Қан құрамындағы ақуыздың мыс ионымен комплекс түзуін зерттеу
КІРІСПЕ
1.КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ...
1.1. Комплексті қосылыстардың зерттелу жайы..
1.2. Полидентаантты лиганттардың ауыспалы d металдарымен комплекс түзілуі...
1.3.Ақуыздың құрылысы мен қасиетті
1.4. Қанның құрамы.
2 ЕРІТІНДІДЕГІ КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫ ЗЕРТТЕУДІҢ ӘДІСТЕРІ
2.1 Изомолярлы сериялар әдісі..
2.2 Молярлы қатынастар әдісі.
2.3. Шектеулі логорифмдік әдіс..
2.4. Қосалқы әдістерге сипаттама..
2.5. Сu (ІІ) мен гидролизденген қанның комплекс түзіліуінің рН метрлік титрлеу әдісі арқылы зерттеу..
3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
3.1. Зерттеудің әдістері мен апаратурасы.
3.2 Мыс (ІІ) ионы және гидролизденген қаны бар жүйені спектрофотометриялық әдіспен зерттеу..
ҚОРЫТЫНДЫ...
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ..
ҚОСЫМША
1.КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ...
1.1. Комплексті қосылыстардың зерттелу жайы..
1.2. Полидентаантты лиганттардың ауыспалы d металдарымен комплекс түзілуі...
1.3.Ақуыздың құрылысы мен қасиетті
1.4. Қанның құрамы.
2 ЕРІТІНДІДЕГІ КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫ ЗЕРТТЕУДІҢ ӘДІСТЕРІ
2.1 Изомолярлы сериялар әдісі..
2.2 Молярлы қатынастар әдісі.
2.3. Шектеулі логорифмдік әдіс..
2.4. Қосалқы әдістерге сипаттама..
2.5. Сu (ІІ) мен гидролизденген қанның комплекс түзіліуінің рН метрлік титрлеу әдісі арқылы зерттеу..
3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
3.1. Зерттеудің әдістері мен апаратурасы.
3.2 Мыс (ІІ) ионы және гидролизденген қаны бар жүйені спектрофотометриялық әдіспен зерттеу..
ҚОРЫТЫНДЫ...
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ..
ҚОСЫМША
Қазіргі кезде химия саласында комплексті қосылыстар химиясы, оларды синтездеу мәселесі және практикалық маңызы жайлы қарастыру өмір талабынан туып отыр. Комплексті қосылыстар халық шаруашылығының алуан түрлі тармағында қолданылады.
Химия ғылымы бойынша түрлі ашылулар, мәселелер, бағыттар арнайы зерттеу нысандарының негізі болып келді. Қазіргі-таңда сондай бір маңызды, тың мәселеге негіз болып отырған комплексті қосылыстар да жан-жақты зеттеуді қажет етеді. Ал оның дамуы біздің білімімізді жетілдірудің басты кепілі болып табылады. Агзадағы тасымалдау қүбылысын сөз еткенде комплексті қосылыстардың өмірлік қажеттілігі арта түседі. Осы және басқа көптеген биологиялық процестердің табиғатын тануда туындайтын, осындай жүйеде орнайтын, күрделі тепе-теңдіктерді анықтау қажет. Металдардың комплекс түзу, соның ішінде адам ағзасында қанмен комплекс түзеді.Ірі өндіріс орталықтарын Өскемен қаласы үшін зерттеу маңызды болғандықтан, зерттеліп отырған тақырыптың өзектілігі туындайды.
Зерттеу жұмысының мақсаты: комплексті қосылыстар төңірегіндегі түрлі зерттеу нәтижелері туғызған теориялық негізді бір жүйеге келтіре отырып, қан құрамындағы ақуыздың мыс ионымен комплекс түзуін зерттеу.
Зерттеу жұмысының кезеңдері: Осы қойылған мақсатқа сәйкес төмендегідей кезеңдер анықталды:
1. Нормативті-техникалық құжаттармен танысу, теориялық әдебиеттерге шолу жасау.
2. Ерітіндідегі қосылыстың оптикалық қасиетін анықтау;
3. Полидентантты лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуімен танысу;
4. Ақуыздың құрылысы мен қасиетін оқып білу;
5. Қанның химиялық құрамын анықтау;
6. Қандағы ақуызбен Сu2+ ионының комплексті қосылыс түзілуін
зерттеу;
Химия ғылымы бойынша түрлі ашылулар, мәселелер, бағыттар арнайы зерттеу нысандарының негізі болып келді. Қазіргі-таңда сондай бір маңызды, тың мәселеге негіз болып отырған комплексті қосылыстар да жан-жақты зеттеуді қажет етеді. Ал оның дамуы біздің білімімізді жетілдірудің басты кепілі болып табылады. Агзадағы тасымалдау қүбылысын сөз еткенде комплексті қосылыстардың өмірлік қажеттілігі арта түседі. Осы және басқа көптеген биологиялық процестердің табиғатын тануда туындайтын, осындай жүйеде орнайтын, күрделі тепе-теңдіктерді анықтау қажет. Металдардың комплекс түзу, соның ішінде адам ағзасында қанмен комплекс түзеді.Ірі өндіріс орталықтарын Өскемен қаласы үшін зерттеу маңызды болғандықтан, зерттеліп отырған тақырыптың өзектілігі туындайды.
Зерттеу жұмысының мақсаты: комплексті қосылыстар төңірегіндегі түрлі зерттеу нәтижелері туғызған теориялық негізді бір жүйеге келтіре отырып, қан құрамындағы ақуыздың мыс ионымен комплекс түзуін зерттеу.
Зерттеу жұмысының кезеңдері: Осы қойылған мақсатқа сәйкес төмендегідей кезеңдер анықталды:
1. Нормативті-техникалық құжаттармен танысу, теориялық әдебиеттерге шолу жасау.
2. Ерітіндідегі қосылыстың оптикалық қасиетін анықтау;
3. Полидентантты лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуімен танысу;
4. Ақуыздың құрылысы мен қасиетін оқып білу;
5. Қанның химиялық құрамын анықтау;
6. Қандағы ақуызбен Сu2+ ионының комплексті қосылыс түзілуін
зерттеу;
1. Лебедева Л.И. Комплексообразование в аналитической химии / Л.И.Лебедева.-Ленинград:.1985.-338с.
2. Старосельский П.И. А.Вернер и развитие координационной химии /
П.И.Старосельский.-М:. 1974.-31 Ос.
3. Гринберг А.А. Введение в химию комплексных соединений / А.А.Гринберг.-
Л:.1966.-279с.
4. Умланд Ф. Комплексные соединения в аналитической химии / Ф.Умланд-
М: .1975.-203с.
5. Пилипенко А.Т. Разнолигандные комплексы и их применение в
аналитической химии / А.Т.Пилипенко.-М:. 1983.-401с.
6. Сейітов 3. Биологиялық химия / З.Сейітов.-Алматы: Қайнар, 1992-3826.
7. Полинский А.С. Особенности связывания ионов металла ролимерными
лигандами / А.С.Полинский // Высокомолекулярные соединения.-1983.-№1.- 72с.
8. Шлефер Г.Л.Комплексообразование в растворах / Г.Л.Шлефер.-Л:. 1966.-
ПЗс.
9. Яцимирский К.Б. Биологические аспекты координационной теории /
К.Б.Яцимирский.-Киев:. 1979.-193с
10. Кукушкин Ю.Н. Лиганды координационных соединений / Ю.Н.Кукушкин.- • Л:. 1981.-210с
П.Берсукер И.Б. Строение и своиства комплексных соединении / И.Б.Берсукер.-Л: Химия, 1971 .-272с
12. Чугаев Л.А. Химия комплексных соединении / Л.А.Чугаев.-Л: Наука, 1979.- 187с
13. Жоробекова Ш.Ж. Координационные соединения металлов с биолигандами / Ш.Ж.Жоробекова.-Фрунзе, 1987.-112с
14. Хусси А.Л. Комплексообразование цинка (II), марганца (II) с L-треонином // А..Л.Хусси.-Журнал неорганической химии.-1992.-№2.-341с
15. Тусупбекова А.С. Комплекстүзілу процесін спектрофотометрлік әдістермен зерттеу / А.С.Тусупбекова.-Алматы, 2003.-276
16. Манорик П.А. Разнолигандные биокоординационные соединения металлов в химии, биологии, медицине / П.А.Манорик-Киев:. 1991.-109с
17. Тастанбеков Д.Т.Электрохимическое комплексообразование Сu(II) с некоторями соединениями / Д.Т.Тастанбеков.-Алматы, 1991.-270с
18. Вдовенко В.М. Спектроскопические методы в химии комплексных соединении / В.М.Вдовенко.-М:. 1964.-268с
19. Кумок В.Н. Закономерности в устойчивости координационных соединений в растворах / В.Н.Кумок.-Томск, 1977.-229с
20. Новаковский М.С. Лабораторные работы по химии комплексных соединений / М.С.Новаковский.-Харков, 1964.-203с
21. Бабко А.К. Физико-химический анализ комплексных соединений в растворах / А.К.Бабко.-Киев, 1955.-328с
22. Булатов М.И.Практическое руководство по спектрофотометрическим методам анализа / М.И.Булатов.-Л: Химия, 1986.-432с
23. Бончев Г.Л. Комплексообразование и каталитическая активность / Г.Л.Бончев.-М:Мир, 1975.-153с
24. Накамото К.М. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений / К.М.Накамото.-М:. 1966.-442с
25. Бектуров Е.А. Катионные полимеры / Е.А.Бектуров.-Алматы, 1986.-157с
26. Сейітқалиев Қ. Органикалық химия / Қ.Сейітқалиев.-Алматы: Қайнар, 1993.-2166
27. Бек М. Химия равновесий реакций комплексообразования / М.Бек.-М:.Мир, 1973.-359с
28. Бектуров Е.А. Полимерные комплексы и катализаторы / Е.А.Бектуров.- Алматы, 1982.-191 с
29. Инцеди Я. Применение комплексов в аналитической химии / Я.Инцеди.-М:. 1979.-376с
30. Оспанов Х.К. Влияние структуры унитиалатных комплексов некоторых 2х валентных металлов на их биологическую активность / Х.К.Оспанов.- Ташкент, 1990.-111 с
31. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединении / Ю.Н. Кукушкин.- М:.1985.-314с.
32. Золотов Ю.А. Экстракция внутрикомплексных соединении / Ю.А. Зологтов.-М:.1968.-173с.
33. Бернштейн М.Я. Спектрофотометрический анализ в органической химии /
М.Я. Бернштейн.-Л:. 1975.-252с.
34. Скорик Н.А. Химия координационных соединении / Н.А. Скорик.-М:.1975.- 201с
2. Старосельский П.И. А.Вернер и развитие координационной химии /
П.И.Старосельский.-М:. 1974.-31 Ос.
3. Гринберг А.А. Введение в химию комплексных соединений / А.А.Гринберг.-
Л:.1966.-279с.
4. Умланд Ф. Комплексные соединения в аналитической химии / Ф.Умланд-
М: .1975.-203с.
5. Пилипенко А.Т. Разнолигандные комплексы и их применение в
аналитической химии / А.Т.Пилипенко.-М:. 1983.-401с.
6. Сейітов 3. Биологиялық химия / З.Сейітов.-Алматы: Қайнар, 1992-3826.
7. Полинский А.С. Особенности связывания ионов металла ролимерными
лигандами / А.С.Полинский // Высокомолекулярные соединения.-1983.-№1.- 72с.
8. Шлефер Г.Л.Комплексообразование в растворах / Г.Л.Шлефер.-Л:. 1966.-
ПЗс.
