Komplekser

Komplekser.
Salte i vand.
Når natriumchlorid blandes med vand, sker der en opløsningsreaktion:

NaCl(s) => Na⁺(aq) + Cl^-(aq)

Salte opløses i vand fordi vand er polært. H₂O molekylerne kan nedbryde det faste iongitter fordi vandmolekyler er dipoler. Dvs., de er polære og de to poler kan vekselvirke med de positive ioner (det negative O-atom i H₂O) og de negative ioner (de positive H-atomer i H₂O). 

I eksemplet her under, er den grønne kugle Cl^- ionen, som er omgivet af 6 H₂O molekyler. 

I iongitteret sidder ionerne på faste pladser og bevæger sig meget lidt omkring disse pladser (vibrerer).

I opløsningen kan ionerne bevæge sig mere eller mindre frit rundt som ioner.

Hvad er et kompleks ?

Definitioner: En metalion hvortil der er bundet et antal ligander - både neutrale molekyler og negative ioner kan optræde som ligander. Komplekser dannes ved at små positive metalioner tiltrækker polære molekyler (fx H2O) eller negative ioner som (fx Cl^-), og binder dem til sig i en slags "elektronfælleskab" - en slags kovalent binding. De kan fx være opbygget af ioner som vist til højre: Cu^2+ + 4Cl^- <=> CuCl4^2- eller af metalioner og molekyler - i begge tilfælde er ionladningen, summen af ionernes ladninger.			Eksempler: CuCl4^2-: Med små positive ioner (Li^+, Na^+, K^+, Rb^+, Cs^+) dannes der kvadratisk struktur og lysegule komplekser CuCl4^2-: Med store positive ioner (NH4^+) dannes der  tetraedriske strukturer og orange komplekser
	Ag(NH3)2^+	Fe(H2O)6^3+

Navngivning af komplekse ioner og forbindelser.

Liganden angives med navnet givet i tabellen til højre, og antallet med den sædvanlige talforstavelse, og metallets ladning (oxidationstal) angives med romertal.

I en del tilfælde bruger man de latinske navne for metallerne.

Hvis ionen har negativ ladning, får den endelsen "at".

Antallet af ligander angives ved koordinationstallet, CN. Fx er CN(CuCl₄^2-) = 4, CN(Ag(NH₃)²⁺) = 2, CN(Fe(H₂O)₆³⁺) = 6.

Eksempler på ligander og metalioner:

Ligander		Metalioner
Cl^-	chloro-	Cu	Cuprum
Br^-	bromo-	Ag	Argentum
I^-	iodo-	Au	Aurum
CN^-	cyano-	Hg	Mercurum
OH^-	hydroxo-	Fe	Ferrum
S2O3^2-	thiosulfato-	Pb	Plumbum
H2O	aquo-
NH3	ammin-

Eksempler på komplekse ioner og forbindelser:

Kompleks		Kompleks forbindelse
Ag(NH3)^2+	diamminsølvion	Ag(NH3)Cl2	diamminsølvchlorid
Cu(H2O)4^2+	tetraaquokobber(II)ion	Cu(H2O)4Br2	tetraaquokobber(II)bromid
CuCl4^-	tetrachlorocuprat(II)ion	CuCl4SO4	tetrachlorocuprat(II)sulfat
Zn(OH)4^2-	tetrahydroxozinkation	Na2Zn(OH)4	Natriumtetrahydroxozinkat
Fe(CN)6^4-	hexacyanoferrat(II)ion	K4Fe(CN)6	Kaliumhexacyanoferrat(II)
Fe(CN)6^3-	hexacyanoferrat(III)ion	K3Fe(CN)6	Kaliumhexacyanoferrat(III)

Chelate komplekser.

Chelate: "Kompleksforbindelser hvor 2 eller flere grupper fra samme molekyle optræder som ligander , så der opstår en lukket ring" (Fra Gads Fagleksikon Kemi).
Fx er stoffet 1,2-diaminoethan, en chelatdanner, fordi de to aminogrupper (NH2-), hver har et ledigt elektronpar som kan lave en binding til en positiv ion. Chelatdannere sammenlignes undertiden med en krabbe som kan fastholde byttet med kløerne.
1,2-diaminoethan Cancer borealis (Cancridae) Figuren til højre viser et kompleks af Ni^2+, med 1,2-diaminoethan. Hver af de tre 1,2-diaminoethanmolekyler, danner to kompleksbindinger med Ni^2+ ionen. Dvs., nikkelionen får koordinationstalle 6. Chelate forbindelser viser sig at være mest stabile når der dannes 5- eller 6-ledede ringe som i det viste tilfælde, hvor der dannes 3 (på hinanden vinkelrette) 5-lederinge:	Ni(NH2CH2CH2NH2)3^2+

Vigtige chelater - EDTA.

