配合化合物及配位平衡讨论报告
实验日期：2013年12月10日 作者：王白成李永钦宋子琪廖念西皇秋莎
所在学院：基础医学院 指导老师：高昂
一、摘要
在本次实验中，涉及到了配位平衡，酸碱品衡，氧化还原平衡及沉淀溶解平衡的相互关系，以配位平衡为基础，利用几个平衡间的相互作用完成一系列的实验，其中在氯化亚铜的制备过程中综合利用了这几个平衡。配合物在生活中存在着许多用处，本文将选取部分列举说明。酸碱平衡、氧化还原平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡，四种化学平衡相互影响，相互作用，在分析一个化学反应时很有必要从四个平衡的相互影响讨论，从而得到更接近实验事实的结论
二、前言
本组讨论题将从配位品衡解释制备氯化亚铜的步骤和现象，并分析一些常见配合物的应用，最后结合实验分析大一所学的四大化学品衡的相互作用关系。
三、正文
（一）氯化亚铜的制备过程中平衡分析
本实验是利用了CuCl2+Cu=2CuCl反应,加入过量铜粉与CuCl2共热形成CuCl,促使反歧化进行,但在实验过程中,必须首先加入浓HCl,否则反应不能进行,原因是生成的CuCl覆盖在铜的表面上,阻止了Cu与CuCl2继续反应,加入浓HCl利用Cl-的配位性,与Cu(I)配位,发生CuCl+HCl\\-=\\H[CuCl2]的反应,此反应是可逆反应,当HCl的浓度增大时,促进CuCl的配位,增大了CuCl的溶解度,使Cu与CuCl2继续反应,也就是说制备CuCl首先制备出了H[CuCl2]溶液,然后将此溶液到入水中,HCl的浓度骤然减小,打破了平衡,反应逆向进行,即H[CuCl2]分解为CuCl,制得CuCl白色难溶物,故CuCl的制备两次巧妙地利用了平衡移动原理。 （二）配合物在生活中的应用及原理： Ⅰ.在工业生产上的应用 1.1提取贵金属
Au与NaCN在氧化气氛中生成Au（CN）2-配离子将金从难溶的矿石中溶解与其不溶物分离，再用Zn粉作还原剂置换得到单质金。 1.2高纯金属的制备
CO能与许多过渡金属（Fe,Ni,Co）形成羰基配合物，且这些金属配合物易挥发，受热后易分解成金属和一氧化碳。利用此可以制备高纯金属。 1.3电镀
电镀工业中，为获得牢固致密均匀光亮的镀层，需要控制金属离子的浓度，使其在镀件上缓慢还原析出。如银镜反应镀银。 1.4催化
1.含D，L-丙氨酸配体的过氧钨配合物WO( O2)2·2C3H7NO2·H2O 催化剂，以H2O2为氧化剂，在离子液体中萃取耦合催化氧化脱硫，脱硫率达到90%以上。
2. 用聚( 苯乙烯－ 丙烯酰胺) 载体氯化钕配合物催化剂催化合成聚苯乙烯，聚( 苯乙烯－ 丙烯酰胺) 载体氯化钕配合物( PSAM·NdCl3)氯化钕配合物的催化活性高于稀土氯化物，聚合物载体氯化钕配合物催化性能高于同类小分子体系配合物 Ⅱ 、金属配合物在医药上的应用 2.1 抗癌
配合物在癌症治疗方面有着广泛的应用，铂和金的配合物应用广泛，此处限于篇幅不在一一叙述。 2.2解毒剂
