Д.х.н. Скворцов В.Г.*, к.х.н. Кольцова О.В.*, к.х.н. Ершов М.А.**

Пыльчикова Ю.Ю.*, Казакова А.И.*

* Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я.Яковлева (ЧГПУ им. И.Я. Яковлева), г. Чебоксары, Российская Федерация

**Чувашская государственная сельскохозяйственная академия (ЧГСХА)

г. Чебоксары, Российская Федерация

Медноэтилендиаминовые комплексы и их биогенные свойства

Учитывая важное значение меди как микроэлемента и органических азотсодержащих веществ для нормального роста и развития растений [1,2], нами было изучено взаимодействие солей меди (II) с этилендиамином (ЭДА) с целью получения новых биогенных препаратов и расширения их ассортимента.

Методами изотермической растворимости, денси-, рефракто- и pH-метрии были исследованы тройные системы: сульфат (хлорид, нитрат) меди (II) – этилендиамин – вода при 25^оС.

Изученные тройные системы имеют ряд особенностей. При добавлении ЭДА к насыщенному раствору сульфата меди (II) происходит образование основных солей меди, которые выпадают в осадок. При дальнейшем увеличении концентрации ЭДА в растворе возможно образование гидроксида меди (II), но область его выделения очень мала. Известно [3,4], что Cu(OH)₂ образуется при взаимодействии CuSO₄ с сильными основаниями, рК которых меньше 4,0, и область образования его тем шире, чем они сильнее. А в случае рК≥4,0 гидроксид меди не выпадает. ЭДА имеет значения рК₁=3,83, рК₂=6,56.

Гидроксосульфаты меди (II) могут осаждаться в виде нескольких химических соединений: Cu₄(OH)₆SO₄·хH₂O, Cu₃(OH)₄SO₄·0,25H₂O, Cu₄(OH)₆SO₄·H₂O. Следует отметить, что все они встречаются в природе в виде минералов: брошантита, антлерита и познякита [5].

В реакционной массе имеет место образование всех форм. Об этом свидетельствует изменение цвета осадков от голубого (антлерит Cu₃(OH)₄SO₄) к желтовато-зеленому (брошантит Cu₄(OH)₆SO₄·0,25H₂O), а затем – к бирюзово-синему (познякит Cu₄(OH)₆SO₄·H₂O). При дальнейшем увеличении концентрации ЭДА осадок в системе исчезает в результате образования комплексных соединений меди фиолетового цвета.

Система CuCl₂–C₂H₄(NH₂)₂–H₂O имеет те же особенности, что и с CuSO_4. Также при добавлении ЭДА к насыщенному раствору хлорида меди выпадает вначале осадок основной соли состава Cu₅(OH)₇Cl₃ (при избытке CuCl_{2 )}, затем – гидроксохлорид состава Cu₂(OH)₃Cl (атакамит). По мере повышения концентрации ЭДА атакамит растворяется вследствие комплексообразования.

В системе Cu(NO₃)₂ – C₂H₄(NH₂)₂ – H₂O установлено образование осадка гидроксонитрата меди (II) Cu₂(OH)₃NO₃ (герхардит). Увеличение содержания ЭДА приводит к растворению твердой фазы, при этом вся медь переходит в раствор в виде комплекса с ЭДА. Этот переход сопровождается изменением окраски раствора от голубой до темно-синей и интенсивно фиолетовой.

Таким образом, в изученных тройных системах было установлено образование следующих медноэтилендиаминовых комплексов (МЭДК): CuSO₄·C₂H₄(NH₂)₂·2H₂O (I); Cu(NO₃)₂·2C₂H₄(NH₂)₂ (II); CuCl₂·2C₂H₄(NH₂)₂·H₂O (III). Их индивидуальность подтверждена химическим, рентгенофазовым и кристаллооптическим анализами.

Нами разработана методика синтеза МЭДК. Для их получения использовали CuSO₄×5H₂O, CuCl₂×2H₂O, Cu(NO₃)₂×3H₂O марки «ч.д.а.», этилендиамин квалификации «х.ч.». Синтез вели при комнатных условиях. Для этого растворяли в воде соли меди (II) и постепенно добавляли пипеткой 81,6% водный раствор ЭДА (азеотропная смесь). Количество компонентов брали в мольных соотношениях, соответствующих химическим формулам соединений, установленных методами ФХА. При добавлении ЭДА к растворам солей меди окраска менялась с голубой на интенсивно фиолетовый цвет. При медленном испарении из этих растворов через 10-12 дней выпадали кристаллы.

С целью выявления физиологической активности исследуемых соединений были проведены опыты по определению лабораторной всхожести (ЛВ) и энергии прорастания (ЭП) с растворами различных концентраций комплексов и их компонентов на семенах пшеницы, ячменя и овса согласно требованиям Госстандарта сортоиспытания.

На основании проведенных опытов установлено, что оптимальными концентрациями для всех МЭДК являются 0,001% растворы и во всех случаях эффективнее действуют комплексные соединения по сравнению с исходными компонентами и контролем (Н₂О дист.). Наибольшее стимулирующее действие на лабораторную всхожесть и энергию прорастания оказывает CuSO₄·C₂H₄(NH₂)₂·2H₂O (см. табл.).

Таблица

Результаты исследования физиологической активности МЭДК

Соединение	Зерновые культуры
	Пшеница сорта «Московская-35»		Ячмень сорта «Эльф»		Овес сорта «Адамо»
	ЭП,%	ЛВ,%	ЭП,%	ЛВ,%	ЭП,%	ЛВ,%
CuCl2×2C2H4(NH2)2×H2O	69	88*	42	60*	26*	43*
Cu(NO3)2×2C2H4(NH2)2	71*	91*	44*	62*	29*	45*
CuSO4×C2H4(NH2)2×2H2O	74*	92*	46*	64*	30*	48*
H2O дист. (контроль)	54	75	31	44	14	25

Примечание: * – знак достоверности (P<0,05).

Литература:

1. Бондарев Л.Т. Микроэлементы – благо и зло. – М.: Знание, 1984. – 144 с.

2. Радцева Г.Е., Радцев В.С. Физиологические аспекты действия химичских регуляторов роста на растения. – М.: Наука, 1982. – 147 с.

3. Гюннер Э.А., Яхкинд Н.Д., Царева А.И. и др. // Журн. неорган. химии. – 1991. – Т. 36. – № 1. – С. 64.

4. Гюннер Э.А., Шадрина Е.В., Яхкинд Н.Д. // Журн. неорган. химии. – 1999. – Т. 44. – №3. – С. 497.

5. Линько И.В., Куликов А.Б., Венсковский Н.У. и др. // Журн. неорган. химии. – 2001. – Т. 46. – № 2. – С. 347.