9. Яцимирский К.Б. Биологические аспекты координационной теории /
К.Б.Яцимирский.-Киев:. 1979.-193с
10. Кукушкин Ю.Н. Лиганды координационных соединений / Ю.Н.Кукушкин.- • Л:. 1981.-210с
П.Берсукер И.Б. Строение и своиства комплексных соединении / И.Б.Берсукер.-Л: Химия, 1971 .-272с
12. Чугаев Л.А. Химия комплексных соединении / Л.А.Чугаев.-Л: Наука, 1979.- 187с
13. Жоробекова Ш.Ж. Координационные соединения металлов с биолигандами / Ш.Ж.Жоробекова.-Фрунзе, 1987.-112с
14. Хусси А.Л. Комплексообразование цинка (II), марганца (II) с L-треонином // А..Л.Хусси.-Журнал неорганической химии.-1992.-№2.-341с
15. Тусупбекова А.С. Комплекстүзілу процесін спектрофотометрлік әдістермен зерттеу / А.С.Тусупбекова.-Алматы, 2003.-276
16. Манорик П.А. Разнолигандные биокоординационные соединения металлов в химии, биологии, медицине / П.А.Манорик-Киев:. 1991.-109с
17. Тастанбеков Д.Т.Электрохимическое комплексообразование Сu(II) с некоторями соединениями / Д.Т.Тастанбеков.-Алматы, 1991.-270с
18. Вдовенко В.М. Спектроскопические методы в химии комплексных соединении / В.М.Вдовенко.-М:. 1964.-268с
19. Кумок В.Н. Закономерности в устойчивости координационных соединений в растворах / В.Н.Кумок.-Томск, 1977.-229с
20. Новаковский М.С. Лабораторные работы по химии комплексных соединений / М.С.Новаковский.-Харков, 1964.-203с
21. Бабко А.К. Физико-химический анализ комплексных соединений в растворах / А.К.Бабко.-Киев, 1955.-328с
22. Булатов М.И.Практическое руководство по спектрофотометрическим методам анализа / М.И.Булатов.-Л: Химия, 1986.-432с
23. Бончев Г.Л. Комплексообразование и каталитическая активность / Г.Л.Бончев.-М:Мир, 1975.-153с
24. Накамото К.М. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений / К.М.Накамото.-М:. 1966.-442с
25. Бектуров Е.А. Катионные полимеры / Е.А.Бектуров.-Алматы, 1986.-157с
26. Сейітқалиев Қ. Органикалық химия / Қ.Сейітқалиев.-Алматы: Қайнар, 1993.-2166
27. Бек М. Химия равновесий реакций комплексообразования / М.Бек.-М:.Мир, 1973.-359с
28. Бектуров Е.А. Полимерные комплексы и катализаторы / Е.А.Бектуров.- Алматы, 1982.-191 с
29. Инцеди Я. Применение комплексов в аналитической химии / Я.Инцеди.-М:. 1979.-376с
30. Оспанов Х.К. Влияние структуры унитиалатных комплексов некоторых 2х валентных металлов на их биологическую активность / Х.К.Оспанов.- Ташкент, 1990.-111 с
31. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединении / Ю.Н. Кукушкин.- М:.1985.-314с.
32. Золотов Ю.А. Экстракция внутрикомплексных соединении / Ю.А. Зологтов.-М:.1968.-173с.
33. Бернштейн М.Я. Спектрофотометрический анализ в органической химии /
М.Я. Бернштейн.-Л:. 1975.-252с.
34. Скорик Н.А. Химия координационных соединении / Н.А. Скорик.-М:.1975.- 201с
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 4
1.КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ... 4
1.1. Комплексті қосылыстардың зерттелу
жайы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .. 8
1.2. Полидентаантты лиганттардың ауыспалы d металдарымен комплекс 12
түзілуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .1 4
... ... ... ... ... ... ... ...
1.3.Ақуыздың құрылысы мен
қасиетті ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .. 15
1.4. Қанның 16
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .1 6
... ... ... ... ... ... .. 17
2 ЕРІТІНДІДЕГІ КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫ ЗЕРТТЕУДІҢ ӘДІСТЕРІ
2.1 Изомолярлы сериялар 18
әдісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... 21
2.2 Молярлы қатынастар
әдісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .21
... ... 23
2.3. Шектеулі логорифмдік 25
әдіс ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .2 7
...
2.4. Қосалқы әдістерге
сипаттама ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ...
2.5. Сu (ІІ) мен гидролизденген қанның комплекс түзіліуінің рН
метрлік титрлеу әдісі арқылы
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
3.1. Зерттеудің әдістері мен
апаратурасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2 Мыс (ІІ) ионы және гидролизденген қаны бар жүйені
спектрофотометриялық әдіспен
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... .. ..
ӘДЕБИЕТТЕР
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ..
ҚОСЫМША ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .
Ғылыми жұмыстың негізгі қағидаларының сипаты
Зерттеу жұмысының өзектілігі: Қазіргі кезде химия саласында комплексті
қосылыстар химиясы, оларды синтездеу мәселесі және практикалық маңызы жайлы
қарастыру өмір талабынан туып отыр. Комплексті қосылыстар халық
шаруашылығының алуан түрлі тармағында қолданылады.
Химия ғылымы бойынша түрлі ашылулар, мәселелер, бағыттар арнайы
зерттеу нысандарының негізі болып келді. Қазіргі-таңда сондай бір маңызды,
тың мәселеге негіз болып отырған комплексті қосылыстар да жан-жақты
зеттеуді қажет етеді. Ал оның дамуы біздің білімімізді жетілдірудің басты
кепілі болып табылады. Агзадағы тасымалдау қүбылысын сөз еткенде комплексті
қосылыстардың өмірлік қажеттілігі арта түседі. Осы және басқа көптеген
биологиялық процестердің табиғатын тануда туындайтын, осындай жүйеде
орнайтын, күрделі тепе-теңдіктерді анықтау қажет. Металдардың комплекс
түзу, соның ішінде адам ағзасында қанмен комплекс түзеді.Ірі өндіріс
орталықтарын Өскемен қаласы үшін зерттеу маңызды болғандықтан, зерттеліп
отырған тақырыптың өзектілігі туындайды.
Зерттеу жұмысының мақсаты: комплексті қосылыстар төңірегіндегі түрлі
зерттеу нәтижелері туғызған теориялық негізді бір жүйеге келтіре отырып,
қан құрамындағы ақуыздың мыс ионымен комплекс түзуін зерттеу.
Зерттеу жұмысының кезеңдері: Осы қойылған мақсатқа сәйкес төмендегідей
кезеңдер анықталды:
1. Нормативті-техникалық құжаттармен танысу, теориялық әдебиеттерге шолу
жасау.
2. Ерітіндідегі қосылыстың оптикалық қасиетін анықтау;
3. Полидентантты лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуімен
танысу;
4. Ақуыздың құрылысы мен қасиетін оқып білу;
5. Қанның химиялық құрамын анықтау;
6. Қандағы ақуызбен Сu2+ ионының комплексті қосылыс түзілуін
зерттеу;
Зерттеу жұмысының ғылымға енгізетін жаңалығы. комплексті қосылыстар
табиғатын тануда түрлі арнайы зерттеу жұмыстары жүргізілген. Біз осы
зерттеу жүмыстарының нәтижелері туғызып түрлі теориялық негізді басшылыққа
ала отырып, мыс ионының гидролизденген қанмен комплексті қосылыс түзуінің
әдебиеттерде қарастырылмағанын анықтадық. Осы анықтаулар нәтижелері
жұмыстың жаңашылдығын көрсетеді.
Ғылыми жобаның нәтижелері мен қорытындылары. гидролизденген қан
молекуласындағы ақуыз Си2+ ионымен комплексті қосылыс түзеді. Жұмысты жазу
барысында теориялық-әдеби шолу жасау және эксперименттік -
спектрофотометрлік, гидролиздеу әдістері басшылыққа алынды. Эксперимент
нәтижелері талданып, қорытынды жасалынды.
Зерттеу жұмысының болашағы. Ғылыми жоба нәтижесі бұл жұмысты химия
пәнінен комплексті қосылыстарды өткен кезде, мыстың комплекстң
қосылыстарының адам өміріне, қоршаған ортаға әсерін, жалпы экологиялық
мәселелерді шешуге пайдалануға болады.
КІРІСПЕ
Қазіргі кезде химия саласында комплексті қосылыстар химиясы, оларды
синтездеу мәселесі және практикалық маңызы жайлы қарастыру өмір талабынан
туып отыр. Комплексті қосылыстар халық шаруашылығының алуан түрлі
тармагында қолданылады.
Комплексті қосылыстар XIX гасырдан бері белгілі. Осы облыста көптеген
зерттеушілер жұмыс атқарды. Олардан А.Вернерді, П.Пфейфферді, Ф.Файгльді,
А.Б.Бабконы, Я.А.Фиалковты, Б.В.Некрасовты жэне тағы басқаларды атауға
болады. Ал қазақстандық галымдар Е.Х.Абланова, Х.К.Оспанов, Шалдыбаева,
Е.А.Мамбетказиевтар осы салада елеулі еңбек атқарды.
Химия ғылымы бойынша түрлі ашылулар, мәселелер, бағыттар арнайы
зерттеу нысандарының негізі болып келді. Қазіргі-таңда сондай бір маңызды,
тың мәселеге негіз болып отырған комплексті қосылыстар да жан-жақты
зерттеуді қажет етеді. Ал оның дамуы біздің білімімізді жетілдірудің басты
кепілі болып табылады. Ағзадағы тасымалдау құбылысын сөз еткенде комплексті
қосылыстардың өмірлік қажеттілігі арта түседі. Осы және басқа көптеген
биологиялық процестердің табиғатын тануда туындайтын, осындай жүйеде
орнайтын, күрделі тепе-теңдіктерді анықтау қажет. Осы қажеттілікті өтеуден
тақырыптың өзектілігі туындайды.
Осыған орай, ғылыми жобаның мақсаты комплексті қосылыстар
төңірегіндегі түрлі зерттеу нәтижелері туғызған теориялық негізді бір
жүйеге келтіре отырып, қан құрамындағы ақуыздың мыс ионымен комплекс түзуін
зерттеу.
Осы қойылған мақсатқа сәйкес төмендегідей міндеттер анықталды:
1. Нормативті-техникалық құжаттармен танысу, теориялық әдебиеттерді шолу.
2. ерітіндідегі қосылыстың оптикалық қасиетін анықтау; 3. полидентантты
лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуіне тоқталу; 4.ақуыздың
құрылысы мен қасиетіне тоқталу; 5. қанның химиялық құрамына шолу; 6.
қандағы ақуызбен Сu2+ ионының комплексті қосылыс түзілуін зерттеу;
Зерттеу нысаны Си2+ ионының гидролизденген қандағы ақуыз молекуласымен
комплексті қосылыс түзу процесі.
Зерттеу жұмысының ғылымға енгізетін жаңалығы. комплексті қосылыстар
табиғатын тануда түрлі арнайы зерттеу жұмыстары жүргізілген. Біз осы
зерттеу жүмыстарының нәтижелері туғызып түрлі теориялық негізді басшылыққа
ала отырып, мыс ионының гидролизденген қанмен комплексті қосылыс түзуінің
әдебиеттерде қарастырылмағанын анықталып, нәтижелері жұмыстың жаңашылдығын
көрсететі.
Ғылыми жобаның нәтижелері мен қорытындылары. гидролизденген қан
молекуласындағы ақуыз Си2+ ионымен комплексті қосылыс түзеді. Жұмысты жазу
барысында теориялық-әдеби шолу жасау және эксперименттік -
спектрофотометрлік, гидролиздеу әдістері басшылыққа алынды. Эксперимент
нәтижелері талданып, қорытынды жасалынды.
1. КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1. Комплексті қосылыстардың зерттелу жайы
Сулы ерітіндіде берік, ыдырамайтын немесе өзінің құрам бөліктеріне өте
аз мөлшерде ыдырайтын жоғарғы реттегі қосылыстарды Вернер комплексты
қосылыстар деп атайды. Сонымен Вернер бойынша комплексты косылыстар жоғарғы
реттегі қосылыстардың жеке жағдайы.
Осы облыста зерттеген көптеген ғалымдар (Л.А.Чугаев, П.Пфейффер т.б.)
жоғарғы реттегі қосылыстар мен комплексты қосылыстар мен комплексты
қосылыстар ұғымы арасынан айырмашылық таппай, оларды тең мағыналы деп
санайды. Кей кезде ескі ұғым-молекулалық косылысты да қолданады.
Чугаев, Пфейффер және басқа ғалымдар комплексты қосылыстарды немесе
жоғарғы ретті қосылыстарды бірінші қатардағы қосылыстардың молекулаларының
өнімдерінің қосылысы дейді. Бірақ бұл анықтама тиімді болып табылмайды. Бір
жағынан, осы анықтама тұрғысынан, мысалы Н2S04 (SОз пен Н20 қосылысының
өнімі), АuU3 (АuU мен U 2 қосылысының өнімі) және т.б. түсінуі мүмкін. Ал
басқа жағынан, жеке өнімдердің қосылысы түрінде қаралмайтын комплексты
қосылыстардың класы да бар.
Соған байланысты көптеген әдебиеттерде комплексты қосылысқа әртүрлі
анықтама береді.
Ф.Файгль осы ішкі комплексты түздармен көп жұмыс жасап, комплексты
қосылыстардың құрылысын элементтердің валенттілік санымен түсіндіруге
болмайды дейді [1,96].
Б.Ф.Некрасов комплексті қосылыстарды кұрам бөліктерінің бірігуімен,
бірақ жаңа электрон жұбының пайда болуымен байланысы жоқ қосылыс екенін
анықтаған. Комплексты қосылыстар ұғымын сулы емес ерітіндідегі заттың
жағдайы мен кристалдың жағдайы жөніндегі талдауды Я.А.Фиалков жүргізген.
О.Е.Звягинцев комплексты қосылыстарға анықтама бергенде ондағы орталық
ионға мән беру керек дейді. Ф.Гейн өз еңбектерінде комплексты қосылыстарды
Верлег анықтағандай анықтайды. Яғни, ол да комплексты қосылыстарды жоғарғы
ретті қосылыстардың жеке жағдайы деп санайды. Джон Бэйлар өз кітабында
нақты анықтама бермейді. Ол комплексты қосылыстар табиғаты мен тұрақтылығы
жағынан қатты ерекшеленетіндігімен ғана шектелген.
Кальвин мен Мартелл комплексты немесе координациялық қосылыстар металл
ионының донор электронымен қосылысының өнімі дейді. Бұл комплексты
қосылыстың емес, комплексты ионның анықтамасы.
Басоло мен Пирсон, координациялық немесе комплексті қосылыстар бірнеше
ион немесе молекула санымен қоршалған орталық атомы немесе ионы бар
қосылыстар дейді. Бұлардың анықтамасы Звягинцевтың аныктамасына жакын
болады. Матья: неорганикалық комплекс терминінің мағынасын анықтау үшін
карастырылатын қосылыстардың элементтерін күрайтын касиеттер тәжірибе
жүзінде көрінбеген жағдайда ғана оларды комплексті қосылыстар деп жазған.
Б.Ф.Ормонт комплексті ионның құрамына кіретін ерітіндідегі ион
концентрациясынан аз мөлшері болған қосылысты ғана комплексті қосылыс
деген. А.К.Бабко комплекс иондарының сатылы диссоциациясын зерттеп,
ерітіндіде біртұтас кездесіп, комплекс түзетін компонентерінің қасиетімен
атаған. Л.Г. Силлен де осындай анықтама береді.
Д.И. Менделеевтың көзқарасы әлі күнге дейін өз мағынасын жоғалтқан жоқ.
Ол: бір қосылыс оның термодинамикалық жағдайына байланысты қарапайым
қосылыс немесе комплексті қосылыс болуы мүмкін деген. Мысалы, хлорлы натрий
бу күйінде NаСІ - дың жеке молекулаларынан тұрады; осы жағдайда ол
карапайым бинарлы қосылыс. Егер осы тұзды кристалдық жағдайынан алып,
рентгендік талдау жасасақ, біз әрбір натрий ионың симметриялы алты хлор
ионы, ал әрбір хлор ионын - алты натрий ионы қоршаған жоғарғы молекулалы
қосылыс (NaС1)n аламыз. Бу күйінде су қарапайым Н20 формуласына, ал сұйық
күйінде (Н20)n формуласына сай келеді.
Осы айтылғанның барлығынан барып, комплексты косылысқа дәл, нақты
анықтама беру мүмкін емес екеніне көзіміз жетті.
Комплексті қосылыстар дегеніміз - ерітіндіде және кристалл күйінде
кездесетін оң және теріс зарядталған күрделі иондары бар анықталған
молекулалы косылыстар.
Комплексты қосылыстар ең алғаш әйгілі швед химигі Берцелиустың
еңбектері сақталған скандинавия елдерінде зерттелген. Бломстрандтың,
Киевтың, Иергенсеннің зерттеулері ерекше роль алады.
XIX ғасырдың аяғында комплексті қосылыстарды зерттеу орталығы Вернер
(Цюрих) зертханасына көшіп келеді. Ұлы Қазан төңкерісінен кейін зерттеулер
Совет Одағында жүргізілді. Бүл бағыттағы зерттеу жүмыстарын Л.И. Менделеев
бақылап отырды. Д.И. Менделеевтың Химия негіздері еңбегінде комплекті
қосылыстардың түзілуі, құрылысы, қасиеттері жөнінде кұнды мәліметтер бар.
Маңызды комплексты - химиялық жұмыстар XIX ғасырдың соңында
И.С.Курлаковтың еңбектерінде кездеседі. Комплексті қосылыстарды зерттеу
орталығын ашуда совет химигі, профессор Л.А.Чугаевтың еңбегі зор. 1970
жылдары комплексті қосылыстарды зерттеу қарқынды жүрген.
Скандинавия елдерінде (әсіресе Дания мен Швецияда) комплексті
ерітіндіде сатылы тепе-теңдікті теория және тәжірибелі зерттеу ерекше орын
алады. (Я.Бьеррум, И.Леден, С.Франеус, Л.Г.Силлен). Сонымен қатар, Я.
Бьеррум, К.Бальхаузен, Х.К.Иергенсен зертханаларында комплексті
қосылыстардың спектрохимиясын зерттеу жөнінде көптеген жұмыстар жасалды.
Цюрихте Г.Шварценбах және оның шәкірттері металл иондарын
аминполиқышқылдарымен қосылысын зерттеген жэне оларды комплексон деп
атаған. Осы комплексондар жайлы жүмыстар Чехословакияда жэне АҚШ жасалған.
Англияда комплексті қосылыстар химиясымен Чатт және оның шәкірттері
айналысқан. Комплекстүзілудің кинетикасы мен механизмінің жүйелі
зерттеулері Англияда Ингольд мектебінде, ал АҚШ-нда Басол мен Пирсон
мектептерінде жүргізілген. Басоло белгілі американ комплексисі Бэйлардың
шәкірті, ол осы салада көп зерттеулер жасады.
Комплексты қосылыстардың жаңа типтерінің синтезінің қызықты
зерттеулері, мен олардың оптикалық әрекетттерінің қасиеттерін окыту
Австралияда (Дуайер мектебінде) жүргізіледі. Комплексті қосылыстардың
оптикалық қасиеттері Францияда (Матье), Италияда (Калиоти) жоғары дәрежеде
карастырылған.
Комплексті қосылыстардың қазіргі ғылымда алатын орны мен маңызына
қысқаша тоқталсақ;
1. Ең алдымен, комплексті қосылыстар өте көп кездеседі. Олардың әрқайсысы
кристаллогидрат түзеді, жағдайға байланысты кристаллогидраттар әртүрлі
құрамды болады.
2. Н20 формуласына су тек бу күйінде сәйкес келдеі, ал сұйық қатты
күйлерінде ассациаланып, молекулааралық әрекеттесуді көрсетеді. Сол сияқты,
бірінші ретті қосылыстар, мысалы, NаСІ, NН3, СН3СООН - тар да жатады.
Сонымен, карапайым бинарлы қосылыстар валенттілік іліміне сай келгенімен,
ары қарай зерттегенде қанықпаушылық қасиет көрсететіні анықталады.
3. Комплексті қосылыстар облысында химиялық қосылысының күрылысының
кеңістіктік түрінің дамуы ерекше орын алады. Химиялык косылыстың мағыналы
арифметикалық, геометриялық сипатта ғана болып қоймаса, біздің көзқарасымыз
шектеулі болмайды. Барлық денелер үшөлшемді, үсақ бөлшектер, осы денелерді
қүрайтын, яғни, молекулалар, атомдар, иондар да үш өлшемде сипатталуы
керек.
4. Координациялық теорияның негізін қалайтын, комплексті қосылыстың
қасиетін сипаттайтын кеңістіктік түсініктер кристаллохимияда немесе қатты
денелер химиясында өте ерекше орын алады. Егер тұздардың рентгенограммасын
оқу үшін қажет, комплексті қосылыстардың изомериясын талқылау нәтижесінде
туындаған координация түсінігі болмаса, онда ғалымдарға бұл түсінікті
комплекстен тыс зерттеу қажеттігі туар еді. Бұл түсінік ерте
қалыптасқандықтан, кристаллохимия үлкен жетістіктерге жетті.
Еру процесінің нәтижесінде, еритін зат пен еріткіштің әрекеті комплекс
түзеді. Комплекстердің қүрылысын тереңірек зерттеу электролиттік механизмін
түсінуге мүмкіндік береді.
Комплексті қосылыстарды зерттеу негізінде қышқылдар мен негіздердің
электростатистикалық теориясы дамыды.
Комплексті қосылыстардың тек теориялық емес, тәжірибелік мәні де зор,
Негізінен олар сандық және сапалық анализ әдістерінде көп қолданылады.
Комплекс түзілу құбылысы жеке иондардың касиеттерін анықтауға мүмкіндік
береді.
Платина тобының химиялық таза металдарын алуда қосалқы мағынасы бар.
Сонымен қатар, комплексті қосылыстар сілтілік - жер, трансуран
элементтерін бөлуде, химиялық технологияда алтын, никель, кобальт, мысты
бөлуде, сілтілік металдарды бөлуде қолданылады.
9. Комплексті қосылыстар катализаторлар ретінде колданылып, органикалық
синтезде аралық өнім болып табылады.
10. Комплексті қосылыстар сондай-ақ ағзалардың тіршілік әрекетінде үлкен
роль атқарады. Гемоглобин, хлорофилл сияқты қажетті биологиялық заттар ішкі
комплексті тұздар категориясына жатады. Белгілі диабетке қарсы ем - инсулин
- мырыштың комплексті туындысы сияқты. В12 дәрумені, анимияға қолданылатын,
кобальт комплексінің туындысы. Комплексті - байланысты металдар көптеген
ферменттердің құрам бөлігі, көбінде тотықтырғыш ферменттердің фенолдар
немесе аминдерді хилонға дейін тотықтыратын фенолоксидозалар немесе
энзимдер мыс туындысы, ал каталаза мен пероксифазалар - темір туындылары.
11. Комплексті қосылыстар бояу процестерінде де үлкен роль ойнайды.
12. Комплексті қосылыстар радиохимиядада мағынасы зор. Олар радиоактивті
изотоптарды концентрлегенде қолданылады.
