 122,6609 1,1135 180,0407 0,0600 6 125,7380 125,2569


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1054 180,0114 0,0050 3 121,4954 121,0315 0,1054 180,0114 0,0050 4 120,4502 119,9863 0,2108 180,1287 0,0100 5 123,0252 122,4684 0,2108 180,1287 0,0100 6 125,6215 125,0647 0,3162 180,0111 0,0150 3 121,5170 121,0531 0,3162 180,0111 0,0150 4 120,4701 120,0062 0,4219 180,1285 0,0200 5 123,0460 122,4892 0,4219 180,1285 0,0200 6 125,6426 125,0858 0,5272 180,0160 0,0250 3 121,5405 121,0766 0,5272 180,0160 0,0250 4 120,4932 120,0293 0,6324 180,0564 0,0300 5 123,0682 122,5114 0,6324 180,0564 0,0300 6 125,6638 125,1070 0,8431 182,5000 0,0395 3 121,5700 121,1061 0,8431 182,5000 0,0395 4 120,5224 120,0585 1,2648 180,0558 0,0600 5 123,1326 122,5758 1,2648 180,0558 0,0600 6 125,7283 125,1715


(g) (g) (mol/kg) (g) (g) 0,1182 180,0337 0,0050 3 121,4951 120,9679 0,1182 180,0337 0,0050 4 120,4498 119,9226 0,2362 180,0253 0,0100 5 123,0248 122,3924 0,2362 180,0253 0,0100 6 125,6204 124,9880 0,3546 180,1072 0,0150 3 121,5159 120,9887 0,3546 180,1072 0,0150 4 120,4697 119,9425 0,4724 180,0796 0,0200 5 123,0446 122,4122 0,4724 180,0796 0,0200 6 125,6405 125,0081 0,5904 180,6685 0,0249 3 121,5671 121,0399 0,5904 180,6685 0,0249 4 120,5198 119,9926 0,7086 180,0790 0,0300 5 123,1254 122,4930 0,7086 180,0790 0,0300 6 125,7214 125,0890 0,9449 181,1796 0,0398 3 121,5362 121,0090 0,9449 181,1796 0,0398 4 120,4904 119,9632 1,4175 180,0492 0,0600 5 123,0652 122,4328 1,4175 180,0492 0,0600 6 125,6604 125,0280

ANEXO 3. Densidades de las soluciones acuosas de aminoácidos 1. Glicina

Densidades: g/cm3 m (mol/kg) 2 ºC 3 ºC 4 ºC 5 ºC 6 ºC

0,0050 1,00013 1,00015 1,00016 1,00009 1,00012 0,0050 1,00013 1,00015 1,00016 1,00009 1,00012 0,0100 1,00030 1,00032 1,00032 1,00022 1,00029 0,0100 1,00030 1,00032 1,00032 1,00022 1,00029 0,0150 1,00047 1,00049 1,00049 1,00035 1,00046 0,0150 1,00047 1,00049 1,00049 1,00035 1,00046 0,0200 1,00064 1,00065 1,00066 1,00048 1,00063 0,0200 1,00064 1,00065 1,00066 1,00048 1,00063 0,0250 1,00081 1,00082 1,00083 1,00060 1,00080 0,0250 1,00081 1,00082 1,00083 1,00060 1,00080 0,0300 1,00097 1,00098 1,00100 1,00074 1,00097 0,0300 1,00097 1,00098 1,00100 1,00074 1,00097 0,0400 1,00131 1,00131 1,00134 1,00099 1,00130 0,0400 1,00132 1,00131 1,00134 1,00099 1,00130 0,0600 1,00199 1,00197 1,00202 1,00151 1,00198 0,0600 1,00199 1,00197 1,00202 1,00151 1,00198

2. DLα-Alanina


0,0050 1,00009 1,00008 1,00013 1,00012 1,00010 0,0050 1,00009 1,00008 1,00013 1,00012 1,00010 0,0100 1,00025 1,00023 1,00028 1,00027 1,00025 0,0100 1,00025 1,00023 1,00028 1,00027 1,00025 0,0150 1,00040 1,00038 1,00043 1,00042 1,00040 0,0150 1,00040 1,00038 1,00043 1,00042 1,00040 0,0200 1,00055 1,00054 1,00058 1,00057 1,00055 0,0200 1,00055 1,00054 1,00058 1,00057 1,00055 0,0250 1,00070 1,00069 1,00074 1,00072 1,00070 0,0250 1,00070 1,00069 1,00074 1,00072 1,00070 0,0300 1,00085 1,00084 1,00089 1,00087 1,00085 0,0300 1,00085 1,00084 1,00089 1,00087 1,00085 0,0400 1,00116 1,00115 1,00119 1,00117 1,00115 0,0400 1,00116 1,00115 1,00119 1,00117 1,00115 0,0600 1,00177 1,00176 1,00180 1,00178 1,00175 0,0600 1,00177 1,00176 1,00180 1,00178 1,00175

