Применение комплексных соединений в аналитической химии

Муниципальное образовательное  учреждение

"Средняя общеобразовательная  школа №16"

 

 

 

 

 

 

Научно-исследовательская работа

Применение комплексных соединений в аналитической химии

 

 

 

 

Выполнил:

Дзюбина Ксения,

ученица 10^А класса

 

 

Руководитель:

Евсеева Лидия Ивановна,

учитель химии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Вологда

2009 г. 
Содержание.

 

 

 

 

 

Введение

Обширную группу химических соединений составляют комплексы,  в молекулах которых всегда можно выделить центральный атом или ион, вокруг которого сгруппированы другие ионы или молекулярные группы.

Комплексы имеют исключительно  большое значение в живой и неживой природе. Гемоглобин, благодаря которому осуществляется перенос кислорода из легких к клеткам ткани, является комплексом железа, а хлорофилл, ответственный за фотосинтез в растениях, – комплексом магния. Значительную часть природных минералов, в том числе многие силикаты и полиметаллические руды, также составляют комплексы. Химические методы извлечения металлов из руд связаны с образованием легкорастворимых, легкоплавких и высоколетучих комплексов. Современная химическая промышленность широко использует комплексы как катализаторы.

С использованием комплексов связана  возможность получения многообразных  лаков и красок, прочных электрохимических  покрытий, фотоматериалов, надежных средств  переработки и консервирование  пищи.

Огромное значение имеют комплексные соединения в аналитической химии. Они используются как в качественном, так и в количественном анализах. Такое разнообразие применений заключается в особенностях строения, структуре химических связей.

При изучении литературы я перед  собой ставила следующие цели:

- иметь представление о следующих  понятиях и величинах: комплексообразователь,  лиганд, координационное число, дентатность  лиганда, внутренняя и внешняя  сферы комплексного соединения, хелатные и полиядерные комплексные соединения;

-  знать особенности химической  связи во внутренней сфере  комплексных соединений; условия  образования, разрушения и трансформации  комплексных соединений; особенности  строения и функции в организме  миоглобина, гемоглобина, метгемоглобина, цитохромов, ионофоров;

-  понимать сущность металлолигандного  гомеостаза и возможностей его  нарушения и восстановления; комплексонометрии  и ее применения в санитарно-клиническом  анализе.

Далее я подбирала для своей практической части методику исследования с целью проведения количественного анализа хлорида кальция, купленного в одной из аптек города Вологды. Я хотела выяснить соответствие указанной массы истинной.

 

1. Теоретическая  часть

1.1. ОСНОВНЫЕ  ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ

Многие процессы жизнедеятельности  протекают с участием комплексных соединений. В живых организмах присутствуют комплексные соединения биогенных металлов с белками, витаминами и другими веществами, играющими роль ферментов или выполняющими специфические функции в обмене веществ. Характерной особенностью комплексных соединений является наличие в них химической связи, возникшей по донорно-акцепторному механизму:

M(    )_n   +   n     L  çè [M(    L)_n]

комплексообразователь         лиганды           внутренняя сфера

 комплексного соединения

Поэтому сущность реакции комплексообразования заключается во взаимодействии двух противоположностей: акцептора электронной пары и донора электронной пары.

Комплексные соединения - устойчивые химические соединения сложного состава, в которых обязательно имеется хотя бы одна связь, возникшая по донорно-акцепторному механизму.

Комплексные соединения состоят из комплексообразователя и лигандов, образующих внутреннюю сферу, и внешней  сферы, состоящей из ионов, которые  компенсируют заряд внутренней сферы.

Комплексообразователь (центральный атом) - атом или ион, который является акцептором электронных пар, предоставляя свободные атомные орбитали, и занимает центральное положение в комплексном соединении.

Роль комплексообразователя в  основном выполняют атомы или  ионы d- и f-металлов, так как они имеют много свободных атомных орбиталей на валентном уровне и достаточно большой положительный заряд ядра, за счет которого способны притягивать электронные пары доноров. Число свободных атомных орбиталей, предоставляемых комплексообразователем, определяет его координационное число. Значение координационного числа комплексообразователя зависит от многих факторов, но обычно оно равно удвоенному заряду иона комплексообразователя. Наиболее характерными координационными числами являются 2, 4 и 6.

В комплексных соединениях комплексообразователь связан с лигандами.

Лиганды - молекулы или ионы, которые являются донорами электронных пар и непосредственно связаны с комплексообразователем.