Комплексті қосылыстар жөніндегі түсініктер ерітіндіде жүретін
реакцияларды оқу нәтижесінде туды. Ең алдында комплексті қосылыстар
химиясында препаративті әдіс жоғары қойылған, яғни, ерітіндіден белгілі
қосылыстарды бөлу әдісі. Осы әдістің мәліметтері нәтижесінде
координациондық теория дамыды. Кейінірек физико-химиялық анализ әдісі
қолданыла бастады, ол ерітіндіден комплексті косылысты бөлмей, оның құрамы
мен тұрактылық константасын анықтауға пайдаланылды.
Комплексті тұздардың иондарға ыдырау типі және комплексті ионның
құрамын анықтағанда физико-химиялық әдістерді пайдаланған жөн. Комплексті
қосылыстарды зерттеудің физико-химиялық әдістердің ішінде ыңғайлы және көп
таралғаны ерітіндінің электроөткізгіштігін өлшеу. Бұл әдісті тәжірибеге
Вернер енгізді.
Ерітіндідегі комплекс ионының құрамын анықтау үшін
спектрофотометрикалық әдіс қолданылады. Осы бағыттағы жұмыстар А.К.Бабконың
және оның шәкірттерінің зерттеулерінің нәтижесінде туындады. Негізінен екі
спектрофотометриялық әдістің екі түр өзгерісін пайдаланады; олар: үздіксіз
өзгерістер әдісі (остролигеленский - Жоб әдісі) мен шектеулі логарифмдеу
әдісімен құрамын анықтау. Екінші әдіс Абеггом мен Бодлендер әдісіне жақын.
Шетел әдебиеттерінде оны Бент-Фрэнг деп те атайды.
Үздіксіз өзгерістер әдісі, молярлығы бірдей ерітінді күйіндегі
заттардың әртүрлі арақатынасы араласып, бірақ жалпы көлемінің өзгеріссіз
қалуына негізделген. Мысалы, 8 мл А ерітіндісі мен 2 мл В ерітіндісі
араластырылса, 6 мл А ерітіндісі мен 4 мл В ерітіндісі, 5 мл А ерітіндісі
мен 5 мл В ерітінділері араластырылса т.с.с. Әр комбинация үшін
қандайда бір қасиеті өлшенеді (бұл жағдайда сіңіру өзгерісі). Таңдалынып
алынған қасиеттердің максимумы немесе минимумы ерітіндідегі қосылыстардың
құрамына жауап береді. [6,623]
Координациялық теория бойынша комплексті қосылыста орталық орын алып
түрған ион, не атом комплекс түзуші деп аталады. Мысалы, мына қосылыстар
СUS04 * 4NH3 немесе РtН4 * 2КСI комплексті қосылыстар болады. Бұлардағы
[Сu (NH3)4] SO4, К2 [ Рt (Н)6] мыс және платина иондары комплекс түзуші.
Комплекс түзушінің айналасына, соның әсері тиетіндей жақындатқанда
жиналған, яғни координацияланған иондарды, не молекулаларды лигандтар
(ligare - байланыстыру), адденттер деп атайды. Міне, осылар (комплекс
түзуші мен лигандтар) бірігіп, комплексті қосылыстардың ішкі сферасын
құрайды. Ішкі сфераға араласпай қалған иондар комплекс түзушіден алысырақ
орналасады, олар комплексті қосылыстың сыртқы сферасын құрайды. Комплексті
қосылыстарды жазғанда олардың ішкі және сыртқы сфераларын айырып көрсету
үшін ішкі сфераны жоғарыда айтқандай квадрат жақшаға алады. Мысалы:
[Pt(NH3)4Cl2], [NH4] Cl, [Pt(NH3)4Cl2] т.б.
Комплексті қосылыстардың саны әлдеқайда көп. Өйткені, біріншіден,
элементтердің көпшілігі, оның ішінде металдар, әсіресе қосымша топтардағы
металдардың барлығы, комплек түзуші бола алады. Екіншіден, комплекстің ішкі
сферасына лиганд ретінде кіретін бөлшектер өте көп. Олар:
1. Құрамында оттек бар қосылыстар – су (комплексті қосылыс –
кристаллогидраттар түзеді), спирттер (алгоголяттар түзеді), қышқылдар
(ацидаттар түзеді) альдегидтер мен летондар да комплекстің ішкі сферасына
кіре алады.
2. Құрамында азот бар қосылыстар – аммиак (аммиактар түзеді), нитридтер,
амидтер т.б. қосылыстар да ішкі сфераға кіре алады.
3. Құрамында күкірт бар қосылыстар – сульфидтер, тиоспирттер, тиоэфирлер
т.б. да қосылыстар ішкі сфераға кіріп комплекс түзеді.
4. Тұздар және тұздардың қос тұз типті қом тұзды комплектары.
5. Полигалогенид, полисульфид сияқты комплексті қосылыстар.
6. Күрделі қышқылдар (изополиқышқылдар, гетерополиқышқылдар).
Химияда неше комплекс түзуші элемент болса, соның әрқайсысы осы аталған
лиганттармен комплекс түзе алады. Осының өзінен комплексті қосылыстардың
қаншалықты көп екендігін байқауға болады.
Орталық атомның төңірегіне лиганттардың қандай санын ұстап қалуына,
яғни оның координациялық санына байланысты. Әртүрлі комплекс түзушілерде
координациялық сан екіден онға дейін өзгертеді, төрт және алты сандары жиі,
сегіз және екі сандары сирек кездеседі.
1.2 Полидентанты лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуі
Координация жэне комплексті қосылыстар табиғатта және техникада
маңызды роль атқарады. Бұл ферментативті және фотохимиялы процесс
биологиялық жүйеде оттектің тасымалдануы, сирек металдардың технологиясы,
каталиттік реакциялар және тағы басқалары жатады.
Комплексті қосылыстардың көптеген қасиетін орталық атомның
табиғатына байланысты анықтайды. Мысалы, түсі, тұрақтылығы, магнетизмі және
тағы басқалары. Орталық атомның біршама маңызды сипаттамалары: электрондық
конфигурация, атом радиусының өлшемі, тотығу дәрежесі, иондық потенциялы
болып табылады. Орталық атомның заряды және радиусы комплекс сипаттамасында
өте маңызды. Олар пайда болған комплекстің тұрақтылығын сипаттайды. Аз
өлшемді және жоғарғы зарядты иондар түрақты комплекс түзеді. Ауыспалы
металдардың ионы біртіндеп d-орбиталін толтырған d-электрондарының санына
тәуелділігі тұрақты комплекс түзуге әкеледі. Комплекс түрактылығы орталық
атомның радиусына, лигандтармен стабилизациялануына тәуелді және d -
орбитальдарының ыдырауына байланысты. Ковалентті байланыс және комплекс
тұрақтылығы біртипті лигандтарда металл иондарының тотығу дәрежесі
жоғарлағанда жоғарлайды. Өзінің комплексінде инертті газ тәрізді
конфигурациялы яғни d10 мысалы: Ag+,Си+Аи+,Zп2+ ,Сd2+ атағы басқалары
құрамында азоты бар лигандтармен координациясы біршама жоғары тенденция
пайда болады.
Лиганд ретінде кез-келген анионға немесе нейтралды молекулаға
тәуелді координацияланған металл иондары бола алады. Егер лиганд құрамында
донорлық қасиеттері бар атомдар немесе топтар бірден артык болса
( полидентантты лиганд), онда циклді құрылымы бар комплекс
түзілуі мүмкін.
Мұны Морган мен Дрю хелат деп атауды ұсынды. Соңғы жылдары металл
иондарының полимер лигандамен (ПЛ) комплексі әртүрлі реакциялардың
катализаторы ретінде зерттеу объектісі болып жүр. Бұл комплекстерге
қызығушылық ПЛ металл ионының каталитикалық активті комплекстердің кұрылысы
мен құрамы жөнінде мәліметтер алуға қажеттілігінен туған. Соңғысы металдың
ПЛ-мен комплекс түзуінің термодинамикалық сипаттамасын анықтауды қажет
етеді. Егер төмен молекулалы лигандтар (ТМЛ) болғанда комплекс түзу
теориясы практика жүзінде толығымен зерттелген болса, ал ПЛ-болғанда
комплекс түзудің термодинамикалық сипаттамасы толығымен зерттелмеген. ТМЛ-
дан ПЛ-дың айырмашылығы, лиганд топтары ерітінді көлемінде бірқалыпты
тарамаған және олардың тізбекке жакын локальды концентрациясы ерітіндідегі
лиганд топтарының жалпы концентрациясына байланысты емес. Бұл өзгешелік
комплекс түзудегі локальді факторлардың ролінің өсуіне әкеледі. Ортаның
локальды касиеті ол лигандты топтардың локальды концентрациясы және олардың
кеңістікте таралуы. ПЛ комплекс түзу қасиетін зерттеудің жаңа жолын табу
қажеттілігі туындады, ол казіргі қолданылып жүрген потенциометрлік әдістен
басқаша болуы қажет. Со2+-тің жоғарғы координациялық сан мағынасы металл
иондарының бірдей шумақталған полимер лигандаларына түсетінімен
түсіндіріледі. Комплекс түзудің басында координация саны төртке тең
комплекстің түзілуін Полинский мен Тшежецкий былай түсіндіреді [17,27]
Функционалды топтың локальды концентрациясы осы топтың ерітіндідегі орташа
концентрациясына қарағанда шумақталған полимерде біршама жоғары.
Си2+ поливинилпиридин (ПВП) комплексінің қасиеті рН нейтралды
облысында [4,5] жұмыстарда зерттелген. Бұл жұмыста Си2+ ПВП комплексінің
құрамына рН әсері зерттеліп, металл иондарының поликатиондар мен комплекс
түзу термодинамикасы қаралған. Си2+ полимер лиганд (ПЛ) комплексінде
рН-тың белгілі мәнінде [3,5] полимердің концентрациясының
өзгеруі комплексті косылыстардың формаларына әсер етпейді деген тұжырымға
келген. Сонымен қатар басқа жұмыстарда потенциометрикалық титрлеу әдісімен
Zn2+ және Мп2+-тің L-треонинменкомплекс түзілуі
зерттелді. Онда аминқышқылдарының константа ионизациясы және металл мен
лиганд қатынасындағы комплекстің константа тұрақтылығы анықталды [6,11].
Ожерельев пен Сполитак [7,23] рН-метрлік әдіс бойынша Со2+ тің дипиридия
және серинмен рН 6-9 аралығында комплекс түзілетінін зерттеп, онда әртүрлі
лиганданың Со2+ пен комплекс тузуінің тепе-теңдік константасын анықтады.
Ауыспалы металдардың иондары мен төменгі молекулалық пептидтер арасындағы
зерттеуге арналған Полумбо мен Козалиннің жұмыстары[8,36] Си2+, Nі2+, Со2+
иондары амид топтарының ззот атомдарының иондануына жағдай жасайтынын
көрсетті. Бұл иондар физиологиялық рН мәндерінде берік хелат жүйелерін
түзетіні көрсетілген. Көптеген зерттеушілер төмен молекулалы қосылыстарға
қатысты болғандықтан олар, байланыстырушы поли – α -амин қышқылдарын таңдап
алды. Олар ақуыздардағы полипептидтік тізбектердің конформациялық
қасиеттерін көрсетуге қабілетті болады. Мыс иондары мен поли - α -амин
қышқылдарының арасындағы әрекеттесуді зерттеген авторлар мынадай нәтижеге
алып келеді.[8,43]
1) поли- α -лизин және поли- α -орнитин сәйкесінше 7рН8 және жоғарғы рН
мәндерінде екі типті комплекстер түзеді. Төмен рН мәндерінде түзілген
комплекстерде аминотоптың азот атомдары ғана координациялық сфераға енген,
ал жоғарғы рН мәндерінде түзілген комплекстерде пептид топтарының
депротондалған азот атомдары да мыс иондарымен байланысқан;
2) поли- α -диаминомай қышқылы 6-дан 13-ке дейінгі рН облысында (төмен және
жоғары рН мәндерінде) екі түрлі комплекс түзеді, олардың әрқайсысында
пептид топтарының депротондалған азот атомдары мыс ионымен байланысқан.