3. DLα-Acido Aminobutírico.


0,0050 1,00008 1,00008 1,00013 1,00011 1,00009 0,0050 1,00008 1,00008 1,00013 1,00011 1,00009 0,0100 1,00023 1,00022 1,00027 1,00026 1,00023 0,0100 1,00023 1,00022 1,00027 1,00026 1,00023 0,0150 1,00038 1,00037 1,00042 1,00040 1,00038 0,0150 1,00038 1,00037 1,00042 1,00040 1,00038 0,0200 1,00053 1,00052 1,00056 1,00055 1,00052 0,0200 1,00053 1,00052 1,00056 1,00055 1,00052 0,0250 1,00068 1,00066 1,00070 1,00069 1,00067 0,0250 1,00068 1,00066 1,00070 1,00069 1,00067 0,0300 1,00084 1,00081 1,00085 1,00084 1,00081 0,0300 1,00084 1,00081 1,00085 1,00084 1,00081 0,0400 1,00114 1,00110 1,00114 1,00113 1,00110 0,0400 1,00114 1,00110 1,00114 1,00113 1,00110 0,0600 1,00175 1,00169 1,00172 1,00171 1,00169 0,0600 1,00175 1,00169 1,00172 1,00171 1,00169

4. DLα-Norvalina


0,0050 1,00009 1,00007 1,00011 1,00010 1,00008 0,0050 1,00009 1,00007 1,00011 1,00010 1,00008 0,0100 1,00022 1,00020 1,00025 1,00024 1,00021 0,0100 1,00022 1,00020 1,00025 1,00024 1,00021 0,0150 1,00036 1,00034 1,00038 1,00038 1,00035 0,0150 1,00036 1,00034 1,00038 1,00038 1,00035 0,0200 1,00050 1,00048 1,00052 1,00051 1,00048 0,0200 1,00050 1,00048 1,00052 1,00051 1,00048 0,0250 1,00063 1,00061 1,00065 1,00065 1,00062 0,0250 1,00063 1,00061 1,00065 1,00065 1,00062 0,0300 1,00077 1,00075 1,00079 1,00078 1,00075 0,0300 1,00077 1,00075 1,00079 1,00078 1,00075 0,0400 1,00104 1,00102 1,00106 1,00106 1,00102 0,0400 1,00104 1,00102 1,00106 1,00106 1,00102 0,0600 1,00159 1,00156 1,00160 1,00160 1,00156 0,0600 1,00159 1,00156 1,00160 1,00160 1,00156

5. DLα-Norleucina.


0,0050 1,000069 1,0001 1,0001055 1,0000905 1,0001067 0,0050 1,000069 1,0001 1,0001055 1,0000905 1,0001067 0,0100 1,0002008 1,0002268 1,0002336 1,0002196 1,0002380 0,0100 1,0002008 1,0002268 1,0002336 1,0002196 1,0002380 0,0150 1,000333 1,0003574 1,0003652 1,0003485 1,0003694 0,0150 1,000333 1,0003574 1,0003652 1,0003485 1,0003694 0,0200 1,0004654 1,0004882 1,000495 1,0004778 1,0005005 0,0200 1,0004654 1,0004882 1,000495 1,0004778 1,0005005 0,0250 1,0005965 1,00062 1,0006253 1,00061 1,0006293 0,0250 1,0005965 1,00062 1,0006253 1,00061 1,0006293 0,0300 1,0007289 1,0007494 1,0010008 1,0007362 1,0007633 0,0300 1,0007289 1,0007494 1,0010008 1,0007362 1,0007633 0,0400 1,0009924 1,00101 1,0013397 1,000993 1,0010300 0,0400 1,0009924 1,00101 1,0013397 1,000993 1,00103 0,0600 1,0015204 1,0015344 1,0020152 1,0015105 1,0015512 0,0600 1,0015204 1,0015344 1,0020152 1,0015105 1,0015512