Обычно лигандами являются ионы или молекулы, содержащие неподеленные (свободные) электронные пары или достаточно подвижные π-электронные пары.

Лиганды-анионы: F^- ,   Cl^-,   Br^-,   I^-,    OH^-,  NO₂^-,  CN^-,   CNS^-,   RCOO^-

фторид   хлорид   бромид   иодид  гидроксид    нитрит      цианид     роданид      карбоксилат

Лиганды-молекулы: H₂O, ROH, R—O—R,         CO,          NH₃

вода          спирты                   эфиры                   монооксид  углерода        аммиак

По числу связей, образуемых лигандом с комплексообразователем, лиганды  делятся на моно-, би- и полидентатные. Все вышеуказанные лиганды являются монодентатными, так как они выступают донорами только одной электронной пары.

К бидентатным лигандам относятся  молекулы или ионы, содержащие две  функциональные группы и способные  выступать донорами двух электронных пар:

H₂NCH₂CH₂NH₂,      ^-OOC—COO^-,       H₂NCH₂COO^-

    молекула этилендиамина                      дианион щавелевой кислоты           анион аминоуксусной кислоты

Примерами полидентатных лигандов являются:

^-OOCCH₂                                               CH₂COO^-

                     N—CH₂—CH₂—N

^-OOCCH₂                                               CH₂COO^-

тетраанион этилендиаминтетрауксусной  кислоты (EDTA)

6-дентатный лиганд

В соответствии со своей дентатностью лиганд может образовывать соответствующее число связей с комплексообразователем.

Лиганды координируются вокруг комплексообразователя, образуя внутреннюю сферу комплексного соединения.

Внутренняя сфера комплексного соединения есть совокупность центрального атома и лигандов.

Во внутренней сфере связь комплексообразователя с лигандами имеет донорно-акцепторное происхождение и является ковалентной. При записи формулы комплексного соединения его внутреннюю сферу выделяют квадратными скобками, например [NН₄]С1; К₃[Fе(СN)₆]. Заряд внутренней сферы комплексного соединения равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и всех лигандов. Внутренняя сфера может быть:

а) заряжена положительно - катион:

[Сu²⁺(NН₃)₄⁰]^z  z = +2 + 4 -0 = +2

б) заряжена отрицательно - анион:

[Fe³⁺(CN^-)₆]^z  z = +3 + 6*(-1) = -3

в) электронейтральна:

[Fе⁰(СО)⁰]^z  z = 0 + 5*0 = 0

В соответствии с зарядом внутренней сферы комплексные соединения подразделяются на анионные, катионные и нейтральные  комплексы.

Заряд внутренней сферы компенсируется ионами внешней сферы комплексного соединения.

Внешняя сфера комплексного соединения — это положительно или отрицательно заряженные ионы, нейтрализующие заряд комплексного иона и связанные с ним ионной связью.

Суммарный заряд ионов внешней  сферы всегда равен по значению и  противоположен по знаку заряду внутренней сферы, чтобы молекула комплексного соединения была электронейтральна

[Сu(NH₃)₄]S0₄

внутренняя      внешняя 

сфера    сфера

 

1.2. ХИМИЧЕСКАЯ  СВЯЗЬ В КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ  И ОСОБЕННОСТИ ИХ СТРОЕНИЯ

В образовании химической связи во внутренней сфере комплексного соединения важнейшую роль играет донорно-акцепторное взаимодействие лигандов (доноры) и комплексообразователя (акцептор). При этом между ними возникает ковалентная и не сильно полярная связь. Именно этим объясняются главные особенности свойств внутренней сферы комплекса: строго определенное пространственное расположение лигандов вокруг комплексообразователя и достаточно высокая устойчивость к диссоциации связи лиганда с комплексообразователем.

Вначале рассмотрим структуру внутренней сферы комплексного соединения. Комплексообразователь (атом или катион металла) предоставляет  свободные орбитали, которые формируются  из незанятых s-, p- и d-атомных орбиталей внешних электронных слоев. При этом комплексообразователь предоставляет не чистые  s-, р- и d- орбитали, а энергетически равноценные гибридные орбитали, оси которых определенным образом располагаются в пространстве (табл.1). Это и создает структуру внутренней сферы комплекса, которая определяется типом гибридизации исходных свободных атомных орбиталей комплексообразователя.

