顺式甘氨酸合铜的制备及成份分析(精)

阿凡达
章鱼保罗
背景介绍
Cu2+运载O2 得到血蓝蛋白－软体动物，节肢动物 Fe2+运载O2 得到血红蛋白－人类，但在Fe2+转变成Fe3+ 时，依赖血蓝蛋白的氧化作用
图1.常见的蓝血动物
背景介绍
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：
实验内容
cis-Cu(gly)2· xH2O中铜含量的测定
0.5 g cis-Cu(gly)2· xH2O
50 mL H2O 3 mL H2SO4(1M)
转移/定容
移取上述液体20 mL
加入1g KI 和 50 mL H2O
用Na2S2O3标准溶液滴定
浅黄色溶液
加入3 mL NH4SCN 和 1 mL 淀粉溶液
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。 Cu2+先与过量的I-反应;
2 Cu2 4I == 2 CuI I2
析出的I2用Na2S2O3滴定，以淀粉为指示剂，计算配合物含量。
22I2 +2S2O3 =S4O6 +2I-
实验原理
标准Na2S2O3溶液的标定
顺式结构 天蓝色针状
甘氨酸合铜
N O Cu O N
反应所需活化能高；
gly
gly
极性小，溶于低极性溶剂中.
反式结构 蓝紫色鳞片状
实验原理
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
(A) (B)
图4. 直链淀粉结构
图5. 碘与淀粉形成的包合物
实 验 内容
操作要点及注意事项
KI作用为何？能否过多或过少？ K2Cr2O7与KI反应需控制一定酸度. 酸度过低？反应慢，增大I2挥发的几率； 酸度过高？KI可能会被空气中的O2氧化成I2. 避光反应，加盖表面皿. 滴定前稀释？ Na2S2O3与I2反应须在中性或弱酸性溶液中进行；防止I2挥发 淀粉能否早加？ 为何不用K2Cr2O7直接标定Na2S2O3，而采用间接碘量法？ 滴定初始，轻摇，防I2挥发；加入淀粉后剧烈摇动，破坏包合物. 加入淀粉时已接近终点，一滴一滴滴加.
基准物？ 标定法？ 标定Na2S2O3的常见基准物为：K2Cr2O7，KBrO3，KIO3
2 Cr2O7 6I 14H == 3I2 2Cr3 7H2O
I2 2S2O32- == 2I S4O62-
仪器试剂
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
减压抽滤
1. 裁剪滤纸
2. 润湿滤纸
5. 抽滤，洗涤
4. 开泵
3. 侧口相对
图2. 减压抽滤流程
实验内容
顺式—二甘氨酸合铜(II)水合物的制备
3.8 g甘氨酸
热过滤
15 mL H2O 65 ℃, 搅拌
新制Cu(OH)2 65～70℃, 搅拌
Cu(gly)2· xH2O溶液
1:3 乙醇洗涤 丙酮洗涤
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Cr2O7
2- +
6I- (过)
+
14H+
避光 3+ + 3I + 7H O 2Cr 2 2 放置 I- + S4O62淀粉: 蓝→浅绿
S2O32-
实 验 内容
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。
无机铜源：CuSO4 (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！）
实验原理
65~70℃
Cu(OH)2 + 2 H2NCH2COOH ==== Cu(gly)2 xH2O
N N Cu O O
gly
gly
反应所需活化能低； 极性大，溶于高极性溶剂中.
Cu(gly)2 xH2O
继续用Na2S2O3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·xH2O中铜含量和x值
实验内容
操作要点及注意事项
加入H2SO4后静置15 min，使解离完全. 控制体系pH，过高? 过低? 加入KI后放置一段时间再进行反应. 加入NH4SCN溶液的作用是什么？何时加入最适宜？
图3. 减量法称量操作
实验内容
0.01 mol/L 标准Na2S2O3溶液的标定
0.7g KI 3 mL H2SO4 20 mL K2Cr2O7 用Na2S2O3溶液滴定
摇匀？避光反应 5min？稀释至50 mL？
溶液由棕色变为 淡黄色至草绿色
1 mL淀粉溶液
晃摇
滴至蓝色变为浅绿色，记下VNa2S2O3，共滴定3次
实验内容
重铬酸钾溶液的配制 实验步骤
50 mL H2O 转移、定容
K2Cr2O7
0.11～0.13 g
(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CO2反应的试
剂，如无水碳酸钠、各类固体基准物。
实验内容
减量法称量步骤：将适量试样装入称量瓶中，称得总质量 m1 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m2 g，试样 的质量即为( m1－ m2) g。
20 mL H2O 稍加热
6.3 g CuSO4· 5H2O
滴加NH3· H2O至沉淀溶解
搅拌
加入25 mL NaOH (3M)
Cu(OH)2沉淀
抽滤、洗涤至无SO42－
干燥
实验内容
思考：
Cu(OH)2为何要现用现制？
能否由CuSO4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 抽滤步骤 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
实验试剂
1 M H2SO4、0.01 M Na2S2O3溶液 (待标)、K2Cr2O7标准溶液、 1%淀粉溶液、10% NH4SCN溶液、甘氨酸合铜 (自制)
仪器试剂
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I2，Br2 等逸失。
顺、反式—二甘氨酸合铜(II)
水合物的制备及成份分析
黄微
化学与材料科学学院
实验大纲
1 2 3 4 5
实验目的 实验原理
仪器试剂
实验内容
实验思考
实验目的
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;
背景介绍
背景介绍
背景介绍
相似之处—蓝色血液！
热力学控制－反式为主
能 量
顺式
反式
反式
E活化能
反应物 产物
顺式
反应过程
仪器试剂
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、CuSO4· 5H2O、1:1氨水、1:3乙醇水溶液、丙酮
1 M H2SO4、3 M NaOH溶液、95%乙醇、1% BaCl2
实验内容
Cu(OH)2的制备
进一步熟练称量操作和移液﹑滴定操作。
实验原理
酸碱滴定
络合滴定
沉淀滴定
氧化还原滴定
直接碘量法 : 利用I2 的氧化性进行滴定 碘量法 间接碘量法 : 利用I- 的还原性进行滴定
实验原理
cis-Cu(gly)2· xH2O 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 Cu2 4I == 2 CuI I2
CuI KSCN == CuSCN KI 加入NH4SCN，要剧烈摇晃
实验顺利
瓶 瓶 罐 罐 看 我 七 十 二 变
酸 酸 碱 碱 中 和 美 好 人 生
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.
实验原理
动力学控制－顺式为主
lnk＝lnA－Ea/RT
收集滤液
加入10 mL 乙醇(95%)
冷却析晶
干燥
实验内容
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
顺式甘氨酸合铜水合物成份分析
实验大纲
1 2 3 4 5
实验目的 实验原理
仪器试剂
实验内容
实验思考
实验目的
熟练掌握间接碘量法的测定原理和操作流程;