(Хим.-токс. анализ метал. ядов)

1
ЗАНЯТИЕ № 1, 2.
ТЕМА: Правила техники безопасности в лаборатории токсикологической
химии. Наружный осмотр и предварительные пробы объекта
исследования.
ЦЕЛЬ: Выучить правила работы и техники безопасности в лаборатории
токсикологической химии, содержание и задачи токсикологической
химии и химико-токсикологического анализа и их особенности.
Провести наружный осмотр и предварительные исследования
биологических объектов.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
В связи с ухудшением экологической ситуации человек все больше
подвергается влиянию веществ, которые способны вызвать интоксикацию
организма. В зависимости от определенных обстоятельств это влияние может
сопровождаться острым или хроническим отравлениям. Большинство людей
работают на предприятиях, где постоянно сталкиваются с веществами,
содержащими ионы тяжелых металлов и другие токсичные вещества, которые
вредно влияют на организм человека. С токсичными веществами человек
встречается даже в быту (использование моющих средств, консервирование
продуктов питания, употребление лекарства). Источником отравлений могут
быть сточные воды и выбросы в атмосферу вредных веществ
промышленными предприятиями. Много растений содержат вещества,
токсично действующих на организм (наперстянка, белена, табак, чемерица,
аконит, дурман, белладонна и прочие). Когда возникает потребность в
установлении причины отравления, необходимо проводить химикотоксикологический анализ разных объектов.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Правила работы и техника безопасности в химической лаборатории.
2. Химическая посуда и работа с ней (курс неорганической химии).
3. Определение рН растворов (курсы неорганической, физической и
аналитической химии).
4. Реакции открытия аммиака и сероводорода (курс аналитической химии).
5. Определение понятий: окислитель, восстановитель, окислительновосстановительная реакция. Основные окислители и восстановители,
которые используются в анализе (курсы неорганической и аналитической
химии).
6. Состав и свойства жидкостей организма - крови, плазмы, сыворотки,
слюны, мочи (нормальная и патологическая физиология).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Токсикологическая химия, ее содержание, задачи, разделы и связь с
другими науками.
2. Токсикология, ее содержание, задачи, разделы.
3. Определение понятий „объект исследования” и „вещественное
доказательство”.
4. Нормативные
документы
при
оформлении
„вещественных
доказательств”.
2
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
1.
2.
3.
4.
5.
Особенности химико-токсикологического анализа.
Проведение наружного осмотра и предварительных испытаний объектов
исследования.
Консервирование биологического материала.
Составление плана химико-токсикологического анализа.
Организация судебно-медицинской и судебно-химической экспертизы.
Особенности техники безопасности при работе с жидкостями организма
живых лиц и жидкостями и тканями внутренних органов трупов, их
сохранение?
Правила нагревания реагирующей смеси в пробирке.
Правила работы с легковоспламеняющимися и взрывоопасными
веществами (назвать вещества и смеси).
Правила работы с концентрированными кислотами, щелочами,
аммиаком, галогенами.
Правила работы с центрифугой.
Работа с агрессивными и токсичными веществами и соединениями
Аргентума и Меркурия?
Первая медпомощь при попадании щелочей и кислот на кожу или
слизистые оболочки.
Первая помощь при загорании одежды.
Ликвидация пожаров.
Первая медпомощь при поражении электрическим током.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
При осмотре содержимого желудка были найдены кусочки растений.
Ваши дальнейшие действия?
При осмотре содержимого желудка было отмечено, что оно: а) желтого
цвета; б) синего цвета. На какое вещество следует проводить
исследование, относительно возможного отравления?
При проведении предварительных исследований содержимого желудка
на наличие аммиака и сероводорода были получены следующие
результаты: а) положительная реакция на аммиак, отрицательная - на
сероводород; б) положительная реакция на аммиак и на сероводород.
Какой можно сделать вывод?
