Potentiometric titrations av gratis Gly, Gly.HCl, og gratis Cu2+ – ion –
– >
Figur 2 er potentiometric titrering eksperimenter av gratis Gly.HCl, som viser plott av tre uavhengige titrations som surhet konstanter av både karboksylsyre funksjonell gruppe og ammonium grupper er atskilt med en godt definert skarpe vendepunkt. Figur 3 er speciation diagram av gratis Gly.,HCl generert i vandige løsninger ved hjelp av Hyperquad simulering og speciation (Hyss) program , pKa-verdier ble brukt fra Martell & Smith , pKw verdien av 13.78 ble hentet fra litteraturen . Gly.HCl utgivelser en netto av to protoner på grunn av det faktum at Gly.HCl har to titratable funksjonelle grupper; de karboksylsyre (-COOH) gruppe og ammonium (NH3+) gruppe som vist i Figur 2. Data av denne ligand har blitt rapportert i NIST standard referanse database av kritisk valgt stabilitet konstanter av metall komplekser . Data om reaksjonen av Cu2+ og Gly.,HCl er kategorisert i Tabell 1.
Figur 2: Potentiometric titrering grafen til gratis Gly.HCl (F. wt = 111.5 g/mol). Tre overlappende tomter som er vist å bevise data konsistens. Den kaliumcarboxylaat proton var intakt før tillegg av det første punktet (100 µL) av titrant (NaOH) i dette tilfellet.
Figur 4 er potentiometric titrering grafen til gratis Gly. Tre titrering plott ble overlapper hverandre for å vise data konsistens. Den første pH i løsningen ble omtrent 8.,50 som er helt annerledes i forhold til det som er vist i Figur 2. Dette er på grunn av det faktum at gratis Gly vist i Figur 4 har mistet sin karboksylsyre proton før tillegg av første inkrement av NaOH titrant. I et annet ord, gratis Gly finnes i sin Zwitterion form. Slik at graden av protonation eller de-protonation av reagere ligand er en styrende faktor for identitet av metall komplekser, eller nano-metall arter, eller legemidler, eller kjemisk art dannet.
Figur 3: Speciation didagram av gratis Gly., HCl diagrammet ble generert ved hjelp av potentiometric titrering samlet i Figur 2 .
Figur 4: Potentiometric titrering grafen til gratis Gly (F. wt = 75.1 g/mol). Tre overlappende tomter som er vist å bevise data konsistens. Den kaliumcarboxylaat proton var allerede dissosiert før tillegg av det første punktet (100 µL) av titrant (NaOH) i dette tilfellet. pKa-verdiene som vises er fra Martell og Smith utgitt av NIST .,
Figur 5: UV-Vis absorpsjon spektra for kontroll (DI H2O), kobber sulfat (Cu2+) og Cu2+:Gly i 1:1-forhold etter 60 minutter likevekt tid
Vi har vist i de supplerende materiale detaljert potentiometric titrations av gratis fosforsyre (H3PO4), og at det av gratis Cu2+ – løsninger (Supplerende Tallene 1-6) der det totale antall protoner utgitt av hver art er vist., For eksempel, titrating gratis Cu2+ utgivelser en netto av to protoner (2H+) eller to-ekvivalenter i vandige løsninger. Dette er på grunn av metall-ion-hydrolyse. Dette begrepet er definert i ligninger 1-2 og den er gyldig for alle metall-ion-i vandige løsninger. Antall kontantekvivalenter er definert som antall milli-føflekker som legges til titrant (NaOH i dette tilfellet) per antall milli-føflekker av metall-ion stede i løsningen (Cu2+ – ion i dette tilfellet).
2+→ ++ H+ (1)
+→ ppt + H+ (2)
Potentiometric titrations av Cu2+ med Gly.,HCl i ulike molar forholdstall (1:1, 1:2, 1:3, 1:4, og 1:5 forholdstall)
Supplerende Tall 7-14 detaljert potentiometric titrering grafer av Cu2+:Gly.HCl i 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, og 1:5 molar ratio henholdsvis. Disse diagrammene inneholder totalt ti individuelle tomter. Denne grafen viser den nøyaktige plasseringen av bøyning poeng. Plasseringen av hver vendepunkt gir eksakt antall protoner ut i vandig løsning. For eksempel, den titrering plott av Cu2+: Gly. HCl i 1:1 molar forholdet angitt utgivelsen av fire protoner., Ved å undersøke disse plottene i dette tallet i forhold til at for gratis Cu2+ grafen, klart det har vært en sterk interaksjon mellom metall-ion-Cu2+ og Gly.HCl løsninger på grunn av skift i plasseringen av bøyning poeng å 4.0-ekvivalenter i forhold til 2.0-ekvivalenter som vist i titrering av gratis Cu2+ – ion i Figur 7 av supplerende materiale.
