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

Введение
1.Соединения меди
1.1.Общая химическая характеристика меди
1.2.Применение
1.3.Биологическая роль
2.Химия комплексных соединений
3.Хелатные комплексы меди
4.Экспериментальная часть
Список литературы

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.
16