Проведение предварительных исследований содержимого желудка дало
положительную реакцию с плюмбум ацетатным, лакмусовым
индикатором и бумажкой, смоченной щелочным раствором купрум
сульфата. Можем ли мы проводить исследование на аммиак?
При проведении предварительных исследований содержимого желудка
рН его водной вытяжки равно 9-10. При добавлении к водной вытяжке
10 % раствора барий нитрата или барий хлорида образовался осадок
белого цвета. Какой можно сделать вывод? Напишите соответствующие
уравнения реакций.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Проведение наружного осмотра объектов исследования и
предварительных исследований
3
Наличие посторонних включений. При осмотре содержимого желудка
могут быть выявлены посторонние включения, которые необходимо
исследовать отдельно.
рис.1. Кристаллы арсен (ІІІ)
оксида
рис.2. Семена
чилибухи
рис. 3. Смола конопли индийской. 1- железистые волоски с одноклеточной
головкой; 2 - многоклеточные ножки; 3 - волоски со вздутым основанием; 4 круглые сидячие железки; 5 - обрывок сосуда с млечниками; 6 - бородавчатые
волоски эпидермиса стебля; 7 - обрывок мезофилла с друзами кальций
оксалата; 8 - простые короткие волоски со вздутым основанием; 9 - обрывок
механического слоя плода; 10 - пыльник.
рис. 4. Корневище
веха ядовитого
рис.5. Корневище веха
веха в разрезе
рис.6. Клубни аконита джунгарского
Запах объектов исследования. Специфический запах содержимого
желудка
(при
отсутствии
процессов
гниения
объекта)
может
свидетельствовать о наличии определенного вещества.
Цвет объекта исследования. Проводится определение цвета желудка
и его содержимого. Он может быть характерен для некоторых ядов.
Определение рН среды. Кислотность и щелочность водных вытяжек
4
объектов исследования определяют с помощью универсальных индикаторных
бумажек и бумажек, пропитанных растворами индикаторов: лакмуса
(интервал рН перехода красного цвета в синий - 5,0-8,0), конго красный
(интервал рН перехода сине-фиолетового цвета в красный - 3,0-5,2),
фенолфталеин (интервал рН перехода бесцветного раствора в красный - 8,210,0).
Методика выполнения. Небольшое количество измельченного твердого
объекта исследования (внутренние органы, содержимое желудка) смешивают
в пробирке с небольшим количеством дистиллированной воды. Часть водной
вытяжки стеклянной палочкой переносят на универсальную индикаторную
бумагу, рядом проводят контрольный опыт с дистиллированной водой.
Открытие аммиака и сероводорода.
Методика выполнения. В коническую колбу вместительностью 50 мл вносят
небольшое количество исследуемого объекта и закрывают пробкой, к нижней
поверхности которой прикреплены три индикаторные бумажки: І лакмусовая бумага (смоченная водой), II - бумажка, смоченная щелочным
раствором купрум сульфата, III - бумажка, смоченная щелочным раствором
плюмбум ацетата. Колбу с бумажками оставляют на 30 мин. При наличии
аммиака наблюдается посинение бумажек І и II. При наличии сероводорода
наблюдается почернение бумажки III. Одновременное присутствие в объекте
и аммиака и сероводорода свидетельствует о процессах гниения - такой
объект исследовать на наличие аммиака (экзогенного происхождения)
невозможно.
Открытие окислителей.
Методика выполнения. 10 г содержимого желудка вносят в колбу, заливают
водой, покрывая твердые частицы, настаивают 30 мин и водную вытяжку
сливают. В фарфоровую чашку вносят 2-4 капли вытяжки, прибавляют 1 мл
1 % раствора дифениламина в концентрированной сульфатной кислоте и
наблюдают за изменением окраски. Положительные результаты могут дать:
нитраты, нитриты, хлораты, гипохлориты, броматы, йодаты и т.п..
Открытие летучих восстановителей.
Методика выполнения. В пробирку вносят 1 мл мочи и накрывают стеклом с
висящей каплей 2,5 % раствора калия дихромата в 50% растворе сульфатной
кислоты. Содержимое пробирки нагревают на кипящем водном нагревателе 2
мин и наблюдают за изменением цвета висящей капли.
