半胱胺-Zn(Ⅱ)絡(luò)合反應(yīng)穩(wěn)定性及熱力學(xué)特征研究

舒緒剛，吳春麗，周新華，李翠金，邱桂雄

(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,廣東廣州 510225;2.廣州天科生物科技有限公司,廣東廣州 510627)

飼料添加劑半胱胺鹽酸鹽具有重要的動物營養(yǎng)價(jià)值，但因其易潮解、不耐高溫、適口性差以及在中性和堿性環(huán)境下易被氧化等系列問題[1,2]，影響其推廣應(yīng)用。作者合成和表征了半胱胺鋅配合物[3]，發(fā)現(xiàn)半胱胺的高活性巰基與Zn(Ⅱ)形成配位健，穩(wěn)定性增強(qiáng)。有機(jī)-金屬配合物的穩(wěn)定性主要采用質(zhì)譜法、原子吸收法、極譜法、離子交換法等[4 - 8]方法測定，應(yīng)用較為廣泛的是pH電位滴定法和分光光度法[9 - 12]。

本文通過pH電位滴定法，測定了半胱胺鹽酸鹽的加質(zhì)子常數(shù)及半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)的絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)及條件穩(wěn)定常數(shù)，為評估半胱胺鹽酸鹽對Zn(Ⅱ)的配位能力和配合物組成提供判斷依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

pHS -3精密pH 計(jì)(上海雷磁儀器公司)。

半胱胺鹽酸鹽(石家莊古橋化工有限公司)；ZnSO4·7H2O(廣試)；半胱胺鋅為自制；其他所用試劑均為分析純。半胱胺鹽酸鹽濃度為0.1 mol/L ，金屬離子濃度為0.01 mol/L。實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 加質(zhì)子常數(shù)測定

1.3 平衡常數(shù)K的測定

1.4 熱力學(xué)函數(shù)的測定

2 結(jié)果與討論

2.1 配體加質(zhì)子常數(shù)測定

表1 半胱胺鹽酸鹽的加質(zhì)子常數(shù)和兩級離解常數(shù)

2.2 穩(wěn)定常數(shù)的測定

半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)的逐級穩(wěn)定常數(shù)對數(shù)值(lgKi)和累積穩(wěn)定常數(shù)(lgki)如表2所示。隨著溫度的增加，逐級穩(wěn)定常數(shù)和累積穩(wěn)定常數(shù)略有降低，說明絡(luò)合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高不利于絡(luò)合物的穩(wěn)定，這與溫度對加質(zhì)子常數(shù)值影響的結(jié)果相似。最后計(jì)算得到半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)配合的穩(wěn)定常數(shù)lgk5(36.74)較大，說明半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)絡(luò)合能力較強(qiáng)。

2.3 配位反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)

表2 配合物的各級穩(wěn)定常數(shù)

2.4 配位反應(yīng)的條件穩(wěn)定常數(shù)

表4 常溫下不同pH時(shí)Zn(Ⅱ)與半胱胺鹽酸鹽配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)

3 結(jié)論

在不同溫度下，于離子強(qiáng)度為0.1 mol/L的NaOH溶液中，采用pH電位滴定法，測定了半胱胺鹽酸鹽的加質(zhì)子常數(shù)及其與Zn(Ⅱ)絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)?？疾炝税腚装符}酸鹽與Zn(Ⅱ)在不同溫度和pH條件下的穩(wěn)定常數(shù)，得到熱力學(xué)函數(shù)，判斷半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)反應(yīng)過程為自發(fā)放熱反應(yīng)。半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ) 配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)表明，隨著pH的增加，穩(wěn)定常數(shù)增加，說明堿性條件下半胱胺鋅更穩(wěn)定。