Giải chi tiết chuyên đề Hóa học 12 CTST Bài 8: Vai trò và ứng dụng của phức chất

MỞ ĐẦU

Một số phức chất sinh học trong tự nhiên như chlorophyll, hemoglobin, vitamin B12, … có vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống. Vai trò của các phức chất sinh học là gì? Các phức chất khác được ứng dụng trong y học, đời sống và sản xuất, hoá học như thế nào?

Bài làm chi tiết:

- Vai trò của các phức chất sinh học là:

+ Chlorophyll là chất xúc tác quan trọng trong quá trình quang hợp của cây xanh và một số loài sinh vật.

+ Heme B là một thành phần không thể thiếu của protein heme trong hồng cầu. Heme B đảm bảo sự trao đổi khí hiệu quả giữa phối và các tế bào khác trong cơ thể.

+ Vitamin B12 có vai trò quan trọng trong chuyển hoá chất béo và protein của cơ thể, tham gia vào quá trình tạo tế bào máu, duy trì và tăng cường chức năng miễn dịch của cơ thể, đảm bảo sự trao đổi chất tốt của hệ tiêu hoá.

- Các phức chất khác được ứng dụng trong các loại thuốc chữa bệnh, dùng làm chất tạo màu trong kĩ thuật nhuộm, cung cấp nguyên tố vi lượng cho cây, làm chất xúc tác trong hóa học…

1. VAI TRÒ CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT SINH HỌC

Thảo luận 1: Tìm hiểu và cho biết vai trò sinh học của chlorophyll.

Bài làm chi tiết:

Vai trò sinh học của chlorophyll:

- Chlorophyll là phức chất của nguyên tố magnesium, nó là thành phần quan trọng trong chất diệp lục. Chất diệp lục là một sắc tố màu xanh lá được tìm thấy trong bào quan lục lạp của thực vật, tảo và trong màng tế bào của một số vi khuẩn.

- Chlorophyll là chất xúc tác đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, là quá trình mà thực vật và một số sinh vật khác chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học ở dạng các hợp chất carbohydrate.

Thảo luận 2: Tìm hiểu và cho biết vai trò chính của heme B đối với cơ thể người.

Bài làm chi tiết:

Vai trò chính của heme B đối với cơ thể con người là:

- Heme B giúp cung cấp oxygen đến các tế bào và mô trong cơ thể.

- Giúp loại bỏ CO₂ thông qua quá trình trao đổi khí.

- Là một thành phần quan trọng của enzyme, đóng vai trò quan trọng trong quá trình chống oxi hoá và bảo vệ tế bào.

- Trong hệ tuần hoàn, heme B đóng vai trò quan trọng của quá trình trao đổi khí giữa phổi và các tế bào khác trong cơ thể.

Thảo luận 3: Tìm hiểu và cho biết vai trò của vitamin B12 đối với cơ thể.

Bài làm chi tiết:

Vitamin B12 có vai trò rất quan trọng trong quá trình chuyển hoá chất béo và protein của cơ thể. Vitamin B12 tham gia vào quá trình tạo tế bào máu, duy trì và tăng cường chức năng miễn dịch của cơ thể. Nó có tác dụng đặc biệt trong việc duy trì sức khoẻ và đảm bảo sự trao đổi chất tốt của hệ tiêu hoá.

Luyện tập: Tìm hiểu thông tin từ sách, báo và trên internet, hãy cho biết 3 loại thực phẩm giàu vitamin B12 có lợi cho sức khỏe con người.

Bài làm chi tiết:

3 loại thực phẩm giàu vitamin B12 có lợi cho sức khỏe con người là: gan động vật, ngao, thịt bò,…

2. ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT TRONG MỘT SỐ LĨNH VỰC

Thảo luận 4: Tìm hiểu trên internet hoặc trong sách, báo, hãy trình bày một số ứng dụng của phức chất trong y học.

Bài làm chi tiết:

Một số ứng dụng của phức chất trong y học:

- Thuốc chống ung thư: ví dụ phức chất của platinum được sử dụng để sản xuất thuốc điều trị bệnh ung thu (cisplatin, carboplatin và một số loại khác).

- Chất điều trị bệnh: một số phức chất được sử dụng như thuốc điều trị cho các bệnh thiếu máu, bệnh viêm khớp, các bệnh nhiễm trùng.

- Điều trị bệnh tim mạch.

