Занятие 1.2.3.

Химия биогенных элементов d – блока. Лигандообменные процессы.

Строение металлоферментов, биокомплексных соединений.

Лабораторная работа №7

Химические свойства d-элементов.

Цель: Познакомиться с химическими свойствами соединений, содержащих d- элементы.

Оборудование: Капельницы с реактивами, штатив с пробирками, спиртовки, растворы солей и реагентов.

Реактивы: растворы ZnSO₄, NaOH, NH₄OH, CuSO₄, глицина, глюкозы, глицерина, бензойной кислоты (или её соли), FeSO₄, FeCl₃, K₃[Fe(CN)₆], K₄[Fe(CN)₆], KCNS (или NH₄CNS), соли салициловой кислоты, СН₃СООН, олеиновой кислоты, Na₂CO₃, KМnO₄, H₂SO₄, K₂Cr₂O₇, этиловый спирт, AgNO₃, NaCl (или НС1), Na₂S₂O₃, дифенилкарбазона (дитизона).

Сухие реактивы: эуфеллин, неокумарин, щелочь.

Опыт № 1. Получение гидроксо- и аммино-комплексов цинка

Цинк входит в состав более 40 металлоферментов, при этом он образует бионеорганические комплексы с белками и аминокислотами. Моделью такого комплекса является аммиакатный комплекс цинка.

Методика эксперимента. В пробирку налейте 1-2 мл раствора соли цинка, осторожно по каплям добавьте раствор NaOH или NH₄OH до образования осадка. Раствор с полученным осадком разделите на две части, к одной прилейте избыток NaOH, к другой избыток NH₄OH. Запишите уравнения реакции получения Zn(OН)₂ и уравнения образования гидроксо – и аммино- комплексов цинка.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Запишите наблюдения:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Cделайте выводы: Какие координационные числа у иона Zn²⁺ в полученных комплексах и биокомплексах? Какую геометрическую форму имеет Zn²⁺ в биокомплексах и ферментах?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт № 2. Получение комплексных соединений меди.

Медь является необходимым микроэлементом растительных и животных организмов. В настоящее время известно около 25 медьсодержащих ферментов. Ион меди в этих соединениях образует комплексные соединения – биокластеры с органическими веществами содержащими -NH₂, -OH, -SH группы. Модельными комплексными соединениями являются комплексы иона меди с аммиаком, амминокислотой глицином, многоатомными спиртами (этиленгликоль, глицерин), углеводами (глюкоза).

Методика эксперимента. В пробирку налейте 3-4 мл раствора CuSO_4, осторожно по каплям добавьте раствор КОН или NaOH до образования осадка. Раствор с полученным осадком разлейте на две части. К одной добавьте избыток раствора NH₄OH, к другой раствор глюкозы. Запишите уравнения реакции образование осадка Cu(ОН)₂ и растворении его при образовании комплексных соединений.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опишите наблюдаемые явления:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________

Сделайте выводы: (Какое координационное число проявляет Сu²⁺, какова геометрическая форма молекулы комплекса? Назовите полученные комплексы)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт № 3. Получение комплексных соединений железа.

В организме человека содержится 5г железа в виде внутрикомплексных соединений как Fe⁺² так и Fe⁺³ . Примером комплексных соединений железа являются K₄[Fe(CN)₆] и K₃[Fe(CN)₆], которые применяются в биохимических анализах и исследованиях. Ниже приведенные реакции являются качественными на ионы Fe⁺² и Fe⁺³ в растворах.

Методика эксперимента.

а) в пробирку поместите 2-3 капли раствора FeSO₄, добавьте каплю раствора гексацианоферата (III) калия - K₃[Fe(CN)₆]. Напишите уравнение реакции, дайте химическое название полученному веществу известному как турнбулева синь.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наблюдение: (Отметьте цвет осадка)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) в пробирку поместите 2-3 капли раствора FeС1₃, добавьте каплю раствора гексацианоферрата (II) калия – K₄[Fe(CN)₆]. Напишите уравнение реакции, дайте химическое название полученному веществу известному как берлинская лазурь.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наблюдение: (Отметьте цвет осадка)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

в) в пробирку поместите 1-2 мл раствора FeС1₃, добавьте несколько капель KCNS? Напишите уравнение реакции.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опишите наблюдения: (Какую окраску имеет полученное комплексное соединение K₃[Fe(SCN)₆)])

______________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы: (Сделайте вывод о возможности использования данных реакций для качественного обнаружения ионов Fe⁺² и Fe⁺³ в растворах и биологических жидкостях)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт № 4. Исследование окислительных свойств перманганата калия.

Соединения Mn⁺⁷ для организма являются ядами так как они являются сильными окислителями и активно взаимодействуют с органическими и неорганическими веществами. Окислительные свойства KMnO₄ широко используются в биохимическом анализе, для определения мочевой кислоты в крови, окисляемости воды и так далее. Реакция олеиновой кислоты с KMnO₄ является примером такого взаимодействия и является качественной на двойные связи.

Методика эксперимента. В пробирку поместите 2 капли олеиновой кислоты, добавьте 2 капли раствора Na₂CO₃ и 2 капли раствора KMnO₄. Встряхните пробирку несколько раз. Запишите реакцию взаимодействия с олеиновой кислотой С₁₇Н₃₃СООН.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наблюдение: (Отметьте, какие изменения происходят с первоначальной фиолетовой окраской раствора)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сделайте вывод:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт № 5 Исследование окислительных свойств бихромата калия.

Соединения Сr⁺⁶ являются для организма ядами, за счет своих окислительных свойств. Окислительные свойства его можно изучить на примере реакции с этиловым спиртом.

Методика эксперимента. В пробирку поместите 2 капли этилового спирта, добавьте каплю H₂SO₄ и 2 капли бихромата калия. Полученный оранжевый раствор нагрейте до начала изменения окраски и появления запаха уксусного альдегида (запах прелых яблок). Напишите уравнения реакции, укажите окислитель и восстановитель.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опишите наблюдения:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Cделайте выводы:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________