[专题]顺、反式-二甘氨酸合铜的制备及成份分析

[专]顺、反式-二甘氨酸合铜的制备及成份分析 — (II) 黄微 化学与科学学院 实验原理 实验原理 2 仪器试剂 仪器试剂 3 实验 实验内容 4 实验目的 实验目的 1 实验思考 实验思考 5 了解无机配合物的制备原理和制备方法; 巩固溶解, 减压抽滤, 沉淀的洗涤, 水浴加热等 基本操作; 章鱼保罗 章鱼保罗 阿凡达 阿凡达 相似之处 相似之处——蓝色血液～ 蓝色血液～ Cu 2+ 运载O 2 得到血蓝蛋白,软体动物，节肢动物 Fe 2+ 运载O 2 得到血红蛋白,人类，但在Fe 2+ 转变成Fe 3+ 时，依赖血蓝蛋白的氧化作用 图1.常见的蓝血动物 Cu 在生命活动中占有举足轻重的地位，缺铜会造成: 贫血，记忆力减退，反应迟钝，运动失常 Cu 的摄取来源: 无机铜源:CuSO 4 (有毒～) 有机铜源:葡萄糖酸铜，叶绿素铜，甘氨酸合铜，鱼，肉 蔬菜等(生物相容性好～) Cu(OH) 2 + 2 H 2 NCH 2 COOH ==== Cu(gly) 2 xH 2 O 65~70? Cu(gly) 2 xH 2 O 甘氨酸合铜 N Cu N O O gly gly 顺式结构 天蓝色针状 N Cu O O N gly gly 反式结构 蓝紫色鳞片状 反应所需活化能低; 极性大，溶于高极性溶剂中. 反应所需活化能高; 极性小，溶于低极性溶剂中. 热力学& 动力学 化学热力学:研究化学反应进行的可能性以及进行的程度 (决定因素～) 化学动力学:研究化学反应进行的快慢 动力学& 热力学控制的反应 动力学控制的反应 反应体系离平衡尚远，宏观上原料不断消耗，产物不 断积 累，主产物为动力学上生成速率较快的产物-活化能低-顺式. 热力学控制的反应 体系已达平衡，各种产物的转化宏观上已停止，产物的热 稳定性相对较高，主产物为热力学稳定性较高的产物-反式. 动力学控制,顺式为主 热力学控制,反式为主 顺式 反式 lnk,lnA,E a /RT 能 量 产物 反应物 反应过程 E 活化能 顺式 反式 实验仪器 布氏漏斗、抽滤瓶、烧杯、量筒、玻棒、表面皿、温度计 实验试剂 甘氨酸、CuSO 4 ?5H 2 O、1:1氨水、1:3乙醇水溶液、丙酮 1 MH 2 SO 4 、3 M NaOH溶液、95%乙醇、1% BaCl 2 Cu(OH) 2 的制备 6.3 g CuSO 4 ?5H 2 O 20 mL H 2 O 滴加NH 3 ?H 2 O至沉淀溶解 加入25 mL NaOH (3M) Cu(OH) 2 沉淀 抽滤、洗涤至无SO 4 2, 干燥 稍加热 搅拌 思考: Cu(OH) 2 为何要现用现制, 能否由CuSO 4 和NaOH 直接制备Cu(OH) 2 ? 注意事项: 缓慢滴加氨水，并不断搅拌，氨水量适中，少(×) 多(×) 双层滤纸—无定形沉淀 抽滤 洗涤产品遵循“少量多次”原则，洗涤时勿抽滤 检验—表面皿洗涤，少量多次 1. 裁剪滤纸 2. 润湿滤纸 4. 开泵 5. 抽滤，洗涤 图2. 减压抽滤 3. 侧口相对 顺式—二甘氨酸合铜(II)水合物的制备 Cu(gly) 2 ?xH 2 O溶液 干燥 3.8 g甘氨酸 15 mL H 2 O 新制Cu(OH) 2 65,70?, 搅拌 热过滤 收集滤液 加入10 mL 乙醇(95%) 冷却析晶 1:3 乙醇洗涤 65 ?, 搅 拌 丙酮洗涤 思考: 比较95%乙醇、V 水 :V 乙醇 = 1:3 混合液、丙酮的极性大小, 各溶液的作用分别为何, 注意事项: 甘氨酸溶于60,65 ?热水，完全溶解后再加入碾碎的 Cu(OH) 2 ，不断搅拌，若有Cu(OH) 2 沉积于烧杯底部，应 将其碾碎，并充分搅起; 严格控制温度勿超过70 ?，反应时间不可过长; 乙醇、丙酮远离明火; 丙酮为脱水剂，脱脂剂，勿与皮肤直接接触。 无机化学基础实验 实验原理 实验原理 2 仪器试剂 仪器试剂 3 实验内容 实验内容 4 实验目的 实验目的 1 实验思考 实验思考 5 熟练掌握间接碘量法的测定原理和操作流程; 进一步熟练称量操作和移液、滴定操作。 酸碱滴定 络合滴定 沉淀滴定 氧化还原滴定 直接碘量法 间接碘量法 碘量法 : 利用I 2 的氧化性进行滴定 : 利用I - 的还原性进行滴定 2 2 2 Cu 4I == 2 CuI I 在酸性介质中，Cu(gly) 2 中gly发生质子化，破坏配合物， 采用间接碘量法测定Cu含量。 Cu 2+ 先与过量的I - 反应; 析出的I 2 用Na 2 S 2 O 3 滴定，以淀粉为指示剂，计算配合物含量。 