與生命健康息息相關(guān)的配合物

第2課時(shí)化學(xué)平衡與配合物的穩(wěn)定性補(bǔ)鐵劑的作用原理

補(bǔ)鐵劑中的鐵元素主要以Fe2+的形式被人體吸收，吸收部位主要在十二指腸及空腸上端。進(jìn)入血液后，F(xiàn)e2+經(jīng)銅藍(lán)蛋白氧化為Fe3+，與血漿中的轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合后運(yùn)輸?shù)浇M織，再還原為Fe2+參與血紅蛋白的合成，從而改善缺鐵性貧血。鐵元素在人體內(nèi)還會(huì)以鐵蛋白的形式儲(chǔ)存，當(dāng)身體需要時(shí)，儲(chǔ)存鐵會(huì)被釋放出來，通過鐵蛋白運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)部位供利用。

補(bǔ)鐵劑的前世今生

第三代大分子螯合補(bǔ)鐵劑以分子形式被吸收進(jìn)入細(xì)胞，然后經(jīng)細(xì)胞內(nèi)溶酶體的作用釋放出鐵離子。

第一代硫酸亞鐵鹽補(bǔ)鐵劑便宜吸收好，快速釋放二價(jià)鐵，刺激胃腸道。

第二代補(bǔ)鐵劑在胃酸中具有一定的緩釋作用，對(duì)胃腸的刺激減少，生物利用度高。單元主題：與生命健康息息相關(guān)的配合物單元課時(shí)內(nèi)容第1課時(shí)：基于鈷胺素的配位鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)第2課時(shí)：化學(xué)平衡與配合物的穩(wěn)定性第3課時(shí)：基于生命健康的配合物的制備第4課時(shí)：應(yīng)用配合物進(jìn)行補(bǔ)鐵劑鐵元素檢驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.通過氯化銅晶體的溶解現(xiàn)象，說出配合物的形成存在化學(xué)平衡，條件改變時(shí)平衡發(fā)生移動(dòng)，發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.通過兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從定性和定量角度構(gòu)建配合物穩(wěn)定性的思維模型，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知、變化觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)。3.能用配合物穩(wěn)定性思維模型解釋與生命健康有關(guān)配合物的平衡轉(zhuǎn)化，體會(huì)化學(xué)與生命科學(xué)的聯(lián)系，發(fā)展科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)?！緦W(xué)習(xí)活動(dòng)一】配合物的形成存在化學(xué)平衡，條件改變平衡發(fā)生移動(dòng)無水CuSO4固體是白色的，但CuSO4·5H2O晶體卻是藍(lán)色的。

CuSO4

CuSO4·5H2O天藍(lán)色[Cu(H2O)4]2+結(jié)論：溶液呈藍(lán)色與Cu2+和H2O有關(guān)，他們形成的微粒叫做四水合銅離子[Cu(H2O)4]2+CuSO4·5H2O晶體的結(jié)構(gòu)式如下圖：【學(xué)習(xí)活動(dòng)一】配合物的形成存在化學(xué)平衡，條件改變平衡發(fā)生移動(dòng)實(shí)驗(yàn)操作

取質(zhì)量相同的兩份CuCl2·2H2O放入兩支試管中，一份逐滴加水，另一份逐滴加入3mol/L的鹽酸溶液，觀察現(xiàn)象。①向盛有CuCl2的水溶液的試管中逐滴滴加3mol/L的鹽酸，溶液有什么顏色變化？②向盛有CuCl2的鹽酸溶液的試管中加水稀釋，溶液有什么顏色變化？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論配位化合物的形成存在化學(xué)平衡，條件改變時(shí)平衡發(fā)生移動(dòng)①溶液由藍(lán)色變綠色②溶液由綠色變藍(lán)色任務(wù)一：實(shí)驗(yàn)并觀察氯化銅晶體的溶解過程

問題1：CuCl2的溶液加鹽酸由藍(lán)色變綠色，加水由綠色變藍(lán)色這兩個(gè)過程，你認(rèn)為存在的平衡轉(zhuǎn)化是什么？

Cu(H2O)4?Cu2++4H2O+nCl-?[CuCln]2-n（n=1~6）任務(wù)一：實(shí)驗(yàn)并觀察氯化銅晶體的溶解過程

[Cu(H2O)4]2＋(aq)＋4Cl-(aq)

?

[CuCl4]2-(水溶液)＋4H2O(l)藍(lán)色綠色

問題2：某同學(xué)向CuCl2水溶液的試管中加入一滴管0.01mol/L的鹽酸，顏色沒有發(fā)生變化，你認(rèn)為可能存在的原因是什么？任務(wù)一：實(shí)驗(yàn)并觀察氯化銅晶體的溶解過程濃度

結(jié)論：配合物平衡移動(dòng)的原理與化學(xué)平衡移動(dòng)原理相同。評(píng)價(jià)練習(xí)一

[Cu(H2O)4]2＋(aq)＋4Cl-(aq)

?

