Trudno przecenić znaczenie związków koordynacyjnychzwiązki koordynacyjnezwiązków koordynacyjnych w otaczającym nas świecie. Związki te biorą udział w reakcjach fotosyntezy, transporcie tlenu w organizmach żywych czy w gospodarce jonów ${\text{K}}^{+}$, ${\text{Na}}^{+}$, ${\text{Mg}}^{2+}$, ${\text{Ca}}^{2+}$. Katalizują wiele procesów biochemicznych i chemicznych, poza tym odgrywają również istotną rolę w chemii analitycznej. Służą do wykrywania, rozdzielania, zatężania lub maskowania niektórych jonów.

Metale szlachetne, takie jak srebro i złoto, są wydobywane z rudy poprzez tworzenie związków kompleksowych cyjanku.

• Tworzenie związków koordynacyjnych ma ogromne znaczenie w identyfikacji większości jonów nieorganicznych oraz rozdzieleniu jonów, np.:

Jony ${\text{Cu}}^{2+}$ tworzą bardziej stabilne kompleksy z ligandami cyjankowymi niż jony ${\text{Cd}}^{2+}$. Poddając mieszaninę ${\left[\mathrm{Cu}{\left(\mathrm{CN}\right)}_4\right]}_2^{-}$ oraz ${\left[\mathrm{Cd}{\left(\mathrm{CN}\right)}_4\right]}_2^{-}$ działaniu ${\text{H}}_2\text{S}$, wytrąci się tylko $\mathrm{CdS}$, a nie $\mathrm{CuS}$. W ten sposób jon ${\text{Cd}}^{2+}$ można łatwo wykryć i oddzielić od jonów ${\text{Cu}}^{2+}$.

• Dimetyloglioksym (DMG) używany jest do wykrywania jonów ${\text{Ni}}^{2+}$ i ${\text{Pd}}^{2+}$. DMG tworzy barwne osady związków kompleksowych z tymi jonami.

Rw55ZfCeBfxet

Zdjęcie przedstawiające zlewkę na blacie laboratoryjnym z płytek ceramicznych. W jej środku świeżo strącony osad czerwonego kompleksu niklu (II) z dimetyloglioksymem .

• Do wykrywania jonów kobaltu(II) stosuje się jony tiocyjanianowe ${\mathrm{SCN}}^{-}$ (jony rodankowe), które tworzą z nimi niebieskie rozpuszczalne związki kompleksowe. Jest to tzw. reakcja Vogla.

R8nfCXNdOC1Pp

Ilustracja przedstawiająca probówkę zawierającą różowy roztwór w dolnej części oraz błękitny w górnej, co jest skutkiem tworzenia błękitnych związków kompleksowych przez jony kobaltu na drugim stopniu utlenienia z jonami rodankowymi. Za różowe zabarwienie dolnej części roztworu odpowiadają nieskompleksowane jony kobaltu na drugim stopniu utlenienia.

• Do wykrywania jonów żelaza(III) stosuje się jony tiocyjanianowe (rodankowe), które tym razem tworzą rozpuszczalne związki kompleksowe o czerwonobrunatnej barwie:

Rfn8HTNA7KuA1

Ilustracja przedstawiająca trzy probówki. Pomiędzy dwiema pierwszymi znak plus, pomiędzy dwiema ostatnimi strzałka w prawo. Od lewej strony w pierwszej probówce żółty roztwór kationów żelaza na trzecim stopniu utlenienia ${{\text{Fe}}^{3+}}_{\left(\text{aq}\right)}$. Znak plus. Druga probówka z przeźroczystym roztworem zawierającym aniony tiocyjanianowe, inaczej rodankowe ${{\text{SCN}}^{-}}_{\left(\text{aq}\right)}$. Strzałka w prawo, za strzałką trzecia probówka zawierająca krwistoczerwone związki kompleksowe ${{\text{FeSCN}}^{2+}}_{\left(\text{aq}\right)}$.

Związki koordynacyjne pełnią ważną rolę zarówno u roślin, jak i zwierząt czy ludzi. Przykładem może być chlorofil‑A (zawiera jon magnezu), witamina B12 (zawiera jon kobaltu(III)) czy czerwony barwnik krwi – hem, który jest związkiem koordynacyjnym żelaza(II), pełniącym funkcję nośnika tlenu.

