Densities and speed of sound in aqueous ammonium sulfate solutions containing glycine or alanine

• Autor(a) principal: Martins, Mónia A.R.
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/8041
• topic: Amino acids; Electrolyte; Partial molar volumes; Adiabatic compressibilities

The main objectives of this work are the measurement of the densities and speed of sound in aqueous ammonium sulfate solutions containing glycine or alanine. The study of mixtures containing charged electric species is of great relevance for the chemical industry. In this work the new experimental information is combined with that collected from the open literature in order to contribute for an understanding of the forces that rule biologically important structures. A systematic experimental program is implemented to measure the densities and speed of sound in aqueous and in mixed aqueous solutions of ammonium sulfate, (0.1, 0.3, 0.7, 1.0, 1.3, and 2.0) mol•kg-1, containing glycine or alanine, using a digital densimeter at (278.15, 288.15, 298.15, 308.15, and 318.15) K. Density data have been used to calculate the partial molar volumes at infinite dilution which are evaluated and further used to obtain the corresponding transfer volumes for amino acids. Hydration numbers, temperature dependence, and side chain group contributions of amino acids have also been studied. The parameters obtained from the volumetric study are used to understand various mixing effects due to the interactions between amino acids and ammonium sulfate in aqueous solutions. The V(∅,tr)^0 data suggest that ion charged/hydrophilic group interactions are predominant and applying the McMillan and Mayer formalism it was concluded that they are mainly pair wise. According to Hepler (1969) all amino acids, in water and in aqueous ammonium sulfate solutions, can be considered as a structure breaking solutes. These results represent a step in building up an empirical database of different volumetric parameters of protein functional groups in ammonium sulfate and water. Os principais objectivos deste trabalho são a medição da densidade e da velocidade do som em soluções aquosas de sulfato de amónio contendo os aminoácidos glicina ou alanina. O estudo de misturas contendo espécies eléctricas carregadas é de grande relevância para a indústria química. Neste trabalho a nova informação experimental é combinada com informação recolhida na literatura de forma a contribuir para uma melhor compreensão das forças que regem estruturas biológicas importantes. Neste trabalho, foi implementado um programa experimental sistemático para medir as densidades e a velocidade do som em água e em soluções aquosas de sulfato de amónio, (0.1, 0.3, 0.7, 1.0, 1.3 e 2.0) mol•kg-1, contendo glicina ou alanina, usando um densímetro digital a (278.15, 288.15, 298.15, 308.15 e 318.15) K. Os dados da densidade foram utilizados para calcular os volumes molares parciais a diluição infinita, os quais foram avaliados e posteriormente utilizados para obter os correspondentes volumes de transferência para os aminoácidos. Os números de hidratação, a dependência com a temperatura e as contribuições de grupo da cadeia lateral dos aminoácidos foram também estudados. Os parâmetros obtidos a partir do estudo volumétrico foram utilizados para compreender vários efeitos de mistura devido às interacções entre os aminoácidos e o sulfato de amónio em soluções aquosas. Os dados de V(∅,tr)^0 sugerem que as interacções ião carregado/grupo hidrofílico são predominantes, e aplicando o formalismo de McMillan e Mayer concluiu-se que elas são maioritariamente do tipo dupleto. De acordo com Hepler (1969) ambos os aminoácidos, em água e em soluções aquosas de sulfato de amónio, podem ser considerados como solutos que provocam a rutura da solução. Estes resultados representam um passo na construção de uma base de dados empírica de parâmetros volumétricos de diferentes grupos funcionais das proteínas, em sulfato de amónio e água. Hlavním cílem této práce je měření hustot a rychlostí zvuku ve vodných roztocích síranu amonného obsahující glycin nebo alanin. Studium směsí obsahujících nabité elektrické částice je velmi významné pro chemický průmysl. V této práci jsou obsaženy nové informace podložené experimentem a údaji z odborné literatury, které mohou přispět k pochopení sil, které působí na biologicky důležité struktury. Systematický experimentální program je založen na měření hustoty a rychlosti zvuku vodných a smíšených vodných roztoků síranu amonného (0.1, 0.3, 0.7, 1.0, 1.3, a 2.0) mol•kg-1 obsahujících glycin a alanin pomocí vibrační trubice digitálního hustoměru a zvukové cely při teplotách (278.15, 288.15, 298.15, 308.15 a 318.15) K. Údaje o hustotě byly použity pro výpočet parciálních molárních objemů při nekonečném zředění, které dále slouží k získání odpovídajících přenosových objemů aminokyselin. Dále byla zkoumána hydratační čísla, teplotní závislost a skupinové příspěvky vedlejších řetězců aminokyselin. Tyto parametry získané na základě studia objemových vlastností jsou použity k pochopení různých směšovacích efektů, které jsou způsobeny interakcemi mezi aminokyselinami a síranem amonným ve vodném prostředí. Tyto údaje o V(∅,tr)^0 naznačují, že interakce nabitý ion/hydrofilní skupina mají převládající vliv, a na základě použití formalismu McMiliana a Mayera lze odvodit, že jsou převážně párové. Podle Heplera (1969) mohou být všechny aminokyseliny ve vodě a vodných roztocích síranu považovány za látky rozrušující strukturu. Tyto výsledky představují krok při budování empirické databáze různých objemových parametrů proteinových skupin v síranu amonném a vodě.