Установление наличия консервантов. В некоторых случаях объекты
исследования консервируются веществами, которые могут иметь
определенное влияние на ход и результаты анализа. Это необходимо
учитывать при составлении плана химико-токсикологического анализа
Составление плана химико-токсикологического анализа: учитывая
результаты наружного осмотра и предварительных исследований составить
план дальнейшего химико-токсикологического анализа.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Правила техники безопасности при работе в химико-токсикологической
5
лаборатории.
Способы оказания первой медпомощи.
Разделы, содержание и задачи токсикологии и токсикологической химии.
Перечень объектов исследования.
Вещества для консервирования объектов исследования.
Особенности судебно-токсикологического исследования биологического
материала.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Проводить осмотр и описание объектов исследования.
2. Проводить предварительные пробы на наличие отдельных токсичных
веществ в объектах исследования.
3. Составлять план судебно-токсикологического анализа.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. - К.: Высшая
школа, 1989. - С. 5-31.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.:
Высшая школа, 1982. - C. 5-8.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975.
- С. 5-8, 27-63.
Дополнительные: 1. Лужников Э.А. Клиническая токсикология. - М.:
Медицина, 1982. - 368 с.
2. Гадаскина И.Д., Толоконцев Н.А. Яды и противоядия. Очерки
по истории ядов. - Л.: 1988. - 204 с.
2.
3.
4.
5.
6.
ЗАНЯТИЕ № 3.
Исследование группы веществ, которые изолируются из
биологического материала методом минерализации. Минерализация
биологического материала смесью нитратной и сульфатной кислот.
ЦЕЛЬ: Выучить разные методы проведения минерализации биологического
материала. Научиться проводить выделение „металлических” ядов из
органов трупов путем минерализации биологического материала
смесью нитратной и сульфатной кислот.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Рост масштабов производства приводит к увеличению загрязнения
окружающей среды (почвы, воды, воздуха) солями тяжелых металлов. В
зависимости от их концентрации они могут положительно или отрицательно
влиять на организм человека и животных. В низких концентрациях они
содержатся в организме и являются жизненно необходимыми, а при высоких
концентрациях они ведут себя, как ядовитые вещества.
При подозрении на отравление „металлическими” ядами возникает
необходимость в проведении судебно-токсикологического анализа.
Выделение этих ядов из объектов исследования является необходимым
этапом при проведении судебно-токсикологического анализа.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
ТЕМА:
6
Правила работы и техника безопасности при работе с минеральными
кислотами.
2. Окислительные
свойства
нитратной,
сульфатной
и хлорной
(перхлоратной) кислот (курс общей и неорганической химии).
3. Понятие о хелатах и внутрикомплексных соединения (курс
аналитической химии).
4. Механизм связывания ионов металлов белками в организме (курс
биохимии).
5. Места накопления неорганических элементов в организме и пути их
выведения из организма (курс фармакологии и физиологии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Определение понятий „отравление” и „яд”. Классификация отравлений.
2. Пути поступления ядовитых веществ в организм.
3. Всасывание ядовитых веществ, их распределение и пути выведения.
4. Методы детоксикации ядов в организме.
5. Соединения,
относящиеся
к
группе
„металлических”
ядов.
Минерализация биологического материала при подозрении на отравление
„металлическими” ядами.
6. Типы связей (ионные, ковалентные и т.п.), образующиеся при
взаимодействии „металлических” ядов с белками, пептидами и
аминокислотами в организме. Привести примеры и написать уравнение
соответствующих реакций.
7. Основные недостатки сухой минерализации и методов минерализации
биологического материала кислотами.
8. Методы разрушения биологического материала смесью нитратной и
сульфатной кислот; смесью нитратной, сульфатной и перхлоратной
кислот; сульфатной кислотой и пергидролем.
9. Основные этапы проведения минерализации: деструкция, минерализация,
денитрация.