3) поли- α -гистидин үш комплекс түзеді: имидазол және пептид топтарының
азот атомы бар комплекс (рН=5), тек имидазолдың азот атомы мыс ионымен
байланысқан комплекс (5рН8), классикалық биурет типті комплекс (сілтілік
рН мәндерінде). Егер матрицаның негізгі тізбегінің депротондалған азот
атомдары мыс, никель және кобольт иондарымен комплекстер түзуге
катысатын болса, онда реттелген кұрылым комплекске байланысқан полипептид
учаскелерінде сақтала алмайды.
Егер Си2+ жағдайында үлкен емес негіздік рН мәндерінде поли- α -
лизин мен поли- α -орнитин үшін комплекс түзуге барлық буындардың амидтік
топтары қатысатын болса, ал кобальт және никель иондары макромолекуланың
тек N-соңғы фрагменттерінде гана пептидтік иондануға қабілетті болады. Бұл
негізгі соңғы буынмен хелатты циклдерді түзу нәтижесіңде мүмкін болады.
Пептид топтарының депротондалған азот атомдары физиологиялык рН мәндерінде
де комплекс түзуге қатысады, бұл кезде берік хелатты жүйе түзіледі.
Соңғы жылдары көптеген жұмыстарда комплекс құрылуын спектрофотометр
әдісімен анықтауда [9,12]. Осы әдіспен полимер лигандаларының ауыспалы
металдармен Си, Нg, Со, Zп, Nі, Сd тағы басқаларының комплекс түзу тепе-
теңдіктері зерттелген. Сонымен бірге осы комплекстердің құрамы, тұрақтылық
константасы, термодинамикалық сипаттамалары анықталған[10,58].
Жұмыста синтезделген комплекстер және элементтік анализ әдісімен
олардың құрамы анықталып, құрылымы талкыланды. Потенциометриялық зерттеу
нәтижесінде рН метрлік титрлеу әдістерімен лиганданың протондалу
константалары, протондалған және протондалмаған комплекстердің тұрақтылық
константалары анықталды [12,16]. Мысалы: [15] жұмыстың шторлары
потенциометриялық әдіспен Сu2+-тің фульвин қышқылымен құрамы
1:1 комплекс түзуіне иондық күштің, температураның әсерін зерттеп,
комплекс түзу константасын β1, есептеген. β1, температураның және иондық
күштің өсуімен төмендейді. Сонымен қатар, комплекс түзуде Н және S мәндері
де еcептелген. Ал олардың теріс мәні 8 комплекс түзу процесімен қоса НпА
молекуласы реттеле орналасатынын түсіндірді.
Полидентантты лиганд металл мен лигандтың 1:1 қатынасында өте
тұрақты комплекс түзеді. Сатылай комплекс түзу лигандтардың сатылы
протондалуына ұқсас.
-OOC – COO- + H+ = HOOC – COO
HOOC – COO- + H+ = HOOC+COOH
Осы фактіден екі маңызды қорытынды жасауға болады:
1) Қышқыл-негізді тепе-теңдіктің математикалық сипаттамасы тізбекті
комплекс түзудің сипаттамасына ұқсас.
2) металл мен протон арасында лиганд үшін бәсекелестік орын алады.
Координацияланған лигандтарды протондаған кезде металл ионы мен
лиганд арасындағы байланыс ылғи үзіле бермейді. Бүл протондалған
комплекстердің түзілуінің мүмкіндігін көрсетеді. Мысалы: Зезин және тағы
басқалары [3,87] Полидентантты лиганд полиэтиленимин (ПЭИ) мыс катионымен
комплекс түзуін зерттеген жұмысында мынадай қорытындыға келген: ерітіндіде
мыс иондарының болуы ПЭИ ортасын қышқылдандырады. Яғни, аминотоп бөлігі мыс
пен комплекс түзе отырып қышқыл-негіздік тепе- теңдікке әкеледі. Түзілген
координациялы комплекс рН3 болғанда бұзылады.
Металл иондарының протондалмаған макромолекуланың лигандтармен
әрекеттесуін зерттеу, полимердің комплекс түзу тек мономерлік буындардың
қасиеттерімен анықталатынын көрсетті. Онын реакцияга түсу кабілеті, мысалы,
байланысқан металдың мөлшеріне тәуелді тізбектің конформациялық
қасиеттерімен анықталады. Сондықтан, металл иондарымен бәсекелес протондар
қатысында металдың полимермен байланысуын зерттеу қызыгушылық тудырды.
Өйткені, макромолекуланың протондалуы оның қасиеттеріне айтарлықтай әсер
етеді.
Полилиганданың комплекс түзу қабілетінің оның протондану дәрежесіне
тәуелділігін толық анализдеу үшін металдың байланысуын тепе-теңдік
константасымен сандық түрде сипаттау қажет. Бірак, жүйеге
k
M+nL = MLn тепе-теңдік түрінде комплекс түзілу процесін сипаттаудың
дәстүрлі әдісін қолдану табыспен аяқталмайды. Мұндай сипаттауда β = 0,9 (β
- протондану дәрежесі) кезінде мыс иондары ПВП-мен іс-жүзінде
байланыспайтыны, ал β = 0,7 кезінде бұл иондардың көп бөлігі полимермен
байланысқаны түсініксіз [17,54]. Комплекс түзілу константаларының шамасы
демек, полилиганданың реакцияға түсу қабілеті β мәнінен катты тәуелді. β
0,88-ден 0,6-ға өзгерсе, яғни, протондалған пиридин концентрациясы 3,3 есе
жоғарлағанда К β (0,1) екі реттен артық мәнге өседі. Мүны түсіндіру үшін
полимерлік лиганданың табиғатының салдары болып табылатын бірнеше
факторларды ескеру қажет.
Біріншіден, протондау дәрежесін төмендету пиридин қалдықтарының
концентрациясының өсуі және тізбек қатандығының кему салдарынан пиридин
қалдықтарының жақындауына алып келеді.
Екіншіден, еркін энергияның өзгерісінде энтропиялық мүшелердің β
мәніне тәуелділігін ескеру қажет. β кеміген сайын полимерлік тізбекте
металл ионының орналасу тәсілдер санының өсуіне байланысты конфигурациялық
энтропия ұлғаюы қажет. Бұл сан протондалмаған буындардың мөлшерінің көбеюі
нәтижесінде де металл ионының координациялық санының өсуі салдарынан да
өседі. Кβ өсуін негіздейтін соңғы энтропиялык фактор үлкен β
мәндерінде және тізбектегі металдың аз мөлшерінде басым болады. Келтірілген
дәлелдер полилиганданың мономерлік буындарының реакцияға тосу қабілеті мен
төзілетін комплекстердің қүрылымы тізбектің зарядына және комплекске
байланысқан металл мөлшеріне тәуелді күрделі функция екенін көрсетеді.
Металл иондарымен комплекс түзу полимердің қышқыл-негіздік қасиеттерін
өзгертеді. Металл ионымен енетін жай зарядты ескеру комплекс түзілу кезінде
полимердің функционалдық топтарының ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 4
1.КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ... 4
1.1. Комплексті қосылыстардың зерттелу
жайы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .. 8
1.2. Полидентаантты лиганттардың ауыспалы d металдарымен комплекс 12
түзілуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .1 4
... ... ... ... ... ... ... ...
1.3.Ақуыздың құрылысы мен
қасиетті ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .. 15
1.4. Қанның 16
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .1 6
... ... ... ... ... ... .. 17
2 ЕРІТІНДІДЕГІ КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫ ЗЕРТТЕУДІҢ ӘДІСТЕРІ
2.1 Изомолярлы сериялар 18
әдісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... 21
2.2 Молярлы қатынастар
әдісі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .21
... ... 23
2.3. Шектеулі логорифмдік 25
әдіс ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .2 7
...
2.4. Қосалқы әдістерге
сипаттама ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ...
2.5. Сu (ІІ) мен гидролизденген қанның комплекс түзіліуінің рН
метрлік титрлеу әдісі арқылы
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
3.1. Зерттеудің әдістері мен
апаратурасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2 Мыс (ІІ) ионы және гидролизденген қаны бар жүйені
спектрофотометриялық әдіспен
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... .. ..
ӘДЕБИЕТТЕР
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ..
ҚОСЫМША ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .
Ғылыми жұмыстың негізгі қағидаларының сипаты
Зерттеу жұмысының өзектілігі: Қазіргі кезде химия саласында комплексті
қосылыстар химиясы, оларды синтездеу мәселесі және практикалық маңызы жайлы
қарастыру өмір талабынан туып отыр. Комплексті қосылыстар халық
шаруашылығының алуан түрлі тармағында қолданылады.
Химия ғылымы бойынша түрлі ашылулар, мәселелер, бағыттар арнайы
зерттеу нысандарының негізі болып келді. Қазіргі-таңда сондай бір маңызды,
тың мәселеге негіз болып отырған комплексті қосылыстар да жан-жақты
зеттеуді қажет етеді. Ал оның дамуы біздің білімімізді жетілдірудің басты
кепілі болып табылады. Агзадағы тасымалдау қүбылысын сөз еткенде комплексті
қосылыстардың өмірлік қажеттілігі арта түседі. Осы және басқа көптеген
биологиялық процестердің табиғатын тануда туындайтын, осындай жүйеде
орнайтын, күрделі тепе-теңдіктерді анықтау қажет. Металдардың комплекс
түзу, соның ішінде адам ағзасында қанмен комплекс түзеді.Ірі өндіріс
орталықтарын Өскемен қаласы үшін зерттеу маңызды болғандықтан, зерттеліп
отырған тақырыптың өзектілігі туындайды.
Зерттеу жұмысының мақсаты: комплексті қосылыстар төңірегіндегі түрлі
зерттеу нәтижелері туғызған теориялық негізді бір жүйеге келтіре отырып,
қан құрамындағы ақуыздың мыс ионымен комплекс түзуін зерттеу.
Зерттеу жұмысының кезеңдері: Осы қойылған мақсатқа сәйкес төмендегідей
кезеңдер анықталды:
1. Нормативті-техникалық құжаттармен танысу, теориялық әдебиеттерге шолу
жасау.
2. Ерітіндідегі қосылыстың оптикалық қасиетін анықтау;
3. Полидентантты лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуімен
танысу;
4. Ақуыздың құрылысы мен қасиетін оқып білу;
5. Қанның химиялық құрамын анықтау;
6. Қандағы ақуызбен Сu2+ ионының комплексті қосылыс түзілуін
зерттеу;
Зерттеу жұмысының ғылымға енгізетін жаңалығы. комплексті қосылыстар
табиғатын тануда түрлі арнайы зерттеу жұмыстары жүргізілген. Біз осы
зерттеу жүмыстарының нәтижелері туғызып түрлі теориялық негізді басшылыққа
ала отырып, мыс ионының гидролизденген қанмен комплексті қосылыс түзуінің
әдебиеттерде қарастырылмағанын анықтадық. Осы анықтаулар нәтижелері
жұмыстың жаңашылдығын көрсетеді.