Hver potentiometric titrering graf for hver molar forholdet er etterfulgt av en annen Figur som viser den matematiske behandling tomter for hver potentiometric grafen., For eksempel, Supplerende Figur 7 er etterfulgt av Supplerende Figur 8 som er matematisk behandling eller den første deriverte (bakker pH/V) versus antall observerte ekvivalenter.
Det vil være nok til å drøfte 1:1 titrations (Cu2+: Gly.HCl) som et eksempel, der de tre kopier overlappet på 4.00-ekvivalenter. Det viktige poenget her er at fire-ekvivalenter av protoner har blitt løslatt fra reaksjonen av Cu2+ med Gly.HCl og gikk inn i løsningen. To protoner var tydelig utgitt fra Gly.HCl. Kilden til de andre to protoner må gjøres rede for., Disse to protoner kom fra aqua ligand festet til Cu2+ – ion. Det er etablert i litteraturen at slike hydroxo-komplekser med Cu2+ har vært observert tidligere . Den foreslåtte og den mest plausible arter å være dannet i løsningen vil være trefoldig kobber hydroxo-glycinate komplekse 1-. Sammensatt vi har observert i denne studien er vist i Tabell 1 for å være i forhold til litteratur verdier. Tabell 2 er et sammendrag av alle potentiometric titrations utført i denne studien.,
Høy likevekt UV-Vis spektroskopi av Cu2+ med gratis Gly
Vi har gjennomført UV-Vis absorption spectroscopy eksperimenter. I disse eksperimentene, Cu2+ ble reagert med gratis Gly som var potentiometrically titrated i Figur 4. Den Cu2+ løsningen ble blandet med Gly løsning i 1:1 molar forhold. Figur 5 viser UV-Vis absorpsjon spektra for kontroll (DI H2O), kobber sulfat løsning (Cu2+) og Cu2+:Gly løsning i forholdet 1:1 etter 60 minutter likevekt tid., Forsøket ble gjentatt etter 24 timer på samme sett av kyvette for å se om det var noen endringer i absorpsjon mønster av Cu2+:Gly reaksjon i systemet etter en veldig lang likevekt tid, dvs. 1440 minutter. Figur 6 viser UV-Vis absorpsjon spektra for kontroll (DI H2O), gratis Cu2+ – løsning og Cu2+:Gly løsning i forholdet 1:1 etter (24 timer) eller 1,440 minutter likevekt tid. Det er verdt å merke seg at forskere i viste noen UV-Vis absorpsjon spektra for kobber Glysin systemer imidlertid ingen var lik den spektra som er presentert i denne studien.,
absorpsjon topper som vist hadde en maksimal absorpsjon topp på λmax = 810 nm, (Absorbans verdien av 0.521) som er typisk for regionen for d9 metal ion som Cu2+ . Med et enkelt Øl er-Lambert ligningen beregning kan man beregne molar absorptivity (ε) som vist i ligning (3).,
A = ε c l (3)
Figur 8: Første derivater av potentiometric titrering grafer viste i Figur 7 for å måle antall av proton-ekvivalenter sluppet inn løsninger på grunn av samspillet av Cu2+ med Gly, HCl i 1:3 forhold. Tabell 2 viser oversikt over alle Cu2+:Gly i 0:1, 1:0, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, og 1:5 molar forholdstall.
ΔG = -RT LnKeq.,1:1 (4)
IR-Spektra av gratis Gly med Cu2+
Supplerende Figur 15 viser dekket av IR-Spektra som er samlet inn for luft (som viser karakteristiske topper for CO2 på 2,360 cm-1) som var fraværende fra resten av prøvene. Den viktigste peak som er endret på grunn av binding av Cu2+ for å Gly er karbonyl toppen av kaliumcarboxylaat funksjonell gruppe som dukket opp på 1,577 cm-1., Det var ingen dramatiske endringer i plasseringen av toppene i gratis Gly som Cu2+-Gly blandingen men intensiteter av alle observerte topper for gratis Gly var redusert på grunn av reaksjonen av Gly med kobber metall-ion.