Хелатные комплексы меди. 
Синтез: полугидрат хлорида бис (этилендиамина) меди (II) [Cu (en) 2] Cl2*05H2O

Zn (Gly)2 — (Gly) — глицинат-анион NH2CH2COO;

Стабильность комплексов

Ag+ + NH3 ([Ag (NH3)]+ K1

[Ag (NH3)]++ NH3 ([Ag (NH3)2]+ K2

К1 и К2 — первая и вторая константа устойчивости комплекса. (=К1К2 — полная константа устойчивости. 1/K — константа нестойкости комплекса.

Хелатные комплексы меди Хелаты, хелатные соединения (от лат. Chelate — клешня), также внутрикомплексные или циклические комплексные соединения — клешневидные комплексные соединения, образуются при взаимодействии ионов металлов с полидентатными (то есть имеющими несколько донорных центров) лигандами. Хелаты содержат центральный ион (частицу) — комплексообразователь и координированные вокруг него лиганды. Внутренняя сфера хелата состоит из циклических группировок, включающих комплексообразователь.

Иногда разделяют понятия хелатного и внутрикомплексного соединения. Второе определение применяют в случае, когда атом-комплексообразователь замещает протон лиганда в соединении.

Хелаты используют в химии для разделения, концентрирования и аналитического определения различных элементов.

Поскольку при образовании хелатного комплекса меди основную роль играют факторы, определяющие устойчивость однородных комплексов, то было исследовано образование в водных растворах однороднолигандных комплексных соединений меди (II) с — еn, где еn- этилендиамин. Изучение процессов хелатирования меди (II) этилендиамином в водных растворах проводили спектрофотометрическим методом и методом потенциометрического титрования. Потенциометрическое титрование раствора этилендиамина, растворов CuS04 с еn проводили раствором НС1 в среде 0,1 М KN03. Рассчитанные методом Бьеррума ступенчатые константы диссоциации протонированных форм этилендиамина и ступенчатые константы устойчивости этилендиаминных комплексов меди (II) представлены в таблице:

H2X2+ ↔ H+ + HX+ pk1 = 7,50 HX+ ↔ H+ + X pk2 = 10,40 Cu2+ + X ↔ [CuX]2+ lgβ1 = 11,00 [CuX]2+ + X ↔ [CuX2]2+ lgβ2 = 9,60 При изучении процессов комплексообразования в системах Cu (II) — en спектрофотометрическим методом были получены электронные спектры поглощения растворов сульфата меди (II), её комплекса с этилендиамином, а также с его производным — этилендиаминтетрауксусной кислотой (Edta), в качестве сравнения спектров поглощения (рис. 1).

Рис. 1. Электронные спектры поглощения комплексных соединений меди (II)

Cu (II):еn=l:2, C (Cu2+)=0,01 M, рН=8,66;

Cu (II):еn=l:l, C (Cu2+)=0,01 M, рН=5,5;

Cu (II), C (Cu2+)=0,01 М, рН=4,07; 4-Cu (II):Edta=l:l, C (Cu2+)=0,01 M, рН=1,11; 5- Cu (II):Edta=l:l, C (Cu2+)=0,01 M, рН=5,92;

6- Cu (II):En:Edta=l:l:l, C (Cu2+)=0,01 М, рН=10,35.

В ЭСП растворов сульфата меди (II) в присутствии еn фиксируются гипсохромный и гиперхромный эффекты относительно раствора аквакомплексов металла, усиливающиеся при увеличении содержания лиганда в растворе, что подтверждает образование в растворах координационных частиц.

Экспериментальная часть Полугидрат хлорида бис (этилендиами)

меди (II) [Cu (en)2]Cl2 · 0,5 H2O

Уравнение реакции:

CuCl2 · 2H2O + H2NCH2CH2NH2 → [Cu (en)2]Cl2 · 0,5H2O

Методика синтеза.

Поместить 5 г дигидрата хлорида меди (II) в стакан емкостью 100 мл, смочить соль несколькими каплями воды и охладить содержимое стакана на бане со льдом. Затем при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке осторожно, порциями по 1 мл, добавить 5 мл 70%-го водного раствора этилендиамина. К полученному раствору прилить 50 мл изопропилового спирта и оставить на 1 час для кристаллизации осадка. Выпавший осадок отфильтровать на воронке Бюхнера, промыть 10 мл изопропилового спирта и сушить на фильтре током воздуха до тех пор, пока вещество не перестанет прилипать к стеклянной палочке. Сухой препарат перенести в тарированный бюкс и взвесить. Рассчитать выход комплекса в процентах. Проверить отношение комплекса к нагреванию. Определить температуру его разложения.

Получено кристаллическое вещество фиолетового цвета массой 5,7 г.

Выход — 73,8%

Температура разложения — 2150С.

Растворимо в воде.

Свойства, полученного хелатного комплекса:

Несколько кристаллов вещества растворили в небольшом количестве воды и провели качественные реакции с растворами гидроксида натрия, сульфида натрия, нитрата серебра.

1)

[Cu (en)2]Cl2 · 0,5H2O + 2NaOH → Cu (OH)↓ + 2NaCl + H2O + en

В присутствии гидроксида натрия комплекс распадается с выделением осадка (гидроксида меди (II)).

2)

[Cu (en)2]Cl2 · 0,5H2O + Na2S → CuS↓ + 2NaCl+ H2O + en

С сульфидом натрия в растворе сразу выпадает чёрный осадок сульфида меди (II).

3)

[Cu (en)2]Cl2 · 0,5H2O + 2 AgNO3 → Cu (NO3)2 + 2AgCl↓+ H2O + en

С нитратом серебра, комплекс распадается с образованием нитрата меди (II) и выпадением не растворимого осадка хлорида серебра.

Список литературы

Н. Л. Глинка, Общая химия. Л.: Химия, 1987, — 704 с.

В.В. Некрасов, Основы общей химии. Т.

1. М.: Химия, 1973, — 656 с.

В.В. Некрасов, Основы общей химии. Т.

2. М.: Химия, 1973, — 687 с.

Т.Н. Литвинова, Н. К. Выскубова, Л. В. Ненашева, Биогенные элементы. Комплексные соединения. М.: Феникс, 2009, — 288 с.

Б.Д. Березин, Т. Н. Ломова, Реакции диссоциации комплексных соединений. М.: Мир, 2007, — 278 с.

А.А. Гринберг, Ведение в химию комплексных соединений. М.: Химия, 1971, — 628 с.

П.А. Манорик, Разнолигандные биокоординационные соединения металлов в химии, биологии, медицине. Киев: Наукова думка, 1991, — 242 с.

А.Т. Пилипенко, М. М. Тананайко, Разнолигандные и разнометальные комплексы и их применение в аналитической химии. М: Химия, 1983, 224 с.

E.E. Ferder, Zeitschrift fur Elektrochemie // 1938. B. 44, № 7. S. 881.