Аналитическая химия
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
ются лиганды внутренней сферы. Каждая ступень диссоциации внутренней сферы комплекса характеризуется своей константой химического равновесия, формулы стр. 191.
. Внутрикомплексные (хелатные) соединения.
) Биокоординационные соединения (хелаты);
) Применение хелатов в аналитической химии;
) Роль биокоординационных соединений в живых объектах.
. Интересным особым классом комплексов являются так называемые внутрикомплексные соединения (иначе хелаты), в которых комплексообразователь одновременно связан с двумя или более атомами одного и того же лиганда (полидентантные лиганды) [1]. Простейшим примером может служить гликоколят меди [(NH2CH2COO)Cu], в котором каждый аминоацетат-анион присоединен к Си2+ валентной связью через кислород и донорной через азот. Центральный атом оказывается тем самым как бы втянутым внутрь лиганда (от чего соединения такого типа и получило название внутрикомплексным). Такая функция лигандов характерна, в частности, для трилонов (см. ниже).
Как правило, типичные хелаты лучше растворимы в органических растворителях, чем в воде. Их водные растворы показывают ничтожную электропроводность. По отношению к различным внутрикомплексные соединения большей частью весьма Например, из раствора гликоколята меди последняя не сероводородом [2].
. Образование хелатов часто используется в аналитической химии, для маскировки катионов при определении микроколичеств элементов в различных биологических объектах.
Полидентантные лиганды образуют различные циклы, например:
реактивам устойчивы, осаждается кислота
Никель с диметилглеоксимом образует два цикла.
Комплекс Ti с хроматхолевой кислотой содержит 6 циклов.
Строение и устойчивость бионеорганических соединений с полидентантными лигандами зависит от величины цикла и его сопряженности [3].
Отдельно рассмотрим полидентантные лиганды в этилендиаминотетрауксусной кислоте. С такими катионами как Са + и Mg + лиганды образуют четырех членные циклы, а также они склонны к образованию двух ядерных комплексов, образованию комплексов с дополнительной связью Me - Me. Такие комплексы применяются для количественного определения Са2+, Mg2+ в воде.
Фосфоглицериновая кислота присоединяет вторую фосфатную группу от аденозинтрифосфата (АТФ), а дифосфоглицериновая кислота восстанавливается с помощью НАД-Н в фосфотриозу, участвующую в синтезе Сахаров от Сз до С7. Продуктами этой стадии являются АТФ и фруктозофосфат, превращающийся в дальнейшем в глюкозу и крахмал.
Гемоглобин - гемсодержащий белок, обратимо связывающий молекулярный кислород (рис. 13.7):
нь + о2-ньо2
Из рис. 13.8 видно, что как и Mg2+ в хлорофилле, Fe2+ связан с четырьмя атомами азота пиррольных колец порфириновой системы (протопорфирина IX) и с атомами азота имидазольного кольца остатка аминокислоты - гистидина, входящего в состав полипептидной части гемоглобина. Шестое координационное место занимает дикислород или другие малые лиганды (СО в карбоксигемоглобине НЬСО).
Молекула гемоглобина.
НЬСО образуется в сотни раз быстрее, чем НЬО2, чем и объясняется токсичное действие СО. Еще более токсичен NO. Роль белковой части
3. К числу соединений этого типа относятся такие важные для жизни вещества, как хлорофилл и гемоглобин. Со структурной точки зрения оба эти катализатора жизненных процессов сходны друг с другом.
Биокоординационные соединения выполняют важнейшие функции в растительных и животных организмах. Они в составе ферментов катализируют реакции переноса кислорода, окислительно-восстановительные и гидролитические процессы, чаще всего биокоординационные соединения представляют собой металлсодержащие макромолекулы. Связанный с белком металл может контролировать конформацию биомакромолекул. Так, Mg2+, Ca + стабилизируют двойную спираль ДНК, тогда как Си2+ благоприятствует ее раскручиванию. В этом параграфе мы ограничимся некоторыми примерами биокоординационных соединений, ответственных, в частности, за фотосинтез, перенос кислорода, окислительно-восстановительные процессы [4].
Хлорофилл. Этим термином определяют группу магнийсодержащих пигментов, ответственных за процессы фотосинтеза. Наиболее распространенным является хлорофилл а, который содержится во всех растениях, образующих кислород в процессе фотосинтеза. Кроме него известны не менее восьми разновидностей.
В процессе фотосинтеза солнечная энергия поглощается хлорофиллом. Высвобождаемый кислород первоначально принадлежал воде. Водород восстанавливает фермент никотинамидадениндинуклеотид (НАД), в результате чего образуются НАД-Н и Н+, которые принимают участие в цикле синтеза углеводов. Эта стадия называется световой.
ТЕМА 5
БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ, БУФЕРНАЯ ЕМКОСТЬ
По уравнению электролитической диссоциации воды видно, что вода типичный электролит, проявляющий амфотерные свойства: Н2О Н3О+ + ОН-. Однако, для простоты вместо иона гидроксония, в виде которого водород находится в растворе, пишут и говорят об ионе водорода (такая замена не влияет на расчет). Т. о. при диссоциации воды образуются ионы водорода, понимаемые как ионы гидроксония - носители кислотных свойств и ионы гидроксила - обуславливающие щелочные свойства воды. Как видно из уравнения диссоциации в жидкой воде концентрация ионов водорода приблизительно равна концентрации ионов гидроксила и поэтому можно написать, что в воде [Н+] = [ОН-]. Применив закон действующих масс к равнове?/p>