등전점에서 용해도가 떨어지는 이유는 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 화합물이 용매에 용해되는 과정에서 pH가 등전점의 값을 가질 때 용해도가 가장 떨어지는 이유는 무엇인지 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요.

네, 질문해주신 사항에 대해 답변을 드리자면 단백질이나 아미노산 같은 양쪽성 전해질이 등전점(pI, isoelectric point)에 있을 때 용해도가 가장 낮아지는 이유는, 원래 용액 속 단백질은 pH에 따라 양전하(–NH₃⁺)와 음전하(–COO⁻)를 띠는 잔기를 가지고 있는데, pH = 등전점에서는 양전하와 음전하가 평균적으로 같아져서, 분자의 전체 순전하가 0이 되기 때문입니다. 또한 분자가 전하를 띠면 서로 정전기적 반발력이 작용하여 입자 간 응집을 막고, 물속에 잘 분산될 수 있는데요 그러나 등전점에서는 순전하가 0이므로 반발력이 사라지고, 분자들끼리 가까이 접근해 쉽게 응집이나 침전을 형성하게 됩니다. 즉, 전기적 반발력의 분산 효과가 사라지므로 용해도가 크게 감소라는 것입니다. 또한 등전점에서 단백질은 정전기적 반발력이 줄어든 대신, 소수성 잔기끼리 뭉치려는 경향이나 수소결합, 반데르발스 힘에 의해 서로 응집하는데요 이 과정에서 물속에 개별적으로 풀려 있던 분자가 서로 뭉쳐 불용성 집합체를 형성하게 되어 용해도가 떨어집니다. 감사합니다.