Тема 6. Комплексообразование в биологических системах.

Комплексные соединения играют большую роль при изучении биологически-активных соединений, знание которые необходимо для понимания механизмов биохимических процессов, проходящих в организме человека. Например, было установлено, что некоторые витамины в комплексах с кобальтом, медью, марганцем, никелем заметно увеличивают свою физиологическую активность. Гемоглобин, хлорофилл зеленых растений, витамин В₁₂ представляют собой комплексные соединения, знание свойств которых необходимо при изучении биологии, биохимии и клинических дисциплин.

В настоящее время комплексные соединения широко применяются в клиниках (хелатотерапия отравлений солями тяжелых металлов, таких как ртуть, свинец), в сельском хозяйстве (удобрения, средства защиты растений от различных болезней), в клинических и санитарно-гигиенических исследованиях (комплексонометрия).

Комплексонометрия – это метод объёмного анализа, в котором в качестве титрованных растворов применяют органические реагенты – комплексоны, представляющие собой аминополикарбоновые кислоты. Чаще всего применяется комплексон Ш или трилон Б (дигидрат натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты). Важной характеристикой его свойств является способность мгновенно образовывать прочные, растворимые в воде внутрикомплексные соединения почти со всеми катионами. На этом принципе основан метод определения жесткости воды, широко применяемый в санитарно-гигиенических лабораториях, на фильтровальных станциях и т.д.

Жесткость воды – один из основных показателей качества водопроводной воды. Жесткость воды делится на 3 вида: временную, постоянную и общую. Временная жесткость воды обусловлена присутствием гидрокарбонатов, которые разрушаются при кипячении.

Постоянная жесткость обусловлена присутствием растворимых солей кальция и магния, которые не образуют осадка при кипячении. Общая жесткость – это сумма временной и постоянной жесткости. Она выражается суммой миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в 1 литре воды и может колебаться в следующих пределах:

• до 4 единиц – вода мягкая;

• 4-8 единиц – вода средней жесткости;

• 8-12 единиц – вода жесткая;

• свыше 12 единиц – вода очень жесткая.

Теоретические вопросы.

1. Основные положения координационной теории Вернера. Структура комплексных соединений: центральный атом, координационное число, лиганды, их дентантность, комплексный ион, внутренняя и внешняя сферы комплексных соединений.

2. Номенклатура и классификация комплексных соединений по заряду комплексного иона и сущности лигандов.

3. Природа химической связи в комплексных соединениях.

4. Равновесие в растворах комплексных соединений, константа нестойкости и константа устойчивости комплексных соединений.

5. Механизм образования хелатных комплексов на примере образования хелатного комплекса Са²⁺ с трилоном Б.

6. Использование метода комплексонометрии для определения общей жесткости воды.

7. Хелатный эффект. Применение трилона Б и других комплексонов в качестве антидотов при отравлениях солями тяжелых металлов.