Комплексные соединения. Основы бионеорганической химии

                     З А Н Я Т И Е   N   11

ТЕМА:                            Комплексные соединения.

         Основы бионеорганической химии.

1. ЗНАЧИМОСТЬ ТЕМЫ: Комплексные соединения играют важную роль в биологии и медицине, так как большинство металлов, входя­щих в состав живых тканей организма, находятся в виде сплошных хелатных соединений, многие лекарственные препараты также имеют хелатную структуру.

Комплексные соединения лежат в основе комплексонометрии, ко­торая находит широкое применение в практике медико-биологическо­го, санитарно-гигиенического и фармацевтического анализа.

Некоторые комплексоны применяют как консерванты при хранении крови и для выведения из организма ионов токсичных металлов, ра­диоактивных изотопов и продуктов их распада. Один из комплексонов

- Na₂ЭДТА - раствор которого является основным титрантом в комп­лексонометрических определениях, применяют при заболеваниях, соп­ровождающихся избыточным отложением солей кальция в организме.

2. ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Уметь составлять формулы комплексных соеди­нений и уравнения реакций комплексообразования для понимания структуры и роли природных комплексов (хелатов) в жизнедеятель­ности живых организмов. Овладеть методикой анализа ионов металла с помощью комплексонометрии для определения их содержания в био­логических объектах.

3. ЗАДАЧИ: после изучения темы

а) студент должен знать:

- сущность координационной теории Вернера;

- классификацию и номенклатуру комплексных соединений;

- понятие о устойчивости комплексных соединений;

- природу и механизм образования связей в комплексных соеди­нениях с точки зрения метода ВС;

- строение молекул внутрикомплексных соединений.

б) студент должен уметь:

- записывать уравнения реакций комплексообразования в моле­кулярной и молекулярно-ионной формах;

- уметь классифицировать комплексные соединения;

- рассматривать механизм образования связей в комплексных соединениях;

- уметь рассчитывать константы нестойкости и константы ус­тойчивости для комплексных соединений.

в) приобрести практические навыки:

- по получению комплексных соединений с комплексным катионом и комплексным анионом;

- по изучению устойчивости комплексных соединений.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Сущность координационной теории Вернера и ее развитие школой Чугаева Л.А.

2. Комплексообразующая способность ионов s-, p-, d-, f-эле­ментов.

3. Природа и механизм образования связей в комплексах с точ­ки зрения метода ВС.

4. Способы получения комплексных соединений, их химические свойства.

5. Классификация и номенклатура комплексных соединений.

6. Устойчивость комплексных соединений. Константы неустойчи­вости комплексов. Двойные соли.

7. Строение молекул внутрикомплексных соединений.

8. Химизм реакций Трилона-Б с ионами металлов и применение комплексонометрии в медицине и санитарно-гигиенических исследова­ниях.

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА N 11

Получение КС с катионным комплексом

ОПЫТ 1. Получить осадок гидроксида меди, внеся в пробирку 2-3 мл раствора сульфата меди и такой же объем раствора гидрокси­да натрия. К осадку добавить 1-2 мл 25% раствора аммиака. Что происходит? Сравнить окраски ионов Cu²⁺ в растворе сульфата меди с окраской полученного раствора. Присутствием каких ионов обус­ловлена окраска раствора?

Написать уравнения реакций: образования гидроксида меди, взаимодействия его с аммиаком и уравнение электролитической дис­социации образовавшегося комплексного основания. Какое основание является более сильным: простое или комплексное? Ответ обосновать.

ОПЫТ 2. Получить осадок гидроксида никеля (II), внеся в про­бирку 3-4 капли раствора сульфата никеля и такой же объем раство­ра едкого натрия. Полоской фильтровальной бумаги удалить жидкую фазу.

К осадку добавить 5-6 капель 25% раствора аммиака. Что про­исходит? Сравнить окраску ионов Ni²⁺ в растворе сульфата никеля с окраской полученного раствора. Присутствием каких ионов обуслов­лена окраска раствора?

Написать уравнение реакций: образования гидроксида нике­ля(II), взаимодействия гидроксида никеля с аммиаком и уравнение электролитической диссоциации образовавшегося комплексного осно­вания (координационное число никеля принять равным 6). Какое ос­нование является более сильным: простое или комплексное? Ответ обосновать.

Получение КС с анионным комплексом

ОПЫТ 3. В пробирку к 3-4 каплям раствора нитрата висмута прибавлять по каплям раствор иодида калия до выпадения темно-бу­рого осадка иодида висмута. Растворить этот осадок в избытке раствора иодида калия.  Каков цвет полученного раствора? Может ли та окраска обусловливаться присутствием ионов К⁺, I^-, Bi³⁺? Ка­кой из этих ионов может быть комплексообразователем? С какими ли­гандами он мог образовать в данном растворе сложный ион? Ответ обосновать.

Зная, что состав полученного соединения выражается эмпири­ческой формулой KI7BiI₃, написать его координационную формулу. Написать уравнения реакций: образования иодида висмута, взаимо­действия его с избытком иодида калия. Написать уравнение электро­литической диссоциации полученного комплексного соединения.

ОПЫТ 4. В две пробирки внести по 2-3 капли раствора нитрата ртути (II). Одну пробирку оставить в качестве контрольной, в дру­гую добавить раствор иодида калия до полного растворения образую­щегося вначале оранжевого осадка иодида ртути(II). Испытать раст­воры в обеих пробирках на присутствие ионов Hg²⁺, добавив в каж­дую пробирку по 2 капли раствора едкого натра.

Из какого раствора выпадает желтый осадок оксида ртути (II)? Почему во второй пробирке при действии щелочи осадок не выпадает?

Написать уравнения проведенных реакций: образования иодида ртути(II), взаимодействия его с избытком иодида калия (координа­ционое число иона Hg²⁺ равно 4).