Ғылыми жобаның нәтижелері мен қорытындылары. гидролизденген қан
молекуласындағы ақуыз Си2+ ионымен комплексті қосылыс түзеді. Жұмысты жазу
барысында теориялық-әдеби шолу жасау және эксперименттік -
спектрофотометрлік, гидролиздеу әдістері басшылыққа алынды. Эксперимент
нәтижелері талданып, қорытынды жасалынды.
Зерттеу жұмысының болашағы. Ғылыми жоба нәтижесі бұл жұмысты химия
пәнінен комплексті қосылыстарды өткен кезде, мыстың комплекстң
қосылыстарының адам өміріне, қоршаған ортаға әсерін, жалпы экологиялық
мәселелерді шешуге пайдалануға болады.
КІРІСПЕ
Қазіргі кезде химия саласында комплексті қосылыстар химиясы, оларды
синтездеу мәселесі және практикалық маңызы жайлы қарастыру өмір талабынан
туып отыр. Комплексті қосылыстар халық шаруашылығының алуан түрлі
тармагында қолданылады.
Комплексті қосылыстар XIX гасырдан бері белгілі. Осы облыста көптеген
зерттеушілер жұмыс атқарды. Олардан А.Вернерді, П.Пфейфферді, Ф.Файгльді,
А.Б.Бабконы, Я.А.Фиалковты, Б.В.Некрасовты жэне тағы басқаларды атауға
болады. Ал қазақстандық галымдар Е.Х.Абланова, Х.К.Оспанов, Шалдыбаева,
Е.А.Мамбетказиевтар осы салада елеулі еңбек атқарды.
Химия ғылымы бойынша түрлі ашылулар, мәселелер, бағыттар арнайы
зерттеу нысандарының негізі болып келді. Қазіргі-таңда сондай бір маңызды,
тың мәселеге негіз болып отырған комплексті қосылыстар да жан-жақты
зерттеуді қажет етеді. Ал оның дамуы біздің білімімізді жетілдірудің басты
кепілі болып табылады. Ағзадағы тасымалдау құбылысын сөз еткенде комплексті
қосылыстардың өмірлік қажеттілігі арта түседі. Осы және басқа көптеген
биологиялық процестердің табиғатын тануда туындайтын, осындай жүйеде
орнайтын, күрделі тепе-теңдіктерді анықтау қажет. Осы қажеттілікті өтеуден
тақырыптың өзектілігі туындайды.
Осыған орай, ғылыми жобаның мақсаты комплексті қосылыстар
төңірегіндегі түрлі зерттеу нәтижелері туғызған теориялық негізді бір
жүйеге келтіре отырып, қан құрамындағы ақуыздың мыс ионымен комплекс түзуін
зерттеу.
Осы қойылған мақсатқа сәйкес төмендегідей міндеттер анықталды:
1. Нормативті-техникалық құжаттармен танысу, теориялық әдебиеттерді шолу.
2. ерітіндідегі қосылыстың оптикалық қасиетін анықтау; 3. полидентантты
лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуіне тоқталу; 4.ақуыздың
құрылысы мен қасиетіне тоқталу; 5. қанның химиялық құрамына шолу; 6.
қандағы ақуызбен Сu2+ ионының комплексті қосылыс түзілуін зерттеу;
Зерттеу нысаны Си2+ ионының гидролизденген қандағы ақуыз молекуласымен
комплексті қосылыс түзу процесі.
Зерттеу жұмысының ғылымға енгізетін жаңалығы. комплексті қосылыстар
табиғатын тануда түрлі арнайы зерттеу жұмыстары жүргізілген. Біз осы
зерттеу жүмыстарының нәтижелері туғызып түрлі теориялық негізді басшылыққа
ала отырып, мыс ионының гидролизденген қанмен комплексті қосылыс түзуінің
әдебиеттерде қарастырылмағанын анықталып, нәтижелері жұмыстың жаңашылдығын
көрсететі.
Ғылыми жобаның нәтижелері мен қорытындылары. гидролизденген қан
молекуласындағы ақуыз Си2+ ионымен комплексті қосылыс түзеді. Жұмысты жазу
барысында теориялық-әдеби шолу жасау және эксперименттік -
спектрофотометрлік, гидролиздеу әдістері басшылыққа алынды. Эксперимент
нәтижелері талданып, қорытынды жасалынды.
1. КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1. Комплексті қосылыстардың зерттелу жайы
Сулы ерітіндіде берік, ыдырамайтын немесе өзінің құрам бөліктеріне өте
аз мөлшерде ыдырайтын жоғарғы реттегі қосылыстарды Вернер комплексты
қосылыстар деп атайды. Сонымен Вернер бойынша комплексты косылыстар жоғарғы
реттегі қосылыстардың жеке жағдайы.
Осы облыста зерттеген көптеген ғалымдар (Л.А.Чугаев, П.Пфейффер т.б.)
жоғарғы реттегі қосылыстар мен комплексты қосылыстар мен комплексты
қосылыстар ұғымы арасынан айырмашылық таппай, оларды тең мағыналы деп
санайды. Кей кезде ескі ұғым-молекулалық косылысты да қолданады.
Чугаев, Пфейффер және басқа ғалымдар комплексты қосылыстарды немесе
жоғарғы ретті қосылыстарды бірінші қатардағы қосылыстардың молекулаларының
өнімдерінің қосылысы дейді. Бірақ бұл анықтама тиімді болып табылмайды. Бір
жағынан, осы анықтама тұрғысынан, мысалы Н2S04 (SОз пен Н20 қосылысының
өнімі), АuU3 (АuU мен U 2 қосылысының өнімі) және т.б. түсінуі мүмкін. Ал
басқа жағынан, жеке өнімдердің қосылысы түрінде қаралмайтын комплексты
қосылыстардың класы да бар.
Соған байланысты көптеген әдебиеттерде комплексты қосылысқа әртүрлі
анықтама береді.
Ф.Файгль осы ішкі комплексты түздармен көп жұмыс жасап, комплексты
қосылыстардың құрылысын элементтердің валенттілік санымен түсіндіруге
болмайды дейді [1,96].
Б.Ф.Некрасов комплексті қосылыстарды кұрам бөліктерінің бірігуімен,
бірақ жаңа электрон жұбының пайда болуымен байланысы жоқ қосылыс екенін
анықтаған. Комплексты қосылыстар ұғымын сулы емес ерітіндідегі заттың
жағдайы мен кристалдың жағдайы жөніндегі талдауды Я.А.Фиалков жүргізген.
О.Е.Звягинцев комплексты қосылыстарға анықтама бергенде ондағы орталық
ионға мән беру керек дейді. Ф.Гейн өз еңбектерінде комплексты қосылыстарды
Верлег анықтағандай анықтайды. Яғни, ол да комплексты қосылыстарды жоғарғы
ретті қосылыстардың жеке жағдайы деп санайды. Джон Бэйлар өз кітабында
нақты анықтама бермейді. Ол комплексты қосылыстар табиғаты мен тұрақтылығы
жағынан қатты ерекшеленетіндігімен ғана шектелген.
Кальвин мен Мартелл комплексты немесе координациялық қосылыстар металл
ионының донор электронымен қосылысының өнімі дейді. Бұл комплексты
қосылыстың емес, комплексты ионның анықтамасы.
Басоло мен Пирсон, координациялық немесе комплексті қосылыстар бірнеше
ион немесе молекула санымен қоршалған орталық атомы немесе ионы бар
қосылыстар дейді. Бұлардың анықтамасы Звягинцевтың аныктамасына жакын
болады. Матья: неорганикалық комплекс терминінің мағынасын анықтау үшін
карастырылатын қосылыстардың элементтерін күрайтын касиеттер тәжірибе
жүзінде көрінбеген жағдайда ғана оларды комплексті қосылыстар деп жазған.
Б.Ф.Ормонт комплексті ионның құрамына кіретін ерітіндідегі ион
концентрациясынан аз мөлшері болған қосылысты ғана комплексті қосылыс
деген. А.К.Бабко комплекс иондарының сатылы диссоциациясын зерттеп,
ерітіндіде біртұтас кездесіп, комплекс түзетін компонентерінің қасиетімен
атаған. Л.Г. Силлен де осындай анықтама береді.
Д.И. Менделеевтың көзқарасы әлі күнге дейін өз мағынасын жоғалтқан жоқ.
Ол: бір қосылыс оның термодинамикалық жағдайына байланысты қарапайым
қосылыс немесе комплексті қосылыс болуы мүмкін деген. Мысалы, хлорлы натрий
бу күйінде NаСІ - дың жеке молекулаларынан тұрады; осы жағдайда ол
карапайым бинарлы қосылыс. Егер осы тұзды кристалдық жағдайынан алып,
рентгендік талдау жасасақ, біз әрбір натрий ионың симметриялы алты хлор
ионы, ал әрбір хлор ионын - алты натрий ионы қоршаған жоғарғы молекулалы
қосылыс (NaС1)n аламыз. Бу күйінде су қарапайым Н20 формуласына, ал сұйық
күйінде (Н20)n формуласына сай келеді.
Осы айтылғанның барлығынан барып, комплексты косылысқа дәл, нақты
анықтама беру мүмкін емес екеніне көзіміз жетті.
Комплексті қосылыстар дегеніміз - ерітіндіде және кристалл күйінде
кездесетін оң және теріс зарядталған күрделі иондары бар анықталған
молекулалы косылыстар.
Комплексты қосылыстар ең алғаш әйгілі швед химигі Берцелиустың
еңбектері сақталған скандинавия елдерінде зерттелген. Бломстрандтың,
Киевтың, Иергенсеннің зерттеулері ерекше роль алады.
XIX ғасырдың аяғында комплексті қосылыстарды зерттеу орталығы Вернер
(Цюрих) зертханасына көшіп келеді. Ұлы Қазан төңкерісінен кейін зерттеулер
Совет Одағында жүргізілді. Бүл бағыттағы зерттеу жүмыстарын Л.И. Менделеев
бақылап отырды. Д.И. Менделеевтың Химия негіздері еңбегінде комплекті
қосылыстардың түзілуі, құрылысы, қасиеттері жөнінде кұнды мәліметтер бар.
Маңызды комплексты - химиялық жұмыстар XIX ғасырдың соңында
И.С.Курлаковтың еңбектерінде кездеседі. Комплексті қосылыстарды зерттеу
орталығын ашуда совет химигі, профессор Л.А.Чугаевтың еңбегі зор. 1970
жылдары комплексті қосылыстарды зерттеу қарқынды жүрген.
Скандинавия елдерінде (әсіресе Дания мен Швецияда) комплексті
ерітіндіде сатылы тепе-теңдікті теория және тәжірибелі зерттеу ерекше орын
алады. (Я.Бьеррум, И.Леден, С.Франеус, Л.Г.Силлен). Сонымен қатар, Я.
Бьеррум, К.Бальхаузен, Х.К.Иергенсен зертханаларында комплексті
қосылыстардың спектрохимиясын зерттеу жөнінде көптеген жұмыстар жасалды.
Цюрихте Г.Шварценбах және оның шәкірттері металл иондарын
аминполиқышқылдарымен қосылысын зерттеген жэне оларды комплексон деп
атаған. Осы комплексондар жайлы жүмыстар Чехословакияда жэне АҚШ жасалған.
Англияда комплексті қосылыстар химиясымен Чатт және оның шәкірттері
айналысқан. Комплекстүзілудің кинетикасы мен механизмінің жүйелі
зерттеулері Англияда Ингольд мектебінде, ал АҚШ-нда Басол мен Пирсон
мектептерінде жүргізілген. Басоло белгілі американ комплексисі Бэйлардың
шәкірті, ол осы салада көп зерттеулер жасады.