Координационное число	Тип гибридизации	Структура	Пример
2	sp	линейная	[Ag(NH3)4]+
4	Sp3	тетраэдрическая	[BF4]-
4	Sp2d	квадрато-плоскостная	[Cu(NH3)4]2+
6	Sp3d2	октаэдрическая	[Fe(CN)6]3+

Тип гибридизации атомных орбиталей  комплексообразователя и

Тип гибридизации атомных орбиталей  комплексообразователя и

структура внутренней сферы комплексного соединения

Для комплексных соединений, содержащих во внутренней сфере различные лиганды, характерна геометрическая изомерия, наблюдаемая в тех случаях, когда при одинаковом составе внутренней сферы лиганды в ней располагаются по-разному относительно друг друга. Если два одинаковых лиганда расположены рядом, то такое соединение называется цис-изомером, если эти лиганды расположены по разные стороны от комплексообразователя, то это транс-изомер. Например, комплекс [Pt(NН₃)₂Сl₂].

Геометрические изомеры комплексных  соединений различаются не только по физическим и химическим свойствам, но и по биологической активности. Так, цис-изомер комплекса [Pt(NН₃)₂Сl₂] проявляет ярко выраженную противоопухолевую активность, а транс-изомер - нет. Следовательно, не только состав, но и геометрия внутренней

Эффективность донорно-акцепторного взаимодействия лиганда и комплексообразователя, а следовательно, и прочность связи между ними определяются их поляризуемостью, т. е. способностью трансформировать свои электронные оболочки под внешним воздействием. По этому признаку реагенты подразделяются на "жесткие", или малополяризуемые, и "мягкие" - легкополяризуемые. Поляризуемость атома, молекулы или иона прежде всего зависит от размера молекулы и числа электронных слоев. Чем меньше радиус и число электронов у частицы, тем менее она поляризуема. Частицы с большим радиусом и большим числом электронов, наоборот, легко поляризуются. По этим признакам можно расположить в ряд комплексообразователи и лиганды, участвующие в процессах метаболизма:

Комплексообразователи:

Увеличение мягкости комплексообразователя:

à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à  à

Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Со²⁺, Ni²⁺, Сu²⁺, Zn²⁺, Сd²⁺,Pb²⁺, Hg²⁺.

Увеличение мягкости лиганда:

  à  à  à  à  à  à  à  à à  à  à  à  à

F^-, ОН^-, Н₂О, Сl^-, Вr^-, I^-, RСОO^-, NR₃, RSН, СN^-

В соответствии с общим принципом "подобное в подобном" и спецификой донорно-акцепторного взаимодействия наиболее прочная и устойчивая к диссоциации ковалентная связь возникает между мягкими комплексообразователями и мягкими лигандами. С учетом того что белки, включая ферменты, содержат мягкие легкополяризуемые группы —СОO^-, —NН₂ и —SН, становится понятным, почему все "металлы жизни", относящиеся к (d-элементам, в организме встречаются практически только в виде комплексов с биосубстратами. С другой стороны, ясно, почему катионы тяжелых металлов Сd²⁺, Рb²⁺, Нg²⁺ сильно токсичны. Эти катионы очень "мягкие", особенно катион Нg²⁺, и поэтому они активно образуют прочные комплексы с жизненно важными белоксодержащими субстратами, нарушая их метаболизм. Особенно легко в реакцию комплексообразования вступают белки, содержащие группу —SН:

2RSН + 2Нg²⁺  è  [R—S—Не—S—R] + 2Н⁺

Склонностью к комплексообразованию объясняется также токсичность  цианидов, так как анион СN^- -- очень мягкий лиганд -- активно взаимодействует с катионами d-металлов в комплексах, замещая в них биосубстраты и тем самым инактивируя эти биокомплексы.

Катионы Na⁺ и К⁺ вследствие своей жесткости практически не образуют устойчивых комплексов с биосубстратами и в физиологических средах находятся в основном в виде гидратированных ионов. Катионы Мg²⁺ и Са²⁺ способны образовывать достаточно устойчивые комплексы с белками, и поэтому в физиологических средах они встречаются как в ионизованном, так и в связанном состоянии (в виде комплексов с белками, а также нерастворимых солей — фосфатов, оксалатов и уратов).

Таким образом, прочность и устойчивость к диссоциации ковалентной связи между комплексообразователем и лигандами зависит от их природы, и прежде всего от способности вызывать и проявлять поляризуемость.

1.3. ХИМИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Диссоциация в растворах

В растворах комплексные соединения могут подвергаться первичной и вторичной диссоциации.

Первичная диссоциация комплексного соединения — это распад комплексного соединения в растворе на комплексный ион внутренней сферы и ионы внешней сферы.