10. Отбор и подготовка проб биологического материала для исследования
его на наличие „металлических” ядов.
11. Ядохимикаты, содержащие неорганические элементы.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. Минерализацию биологического материала проводят нитратной, смесью
нитратной и сульфатной кислотами. Напишите уравнения реакций,
которые при этом проходят.
2. Во время проведения минерализации биологического объекта образуется
нитрозилсульфатная кислота, которая при нагревании в водной среде
разлагается. Подтвердите это соответствующими уравнениями реакции.
3. Для денитрации минерализатов используют гидроген пероксид,
мочевину, формальдегид. Напишите соответствующие уравнения
реакции, которые проходят при действии этих веществ на минерализат.
4. При наружном осмотре содержимого желудка было отмечено, что он
желтого цвета. На какое вещество может быть проведено исследование?
Есть ли необходимость проведения минерализации.
1.
7
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Минерализация биологического материала смесью нитратной и
сульфатной кислот
Разрушение биологического материала смесью нитратной и
сульфатной кислот является основным методом, который применяется в
химико-токсикологических лабораториях нашей страны.
В начале минерализации концентрированная сульфатная кислота
играет водоотнимающую роль. Этот процесс усиливается с повышением
температуры. Благодаря водоотнимающему действию концентрированная
сульфатная кислота разрушает структуру клеток и тканей биологического
материала. При повышении температуры (больше 110 °С) и концентрации (до
60-70 %) сульфатной кислоты она проявляет окислительные свойства с
выделением сульфур (IV) оксида.
Нитратная кислота, которая входит в состав смеси с сульфатной
кислотой, в начале минерализации является более слабым окислителем. Через
определенный промежуток времени часть нитратной кислоты при окислении
биологического материала превращается в оксиды Нитрогена и нитритную
кислоту, которые являются автокатализаторами интенсивного процесса
окисления органических веществ нитратной кислотой. С образованием
оксидов Нитрогена и нитритной кислоты, а также при повышении
температуры, нитратная кислота проявляет сильные окислительные свойства.
При нагревании биологического материала со смесью нитратной и
сульфатной кислот происходит не только разрушение органических веществ
этими кислотами, а и некоторые побочные реакции, например реакции
сульфования и нитрования органических соединений. В основном такой
процесс проходит с аминокислотами, содержащими фенильные группы.
Нитрование и сульфование органических веществ при разрушении
биологического материала смесью нитратной и сульфатной кислот является
нежелательным, поскольку нитро- и сульфосоединения трудно разрушаются
этой смесью.
При разбавлении сульфатной и нитратной кислот водой нитрование и
сульфование органических соединений этими кислотами значительно
уменьшается. Поэтому для разрушения органических веществ используют не
концентрированные, а частично разбавленные сульфатную и нитратную
кислоты. В процессе разрушения биологического материала образуются
определенные
количества
оксидов
Нитрогена,
нитритной
и
нитрозилсульфатной HO-SO2ONO кислот, которые мешают открытию
некоторых катионов в минерализатах.
Разрушение биологического материала смесью сульфатной и
нитратной кислот происходит в 2 этапа. На первом этапе происходит
деструкция (нарушение структуры) биологического материала. Этот этап
длится 30-40 мин. После деструкции остается прозрачная желто-бурая
жидкость, которую называют деструктатом. В деструктате остаются
неразрушенным значительное количество молекул белков и продуктов их
гидролиза (пептидов, аминокислот и т.п.). На втором этапе минерализации,
8
более продолжительном во времени сравнительно с первым, почти
полностью разрушаются белковые вещества. Для окончательного разрушения
органических веществ к нагретому минерализату каплями прибавляют
концентрированную нитратную кислоту. Так, скорость и полнота разрушения
биологического материала этим методом зависит от количества нитратной и
сульфатной кислот.