Комплексты қосылыстардың жаңа типтерінің синтезінің қызықты
зерттеулері, мен олардың оптикалық әрекетттерінің қасиеттерін окыту
Австралияда (Дуайер мектебінде) жүргізіледі. Комплексті қосылыстардың
оптикалық қасиеттері Францияда (Матье), Италияда (Калиоти) жоғары дәрежеде
карастырылған.
Комплексті қосылыстардың қазіргі ғылымда алатын орны мен маңызына
қысқаша тоқталсақ;
1. Ең алдымен, комплексті қосылыстар өте көп кездеседі. Олардың әрқайсысы
кристаллогидрат түзеді, жағдайға байланысты кристаллогидраттар әртүрлі
құрамды болады.
2. Н20 формуласына су тек бу күйінде сәйкес келдеі, ал сұйық қатты
күйлерінде ассациаланып, молекулааралық әрекеттесуді көрсетеді. Сол сияқты,
бірінші ретті қосылыстар, мысалы, NаСІ, NН3, СН3СООН - тар да жатады.
Сонымен, карапайым бинарлы қосылыстар валенттілік іліміне сай келгенімен,
ары қарай зерттегенде қанықпаушылық қасиет көрсететіні анықталады.
3. Комплексті қосылыстар облысында химиялық қосылысының күрылысының
кеңістіктік түрінің дамуы ерекше орын алады. Химиялык косылыстың мағыналы
арифметикалық, геометриялық сипатта ғана болып қоймаса, біздің көзқарасымыз
шектеулі болмайды. Барлық денелер үшөлшемді, үсақ бөлшектер, осы денелерді
қүрайтын, яғни, молекулалар, атомдар, иондар да үш өлшемде сипатталуы
керек.
4. Координациялық теорияның негізін қалайтын, комплексті қосылыстың
қасиетін сипаттайтын кеңістіктік түсініктер кристаллохимияда немесе қатты
денелер химиясында өте ерекше орын алады. Егер тұздардың рентгенограммасын
оқу үшін қажет, комплексті қосылыстардың изомериясын талқылау нәтижесінде
туындаған координация түсінігі болмаса, онда ғалымдарға бұл түсінікті
комплекстен тыс зерттеу қажеттігі туар еді. Бұл түсінік ерте
қалыптасқандықтан, кристаллохимия үлкен жетістіктерге жетті.
Еру процесінің нәтижесінде, еритін зат пен еріткіштің әрекеті комплекс
түзеді. Комплекстердің қүрылысын тереңірек зерттеу электролиттік механизмін
түсінуге мүмкіндік береді.
Комплексті қосылыстарды зерттеу негізінде қышқылдар мен негіздердің
электростатистикалық теориясы дамыды.
Комплексті қосылыстардың тек теориялық емес, тәжірибелік мәні де зор,
Негізінен олар сандық және сапалық анализ әдістерінде көп қолданылады.
Комплекс түзілу құбылысы жеке иондардың касиеттерін анықтауға мүмкіндік
береді.
Платина тобының химиялық таза металдарын алуда қосалқы мағынасы бар.
Сонымен қатар, комплексті қосылыстар сілтілік - жер, трансуран
элементтерін бөлуде, химиялық технологияда алтын, никель, кобальт, мысты
бөлуде, сілтілік металдарды бөлуде қолданылады.
9. Комплексті қосылыстар катализаторлар ретінде колданылып, органикалық
синтезде аралық өнім болып табылады.
10. Комплексті қосылыстар сондай-ақ ағзалардың тіршілік әрекетінде үлкен
роль атқарады. Гемоглобин, хлорофилл сияқты қажетті биологиялық заттар ішкі
комплексті тұздар категориясына жатады. Белгілі диабетке қарсы ем - инсулин
- мырыштың комплексті туындысы сияқты. В12 дәрумені, анимияға қолданылатын,
кобальт комплексінің туындысы. Комплексті - байланысты металдар көптеген
ферменттердің құрам бөлігі, көбінде тотықтырғыш ферменттердің фенолдар
немесе аминдерді хилонға дейін тотықтыратын фенолоксидозалар немесе
энзимдер мыс туындысы, ал каталаза мен пероксифазалар - темір туындылары.
11. Комплексті қосылыстар бояу процестерінде де үлкен роль ойнайды.
12. Комплексті қосылыстар радиохимиядада мағынасы зор. Олар радиоактивті
изотоптарды концентрлегенде қолданылады.
Комплексті қосылыстар жөніндегі түсініктер ерітіндіде жүретін
реакцияларды оқу нәтижесінде туды. Ең алдында комплексті қосылыстар
химиясында препаративті әдіс жоғары қойылған, яғни, ерітіндіден белгілі
қосылыстарды бөлу әдісі. Осы әдістің мәліметтері нәтижесінде
координациондық теория дамыды. Кейінірек физико-химиялық анализ әдісі
қолданыла бастады, ол ерітіндіден комплексті косылысты бөлмей, оның құрамы
мен тұрактылық константасын анықтауға пайдаланылды.
Комплексті тұздардың иондарға ыдырау типі және комплексті ионның
құрамын анықтағанда физико-химиялық әдістерді пайдаланған жөн. Комплексті
қосылыстарды зерттеудің физико-химиялық әдістердің ішінде ыңғайлы және көп
таралғаны ерітіндінің электроөткізгіштігін өлшеу. Бұл әдісті тәжірибеге
Вернер енгізді.
Ерітіндідегі комплекс ионының құрамын анықтау үшін
спектрофотометрикалық әдіс қолданылады. Осы бағыттағы жұмыстар А.К.Бабконың
және оның шәкірттерінің зерттеулерінің нәтижесінде туындады. Негізінен екі
спектрофотометриялық әдістің екі түр өзгерісін пайдаланады; олар: үздіксіз
өзгерістер әдісі (остролигеленский - Жоб әдісі) мен шектеулі логарифмдеу
әдісімен құрамын анықтау. Екінші әдіс Абеггом мен Бодлендер әдісіне жақын.
Шетел әдебиеттерінде оны Бент-Фрэнг деп те атайды.
Үздіксіз өзгерістер әдісі, молярлығы бірдей ерітінді күйіндегі
заттардың әртүрлі арақатынасы араласып, бірақ жалпы көлемінің өзгеріссіз
қалуына негізделген. Мысалы, 8 мл А ерітіндісі мен 2 мл В ерітіндісі
араластырылса, 6 мл А ерітіндісі мен 4 мл В ерітіндісі, 5 мл А ерітіндісі
мен 5 мл В ерітінділері араластырылса т.с.с. Әр комбинация үшін
қандайда бір қасиеті өлшенеді (бұл жағдайда сіңіру өзгерісі). Таңдалынып
алынған қасиеттердің максимумы немесе минимумы ерітіндідегі қосылыстардың
құрамына жауап береді. [6,623]
Координациялық теория бойынша комплексті қосылыста орталық орын алып
түрған ион, не атом комплекс түзуші деп аталады. Мысалы, мына қосылыстар
СUS04 * 4NH3 немесе РtН4 * 2КСI комплексті қосылыстар болады. Бұлардағы
[Сu (NH3)4] SO4, К2 [ Рt (Н)6] мыс және платина иондары комплекс түзуші.
Комплекс түзушінің айналасына, соның әсері тиетіндей жақындатқанда
жиналған, яғни координацияланған иондарды, не молекулаларды лигандтар
(ligare - байланыстыру), адденттер деп атайды. Міне, осылар (комплекс
түзуші мен лигандтар) бірігіп, комплексті қосылыстардың ішкі сферасын
құрайды. Ішкі сфераға араласпай қалған иондар комплекс түзушіден алысырақ
орналасады, олар комплексті қосылыстың сыртқы сферасын құрайды. Комплексті
қосылыстарды жазғанда олардың ішкі және сыртқы сфераларын айырып көрсету
үшін ішкі сфераны жоғарыда айтқандай квадрат жақшаға алады. Мысалы:
[Pt(NH3)4Cl2], [NH4] Cl, [Pt(NH3)4Cl2] т.б.
Комплексті қосылыстардың саны әлдеқайда көп. Өйткені, біріншіден,
элементтердің көпшілігі, оның ішінде металдар, әсіресе қосымша топтардағы
металдардың барлығы, комплек түзуші бола алады. Екіншіден, комплекстің ішкі
сферасына лиганд ретінде кіретін бөлшектер өте көп. Олар:
1. Құрамында оттек бар қосылыстар – су (комплексті қосылыс –
кристаллогидраттар түзеді), спирттер (алгоголяттар түзеді), қышқылдар
(ацидаттар түзеді) альдегидтер мен летондар да комплекстің ішкі сферасына
кіре алады.
2. Құрамында азот бар қосылыстар – аммиак (аммиактар түзеді), нитридтер,
амидтер т.б. қосылыстар да ішкі сфераға кіре алады.
3. Құрамында күкірт бар қосылыстар – сульфидтер, тиоспирттер, тиоэфирлер
т.б. да қосылыстар ішкі сфераға кіріп комплекс түзеді.
4. Тұздар және тұздардың қос тұз типті қом тұзды комплектары.
5. Полигалогенид, полисульфид сияқты комплексті қосылыстар.
6. Күрделі қышқылдар (изополиқышқылдар, гетерополиқышқылдар).
Химияда неше комплекс түзуші элемент болса, соның әрқайсысы осы аталған
лиганттармен комплекс түзе алады. Осының өзінен комплексті қосылыстардың
қаншалықты көп екендігін байқауға болады.
Орталық атомның төңірегіне лиганттардың қандай санын ұстап қалуына,
яғни оның координациялық санына байланысты. Әртүрлі комплекс түзушілерде
координациялық сан екіден онға дейін өзгертеді, төрт және алты сандары жиі,
сегіз және екі сандары сирек кездеседі.
1.2 Полидентанты лигандтардың ауыспалы d металдармен комплекс түзуі
Координация жэне комплексті қосылыстар табиғатта және техникада
маңызды роль атқарады. Бұл ферментативті және фотохимиялы процесс
биологиялық жүйеде оттектің тасымалдануы, сирек металдардың технологиясы,
каталиттік реакциялар және тағы басқалары жатады.
Комплексті қосылыстардың көптеген қасиетін орталық атомның
табиғатына байланысты анықтайды. Мысалы, түсі, тұрақтылығы, магнетизмі және
тағы басқалары. Орталық атомның біршама маңызды сипаттамалары: электрондық
конфигурация, атом радиусының өлшемі, тотығу дәрежесі, иондық потенциялы
болып табылады. Орталық атомның заряды және радиусы комплекс сипаттамасында
өте маңызды. Олар пайда болған комплекстің тұрақтылығын сипаттайды. Аз
өлшемді және жоғарғы зарядты иондар түрақты комплекс түзеді. Ауыспалы
металдардың ионы біртіндеп d-орбиталін толтырған d-электрондарының санына
тәуелділігі тұрақты комплекс түзуге әкеледі. Комплекс түрактылығы орталық
атомның радиусына, лигандтармен стабилизациялануына тәуелді және d -
орбитальдарының ыдырауына байланысты. Ковалентті байланыс және комплекс
тұрақтылығы біртипті лигандтарда металл иондарының тотығу дәрежесі
жоғарлағанда жоғарлайды. Өзінің комплексінде инертті газ тәрізді
конфигурациялы яғни d10 мысалы: Ag+,Си+Аи+,Zп2+ ,Сd2+ атағы басқалары
құрамында азоты бар лигандтармен координациясы біршама жоғары тенденция
пайда болады.
Лиганд ретінде кез-келген анионға немесе нейтралды молекулаға
тәуелді координацияланған металл иондары бола алады. Егер лиганд құрамында
донорлық қасиеттері бар атомдар немесе топтар бірден артык болса
( полидентантты лиганд), онда циклді құрылымы бар комплекс
түзілуі мүмкін.
