半胱胺-Zn(Ⅱ)絡合反應穩定性及熱力學特征研究

舒緒剛，吳春麗，周新華，李翠金，邱桂雄

(1.仲愷農業工程學院化學化工學院,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價值，但因其易潮解、不耐高溫、適口性差以及在中性和堿性環境下易被氧化等系列問題[1,2]，影響其推廣應用。作者合成和表征了半胱胺鋅配合物[3]，發現半胱胺的高活性巰基與Zn(Ⅱ)形成配位健，穩定性增強。有機-金屬配合物的穩定性主要采用質譜法、原子吸收法、極譜法、離子交換法等[4 - 8]方法測定，應用較為廣泛的是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子常數及半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)的絡合穩定常數及條件穩定常數，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。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

pHS -3精密pH 計(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。實驗用水為蒸餾水。

1.2 加質子常數測定

1.3 平衡常數K的測定

1.4 熱力學函數的測定

2 結果與討論

2.1 配體加質子常數測定

表1 半胱胺鹽酸鹽的加質子常數和兩級離解常數

2.2 穩定常數的測定

半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)的逐級穩定常數對數值(lgKi)和累積穩定常數(lgki)如表2所示。隨著溫度的增加，逐級穩定常數和累積穩定常數略有降低，說明絡合反應是放熱反應，溫度升高不利于絡合物的穩定，這與溫度對加質子常數值影響的結果相似。最后計算得到半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)配合的穩定常數lgk5(36.74)較大，說明半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)絡合能力較強。

2.3 配位反應的熱力學參數

表2 配合物的各級穩定常數

2.4 配位反應的條件穩定常數

表4 常溫下不同pH時Zn(Ⅱ)與半胱胺鹽酸鹽配合物的條件穩定常數

3 結論

在不同溫度下，于離子強度為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子常數及其與Zn(Ⅱ)絡合穩定常數?？疾炝税腚装符}酸鹽與Zn(Ⅱ)在不同溫度和pH條件下的穩定常數，得到熱力學函數，判斷半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ)反應過程為自發放熱反應。半胱胺鹽酸鹽與Zn(Ⅱ) 配合物的條件穩定常數表明，隨著pH的增加，穩定常數增加，說明堿性條件下半胱胺鋅更穩定。