МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ НИКЕЛЯ(II) С АМИНОКИСЛОТАМИ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
35

ФИЗИКА. ХИМИЯ
2013. Вып. 1

УДК 541.49+546.74

Н.С. Булдакова, В.И. Корнев

МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ НИКЕЛЯ(II) С АМИНОКИСЛОТАМИ 
В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

Методом абсорбционной спектроскопии изучено взаимодействие никеля(II) с L-аминокислотами: аланином и 
серином. Определена стехиометрия образующихся комплексов, интервалы pH их существования, а также рассчитаны константы устойчивости этих комплексов, установлены доли накопления гомо- и гетеролигандных 
комплексов в зависимости от концентрации лигандов и кислотности среды. Экспериментальные данные обработаны с помощью математических моделей, которые позволили оценить возможность существования в растворе широкого спектра комплексных частиц и выделить из них те, учет которых достаточен для воспроизведения наблюдаемой картины.

Ключевые слова: никель(II), комплекс, аланин, серин, спектрофотометрия, константа устойчивости.

Известно, что аланин и серин образуют координационные соединения со многими катионами 

металлов и поэтому используются в качестве эффективного комплексообразующего реагента. Кроме 
того, данные аминокислоты играют важную роль в энергоснабжении организма. Серин участвует в 
запасании печенью и мышцами гликогена, а также в усилении иммунной системы. Дополнительный 
прием серина повышает уровень сахара в крови. В организме серин синтезируется из треонина и 
принимает активное участие в выработке гемоглобина. Печень и кишечник постоянно поглощают из 
плазмы в больших количествах аланин и серин. Аланин, в свою очередь, является главной транспортной формой азота в плазме и поглощается в основном печенью. Скорость синтеза глюкозы из 
аланина и серина  намного выше скорости синтеза из других аминокислот [1; 2]. 

С другой стороны, соли никеля(II) находят применение в различных областях науки, техники и 

сельского хозяйства. К тому же никель(II) также является биологически активным металлом. Избыточное содержание никеля(II) в организме оказывает токсичное морфологическое изменение в клетке [3].

Совокупность биоэффектов никеля(II) и фармакологически активных лигандов типа аминокис
лот, входящих в состав комплексных соединений, очень часто приводит к уменьшению токсичности, 
а также возрастанию биологической активности иона металла по сравнению с его неорганическими 
солями. Причем биоэффект никеля(II), связанного в хелатный узел, зависит не только от концентрации металла, вводимого в организм, но и от природы координированного лиганда, а также от многих 
других факторов.

Широкое использование и значимость солей никеля(II) и аминокислот требуют детального ис
следования процессов комплексообразования в данных системах. В литературе имеется значительное 
количество экспериментальных данных по комплексообразованию никеля(II) с аминокислотами в 
водных и водно-органических средах [4-7]. 

Целью настоящей работы явилось детальное исследование равновесий в двойных и тройных 

системах, установление состава и констант устойчивости комплексов, а также области значений pH 
их существования. Сведений по гетеролигандному комплексообразованию в системе Ni(II) – HAla –
HSer в литературе нами не обнаружено.

Экспериментальные данные обрабатывались с помощью строгих математических моделей с 

учетом всех возможных равновесий, которые могут реализоваться в исследуемых системах. Моделирование равновесий проводили с помощью программы CPESSP [8] и HypSpec [9]. Модели комплексов построены с помощью программы ACD/Labs [10].

Экспериментальная часть

Исследования процессов комплексообразования проводили спектрофотометрическим методом. 

Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометре СФ-2000.

Опыты проводили на специальной установке, приспособленной для титрования растворов, ко
торая соединялась с кварцевой кюветой на 1 см. Такая установка позволяет одновременно измерять 
оптическую плотность раствора, величину pH и контролировать температуру опыта. Длины волн устанавливали в области 350 – 400, 550 – 650 и 950 – 1000 нм с погрешностью ± 0,1 нм. Все кривые