 |
Биологическая роль молибдена
|
|
|
|
Молибден включается в десятку металлов жизни. Молибден входит в состав ферментов, которые являются катализаторами окислительно-восстановительных процессов, ксантиндегидрогеназы, ксантиноксидазы, альдегидоксидазы, нитроредуктазы и др. Присутствие Мо (VI) в нитрогеназе растений связано со способностью Мо (VI) акцептировать три электрона с образованием Мо (III). Два атома Мо (III) отдавая далее по два электрона доставляют шесть электронов, которые нужны для осуществления реакции:
N2 HN=NH H2N-NH2 2NH3
Ксантиноксидаза – фермент, ускоряющий обмен сложных белков (в частности, пуриновый обмен)
Если мочевая кислота не успевает выводиться из организма, то соли ее скапливаются в суставах и мышечных сухожилиях, вызывая подагру. Как лекарственные препараты соединения молибдена в медицинской практике не применяются.
Применение соединений молибдена в фармации
Некоторые соединения молибдена применяются в анализе. Молибдат аммония (NH4)2MoO4 используется как аналитический реактив на фосфор: в присутствии концентрированной азотной кислоты, образуется желтый осадок аммониевой соли гетерополифосфорномолибденовой кислоты (NH4)3 [P(Mo12O40)]´6H2O.
Вопросы и задачи для самоподготовки:
1. В чем особенность строения валентного слоя электронов атомов хрома и молибдена?
2. Какие степени окисления возможны, а какие более устойчивы для хрома и молибдена?
3. Как изменяются кислотно-основные свойства в ряду гидроксидов хрома (II), (III), (VI)?
4. Объясните, почему в растворе, содержащем ион гексааквахрома (III) среда кислая? Что произойдет с этим ионом, если рН увеличить до12?
5. Что произойдет, если раствор K2Cr2O7 добавить к подкисленным растворам, содержащим: а)Cl-,Br-,I--ионы б)NO2- ион в)SO32-ион г)H2O2? Напишите уравнения реакций, расставьте коэффициенты, используя метод ионно-электронного баланса?
|
|
|
6. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
Cr2(SO4)3 ® Cr(OH)3 ® Na2CrO4 ® Na2Cr2O7 ® Cr(OH)3 ® [Cr(OH)4]- ®Cr(OH)3
7. Опишите реакцию обнаружения соединений Cr(VI) с помощью серной кислоты и пероксида водорода. Напишите уравнение реакции; объясните: для чего добавляют эфир?
8. Что называется хромовой смесью? Для чего она используется?
9. В чем состоит биологическая роль хрома и молибдена?
10. Как объяснить токсичность хроматов и дихроматов?
11. Какое применение находят хроматы и дихроматы в аналитической
практике и фарманализе?
d - Элементы VII группы.
К d-элементам VII группы относятся марганец - Mn, технеций - Tc, рений - Re, элемент 107 (радиоактивный, искусственно полученный элемент). Для них характерна электронная конфигурация валентного слоя...(n-1)d5ns2. Атомы этих элементов могут проявлять степени окисления +2, +3, +4, +6, +7. Наиболее характерные степени окисления для марганца +2, +4, +6 и +7. В переделах подгруппы устойчивость соединений с высшей степенью окисления элемента при увеличении порядкового номера возрастает, поэтому перренаты менее сильные окислители, чем перманганаты.
Марганец (Manganum)
Соединения марганца (II)
Марганцу (II) соответствует ион с конфигурацией...Зd5, который в водных растворах образует октаэдрический аквакомплекс, окрашенный в розовый цвет, такую же окраску имеют кристаллогидраты Mn(NO3)2´6H2O, Mn(ClO4)2´6H2O, а также MnS. Большинство солей марганца (II) хорошо растворимы в воде. Малорастворимы MnS, MnCO3, Mn3(PO4)2, а также гидроксид марганца (II) - Mn(OH)2, который является основанием и реагирует с кислотами:
Mn(OH)2 + 2HCl ® 2H2O + MnCl2
Mn(OH)2 легко окисляется кислородом воздуха:
Mn(OH)2 + O2 + H2O ® 2Mn(OH)4
при этом образуется бурый осадок: ® MnO2 + 2H2O
|
|
|
Соединения Mn(II) проявляют восстановительные свойства. В сильнощелочной среде окисление идет до манганатов, окрашенных в зеленый цвет, а в кислой среде - до перманганатов, имеющих фиолетовую окраску:
3MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH 3K2MnO4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O
2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O
Реакция с диоксидом свинца используется для обнаружения соединений марганца (II).
Соединения марганца (IV)
Соединения марганца (IV) неустойчивы, за исключением диоксида марганца MnO2. Это амфотерный оксид. Формально этому оксиду соответствует марганцеватистая кислота H2MnO3, соли ее называются манганитами. В растворах кислота не существует, манганиты малоустойчивы. Т.к. в диоксиде марганец имеет промежуточную степень окисления, он может быть и окислителем и восстановителем. При взаимодействии с кислотами он ведет себя как окислитель:
В реакциях с сильными окислителями выполняет роль восстановителя, при этом в кислой среде получаются перманганаты, а в щелочной среде манганаты:
Соединения марганца (VI)
Эти соединения неустойчивы, наиболее устойчивы соли - манганаты. Устойчивость манганатов зависит от реакции среды. В сильнощелочных растворах они наиболее устойчивы, в нейтральной среде быстро диспропорционируют:
При этом зеленая окраска переходит в фиолетовую и выпадает бурый осадок. Особенно легко этот процесс идет в кислой среде:
3K2MnO4 + 4CH3COOH ® 2KMnO4 + 4CH3COOK + MnO2¯ + 2H2O
В кислой среде в присутствии восстановителей манганаты – сильные окислители, восстанавливаются они обычно до MnO2:
При взаимодействии с сильными окислителями превращаются в перманганаты:
Соединения марганца (VII)
Производные марганца (VII) известны в виде перманганатов. Большинство перманганатов хорошо растворяется в воде. Сравнительно трудно растворяются перманганаты калия, рубидия, цезия. Перманганат ион имеет тетраэдрическое строение, для него характерна красно-фиолетовая окраска. Перманганаты - сильные окислители. Их окислительная способность зависит от реакции среды:
Из значений стандартных окислительно-восстановительных потенциалов видно, что перманганаты наиболее сильные окислители в кислой среде.
При работе с растворами перманганата калия KMnO4 следует помнить, что при попадании на кожу он образует бурые пятна MnO2, которые удаляются смесью сульфита натрия и хлороводородной кислоты, при этом образуется бесцветный дитионат марганца (II):
|
|
|
|
|
|