В водных растворах первичная диссоциация  комплексных соединений связана с разрывом в них ионной связи, и поэтому она практически необратима и ее уравнение следует записывать так:

[Ag(NН₃)₂]Сl è [Ag(NН₃)₂]⁺ + Сl^-

К₄[Fе(СN)₆] è 4К⁺ + [Fе(СN)]^4-

Возникающий в результате первичной  диссоциации подвижный комплексный ион ведет себя в растворе как целая самостоятельная частица с характерными для нее свойствами. Поэтому в водных растворах комплексных соединений, как правило, нельзя обнаружить присутствие ионов или молекул, входящих в состав внутренней сферы. Так, в водных растворах [Аg(NН₃)₂]Сl не удается обнаружить присутствие катионов Аg⁺ и молекул NН₃, в растворах К₄[Fе(СN)₆] - катионов Fе²⁺ и анионов СN^-,

Вторичная диссоциация комплексного соединения -это распад внутренней сферы комплекса на составляющие ее компоненты.

Вторичная диссоциация связана  с разрывом ковалентной связи, поэтому  она сильно затруднена и имеет  ярко выраженный равновесный характер подобно диссоциации слабых электролитов. Отрыв лигандов из внутренней сферы  комплексного иона происходит ступенчато:

1-я ступень:  [Ag(NН₃)₂]⁺ ßà [Ag(NН₃)]⁺ + NH₃

2-я ступень:  [Ag(NН₃)]⁺ ßà Ag⁺ + NH₃

Вторичная диссоциация, как всякий равновесный процесс, характеризуется  константой равновесия, причем каждая стадия имеет свою константу. Для  количественной характеристики устойчивости внутренней сферы комплексного соединения используют константу равновесия, описывающую полную ее диссоциацию, называемую константой нестойкости комплекса K_нест. Для комплексного иона [Аg(NН₃)₂]⁺ выражение константы нестойкости имеет вид:

Чем меньше К_нест, тем стабильнее внутренняя сфера комплекса, т. е. тем меньше она диссоциирует в водном растворе. Значения К_нест комплексных соединений, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о том, что в результате процесса комплексообразования происходит очень прочное связывание ионов в водных распорах, особенно ионов комплексообразователей. Следовательно, для связывания ионов из раствора можно чрезвычайно эффективно использовать реакцию комплексообразования.

Особенно эффективное связывание ионов комплексообразователя происходит при реакции с полидентатными ("многозубыми") лигандами. Эти  лиганды благодаря наличию в  них двух и более электронодонорных  центров способны образовывать несколько связей с ионами металлов, формируя устойчивую циклическую структуру. Образно говоря, ион металла захватывается полидентатным лигандом подобно жертве, попавшей в клешни рака. В связи с этим такие комплексные соединения получили названия хелатов.

Таблица 2

Константы нестойкости комплексных ионов

Комплексный ион	Кнест
[NH4]+/NH3+H+	5,4*10-10
[Ag(NН3)2]+/Ag++2NH3	9,3*10-8
[Cu(NH3)4]2+/Cu2++4NH3	2,1*10-13
[Zn(OH)4]2-/Zn2++4OH-	3,6*10-16
[Fe(CN)6]3-/Fe3++6CN-	1*10-31
[Fe(CN)6]4-/Fe2++6CN-	1*10-36

 

Хелаты -- устойчивые комплексы металлов с полидентатными лигандами, в которых центральный атом является компонентом циклической структуры.

Одними из наиболее эффективных  хелатообразующих лигандов являются этилендиаминтетрауксусная  кислота (ЕDТА) или ее динатриевая соль, называемая трилон Б:

НООССН₂                                              СН₂СООН

                          N—СН₂—СН₂—N

НООССН₂                                               СН₂СООН

                                       ЕDТА

НООССН₂                                                  СН₂СООН

                           N—СН₂—СН₂—N

НООССН₂                                                 СН₂СОOH

трилон Б (Nа₂Н₂Т)

ЕDТА образует устойчивые комплексы практически с катионами всех металлов, за исключением щелочных, поэтому ЕDТА широко используется в аналитической практике для определения содержания ионов различных металлов, а в медицине - в качестве детоксиканта для выведения из организма ионов тяжелых металлов в виде растворимых комплексов.

