Константа нестойкости и устойчивости комплексных ионов.

Частицы, находящиеся во внешней сфере, связаны с комплексным ионом преимущественно электростатическими силами и легко отщеп­ляются в водном растворе. Эта диссоциация называется первичной, она протекает почти нацело, по типу диссоциации сильных электролитов. Лиганды, находящиеся по внутренней сфере, связаны с центральным атомом значительно прочнее и отщепляются лишь в небольшой степени. Обратимый распад внутренней сферы комплексного со­единения носит название вторичной диссоциации. Напри­мер, диссоциацию комплекса [Аg(NН₃)₂]Сl Вторичная диссоциация характеризуется наличием равновесия" между комплексной частицей, центральным ионом и лигандами. В этом можно убедиться на основании следующих реакций. Если на раствор, содержащий комплексный ион [Аg(NН₃)₂]⁺, подейство­вать раствором какого-нибудь хлорида, то осадка не образуется,, хотя из растворов обычных солей серебра при добавлении хлори­дов выделяется осадок хлорида серебра. Очевидно, концентрация ионов серебра в аммиачном растворе слишком мала, чтобы при. введении в него даже избытка хлорид-ионов можно было бы до­стигнуть величины произведения растворимости хлорида серебра (ПРд_§С1 = 1,8-10~¹⁰). Однако после прибавления к раствору ком­плекса иодида калия выпадает осадок иодида серебра. Это дока­зывает, что ионы серебра все же имеются в растворе. Как ни мала их концентрация, но она оказывается достаточной для образования осадка, так как произведение растворимости иодида серебра АgI составляет только 1 • 10~¹⁶, т. е. значительно меньше, чем у хлорида серебра. Точно так же при. действии сероводорода получается осадок сульфида серебра Аg₂ S. Диссоциация ионов [Ад(МН₃)2]⁺> согласно приведенному выше уравнению, как и диссоциация всякого слабого электролита, под­чиняется закону действия масс и может быть охарактеризована соответствующей константой равновесия, называемой констан­той нестойкости комплексного иона. Константы нестойкости для различных комплексных ионов весьма различны и могут служить мерой устойчивости комплекса. Константы нестойкости, в выражения которых входят концентра­ции ионов и молекул, называются «концентрационными». Более строгими и не зависящими от концентраций и ионной силы рас­твора являются константы нестойкости, содержащие вместо кон­центраций активности ионов и молекул. В разбавленных растворах эти два различных выражения констант нестойкости совпадают друг с другом. Из приведенной формулы видно, что чем меньше концентра­ция продуктов распада, т. е. чем устойчивее комплекс, тем меньше его константа нестойкости. В последнее время для характеристики устойчивости комплекс­ных соединений предпочитают пользоваться величиной, Обратной константе нестойкости, называемой константой устойчи­вости. Для иона [Аg(NН₃)₂]+.

88. Вода и её физико-химические свойства. Значение воды для биосферы и жизненности организмов. Человек и биосфера.

Вода способна выполнять каталитические функции, на что уже давно обратили внимание. Например, сухой хлористый водород не реагирует с аммиаком и металлами. Метал­лический натрий не горит в сухом хлоре, а алюминий не взаимо­действует с иодом, однако добавление воды вызывает бурную реак­цию между ними. Таких примеров известно множество, и это по­зволяет считать воду самым универсальным катализатором. Далее, вода, с точки зрения кислотно-основных свойств, пред­ставляет собой истинный амфолит, так как содержит равное коли­чество катионов водорода и гидроксильных анионов. Если о роли протона в химических реакциях уже было сказано, то здесь необхо­димо обратить внимание на значение аниона ОН-. Он выступает в качестве катализатора многих реакций в водных растворах, и в та­ком случае говорят о щелочном катализе. Вода вступает в химическое взаимодействие со многими про­стыми и сложными веществами. В частности, следует отметить ре-. акции гидролиза, идущие без изменения степеней окисления. Среди реакций гидролиза значимыми для биосистем являются гидролитические процессы с солями, входящими в состав биосред, а также гидролиз полипептидов, липидов, нуклеотидов. Обратимый гидролиз молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) является ключевой реакцией биоэнергетики. Еще одно важное свойство воды - ее донорная активность, вы­рванная присутствием у атома кислорода неподеленных электронных пар. Это приводит к тому, что все катионы переходных металлов в том числе и биокатионы железа, меди, цинка и др., если они (не связаны с белками или другими органическими биомолекулами, биосредах представляют собой аквокомплексы. Окислительно-восстановительные превращения воды определя­ется двумя полуреакциями. О значении первой из них уже сказано, а вторая может проис-'ходить в тканях, если окислители будут обладать большей величи­ной редокс-потенциала, чем его значение для второй полуреакции Вода в биосредах находится частично в виде ассоциатов с неор­ганическими ионами и биомолекулами - белками, углеводами и др. Иными словами, все биомолекулы окружены гидратными оболочка­ми. Такая вода называется связанной водой. Ее количество обычно составляет около 40%. Остальная вода представляет собой ассо­циированную водородными связями подвижную структуру. При этом идет непрерывный обмен между молекулами связанной и сво­бодной воды. При патологических процессах (воспалительных яв­лениях, образовании раковых клеток и др.) это соотношение ме­няется, а следовательно, должны меняться и физические свойства биосред.

102. Общая характеристика S – элементов.

К жизненно необходимым макроэлементамотносятся з-эле-менты первого (водород), третьего (натрий, магний) и четвертого (калий, кальций) периодов, а также р-элементы второго (углерод, азот, кислород) и третьего (фосфор, сера, хлор) периодов. Большин­ство остальных S- и р-элементов первых трех периодов (АL, Si, Ве и др.) физиологически активны. Расположенные в больших перио­дах S- и р-элементы редко выступают в качестве незаменимых. Исключение составляют s-элементы - калий, кальций, р-элемент - иод. К физиологически активным относят некоторые s- и р-злементы четвертого и пятого периодов, например, мышьяк, селен, бром. S-элементы первой группы склонны к образованию связей с атомом кислорода, все они находятся в растворе в виде гидратированных ионов Э⁺(Н2О)_Х. Сходство лития с натрием обу­словливает их взаимозамещаемость, причем, как правило, они яв­ляются синергистами. Рубидий и цезий по физико-химическим ха­рактеристикам ближе к калию, поэтому в организме они также мо­гут замещать друг друга. S -Элементы второй группы входят в состав биомолекул, связы­ваясь через атом кислорода с анионами фосфорной, угольной и карбоновых кислот.Магний в организме по преимуществу находится внутри клеток, где образует соединения с белками и нуклеиновыми кислотами, со­держащие связи Мg-N и Мg-О. Сходство физико-химических харак­теристик ионов Ве²⁺ и Мg²⁺ обусловливает их взаимозамещаемость в таких соединениях. Это объясняет, в частности, ингибирование магнийсодержащих ферментов при попадании в организм бериллия, следовательно, бериллий - антагонист магния. Кальций, в основном находящийся в составе костной ткани, по своим свойствам близок к стронцию и барию, поэтому эти ионы могут замещать его в костях. При этом наблюдаются как случаи синергизма, так и антагонизма.