- Chẩn đoán hình ảnh để phát hiện các bất thường hoặc bệnh lý.

- Thuốc chống viêm.

Thảo luận 5: Tra cứu trong sách, báo và trên internet, lấy ví dụ phức chất được ứng dụng trong đời sống và sản xuất.

Bài làm chi tiết:

Ví dụ như phức chất EDTA (ethylnediaminetetraacetic acid) được thêm vào các sản phẩm như sữa tắm và dầu gội, làm mềm nước và ngăn ngừa sự tích tụ của các khoáng chất trong nước, giúp tăng hiệu quả của các sản phẩm. EDTA cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống để duy trì chất lượng và tránh sự oxy hoá của các chất có thể gây hại cho sản phẩm.

Luyện tập: Tìm hiểu từ các nguồn thông tin để lấy ví dụ phức chất được ứng dụng trong hoá học.

Bài làm chi tiết:

Một ví dụ phức chất được ứng dụng rộng rãi trong hoá học là phức chất Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺. Phức chất này thường được sử dụng trong các phản ứng với quy trình phân tích hoá học để xác định và định lượng các ion kim loại khác nhau trong mẫu. Ngoài ra nó cũng có thể được sử dụng trong các quy trình tổng hợp hoá học để sản xuất các hợp chất có chứa ion đồng.

BÀI TẬP

Bài 1: Cardiolite được ứng dụng trong y học. Tìm hiểu thông tin và cho biết cardiolite được ứng dụng trong y học như thế nào?

Bài làm chi tiết:

Ứng dụng trong y học của cardiolite là:

- Cardiolite (Tc-99m) là đồng vị đánh dấu mà các thiết bị y tế có thể phát hiện trong cơ thể con người. Sau khi Tc-99m được đưa vào trong cơ thể người, nơi có mật độ cao sẽ chỉ ra nơi có khối u. 

- Khi Tc-99m kết hợp với hợp chất liên kết với hồng cầu có thể sử dụng để lập bản đồ rối loạn trong hệ tuần hoàn và thường được dùng để phát hiện chỗ chảy máu trong hệ tiêu hoá. 

- Các ion pyrophotphate với Tc-99m bám vào calcium tích luỹ trong cơ tim bị tổn thương để phán đoán tổn thương sau khi nhồi máu cơ tim. 

- Chất keo của Tc-99m chứa lưu huỳnh được lá lách lọc sạch, nên nó được dùng trong chiếu chụp cấu trúc của lá lách.

Bài 2: Phức chất bát diện [Ru(bipy)₃]Cl₂.6H₂O là một trong những phức chất phổ biến được sử dụng trong phân tích quang phổ, đặc biệt là trong phổ huỳnh quang.

Trong đó bipy là viết tắt của bipyridine, có cấu tạo:

a) Xác định dung lượng phối trí của phối tử bipy. Giải thích.

b) Xác định số phối trí của nguyên tử trung tâm.

Bài làm chi tiết:

a) Mỗi phối tử bipy có thể cho nguyên tử trung tâm 2 cặp electron chưa liên kết trên hai nguyên tử N để hình thành 2 liên kết σ nên dung lượng phối trí của phối tử bipy là 2.

b) Trong phức chất [Ru(bipy)₃]Cl₂.6H₂O có 3 phối tử bipy, mỗi phối tử có 2 liên kết σ nên phức chất có số phối trí là 3 × 2 = 6.

Bài 3: Em hãy tìm hiểu thông tin và giới thiệu về một loại phân bón vi lượng chứa phức chất, được sử dụng trong nông nghiệp.

Bài làm chi tiết:

Tìm hiểu thông tin, một loại phân bón vi lượng chứa phức chất, được sử dụng trong nông nghiệp là phân bón vi lượng kẽm (Zintrac):

- Zintrac cung cấp kẽm (Zn) cho cây trồng, giúp tổng hợp chất diệp lục, protein, các chất điều hòa sinh trưởng và đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển calcium trong cây.

- Thúc đẩy sinh trưởng, tăng nẩy chồi, giúp tăng kích thước lá, lá xanh mướt, tăng quang hợp.

- Tăng cường tính chống chịu của cây trồng khi bị khô hạn, khi bị sâu bệnh tấn công.

- Ngăn ngừa hiệu quả hiện tượng thiếu kẽm trên cây: chùn thân, chùn ngọn, lá hẹ lại và kéo dài, lá bị trắng thịt lá nhưng gân lá còn xanh,…