При добавлении большого количества нитратной кислоты образуется
значительное количество нитритной кислоты и оксидов Нитрогена, которые в
процессе разрушения биологического материала выделяются из колбы и
загрязняют воздух лаборатории. При недостаточном количестве нитратной
кислоты сульфатная кислота обугливает биологический материал. Об этом
свидетельствуют почернение минерализата и выделение из колбы
значительного количества газов, с которыми могут попадать в воздух
соединения Арсена и Меркурия, если эти элементы присутствовали в
исследуемом объекте.
Разрушение биологического материала сульфатной и нитратной
кислотами считается законченным тогда, когда после прекращения
добавления каплями концентрированной нитратной кислоты (при нагревании
колбы) будет выделяться белый газ сульфатной кислоты, не будет
наблюдаться потемнение жидкости.
В полученном минерализате открывают катионы соответствующих
металлов. Тем не менее, открытию катионов многих металлов мешают
имеющиеся в минерализате остатки нитратной кислоты, а также оксидов
Нитрогена, нитритной кислоты, нитрозилсульфатной кислоты, которые
образовались в процессе минерализации. Поэтому нужно осуществить
денитрацию минерализатов.
Денитрация - это процесс освобождения минерализатов от указанных
выше соединений Нитрогена. С этой целью сначала использовали так
называемый гидролизный метод. Согласно которому при продолжительном
(10-12 ч.) кипячении разбавленного водой минерализата, из него полностью
исчезают пересчитанные выше соединения, содержащие Нитроген. Если для
удаления из минерализата нитратной кислоты и оксидов Нитрогена его
нужно кипятить в течении 2-3 ч., то для удаления нитрозилсульфатной
кислоты необходимо 10-12 ч. За это время происходит полное разложение
(гидролиз) этой кислоты и выделение в воздух продуктов гидролиза.
В результате продолжительной денитрации минерализатов
гидролизным способом из них практически полностью могут исчезнуть
соединения Арсена и Меркурия. Поэтому возникшая потребность в
применении новых способов денитрации минерализатов. С этой целью были
предложены способы денитрации, которые базируются на применении
химических реактивов, реагирующих с нитратной кислотой и продуктами ее
разложения во время минерализации. Для денитрации минерализатов были
предложены мочевина, натрий сульфит и некоторые другие вещества. При
использовании мочевины денитрация минерализата, нагретого до 135-140 °С,
происходит за 3-5 мин., а при использовании натрий сульфита денитрация
9
минерализата, нагретого свыше 100 °С, заканчивается через 10-15 мин. В
1952 г. Ф.В. Зайковский предложил для денитрации формальдегид, который
взаимодействует с нитратной кислотой, с выделением азота и карбон (IV)
оксида:
4HNО3 + 5НСНО  2N2 + 5СО2 + 7Н2О.
Во время взаимодействия нитритной кислоты с формальдегидом
выделяются азот, нитроген (II) оксид, карбон (IV) оксид и вода:
4НNО2 + 2НСНО  N2 + 2NO + 2СО2 + 4Н2О,
Нитроген (II) оксид окисляется кислородом воздуха до нитроген (IV)
оксида, который при взаимодействии с водой дает нитратную и нитритную
кислоты:
2NO + О2  2НNО2;
2NО2 + H2О  HNO2 + HNО3.
Образованные при этом нитратная и нитритная кислоты реагируют с
формальдегидом так, как указано выше.
Нитрозилсульфатная кислота при нагревании с водой разлагается.
Образованная при этом нитритная кислота реагирует с формальдегидом.
Для денитрации минерализатов, полученных разрушением
биологического материала нитратной и сульфатной кислотами, к ним
добавляют 10-15 мл воды. В эту жидкость, нагретую до 110-130 °С,
осторожно каплями прибавляют формалин (40 %-ый раствор формальдегида).
При этом наблюдается значительное выделение пузырьков газа (N 2 и NO),
иногда с оранжево-бурой окраской (NO2). Процесс денитрации
минерализатов формалином длится 1-2 мин. Для этого нужно от нескольких
капель до нескольких милилитров формалина. Избыток формалина, который
не вступил в реакцию с нитратной и нитритной кислотами, удаляют
нагреванием жидкости в течении 5-10 мин.
С целью проверки полноты денитрации минерализатов проводят
реакцию с раствором дифениламина (0,5 г дифениламина растворяют в 100 г
концентрированной
сульфатной
кислоты
и
добавляют
20
мл
дистиллированной воды). На предметное стекло или на фарфоровую
слойинку с углублениями наносят 1-2 капли минерализата и прибавляют
каплю раствора дифениламина в сульфатной кислоте. При наличии нитратов,
нитритов и оксидов Нитрогена в минерализате появляется синий цвет. Эта
реакция базируется на окислении дифениламина нитратной кислотой и
другими соединениями Нитрогена до дифенилбензидина, который в свою
очередь окисляется теми же окислителями в соединение синего цвета:
N
NO3- HN
NH NO3 N
NH+
H
Денитрация считается законченной, когда реакция минерализата с
раствором дифениламина будет отрицательной (отсутствие синего цвета).
10
Если при добавлении раствора дифениламина в концентрированной
сульфатной кислоте к минерализату синий цвет появится, то денитрацию
осуществляют повторно.
Проведение минерализации
Берут 100 г биологического материала (модельную задачу), измельчают,
помещают в колбу Кельдаля на 500 мл и заливают 75 мл смеси, которая
состоит из одинаковых объемов нитратной, сульфатной кислот и
дистиллированной воды. На слабом огне проводят деструкцию
биологического материала, которая длится 30-40 мин. При этом образуется
прозрачный раствор желтого или бурого цвета. Потом на сильном огне и с
периодическим добавлением раствора нитратной кислоты проводят полную
минерализацию биоматериала. Минерализация считается законченной тогда,
когда при нагревании (без добавления нитратной кислоты) во время
выделения над жидкостью белого газа сульфатной кислоты - прозрачная
жидкость
(минерализат)
перестанет
темнеть.
После
окончания
минерализации к охлажденному минерализату прибавляют 10-15 мл воды,
нагревают до кипения и с целью проведения денитрации осторожно каплями
прибавляют формалин. Для проверки полноты денитрации каплю
минерализата наносят на фарфоровую слойинку и прибавляют каплю
раствора дифениламина в концентрированной сульфатной кислоте. При
появлении синего цвета проведения денитрации следует продолжить. После
полной денитрации избыток формалина отстраняют нагреванием жидкости в
течении 5-10 мин. Объем минерализата доводят водой до 180-200 мл.
Метод минерализации биологического материала смесью нитратной
и сульфатной кислот имеет ряд положительных сторон и преимуществ
сравнительно с методом разрушения органических веществ хлоратом калия и
хлоридной кислотой. Минерализация с помощью метода разрушения
органических веществ нитратной и сульфатной кислотами происходит
быстрее, чем хлоратом калия и хлоридной кислотой. При минерализации
органических веществ нитратной и сульфатной кислотами получают
относительно небольшие объемы минерализатов. Это положительно влияет
на чувствительность методов открытия “металлических” ядов в
минерализатах.
Вместе с тем, несмотря на положительные стороны метода
разрушения органических веществ нитратной и сульфатной кислотами, он
непригоден для изолирования Меркурия из биологического материала,
поскольку значительное его количество теряется.
Минерализация биологического материала перхлоратной (хлорной),
нитратной и сульфатной кислотами
В последнее время в химико-токсикологическом анализе применяют
метод минерализации биологического материала смесью хлорной (НСlО4),
нитратной и сульфатной кислот, предложенный Кааном в 1934 г. С помощью
этого метода достигается почти полное разрушение биологического
материала и в 2-3 раза сокращается время разрушения сравнительно со
11
временем, необходимым для минерализации объектов биологического
материала нитратной и сульфатной кислотами. После разрушения
биологического материала с помощью хлорной, нитратной и сульфатной
кислот получают относительно небольшой объем минерализата, что
увеличивает чувствительность этого метода.