[CuCl4]2-(水溶液)＋4H2O(l)藍(lán)色綠色甲同學(xué)向溶液中不斷加水稀釋，平衡

移動(dòng)（填正向、逆向、不）。請(qǐng)說明原因：

。

向溶液中加水稀釋，各離子濃度均減小，Q>K逆向?qū)嶒?yàn)操作1向試管中加入一滴管0.1mol/LFeCl3溶液，向其中加1滴0.1mol/L硫氰酸鉀(KSCN)溶液，繼續(xù)逐滴加入，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-nn

=1-6，隨SCN-的濃度而異問題1：能否寫出K3[Fe(CN)6]電離方程式？溶液變紅K3[Fe(CN)6]=3K++[Fe(CN)6]3-實(shí)驗(yàn)操作2向試管中加入一滴管0.1mol/LK3[Fe(CN)6]溶液，向其中加2滴0.1mol/L硫氰酸鉀(KSCN)溶液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論溶液顏色無變化因?yàn)镃N-的配位能力強(qiáng)于SCN-，[Fe(CN)6]3-很穩(wěn)定，難以轉(zhuǎn)化為硫氰酸鐵配合物。學(xué)習(xí)活動(dòng)二：從定性和定量角度構(gòu)建配合物穩(wěn)定性的思維模型電負(fù)性問題2：從定量角度分析K3[Fe(CN)6]溶液中滴加硫氰酸鉀溶液，為何不能轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色的Fe(SCN)3溶液？Fe3++6CN-

?Fe(CN)63-K穩(wěn)

[Fe(CN)6]3-=1.0×1042

已知：Fe3++3SCN-

?Fe(SCN)3

K穩(wěn)

[Fe(SCN)3]=1.0×105省略單位

化學(xué)平衡：Fe(CN)63-

+3SCN-?Fe(SCN)3

+6CN-

K=K穩(wěn)

[Fe(SCN)3]/K穩(wěn)

[Fe(CN)6]3-

=(1.0×105)/(1.0×1042)=1.0×10－37平衡常數(shù)K=1.0×10－37<1.0×10－5，說明此反應(yīng)正向進(jìn)行的趨勢很小。任務(wù)二：實(shí)驗(yàn)探究和對(duì)比FeCl3溶液KSCN溶液用于檢驗(yàn)Fe3+

向硫氰酸鐵溶液中逐滴加入NaF溶液，現(xiàn)象是

，

說明F-比SCN-與Fe3+形成配合物的穩(wěn)定性

。評(píng)價(jià)練習(xí)二NaF溶液紅色褪去

強(qiáng)Fe(SCN)3+6F-?[FeF6]3-+3SCN-配體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)活動(dòng)三：用穩(wěn)定性思維模型解釋與生命健康有關(guān)配合物的平衡轉(zhuǎn)化血紅蛋白(Fe2+)結(jié)構(gòu)示意圖人體內(nèi)血紅蛋白中的血紅素是Fe2+卟啉配合物(如圖所示)。血紅蛋白中的Fe2+與氧氣結(jié)合形成配合物氧合血紅蛋白。

這種結(jié)合是可逆的，肺部O2濃度高，形成氧合血紅蛋白（Hb-O2）。組織中O2濃度低，氧合血紅蛋白又釋放出O2，以滿足細(xì)胞的需求。已知反應(yīng)Hb-O2(aq)+CO(g)?Hb-CO(aq)+O2(g)K=220問題1：你能從平衡移動(dòng)的原理解釋CO中毒的原因嗎？Hb-CO和Hb-O2具有相似的結(jié)構(gòu)，但穩(wěn)定性更強(qiáng)，原因是什么？若發(fā)生CO中毒，該如何應(yīng)對(duì)？任務(wù)三：小組交流討論L-半胱氨酸，一種生物體內(nèi)常見的氨基酸。為含硫的α-氨基酸之一，存在于許多蛋白質(zhì)、谷胱甘肽、酶等生物分子中。鉛或汞重金屬離子進(jìn)入人體后，會(huì)與L-半胱氨酸中的巰基形成配合物從而改變生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致細(xì)胞功能異常和疾病發(fā)生。巰基任務(wù)三：小組交流討論

產(chǎn)品名稱：二巰丁二酸膠囊

包裝規(guī)格：0.25g*50粒

產(chǎn)品劑型：膠囊劑

包裝單位：瓶/盒批準(zhǔn)文號(hào)：國藥準(zhǔn)字H10940167

藥品本位碼：86900795000424生產(chǎn)廠家：上海新亞藥業(yè)閔行有限公司

主治疾?。褐饕糜诮饩茹U、汞、砷、鎳、銅等金屬中毒。

二巰基丁二酸口服藥的用法用量為：口服1次0.5g（2粒），一日3次，連用3日為1個(gè)療程，停藥4天再用；或每次0.5g2（粒），每日2次，隔日服藥，共10日，停藥5日再用。問題2：鉛中毒后與L-半胱氨酸中的巰基形成配合物，為什么二巰丁二酸膠囊還可以解毒？任務(wù)三：小組交流討論雙齒配體

目前臨床常用的排鉛藥物，除二巰基丁二酸競爭性解毒劑以外還有EDTA金屬螯合劑。EDTA金屬螯合劑常用的是依地酸二鈉鈣，可以靜脈輸注進(jìn)行排鉛治療。該配合物陰離子的結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中M代表金屬離子。M的配位數(shù)為______。1molEDTA通過螯合作用形成了________mol五元環(huán)。評(píng)價(jià)練習(xí)三含有兩個(gè)或兩個(gè)以上配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過配位成環(huán)而形成的配合物稱為螯合物。65多齒配體

當(dāng)貧血患者服用了第三代補(bǔ)鐵劑血紅素鐵以后，血紅素鐵以卟啉鐵大分子螯合物的形式被腸道黏膜細(xì)胞直接吸收。經(jīng)過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你知道第三代補(bǔ)鐵劑相比之前的補(bǔ)鐵劑，它的優(yōu)勢是什么嗎？揭秘第三代補(bǔ)鐵劑的優(yōu)勢核心知識(shí)核心素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析證據(jù)推理與模型認(rèn)