CC BY
15УДК 544.31 + 541.49
С.А. Бычкова, Н.В. Чернявская, М.С. Корнилова
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ L-АСПАРАГИНОВОЙ КИСЛОТЫ С HG(II)
В ВОДНОМ РАСТВОРЕ
(Ивановский государственный химико-технологический университет) e-mail: bychkova_sv@mail. ru
Методом потенциометрического титрования исследовано комплексообразова-ние L-аспарагиновой кислоты с ионами Hg2+ в широком интервале концентрационных соотношений при 298К и I=0,1моль/л (KNO3).
Ключевые слова: L-аспарагиновая кислота, константа устойчивости
Аспарагиновая кислота (аминоянтарная кислота, аспартат) Н2Ь - алифатическая аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот организма. Встречается во всех организмах в свободном виде и в составе белков. Ее комплексы играют значительную роль в биологических процессах, например, во многих случаях, где ферменты активируются ионами металлов. За последнее время проявляется повышенный интерес к изучению комплексообразования между ионами тяжелых металлов и биологически-активными соединениями. Исследование взаимодействия ртути(11) с аминокислотами в водных растворах очень важно для теоретического обоснования и моделирования химических процессов в поликомпонентных системах. Изучение комплексообразования этих соединений с ионами ртути представляют интерес в клинической биохимии, фармакологии, химии координационных соединений и в области защиты окружающей среды.
Н
и/
Н
н' ^оь
сн
H
2
но^^^о
L-аспарагиновая кислота Сведения о константах устойчивости комплексов ртути (II) и аспарагиновой кислоты малочисленны и противоречивы [1-4] (табл.1).
Таблица 1
Литературные данные по константам устойчивости
комплексов аспарагиновой кислоты с Hg(II) Table 1. The literature data on the constants of aspartic
I № lgb2 Литература
20°C, 0,1M NaClO4 13,2 20,11 [1]
25°C, 0,10M KNO3 6,72 - [2]
25°C, 0,10M KNO3 6,10 10,18 [3]
25°C, 0,10M NaNO3 13,2 20,00 [4]
Целью настоящей работы было определение состава и констант устойчивости комплексных частиц, образующихся в системе - аспа-рагиновая кислота.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
В работе использовали кристаллическую Ь-аспарагиновую кислоту фирмы «Рапгеас» (Испания) чистоты 98,5% без дополнительной очистки. Раствор нитрата ртути (II) готовили из препарата марки «х.ч.» путем предварительного растворения препарата в азотной кислоте (С(НК03)= =2,0810 моль/л), затем разбавляли в бидистилли-рованной воде до концентрации ^(К03)2 ~ 0,1 моль/л. Точную концентрацию раствора нитрата ртути(11) определяли меркуриметрически.
Для поддержания заданного значения ионной силы использовали нитрат калия марки «х.ч.». Титрантом служил 0,1М раствор НК03.
Состав и устойчивость комплексов аспара-гинатов ртути (II) исследовали методом потенциометрического титрования при 298,15 К и значении ионной силы 0,1 на фоне КК03.
Изучение комплексообразования аспара-гиновой кислоты с Н§(П) осложняется образованием осадков. Поэтому рабочие растворы Н2Ь с готовили по следующей методике. К раствору аспарагиновой кислоты добавляли раствор КОН до рН ~ 10, и при быстром перемешивании по каплям вводили необходимое количество раствора нитрата ртути (II).
Для определения равновесной концентрации ионов водорода измеряли ЭДС цепи, в состав которой входил комбинированный электрод ЭСК-10601/7, представляющий собой датчик, объединяющий в одном корпусе измерительный электрод и электрод сравнения.
Измерения ЭДС цепи: Лв, ЛвС1 | КС1(нас.) || И2Ь, Ив(КОз)2, КШз || стеклянный электрод проводили с помощью прибора «Мультитест» ИПЛ-311. Абсолютная погрешность измерения потенциала составляла не более 0,5 мВ. Равновесие считалось установившимся, если измеряемое значение ЭДС не изменялось в пределах 0,1 мВ в течение пяти минут. Температуру потенциометриче-ской ячейки, титранта и электрода поддерживали с точностью ±0,1 °С с помощью термостата ЦТи-2.
Исследования проводились при соотношениях Ив(11):И2Ь 1:2, 1:5, 1:8 (с=0,01моль/л).