cis-Cu(gly) 2 ?xH 2 O 中铜含量的测定 甘氨酸(gly)为双基配合物，其在70?时会与Cu(OH) 2 发生 如下反应: 2- 2- - 2 2 3 4 6 I +2S O =S O +2I 2- 2- 2 2 3 4 6 I 2S O == 2I S O 2 3 2 7 2 2 Cr O 6I 14H == 3I 2Cr 7H O 标准Na 2 S 2 O 3 溶液的标定 基准物,标定法, 标定Na 2 S 2 O 3 的常见基准物为:K 2 Cr 2 O 7 ，KBrO 3 ，KIO 3 实验仪器 容量瓶(250 mL)×2、移液管(20 mL)×2、滴定管(25 mL) 、 表面皿、吸耳球、锥形瓶 实验试剂 1 MH 2 SO 4 、0.01 M Na 2 S 2 O 3 溶液(待标)、K 2 Cr 2 O 7 标准溶液、 1%淀粉溶液、10% NH 4 SCN溶液、甘氨酸合铜(自制) 碘量瓶 瓶口呈喇叭形，与磨口瓶塞之间形成一圈水槽的锥形瓶。使 用时，槽中加纯水可以形成水封，防止瓶中反应生成的I 2 ，Br 2 等逸失。 重铬酸钾溶液的配制 实验步骤 K 2 Cr 2 O 7 0.11,0.13 g 50 mL H 2 O 转移、定容 (重铬酸钾溶液) 减量法 适用范围:称量易吸水、易氧化还原、易与CO 2 反应的试 剂，如无水碳酸钠、各类固体基准物。 减量法称量步骤:将适量试样装入称量瓶中，称得总质量 m 1 g，用一干净的纸条套在称量瓶上，将其取出并置于容器(如 小坩埚)上方，倾斜称量瓶并用瓶盖轻敲瓶口上部，使试样落 入坩埚中。准确称出此时称量瓶和剩余样品的重量m 2 g，试样 的质量即为( m 1 ,m 2 ) g。 图3. 减量法称量操作 0.01 mol/L标准Na 2 S 2 O 3 溶液的标定 20 mL K 2 Cr 2 O 7 0.7g KI 3 mL H 2 SO 4 摇匀,避光反应5min,稀释至50 mL, 用Na 2 S 2 O 3 溶液滴定 溶液由棕色变为 淡黄色至草绿色 滴至蓝色变为浅绿色，记下V Na2S2O3 ，共滴定3次 1 mL淀粉溶液 晃摇 S 2 O 3 2- I - + S 4 O 6 2- 避光 放置 Cr 2 O 7 2- + 6I - (过) + 14H + 2Cr 3+ + 3I 2 + 7H 2 O 淀粉: 蓝?浅绿 淀粉遇碘显色原理 淀粉是由α-葡萄糖分子缩合而成的螺旋体，表面含有大量羟 基，能与碘分子作用使其嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。碘跟淀 粉的这种作用称为包合作用，生成物叫做包合物。 (A) (B) 图5. 碘与淀粉形成的包合物 图4. 直链淀粉结构 操作要点及注意事项 K 2 Cr 2 O 7 与KI反应需控制一定酸度. 酸度过低,反应慢，增大I 2 挥发的几率; 酸度过高,KI可能会被空气中的O 2 氧化成I 2 . 避光反应，加盖表面皿. 淀粉能否早加, 为何不用K 2 Cr 2 O 7 直接标定Na 2 S 2 O 3 ，而采用间接碘量法, 滴定初始，轻摇，防I 2 挥发;加入淀粉后剧烈摇动，破坏包合物. 滴定前稀释, KI作用为何,能否过多或过少, 加入淀粉时已接近终点，一滴一滴滴加. Na 2 S 2 O 3 与I 2 反应须在中性或弱酸性溶液中进行;防止I 2 挥发 cis-Cu(gly) 2 ?xH 2 O中铜含量的测定 0.5 g cis-Cu(gly) 2 ?xH 2 O 50 mL H 2 O 3 mL H 2 SO 4 (1M) 转移/定容 移取上述液体20 mL 加入1g KI 和50 mL H 2 O 用Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定 浅黄色溶液 加入3 mL NH 4 SCN 和1 mL 淀粉溶液 继续用Na 2 S 2 O 3 标准溶液滴定 滴定至溶液浅蓝色刚好褪去(平行两份) 计算cis-Cu(gly) 2 ? xH 2 O中铜含量和x值 加入H 2 SO 4 后静置15 min，使解离完全. 控制体系pH，过高? 过低? 加入NH 4 SCN溶液的作用是什么,何时加入最适宜, 操作要点及注意事项 加入KI后放置一段时间再进行反应. 2 2 2 Cu 4I == 2 CuI I CuI KSCN == CuSCN KI 加入NH 4 SCN，要剧烈摇晃 瓶瓶 瓶瓶 罐罐 罐罐 看看 我我 七七 十十 二二 变变 酸酸 酸酸 碱碱 碱碱 中中 和和 美美 好好 人人 生生 实实验验顺顺利利