EDTA: Ethylendiamintetraacetat er eb effektiv og meget anvendt kompleksdanner. I formler forkortes navnet ofte til Y^4-: Dannelsen af komplekser med bly(II)ioner: Pb^2+ + Y^4- <=> PbY^2- EDTA kan ligesom 1,2-diaminoethan, danne ialt 6 bindinger (CN = 6). EDTA finder anvendelse i analytisk kemi ved bestemmelse af metalindhold i fx fødevarer, idet man titrerer prøven med EDTA og observerer omslagspunktet med en indikator.

Medicin: Den viste reaktion mellem bly og EDTA, benyttes desuden ved blyforgiftninger. Ved at behandle en blyforgiftet patient med EDTA opløsninger kan man binde bly i det viste kompleks. Komplekset udskilles med urin og fjerner derfor bly, som ellers er svært at udskille.

Vigtige chelater - Hæmoglobin.

Hæmoglobin (eng. hemoglobin) er et protein sammensat af 4 polypeptidkæder, er dermed et oligomert protein. Hæmoglobin indeh. 2 a -kæder (141 aminosyrer) og 2 b -kæder (146 aminosyrer). Til hver polypeptidkæde er der (ikke kovalent) bundet en hæm-gruppe som biosyntetiseres ud fra porphin. Både a og b-kæderne har omkring 70% a-helixkarakter. a og b-kæderne ligner hinanden i den tertiære struktur der igen ligner myoglobins tertiære struktur. Hæmoglobin kan binde O₂ reversibelt. Hæmoglobin-molekylet kan binde 4 molekyler O₂. Den tertiære struktur af hæmoglobin er næsten den samme hos forskellige dyrearter. Den kvarternære struktur skifter ved O₂-bindingen. Erythrocytter indeh. ca. 90% hæmoglobin (90% af den totale mgd. protein). Hæmoglobin har lav affinitet for binding af det første O₂-molekyle, men når det første O₂-molekyle er bundet øges sandsynligheden for binding af de næste O₂-molekyler, modsat hvis et O₂-molekyle frigøres ved lavt oxygentryk øges sandsynligheden for at de næste afgives. Hæmoglobin-O₂ ligevægten påvirkes også af pH.

Kilde: http://www.biosite.dk/staabi/hemoglobin.htm

Kompleksitetskonstanter ?

Reaktionen mellem metalioner og kompleksdannere, er ligevægtsreaktioner, og der gælder de samme ligevægtsslove som for andre ligevægte: Reaktionen: Ag^+(aq) + 2NH3(aq) <=> Ag(NH3)2^+(aq) er forbundet med kompleksitetskonstanten, Kk = 1,7^.10^7 M^-2 Da Kk for denne reaktion, er meget større end 1, er reaktionen forskudt langt mod højre. Det er især metalionerne fra undergrupperne, som danner komplekser - særligt gode (høje Kk) er små positive ioner med stor ladning. Derudover er fx er Al3+ en god kompleksdanner, mens metalle fra 2.hovedgruppe kan danne komplekser, og metaller fra 1.hovedgruppe er utilbøjelige til at danne komplekser. De er ret løst bundet til vandmolekylerne med svage ion-dipolbindinger. Større positive ioner danner egentlige kovalente bindinger.

:Eksempler. Ag^+(aq) + 2S2O3^2-(aq) <=> Ag(S2O3)2^3-(aq) Kk = 1^.10^13 M^-2     Cu^2+(aq) + 4NH3(aq) <=> Cu(NH3)4^2+(aq) Kk = 1,2^.10^13 M^-4     Fe^3+(aq) + 6CN^-(aq) <=> Fe(CN)6^4-(aq) Kk = 1^.10^24 M^-6 Kk værdier kan kun sammenlignes direkte hvis de har samme enhed. De to sølvkomplekser kan derfor sammenlignes. Da Kk(Ag(NH3)2^+ >> Kk(Ag(S2O3)2^3-, er ammoniakkomplekset det mest stabile.

Frk. Hansen’s Smykkeskrin.