Пример кривой титрования Нв(11) в присутствии аспарагиновой кислоты приведен на рисунке.
рН 91 87 6 543
Hg2+ + HL = HgHL
Hg2+ + L2- = HgL Hg2+ + 2L2- = HgL2
Hg2+ + HOH + L2- = HgOHL- + H+
^2+
(1) (2)
(3)
(4)
Константы гидролиза Нв2+ взяты из [7], константа ионизации воды на фоне ККО3 - из [8].
Математическая обработка показала, что во всех исследованных системах экспериментальные данные наилучшим образом описываются образованием комплекса HgL.
Величины lgbHgL, полученные как среднее арифметическое из 5-7 параллельных опытов для каждого соотношения Hg2+:L2-, приведены в табл. 2. Погрешность рассчитана как 95%-ный доверительный интервал по Стьюденту.
Таблица 2
Логарифмы констант устойчивости комплексов
Hg(II) с аспарагиновой кислотой Table 2. Logarithms of the stability constants of complexes of Hg(II) with aspartic acid
Соотношение Hg2+:L tePagL
1:2 9,58±0,20
1:5 9,52±0,10
1:8 9,30±0,20
Среднее взвешенное 9,47±0,15
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 V, мл
Рис. Кривая титрования аспарагиновой кислоты в присутствии Hg(II) (Hg2+: H2L=1:5) раствором HNO3 при I=0,1 (KNO3) Fig. The titration curve of aspartic acid in the presence of Hg(II) (Hg2+ : H2L=1:5) with HNO3 solution at I=0.1 (KNO3)
Экспериментальные данные обрабатывались на пересональном компьютере по универсальной программе «РНМБТЯ», предназначенной для расчета констант равновесия с произвольным числом реакций по измеренной равновесной концентрации одной из частиц [5].
Кислотно-основные свойства аспарагино-вой кислоты исследовались рядом авторов. Анализ литературных данных [6] позволил выбрать наиболее надежные значения констант диссоциации при 1=0,1 (рК:=1,83±0,07;рК2=3,76±0,07; рКз= =9,60±0,05).
В исследуемой системе наряду с процессами диссоциации Н2Ь и гидролиза Нв2+ возможно протекание процессов комплексообразования:
В данной работе результаты получены при нескольких соотношениях металл-лиганд, при обработке данных учтены возможные кислотно-основные равновесия и детально проанализированы возможные формы существования образующихся комплексных соединений.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки России в рамках государственного задания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Корнеев В.И., Кардапольцев А.А. // Коорд. химия. 2005. Т. 34. № 12. С. 908-912;
Korneev V.I., Kardapol'tsev A.A. // Koord. Khim. 2005. V. 34. N 12. P. 908-912 (in Russian).
2. Ahmed I.,O El-Roudi, Boraei A // J.Chem.Eng.Data. 1996. V. 41. P. 386.
3. Gowda R., Venkatappa M. // J.Electrochem.Soc.India. 1981. V. 30. P. 336.
4. W van der Linden, Beers C. // Anal.Chim.Acta. 1974. V. 68. P. 143.
5. Бородин В.А., Козловский Е.В., Васильев В.П. // Журн. неорг. химии. 1986. T. 31. № 1. C. 10-16; Borodin V.A., Kozlovskiy E. V., Vasil'ev V.P. // Zhurn. Neorg. Khim. 1986. V. 31. N 1. P. 10-16 (in Russian).
6. Васильев В.П., Кочергина ЛА, Ивенькова С.Г., Ку-туров М.В. // Журн. общей химии. 1982. Т. 52. № 7. С. 1657-1663;
Vasil'ev V.P., Kochergina L.A., Iven'kova S.G., Kuturov M.V. // Zhurn. Obshcheiy Khimii. 1982. V. 52. N 7. P. 16571663 (in Russian).
7. Назаренко В.А., Антонович В.П., Невская Е.М. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. М.: Атомиздат. 1978. 192 с.;
Nazarenko V.A., Antonovich V.P., Nevskaya E.M. Hydrolysis of metal ions in dilute solutions. M.: Atomizdat. 1978. 192 p. (in Russian).
8. Васильев В.П., Лобанов Г.А // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1969. Т. 12. Вып. 6. С. 740;
Vasil'ev V.P., Lobanov G.A // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 1969. V. 12. N 6. P. 740 (in Russian).