Мұны Морган мен Дрю хелат деп атауды ұсынды. Соңғы жылдары металл
иондарының полимер лигандамен (ПЛ) комплексі әртүрлі реакциялардың
катализаторы ретінде зерттеу объектісі болып жүр. Бұл комплекстерге
қызығушылық ПЛ металл ионының каталитикалық активті комплекстердің кұрылысы
мен құрамы жөнінде мәліметтер алуға қажеттілігінен туған. Соңғысы металдың
ПЛ-мен комплекс түзуінің термодинамикалық сипаттамасын анықтауды қажет
етеді. Егер төмен молекулалы лигандтар (ТМЛ) болғанда комплекс түзу
теориясы практика жүзінде толығымен зерттелген болса, ал ПЛ-болғанда
комплекс түзудің термодинамикалық сипаттамасы толығымен зерттелмеген. ТМЛ-
дан ПЛ-дың айырмашылығы, лиганд топтары ерітінді көлемінде бірқалыпты
тарамаған және олардың тізбекке жакын локальды концентрациясы ерітіндідегі
лиганд топтарының жалпы концентрациясына байланысты емес. Бұл өзгешелік
комплекс түзудегі локальді факторлардың ролінің өсуіне әкеледі. Ортаның
локальды касиеті ол лигандты топтардың локальды концентрациясы және олардың
кеңістікте таралуы. ПЛ комплекс түзу қасиетін зерттеудің жаңа жолын табу
қажеттілігі туындады, ол казіргі қолданылып жүрген потенциометрлік әдістен
басқаша болуы қажет. Со2+-тің жоғарғы координациялық сан мағынасы металл
иондарының бірдей шумақталған полимер лигандаларына түсетінімен
түсіндіріледі. Комплекс түзудің басында координация саны төртке тең
комплекстің түзілуін Полинский мен Тшежецкий былай түсіндіреді [17,27]
Функционалды топтың локальды концентрациясы осы топтың ерітіндідегі орташа
концентрациясына қарағанда шумақталған полимерде біршама жоғары.
Си2+ поливинилпиридин (ПВП) комплексінің қасиеті рН нейтралды
облысында [4,5] жұмыстарда зерттелген. Бұл жұмыста Си2+ ПВП комплексінің
құрамына рН әсері зерттеліп, металл иондарының поликатиондар мен комплекс
түзу термодинамикасы қаралған. Си2+ полимер лиганд (ПЛ) комплексінде
рН-тың белгілі мәнінде [3,5] полимердің концентрациясының
өзгеруі комплексті косылыстардың формаларына әсер етпейді деген тұжырымға
келген. Сонымен қатар басқа жұмыстарда потенциометрикалық титрлеу әдісімен
Zn2+ және Мп2+-тің L-треонинменкомплекс түзілуі
зерттелді. Онда аминқышқылдарының константа ионизациясы және металл мен
лиганд қатынасындағы комплекстің константа тұрақтылығы анықталды [6,11].
Ожерельев пен Сполитак [7,23] рН-метрлік әдіс бойынша Со2+ тің дипиридия
және серинмен рН 6-9 аралығында комплекс түзілетінін зерттеп, онда әртүрлі
лиганданың Со2+ пен комплекс тузуінің тепе-теңдік константасын анықтады.
Ауыспалы металдардың иондары мен төменгі молекулалық пептидтер арасындағы
зерттеуге арналған Полумбо мен Козалиннің жұмыстары[8,36] Си2+, Nі2+, Со2+
иондары амид топтарының ззот атомдарының иондануына жағдай жасайтынын
көрсетті. Бұл иондар физиологиялық рН мәндерінде берік хелат жүйелерін
түзетіні көрсетілген. Көптеген зерттеушілер төмен молекулалы қосылыстарға
қатысты болғандықтан олар, байланыстырушы поли – α -амин қышқылдарын таңдап
алды. Олар ақуыздардағы полипептидтік тізбектердің конформациялық
қасиеттерін көрсетуге қабілетті болады. Мыс иондары мен поли - α -амин
қышқылдарының арасындағы әрекеттесуді зерттеген авторлар мынадай нәтижеге
алып келеді.[8,43]
1) поли- α -лизин және поли- α -орнитин сәйкесінше 7рН8 және жоғарғы рН
мәндерінде екі типті комплекстер түзеді. Төмен рН мәндерінде түзілген
комплекстерде аминотоптың азот атомдары ғана координациялық сфераға енген,
ал жоғарғы рН мәндерінде түзілген комплекстерде пептид топтарының
депротондалған азот атомдары да мыс иондарымен байланысқан;
2) поли- α -диаминомай қышқылы 6-дан 13-ке дейінгі рН облысында (төмен және
жоғары рН мәндерінде) екі түрлі комплекс түзеді, олардың әрқайсысында
пептид топтарының депротондалған азот атомдары мыс ионымен байланысқан.
3) поли- α -гистидин үш комплекс түзеді: имидазол және пептид топтарының
азот атомы бар комплекс (рН=5), тек имидазолдың азот атомы мыс ионымен
байланысқан комплекс (5рН8), классикалық биурет типті комплекс (сілтілік
рН мәндерінде). Егер матрицаның негізгі тізбегінің депротондалған азот
атомдары мыс, никель және кобольт иондарымен комплекстер түзуге
катысатын болса, онда реттелген кұрылым комплекске байланысқан полипептид
учаскелерінде сақтала алмайды.
Егер Си2+ жағдайында үлкен емес негіздік рН мәндерінде поли- α -
лизин мен поли- α -орнитин үшін комплекс түзуге барлық буындардың амидтік
топтары қатысатын болса, ал кобальт және никель иондары макромолекуланың
тек N-соңғы фрагменттерінде гана пептидтік иондануға қабілетті болады. Бұл
негізгі соңғы буынмен хелатты циклдерді түзу нәтижесіңде мүмкін болады.
Пептид топтарының депротондалған азот атомдары физиологиялык рН мәндерінде
де комплекс түзуге қатысады, бұл кезде берік хелатты жүйе түзіледі.
Соңғы жылдары көптеген жұмыстарда комплекс құрылуын спектрофотометр
әдісімен анықтауда [9,12]. Осы әдіспен полимер лигандаларының ауыспалы
металдармен Си, Нg, Со, Zп, Nі, Сd тағы басқаларының комплекс түзу тепе-
теңдіктері зерттелген. Сонымен бірге осы комплекстердің құрамы, тұрақтылық
константасы, термодинамикалық сипаттамалары анықталған[10,58].
Жұмыста синтезделген комплекстер және элементтік анализ әдісімен
олардың құрамы анықталып, құрылымы талкыланды. Потенциометриялық зерттеу
нәтижесінде рН метрлік титрлеу әдістерімен лиганданың протондалу
константалары, протондалған және протондалмаған комплекстердің тұрақтылық
константалары анықталды [12,16]. Мысалы: [15] жұмыстың шторлары
потенциометриялық әдіспен Сu2+-тің фульвин қышқылымен құрамы
1:1 комплекс түзуіне иондық күштің, температураның әсерін зерттеп,
комплекс түзу константасын β1, есептеген. β1, температураның және иондық
күштің өсуімен төмендейді. Сонымен қатар, комплекс түзуде Н және S мәндері
де еcептелген. Ал олардың теріс мәні 8 комплекс түзу процесімен қоса НпА
молекуласы реттеле орналасатынын түсіндірді.
Полидентантты лиганд металл мен лигандтың 1:1 қатынасында өте
тұрақты комплекс түзеді. Сатылай комплекс түзу лигандтардың сатылы
протондалуына ұқсас.
-OOC – COO- + H+ = HOOC – COO
HOOC – COO- + H+ = HOOC+COOH
Осы фактіден екі маңызды қорытынды жасауға болады:
1) Қышқыл-негізді тепе-теңдіктің математикалық сипаттамасы тізбекті
комплекс түзудің сипаттамасына ұқсас.
2) металл мен протон арасында лиганд үшін бәсекелестік орын алады.
Координацияланған лигандтарды протондаған кезде металл ионы мен
лиганд арасындағы байланыс ылғи үзіле бермейді. Бүл протондалған
комплекстердің түзілуінің мүмкіндігін көрсетеді. Мысалы: Зезин және тағы
басқалары [3,87] Полидентантты лиганд полиэтиленимин (ПЭИ) мыс катионымен
комплекс түзуін зерттеген жұмысында мынадай қорытындыға келген: ерітіндіде
мыс иондарының болуы ПЭИ ортасын қышқылдандырады. Яғни, аминотоп бөлігі мыс
пен комплекс түзе отырып қышқыл-негіздік тепе- теңдікке әкеледі. Түзілген
координациялы комплекс рН3 болғанда бұзылады.
Металл иондарының протондалмаған макромолекуланың лигандтармен
әрекеттесуін зерттеу, полимердің комплекс түзу тек мономерлік буындардың
қасиеттерімен анықталатынын көрсетті. Онын реакцияга түсу кабілеті, мысалы,
байланысқан металдың мөлшеріне тәуелді тізбектің конформациялық
қасиеттерімен анықталады. Сондықтан, металл иондарымен бәсекелес протондар
қатысында металдың полимермен байланысуын зерттеу қызыгушылық тудырды.
Өйткені, макромолекуланың протондалуы оның қасиеттеріне айтарлықтай әсер
етеді.
Полилиганданың комплекс түзу қабілетінің оның протондану дәрежесіне
тәуелділігін толық анализдеу үшін металдың байланысуын тепе-теңдік
константасымен сандық түрде сипаттау қажет. Бірак, жүйеге
k
M+nL = MLn тепе-теңдік түрінде комплекс түзілу процесін сипаттаудың
дәстүрлі әдісін қолдану табыспен аяқталмайды. Мұндай сипаттауда β = 0,9 (β
- протондану дәрежесі) кезінде мыс иондары ПВП-мен іс-жүзінде
байланыспайтыны, ал β = 0,7 кезінде бұл иондардың көп бөлігі полимермен
байланысқаны түсініксіз [17,54]. Комплекс түзілу константаларының шамасы
демек, полилиганданың реакцияға түсу қабілеті β мәнінен катты тәуелді. β
0,88-ден 0,6-ға өзгерсе, яғни, протондалған пиридин концентрациясы 3,3 есе
жоғарлағанда К β (0,1) екі реттен артық мәнге өседі. Мүны түсіндіру үшін
полимерлік лиганданың табиғатының салдары болып табылатын бірнеше
факторларды ескеру қажет.
Біріншіден, протондау дәрежесін төмендету пиридин қалдықтарының
концентрациясының өсуі және тізбек қатандығының кему салдарынан пиридин
қалдықтарының жақындауына алып келеді.
Екіншіден, еркін энергияның өзгерісінде энтропиялық мүшелердің β
мәніне тәуелділігін ескеру қажет. β кеміген сайын полимерлік тізбекте
металл ионының орналасу тәсілдер санының өсуіне байланысты конфигурациялық
энтропия ұлғаюы қажет. Бұл сан протондалмаған буындардың мөлшерінің көбеюі
нәтижесінде де металл ионының координациялық санының өсуі салдарынан да
өседі. Кβ өсуін негіздейтін соңғы энтропиялык фактор үлкен β
мәндерінде және тізбектегі металдың аз мөлшерінде басым болады. Келтірілген
дәлелдер полилиганданың мономерлік буындарының реакцияға тосу қабілеті мен
төзілетін комплекстердің қүрылымы тізбектің зарядына және комплекске
байланысқан металл мөлшеріне тәуелді күрделі функция екенін көрсетеді.
Металл иондарымен комплекс түзу полимердің қышқыл-негіздік қасиеттерін
өзгертеді. Металл ионымен енетін жай зарядты ескеру комплекс түзілу кезінде
полимердің функционалдық топтарының ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz