potentiel Hydrogène isoélectrique d'un acide α-aminé A ( ou point isoélectrique )
Le pH isoélectrique est obtenu pour la charge totale = 0 ( charges (+) = charges (−) )

• où la fonction acide COOH de A libère un H⁺ → A⁻   (A est un acide : capable de libérer un proton)
• où la fonction amine NH₂ de A capture un H⁺ → A⁺   (A est une base : capable de capturer un proton)
• A est un ampholite (ou corps amphotère) : à la fois acide et base
• image de wikipedia

Equilibre (1) : pK1	COOH (+ H2O) ↔ COO− + H3O+ acide + base ↔ base + acide
Equilibre (2) : pK2	NH2 + H3O+ ↔ NH3+ (+ H2O) base + acide ↔ acide + base
pKe	H2O ↔ H3O+ + OH−

• conservation des A : [A]₀ = [A] + [A⁻] + [A⁺]
• conservation des charges : [A⁺] + [H₃O⁺] = [A⁻] + [OH⁻]
• 5 équations pour 5 inconnues : le problème est théoriquement soluble.

Etude en fonction du pH ( On impose le pH par un acide fort ) : si pK₁ < pK₂

• rappel de la relation pH = pK_A + log ( [base] / [acide] )
  • pH < pK_A : la forme acide prédomine : [base] < [acide]
    • pH = pK_A + log ( [base] / [acide] ) < pK_A
    • => log ( [base] / [acide] ) < 0
    • => [base] / [acide] < 1
    • => [base] < [acide]
  • pH = pK_A : [base] = [acide]
  • pH > pK_A : la forme base prédomine : [acide] < [base]
• pH < pK₁ :
  • équilibre (1) : forme acide COOH
  • équilibre (2) : forme acide NH₃⁺
• pK₁ < pH < pK₂ :
  • équilibre (1) : forme base COO⁻
  • équilibre (2) : forme acide NH₃⁺
• pH > pK₂ :
  • équilibre (1) : forme base COO⁻
  • équilibre (2) : forme base NH₂
• en résumé : polarisation des fonctions COOH et NH₂
  Le pH isoélectrique est obtenu pour la charge totale = 0

  pH		pK1		pK2
  COOH (pK1)	COOH		COO−		COO−
  NH2 (pK2)	NH3+		NH3+		NH2
  Charge	+1		0		−1
  pHi			(pK1 + pK2) / 2

• Cas d'un acide α-aminé avec 1 fonction COOH et 2 fonctions NH₂
  Le pH isoélectrique est obtenu pour la charge totale = 0

  pH		pK1		pK2		pK3
  COOH (pK1)	COOH		COO−		COO−		COO−
  NH2 (pK2)	NH3+		NH3+		NH2		NH2
  NH2 (pK3)	NH3+		NH3+		NH3+		NH2
  Charge	+2		+1		0		−1
  pHi					(pK2 + pK3) / 2

• Cas de l'acide aspartique : COOH−C(α)H−NH₂−CH₂−COOH ( 2 fonctions COOH et 1 fonction NH₂ )
  • pKa1 = 1,88 : pour la fonction COOH reliée au C(α) acide
  • pKaR = 3,65 : pour la fonction radical qui est COOH acide
  • pKa2 = 9,6 : pour la fonction NH₂ reliée au C(α) base ( → acide = NH₃⁺ )

  pH		1,88		3,65		9,6
  COOH(α) (pK1)	COOH		COO−		COO−		COO−
  COOH (pKaR)	COOH		COOH		COO−		COO−
  NH2 (pK2)	NH3+		NH3+		NH3+		NH2
  Charge	+1		0		−1		−2
  pHi			(pK1 + pKR) / 2

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