2. Объясните, почему литий образует малорастворимые в воде соли - фториды, фосфаты, карбонаты, в то время как соли других s-элементов металлов I-а группы хорошо растворимы?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Какие связи (ионные, ковалентные) характерны в соединениях s-элементов с неметаллами?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Как можно определить каталазную активность тканей?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Какова реакция среды водного раствора NaHCO₃? С какой целью применяется водный раствор NaHCO₃ в медицине?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Занятие №7

Химия биогенных элементов d-блока. Лигандообменные процессы. Строение металлоферментов, биокомплексные соединений

Лабораторная работа № 5

Биогенные элементы. Свойства d-элементов.

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, может находиться в виде комплексов с водой или аммиаком (аква-комплексов и аммиакатов). Получим 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 гидрокси – 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 50 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 CuSO₄ 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 преимущественно в форме Fe⁺². Железо депонируется и переносится по организму в в виде комплексов с белком, которые называются ферритин и трансферрин. 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 перманганата калия 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. Реакция используется для установления факта опъянения.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опишите наблюдения:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Cделайте выводы об обнаружении (или отсутствии) этанола в исследуемом растворе:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт № 6 Определение жесткости воды

Жесткость воды определяется присутствием в воде катионов кальция Ca²⁺ и магния Mg²⁺. Определение жесткости является одним из гигиенических показателей воды. Употребление жесткой воды в пищу не рекомендуется, поскольку катионы кальция Ca²⁺ и магния Mg²⁺образуют ряд нерастворимых солей (фосфаты, карбонаты, оксалаты), которые образуют почечные конкременты и являются причиной мочекаменной болезни.

Качественное и количественное определение катионов кальция Ca²⁺ и магния Mg²⁺ основано на образовании ими окрашенных комплексов в щелочной среде с индикаторами хромогеном черным (эриохромом) (Na₂H In) и раствором двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон Б, комплексон III).

С хромогеном черным образуются окрашенные комплексы красно-фиолетового цвета.

Na₂H In + Mg²⁺ ↔ MgHIn + 2 Na⁺ красно-фиолетовый комплекс

Na₂H In + Ca²⁺ ↔ CaHIn + 2 Na⁺

При последующем добавлении к красно-фиолетовому комплексу трилона Б комплексы с эриохромом разрушаются, раствор приобретает голубую окраску .

Na₂H₂ (комплексон III) + Ca²⁺ ↔ Na₂Ca (комплексон III) + 2 H⁺ голубая окраска

Na₂H₂ (комплексон III) + Mg²⁺ ↔ Na₂Mg (комплексон III) + 2 H⁺

Методика эксперимента.

В пробирку наливают 5-10 мл водопроводной воды, добавляют 1-2 кристаллика эриохрома черного (или 1-2 капли его раствора), 5 мл раствора аммиачного буфера, наблюдают появление окраски. К окрашенному буферу по каплям добавляют 0,1 М раствор трилона Б до перехода окраски в голубой цвет.

Наблюдения. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы о наличии (или отсутствии) солей кальция и магния в исследуемой воде. ._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы к защите работы:

1. Какие элементы относятся к d-семейству?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. В каких степенях окисления встречаются d-элементы в организме? Приведите примеры.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Как называются комплексные соединения d-элементов с органическими лигандами?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. С какими веществами реагирует KMnO₄, и эта реакция используется как качественная?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Какие реакции используются для качественного обнаружения ионов Fe⁺³?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________