Среди природных лигандов следует  выделить макроциклические полидентатные  лиганды, внутри которых размещается комплексообразователь. Макроциклическими лигандами являются порфирины, близкие им по структуре коррины, а также белки. В этом случае лиганд называется “хозяин”, а комплексообразователь – “гость”. В таких комплексах комплексообразователь изолирован от окружающей среды и может удерживаться прочно, например в гемоглобине, цитохромах, витамине В₁₂, хлорофилле, или слабо, например в ионофорах, используемых для транспорта катионов металлов через мембраны.

В природе встречаются полиядерные  комплексные соединения. Для них характерно наличие во внутренней сфере нескольких комплексообразователей как одного вида (например, железо в железосеропротеинах [Fe_xS_xРгоt]), так и разных (например, в цитохромоксидазе содержатся одновременно катионы железа и меди). Таким образом, состав, структура и прочность внутренней сферы природных комплексных соединений чрезвычайно разнообразны, и поэтому они могут выполнять различные функции в живых системах.

Образование комплексных соединений

Как известно, реакции в растворах всегда протекают в направлении наиболее полного связывания ионов, в том числе за счет образования комплексных соединений, в которых в результате донорно-акцепторного взаимодействия возникает устойчивая внутренняя сфера.

FеCl₃ + 6КСNS è К₃[Fе(СNS)₆] + ЗКСl

(Fе³⁺ + 6СНS^- è [Fе(СNS)₆]^3-)

Вследствие образования устойчивых комплексов возможно даже растворение  тех осадков, которые посылают в  раствор за счет диссоциации растворившейся части вещества крайне небольшое  количество ионов, способных с добавленным реагентом образовывать устойчивую внутреннюю сферу комплекса:

Zn(ОН)₂ + 2NаОН è Nа₂[Zn(ОН)₄]

(Zn(ОН)₂ + OH^- è [Zn(ОН)₄]^2-)

Благодаря образованию комплекса  происходит связывание молекулы аммиака (газообразного лиганда):

NН₃ + НС1 è [NН₄]С1   (NН₃ + Н⁺ è [NН₄]⁺)

NН₃ + Н₂0  ßà NН₃ • Н₂0

В кислой среде происходит прочное  связывание NН₃ вследствие образования комплексного иона [NН₄]⁺, а в нейтральной и щелочной среде имеет место конкуренция за прочное связывание Катиона водорода между анионом ОН^- (К_а= К_H2O = 1,8*10^-16) и молекулой аммиака (К_а = К_нест (NH₄⁺) = 5,4*10^-10). Из сравнения констант соответствующих равновесий видно, что молекула воды удерживает катион Н⁺ значительно сильнее, чем комплексный ион [NН₄]⁺. Поэтому использовать формулу гидроксида аммония NН₄ОН некорректно, а следует изображать результат взаимодействия между молекулами воды и аммиака в виде NН₂ • Н₂О – комплекса-ассоциата (гидрата аммиака). Водный раствор аммиака, называемый в быту нашатырным спиртом", используется в медицинской практике как источник аммиака и средство скорой помощи для возбуждения дыхания и выведения из обморочного состояния. Таким образом, комплексное соединение возникает в тех случаях, когда донорно-акцепторное взаимодействие комплексообразователя с лигандами приводит к их прочному связыванию с формированием устойчивой внутренней сферы.

Трансформация или разрушение комплексных соединений

Трансформация или разрушение комплексного соединения происходит в тех случаях, когда компоненты его внутренней сферы, вступая во взаимодействие с добавленным реагентом, связываются или трансформируются вследствие образования: а) более устойчивого комплекса; б) малодиссоциирующего соединения; в) малорастворимого соединения; г) окислительно-восстановительных превращений. Проиллюстрируем эти положения на примерах.

А. Трансформация комплекса с  образованием более устойчивого  комплекса в результате:

- более  прочного связывания лигандов  с новым комплексообразователем, т. е. реакции обмена комплексообразователя:

[Сu(NН₃)₄]S0₄ + 2Н₂SО₄ à СиSО₄ + 2[NН₄]₂SО₄

([Сu(NН₃)₄]²⁺ 4Н⁺ à Сu²⁺ + [NН₄]⁺)

- более прочного связывания  комплексообразователя с новым  лигандом, т. е. реакции обмена  лигандами во внутренней сфере:

[Pt(NH₃)₄Cl₂] + 4КСN à К₂[Рt(СN)₄] + 4NН₃ + 2КСl

([Pt(NH₃)₄Cl₂]+ 4СN^- à [Рt(СN)₄]^2-+ 4NH₃)

Замена лигандов во внутренней сфере комплексного соединения протекает ступенчато, причем при наличии различных лигандов вначале замещается тот лиганд, связь которого с комплексообразователем лабильна:

[Рt(NН₃)₂С1₂] + КI à [Рt(NН₃)₂ClI] + КС1

([Рt(NН₃)₂С1₂] + I^- à [Рt(NН₃)₂СlI] + Сl^-)

Рассмотренные реакции трансформации  комплексных соединений всегда протекают  в сторону образования более  устойчивых комплексных соединений, у которых константа нестойкости  внутренней сферы меньше, чем у  исходных соединений.

Б. Разрушение гидроксокомплексов в кислой среде из-за образования малодиссоциированного соединения

Nа₂[Zn(ОН)₄] + 4НС1 à 2NaCl + ZnCl₂ + 4Н₂O

([Zn(ОН)₄]^- + 4Н⁺ à Zn²⁺ + 4Н₂0)

В. Разрушение комплексного соединения с образованием малорастворимого соединения, в котором комплексообразователь или лиганд связан прочнее, чем в комплексе:

[Ag(NH₃)₂]Cl + KI àAgI + 2КСl + 2NН₃

([Ag(NH₃)₂]⁺ + I^- à AgI + 2NH₃)

Г. Разрушение или трансформация  комплексного соединения в результате окислительно-восстановительных превращений:

- лиганда:

K₂[CdI₄] + Cl₂ à 2КСl + СdС1₂ + 2I₂

([CdI₄]^2- + Cl₂ à Сd²⁺ + 2I₂ + 4Сl^-)

- комплексообразователя:

2К₄[Fе(СN)₆] + С1₂ à 2К₃[Fе(СN)₆] + 2КС1

(2[Fе (СN)₆]^4- + С1₂ à 2[Fе(СN)₆] + 2Сl^- )

Процесс комплексообразования сильно влияет на величины восстановительных потенциалов катионов d-металлов. Если восстановленная форма катиона металла образует с данным лигандом более устойчивый комплекс, чем его окисленная форма, то потенциал возрастает. Снижение потенциала происходит, когда более устойчивый комплекс образует окисленная форма. Иллюстрацией сказанному являются следующие данные.

Fe³⁺ + e^- ßà Fe²⁺    φ₀^’ = 0,35 B

Эти особенности окислительно-восстановительных  свойств ионов "металлов жизни" в биокомплексах очень важны  для понимания биохимических  процессов, протекающих при их участии.

Кислотно-основные свойства комплексных соединений

Комплексные соединения могут проявлять  кислотно-основные свойства за счет ионов  Н⁺ и ОН~ внешней сферы:

кислоты:  H₂[SiF₆] à 2Н⁺ + [SiF₆]^2-

основания:  [Аg(NН₃)₂]ОН à [Аg(NН₃)₂]⁺ + ОН^-

и, кроме того, за счет диссоциации  их лигандов. Последнее особенно характерно для природных комплексов, содержащих белки, которые, как известно, являются амфолитами. Например, гемоглобин (ННb) или оксигемоглобин (ННbО2) проявляют кислотные свойства за счет кислотных групп белка глобина, являющегося лигандом:

ННb à Н⁺ + Hb^- ННЬО₂ ßà Н⁺ + HbO₂

В то же время анион гемоглобина  за счет аминогрупп белка глобина  проявляет основные свойства и поэтому  связывает кислотный оксид С0₂ с образованием аниона карбаминогемоглобина (НbСО₂)^- :

СО₂ + Hb^- à (НbCО₂)^-

С помощью этого соединения СО₂ транспортируется из тканей в легкие, где, вступая в реакцию с более сильной кислотой оксигемоглобином, превращается в слабую нестойкую кислоту ННbСО₂, распадающуюся на гемоглобин с выделением СО₂.

(НbСО₂)^- + ННbО₂ ßà НbО₂^- + ННb + СО₂

Кислотно-основные свойства лигандов, связанных с комплексообразователем, часто выражены более ярко, чем  кислотно-основные свойства свободных лигандов.

1.4. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ  РОЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ

Многие вещества, присутствующие в  организме: аминокислоты, белки, нуклеиновые  кислоты и их основания, витамины, гормоны, порфирины, - являются активными  лигандами и, взаимодействуя с катионами  биометаллов, образуют многообразные  комплексные соединения, выполняющие определенные биологические функции. Ряд ферментов в составе своих активных центров содержат катионы металлов, что обеспечивает строгое пространственное расположение функциональных групп фермента.