Nikkelallergi. Nikkel er et metal, der anvendes i produktionen af blanke metalgenstande som smykker, knapper, lynlåse, spænder, briller, i værktøj, brugsgenstande og industrielt. Hvad er årsagen til nikkelallergi ? Nikkelallergi er som oftest forårsaget af uægte smykker og spænder som frigiver nikkel ved direkte hudkontakt i gennem længere tid. Nikkelallergi viser sig ved eksem, det vil sige rødme, blæredannelse og eventuelt sår i huden. Symptomerne varer i dage til uger. Ved fortsat kontakt med sådanne genstande direkte på huden, kan der komme spredning af eksem til andre hudområder Allergisk nikkelreaktion forårsaget af ørering Allergisk nikkelreaktion forårsaget af værktøj Personer, der er udsat for meget nikkel på huden eller som er udsat for nikkel på hænderne kan udvikle håndeksem. Håndeksem viser sig ved små blærer i håndflader og på siden af fingrene. Nikkeleksem på hænderne er kendt for at kunne blive kronisk. Nikkeleksem, især på hænderne, kan være arbejdsbetinget og skal anmeldelse til Arbejdsskadestyrelsen. Erhvervsbetingede nikkeleksemer ses inden for forniklingsindustrien, i industrier, hvor man har gentaget ensformigt arbejde med f.eks. montering af forniklede elementer. I sjældne tilfælde vil der være berettiget mistanke til at meget hyppig møntkontakt kan være anledning til erhvervsbetinget eksem. Nikkel i kosten kan hos nogle enkelte nikkeloverfølsomme giver anledning til nikkeleksem på hænderne. En evt. diætbehandling af nikkelallergi skal altid aftales med lægen. Hvor hyppigt er det ? Nikkelallergi er hyppig, især blandt kvinder. Det skyldes hovedsagelig den mere udbredte kontakt til uægte smykker m.m. end blandt mænd. Befolkningsundersøgelser har vist at ca. 15% af alle kvinder og få procent af alle mænd er overfølsomme for nikkel. Allergien opstår oftest i ungdommen og har specielt haft sammenhæng til ørepiercing med uægte smykker. I 1991 blev der indført en lovgivning i Danmark, som begrænser udsættelsen for nikkel fra spænder og smykker, herunder piercingsmykker. En undersøgelse har vist, at der er en langt højere forekomst af nikkelallergi blandt yngre kvinder/skoleelever, som fik huller i ørerne før nikkelreguleringen end efter. Det er også bemærkelsesværdigt at der ikke sås nikkelallergi i den yngste aldersgruppe af piger, som ikke var ørepiercede. Der er en forventning om, at nikkelallergi vil blive mindre hyppigt i fremtiden efter indførslen af såvel den danske lovgivning og en tilsvarende EU-lovgivning i år 2000. Hvad kan man selv gøre? Med den nugældende lovgivning skulle kun få blive overfølsomme for nikkel som følge af kontakt med uægte spænder og smykker. Sker det alligevel, at man får udslæt fra f.eks. en bukseknap, et spænde, et smykke eller et ur er det vigtigt at man ophører med at bruge produktet. En vedvarende udsættelse for nikkel, selv på mindre områder som fra knapper og smykker giver på længere sigt større risiko for vedvarende og svære eksemproblemer. Smykker, spænder, knapper eller ure, der giver udslæt hos nikkelallergikere overholder sandsynligvis ikke lovens krav og man bør kontakte den forretning, hvor varen er købt med henblik på, at få varen erstattet. Miljøstyrelsens Kemikalieinspektion varetager kontrol med at lovgivningen overholdes. Fakta-ark om Miljøministeriet bekendtgørelse om forbud mod import og salg af visse nikkelholdige produkter og bekendtgørelsens ordlyd kan findes på: www.mst.dk

Nikkeltest. På apoteket kan købes et nikkeltestsæt, også såkaldte dimethylglyoximtest. Testen kan anvendes til at påvise om et produkt frigiver nikkel i et sådant omfang, at det kan give anledning til allergiske reaktioner. Dimethylglyoximtest. Den røde farve indikere, at der frigives nikkel fra genstanden i et omfang, som kan give allergiprobelmer. Kemikalier og apparatur. Der skal bruges vatpinde, Ni (til sammenligning), en 1% opløsning af glyoxim i alkohol og en 10% NH3(aq) opløsning. Fremgangsmåde. Anbring 2 dråber af hver opløsning på en vatpind. Gnid på Ni / metal overfladen i ca. 30 s. Start med Ni referencen – så ved du hvordan et positivt resultat skal se ud. Hvis vatpinden farves rød (fra lys til kraftig rød), indikerer at der vil frigives mere end 0,5 μg Ni/cm^2 metalgenstand pr. uge. Mål derefter på hinandens smykker, metalknapper, nøgler, penge etc. Kommentarer til testen. Testen er baseret på at Ni reagerer med glyoxim og danner dette røde kompleks. Andre metaller reagerer ligeledes med glyoxim og danner komplekser, men ingen af dem er røde. Testen viser derfor entydigt om et materiale indeholder Ni, enten i form af metal eller i en kemisk forbindelse. (2Z,3Z)-butan-2,3-dion-dioxim eller bare glyoxim Ni-dimethylglyoxim komplekset er plant. Kilde: http://www.videncenterforallergi.dk/1_om_allergi/nikkel/nikkel.html