1, 2—二巯基丙醇, 简称BAI, 它和As、Hg、Pb等的螯合配位能力比蛋白质和这些金属的螯合力强, 所以, 它是一种常用来治疗肾中毒和汞中毒的金属解毒剂。毒性较低的二巯基丁酸( DMSA) , 它具有良好的耐受性, 副作用缓和, 对血铅和尿铅等有明显的减低作用, 被广泛用于治疗Pb、Hg 和As 中毒。又如, 铜是体内氧化还原体系中一个有效催化剂, 缺铜会引起贫血症, 但积累过多又会导致Wilson氏病( 即肝豆状变性) , 出现肝硬化、坏死及神经系统紊乱等症状。D—青霉胺( Pen) 是Wilson 氏病的有效药物, 它能和铜生成分子量约为2600 的深紫色螯合物[ Cu14( Pen) 12Cl] 被排出体外。近年又合成了N —已酰基—D—青霉胺, 毒性更小, 口服还可用于Po 、Cu、W 的促排。EDT A 可排出
Ca、Al、Pb、Cu、Au、K 、Na, 其中最为有效的是用于治疗血钙过多和职业性铅中毒。对于对放射性核素, DTPA、EHDP 等螯合剂具有优良的亲和性, 尤其表现在对锕系、镧系元素有良好的促排效果。 2.3 核磁共振造景剂
钆类配合物作为核磁共振造景剂的应用核磁共振造影技术已成为当今临床诊断中最为有力和安全的检测手段之一。多数的核磁造影剂均为Gd( Ⅲ) , Mn( Ⅱ) 和Fe( Ⅲ) 离子, 因为它们具有最多的未成对电子( 分别为7, 5 和5) 和较长的电子自旋驰豫时间。目前有四种钆的配合物用于临床诊断。其中DT PA 和DOTA 的配合物为离子型, 而DTPA—BMA 和HP—DOTA 为中性。后两者的低渗透压可以减少注射引起的头痛。这些化合物的热力学稳定性都很高, 但DOT A 配合物动力学稳定性要比DT PA 的更高一些。这些配合物中的钆均为九配位, 并含有一个键合的水分子。
Ⅲ、配合物在化妆品中的应用
铜、铁、硅、硒、碘、铬和锗等七种微量元素在化妆品中的应用已经被许多国内外学者所肯定,而且逐渐为广大消费者所接受。 （三）、四大化学平衡的关系 1． 酸碱平衡和配位平衡的关系
以实验2-1为例，取1mL0.2mol/LCuSO4溶液于试管中，逐滴加入
2ml/L氨水直到沉淀溶解为止，再逐滴加入2mol/LH2SO4。
向
CuSO4中加入氨水生成
?Cu(NH3)24：
?Cu(NH3)24?Cu(NH3)24???Cu2?+4NH3 在水溶液中存在配位平衡
氨水存在电离平衡加入
H2SO4?NH3?H2O???NH4?OH?
??H与氨水电离出的OH后，反应，使氨水的电离平衡向右移
?Cu(NH3)24动，从而减小NH3，使的配位平衡向右移动，，氨根离子的
水解平衡、氨水的电离平衡等酸碱平衡也会受到影响。
故配位平衡会受到酸碱平衡的影响。当配离子或中心离子可以和
H?或OH?结合时，配位平衡就会受到酸碱平衡的影响。如果这些H?或OH?是由弱酸弱碱电离或是盐类水解而产生的，那么相应的平衡
也会受到配位平衡的影响。 2.氧化还原平衡和配位平衡的关系
以实验4为例，往5滴0.1mol/LKI中加入5滴0.1mol/LFeCl3溶液，再加入CCl4观察，再加入10%饱和NH4F溶液，观察。
3???Fe2??I2KI中加入FeCl3溶液，存在氧化还原平衡：Fe?I??
加入随着
NH4FNH4F溶液后，存在配位平衡：
Fe3??6F????FeF63?
3??(Fe)会相应减少，氧化还原平(F)的加入，逐渐增大，
衡向左移动，使溶液颜色褪色并最终达到平衡。
故配位平衡和氧化还原平衡相互影响。当配位平衡中某成分同时在氧化还原平衡中时，它便会充当两种平衡联系的桥梁，促使其相互影响。
3.沉淀溶解平衡和配位平衡的关系 以实验3-1为例，在新制液，观察是否有沉淀产生。
?Cu(NH3)24?Cu(NH3)24???Cu2?+4NH3 溶液中存在配位平衡
?Cu(NH3)24溶液中逐滴加入0.1mol/LNa2S溶