ANEXO 4. Volúmenes molares aparentes

1. Volúmenes molares aparentes de Glicina en solución acuosa (cm3/mol)

m (mol/kg) 2 ºC m (mol/kg) 3 ºC m (mol/kg) 4 ºC 5 ºC 6 ºC 0,0059 38,64 0,0050 37,74 0,0050 39,02 38,95 40,04 0,0059 38,65 0,0050 37,74 0,0050 39,02 38,95 40,04 0,0118 39,89 0,0100 39,83 0,0100 40,12 40,16 40,61 0,0119 39,88 0,0100 39,83 0,0100 40,12 40,16 40,61 0,0150 40,14 0,0150 40,53 0,0150 40,48 40,56 40,79 0,0150 40,15 0,0150 40,53 0,0150 40,48 40,56 40,79 0,0200 40,38 0,0200 40,87 0,0200 40,66 40,75 40,88 0,0200 40,39 0,0200 40,87 0,0200 40,66 40,75 40,88 0,0250 40,53 0,0251 41,08 0,0250 40,76 40,86 40,93 0,0250 40,53 0,0251 41,08 0,0250 40,76 40,86 40,93 0,0300 40,62 0,0300 41,21 0,0300 40,83 40,94 40,96 0,0300 40,62 0,0300 41,21 0,0300 40,83 40,94 40,96 0,0400 40,73 0,0400 41,37 0,0400 40,91 41,02 41,00 0,0400 40,73 0,0400 41,37 0,0400 40,91 41,02 41,00 0,0600 40,82 0,0600 41,52 0,0600 40,97 41,10 41,02 0,0600 40,82 0,0600 41,52 0,0600 40,97 41,10 41,02

2. Volúmenes molares aparentes de DLα-alanina en solución acuosa (cm3/mol) m (mol/kg) 2 ºC m (mol/kg) 3 ºC m (mol/kg) 4 ºC 5 ºC m (mol/kg) 6 ºC

0,0050 58,83 0,0050 67,01 0,0050 57,87 58,32 0,0050 57,18 0,0050 58,83 0,0050 67,01 0,0050 57,87 58,32 0,0050 57,18 0,0100 58,74 0,0100 62,71 0,0100 58,32 58,61 0,0100 58,14 0,0100 58,74 0,0100 62,71 0,0100 58,32 58,61 0,0100 58,14 0,0150 58,70 0,0150 61,26 0,0150 58,47 58,70 0,0150 58,45 0,0150 58,70 0,0150 61,26 0,0150 58,47 58,70 0,0150 58,45 0,0200 58,68 0,0200 60,54 0,0200 58,53 58,74 0,0200 58,60 0,0200 58,68 0,0200 60,54 0,0200 58,53 58,74 0,0200 58,60 0,0250 58,66 0,0250 60,10 0,0250 58,57 58,76 0,0250 58,69 0,0250 58,66 0,0250 60,10 0,0250 58,57 58,76 0,0250 58,69 0,0300 58,65 0,0300 59,80 0,0300 58,59 58,78 0,0300 58,75 0,0300 58,65 0,0300 59,80 0,0300 58,59 58,78 0,0300 58,75 0,0397 58,62 0,0400 59,43 0,0400 58,61 58,78 0,0400 58,81 0,0397 58,62 0,0400 59,43 0,0400 58,61 58,78 0,0400 58,81 0,0600 58,58 0,0595 59,04 0,0600 58,61 58,77 0,0595 58,86 0,0600 58,58 0,0595 59,04 0,0600 58,61 58,77 0,0595 58,86

3. Volúmenes molares aparentes de DLα-ácido aminobutírico en solución acuosa (cm3/mol)

m (mol/kg) 2 ºC m (mol/kg) 3 ºC m (mol/kg) 4 ºC m (mol/kg) 5 ºC m (mol/kg) 6 ºC0,0050 76,09 0,0050 81,22 0,0050 73,02 0,0050 73,85 0,0050 73,760,0050 76,09 0,0050 81,22 0,0050 73,02 0,0050 73,85 0,0050 73,760,0100 74,41 0,0100 77,50 0,0100 73,55 0,0100 73,94 0,0100 73,910,0100 74,41 0,0100 77,50 0,0100 73,55 0,0100 73,94 0,0100 73,910,0150 73,86 0,0150 76,24 0,0150 73,72 0,0150 73,96 0,0149 73,950,0150 73,86 0,0150 76,24 0,0150 73,72 0,0150 73,96 0,0149 73,950,0200 73,58 0,0200 75,61 0,0200 73,80 0,0200 73,97 0,0199 73,960,0200 73,58 0,0200 75,61 0,0200 73,80 0,0200 73,97 0,0199 73,960,0249 73,40 0,0250 75,23 0,0250 73,84 0,0249 73,97 0,0250 73,970,0249 73,40 0,0250 75,23 0,0250 73,84 0,0249 73,97 0,0250 73,970,0297 73,28 0,0300 74,97 0,0299 73,87 0,0300 73,96 0,0300 73,970,0297 73,28 0,0300 74,97 0,0299 73,87 0,0300 73,96 0,0300 73,970,0399 73,12 0,0400 74,64 0,0400 73,89 0,0400 73,95 0,0400 73,960,0399 73,12 0,0400 74,64 0,0400 73,89 0,0400 73,95 0,0400 73,960,0600 72,94 0,0600 74,29 0,0600 73,89 0,0600 73,91 0,0600 73,930,0600 72,94 0,0600 74,29 0,0600 73,89 0,0600 73,91 0,0600 73,93