Działanie cisplatyny polega na jej wiązaniu się do DNA komórek nowotworowych. Tworzenie tych wiązań uniemożliwia replikację DNA i podział komórki. Wywiera też wpływ na funkcje metaboliczne, uruchamiając proces apoptozy komórki.

Z kolei EDTA (kwas (etylenodiamino)tetraoctowy) jest stosowany w leczeniu zatrucia jonami ołowiu czy rtęci. Tworzy bowiem z jonami tych metali bardzo trwałe związki kompleksowe, dzięki czemu zapobiega ich negatywnemu oddziaływaniu na organizm i umożliwia ich usunięcie z organizmu wraz z moczem.

Ważnym zastosowaniem EDTA jest maskowanie jonów metali. Maskowanie polega niejako na „ukryciu obecności danego jonu w roztworze”. Jony niektórych metali (na przykład: bizmutu, chromu(III), cynku, cyrkonu, glinu, kadmu, kobaltu, magnezu, miedzi, niklu, ołowiu, toru, wanadu, żelaza(III)) po związaniu z ligandem chelatowym EDTA tworzą na tyle trwałe związek koordynacyjny, że pozostają nieczułe na wpływ innych odczynników. Pozwala to na wykonanie innych reakcji chemicznych w takim roztworze, które można prowadzić tak, jakby jonu maskowanego w roztworze po prostu nie było.

EDTAEDTAEDTA jest szeroko stosowanym czynnikiem kompleksującym wiele kationów metali ${\text{Ca}}^{2+}$, ${\text{Mg}}^{2+}$, ${\text{Fe}}^{3+}$, zwykle w postaci soli disodowej, ze względu na jej większą rozpuszczalność w wodzie. Również twardość wody można wyznaczać, stosując EDTA. Podczas miareczkowania twardej wody jony wapnia i magnezu tworzą stabilne związki kompleksowe z ligandem EDTA.

Błękit pruski, czyli ${\mathrm{Fe}}_4{\left[\mathrm{Fe}{\left(\mathrm{CN}\right)}_6\right]}_3$, używany jest jako dodatek do tuszy, kosmetyków i farb. Można go spotkać w wielu dziełach sztuki. Po raz pierwszy otrzymany przez alchemika i farbiarza Deisbacha w 1704 r. w Berlinie. Jak datę rozpoczęcia stosowania przez artystów uznaje się rok 1724.

RFavOj875rUVZ

Zdjęcie przedstawiające niebieski proszek na szkiełku zegarkowym będący błękitem pruskim.

Ciekawostka

Przykład dzieła, w którym można napotkać Błękit pruski, to „María de los Dolores Collado y Echagüe, duquesa de Bailén” Vincenta Palmaroliego.

Rt0JOV00Q4IGR

Obraz przedstawiający ciemnowłosą kobietę w niebieskiej bogato zdobionej sukni stojącą przed nutami. W tle harfa oraz ozdobna waza.

Słownik

związki koordynacyjne

związki koordynacyjne

związki koordynacyjne lub związki kompleksowe to związki, w których atom metalu lub jon metalu jest związany przy pomocy wiązań koordynacyjnych z obojętnymi lub ujemnie naładowanymi cząstkami nazywanymi ligandami

Roz7IxYLUXBgt

Ilustracja przedstawiająca budowę związku koordynacyjnego. W centrum znajduje się szara kulka symbolizująca atom centralny będący metalem lub jonem metalu. W płaszczyźnie odchodzą niego cztery zielone kulki oraz jedna zielona kulka wychodząca ponad płaszczyznę i jedna pod płaszczyznę. Zielone kulki symbolizują anion lub cząsteczkę obojętną, które to są koordynowane do atomu centralnego z pomocą wiązania kowalencyjnego koordynacyjnego.

Bibliografia

Kaczyński J., Czaplicki A., Chemia ogólna, Warszawa 1974.

Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. 1‑2, Warszawa 1987.

Litwin M., Styka‑Wlazło Sz., Szymońska J., To jest chemia 1, Warszawa 2013.