5. Volúmenes molares aparentes de DLα-norvalina en solución acuosa (cm3/mol)

m (mol/kg) 2 ºC m (mol/kg) 3 ºC m (mol/kg) 4 ºC m (mol/kg) 5 ºC 6 ºC

0,0050 88,30 0,0050 96,77 0,0050 89,66 0,0050 89,53 89,57 0,0050 88,30 0,0050 96,77 0,0050 89,66 0,0050 89,53 89,57 0,0100 89,03 0,0100 93,36 0,0100 89,86 0,0100 89,71 89,87 0,0100 89,03 0,0100 93,36 0,0100 89,86 0,0100 89,71 89,87 0,0150 89,26 0,0150 92,20 0,0150 89,91 0,0150 89,76 89,95 0,0150 89,26 0,0150 92,20 0,0150 89,91 0,0150 89,76 89,95 0,0200 89,37 0,0200 91,62 0,0200 89,94 0,0200 89,78 89,99 0,0200 89,37 0,0200 91,62 0,0200 89,94 0,0200 89,78 89,99 0,0250 89,44 0,0250 91,26 0,0250 89,95 0,0250 89,79 90,01 0,0250 89,44 0,0250 91,26 0,0250 89,95 0,0250 89,79 90,01 0,0300 89,47 0,0297 91,03 0,0298 89,95 0,0300 89,79 90,02 0,0300 89,47 0,0297 91,03 0,0298 89,95 0,0300 89,79 90,02 0,0400 89,51 0,0400 90,71 0,0400 89,94 0,0400 89,78 90,02 0,0400 89,51 0,0400 90,71 0,0400 89,94 0,0400 89,78 90,02 0,0600 89,52 0,0600 90,38 0,0600 89,91 0,0600 89,75 90,00 0,0600 89,52 0,0600 90,38 0,0600 89,91 0,0600 89,75 90,00

6. Volúmenes molares aparentes de DLα-norleucina en solución acuosa

(cm3/mol)

m (mol/kg) 2 ºC m (mol/kg) 3 ºC m (mol/kg) 4 ºC m (mol/kg) 5 ºC m (mol/kg) 6 ºC 0,0050 105,87 0,0049 105,50 0,0050 105,09 0,0050035 106,47 0,0050 98,470,0050 105,87 0,0049 105,50 0,0050 105,09 0,0050 106,47 0,0050 98,470,0100 105,33 0,0100 105,24 0,0099 105,14 0,0100 105,91 0,0100 101,670,0100 105,33 0,0100 105,24 0,0099 105,14 0,0100 105,91 0,0100 101,670,0150 105,14 0,0150 105,16 0,0150 105,15 0,0150 105,71 0,0150 102,750,0150 105,14 0,0150 105,16 0,0150 105,15 0,0150 105,71 0,0150 102,750,0200 105,04 0,0200 105,10 0,0200 105,14 0,0200 105,60 0,0200 103,260,0200 105,04 0,0200 105,10 0,0200 105,14 0,0200 105,60 0,0200 103,260,0250 104,97 0,0247 105,07 0,0250 105,14 0,0249 105,54 0,0249 103,580,0250 104,97 0,0247 105,07 0,0250 105,14 0,0249 105,54 0,0249 103,570,0300 104,92 0,0300 105,04 0,0300 105,13 0,0300 105,48 0,0300 103,770,0300 104,92 0,0300 105,04 0,0300 105,13 0,0300 105,48 0,0300 103,770,0400 104,85 0,0397 105,00 0,0400 105,11 0,0400 105,41 0,0398 103,980,0400 104,85 0,0397 105,00 0,0400 105,11 0,0400 105,41 0,0398 103,980,0600 104,75 0,0600 104,92 0,0600 105,06 0,0600 105,31 0,0600 104,240,0600 104,75 0,0600 104,92 0,0600 105,06 0,0600 105,31 0,0600 104,24

determinaciÓn de la temperatura de mÁxima densidad

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