Несмотря на указанные выше положительные стороны метода
разрушения биологического материала хлорной, нитратной и сульфатной
кислотами, при использовании этого метода необходима особая
осторожность в связи со взрывоопасными свойствами хлорной кислоты.
Люди, приступающие к разрушению биологического материала с помощью
хлорной, нитратной и сульфатной кислот, должны хорошо ознакомиться со
свойствами хлорной кислоты.
Методика выполнения минерализации. В колбу Кельдаля вместительностью
500 мл помещают тщательно измельченный биологический материал,
прибавляют по 25 мл концентрированной нитратной и сульфатной кислот и
35 мл 37 %-го или 42 %-го раствора хлорной кислоты. Колбу с содержимым
устанавливают на асбестовую сетку и постепенно увеличивают нагревание.
При нагревании может происходить обугливание, о чем свидетельствует
почернение содержимого колбы. Тогда в колбу каплями прибавляют
концентрированную нитратную кислоту. Если обугливание будет длиться
дольше и над жидкостью будет появляться пары ангидрида хлорной кислоты
Сl2О7, тогда нагревание колбы прекращают или уменьшают. Окисление
биологического материала продолжают, прибавляя каплями 35-45 %-ый
раствор нитратной кислоты.
Когда жидкость в колбе станет прозрачной, нагревание прекращают
и проверяют полноту окисления органических веществ в минерализате. С
этой целью к одной капле охлажденного разбавленного водой минерализата
прибавляют 25 %-ый раствор аммиака. Появление желтоватого цвета
свидетельствует об окончании процесса минерализации. Появление
оранжевой окраски свидетельствует о наличии в минерализате некоторых
еще не разрушенных аминокислот (фенилаланина, тирозина, триптофана и
др.).
Этот метод непригоден для разрушения биологического материала,
который необходимо исследовать на наличие соединений Меркурия,
теряющегося в процессе минерализации.
Разрушение биологического материала пергидролем и сульфатной
кислотой
Метод разрушения биологического материала пергидролем и
сульфатной кислотой в химико-токсикологическом анализе может быть
использован при исследовании маленьких навесок объектов биологического
происхождения, которые поступили на исследование.
Методика выполнения минерализации. Исследуемый объект по возможности
обезвоживают упариванием, измельчают и вносят в фарфоровую чашку, куда
небольшими порциями (при перемешивании стеклянной палочкой)
12
прибавляют пятикратное количество концентрированной сульфатной
кислоты (плотность 1,86) и нагревают на водном нагревателе. При этом
происходит обугливание исследуемого объекта с выделением оксида карбона
(IV). После значительного уменьшения скорости выделения оксида карбона
(IV) содержание фарфоровой чашки количественно переносят в колбу
Кельдаля, которую устанавливают на асбестовую сетку. Во время слабого
нагревания колбы к ней небольшими порциями вносят пергидроль.
Добавление новых небольших порций пергидроля осуществляют до тех пор,
пока жидкость не станет прозрачной или желтоватой от наличия солей
Ферума. После этого колбу с жидкостью охлаждают, а содержание
разбавляют десятикратным количеством воды.
С целью устранения избытка пергидроля в колбу Кельдаля
небольшими порциями прибавляют насыщенный водный раствор натрий
сульфита и кипятят на протяжении 5-10 мин. Вместо натрий сульфита для
связывания избытка пергидроля можно прибавлять раствор сульфата
гидразина. Минерализат, без излбытка пергидроля, используют для открытия
“металлических” ядов.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Классификацию „ядов”.
2. Пути поступления, распределение, выведения токсичных веществ.
3. Методы детоксикации ядовитых веществ в организме.
4. Разные методы минерализации биологического
материала и
органических веществ.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Подготовить исследуемый объект для анализа.
2. Проводить минерализацию биологического материала смесью нитратной
и сульфатной кислот.
3. Определить продолжительность процесса деструкции и полной
минерализации.
4. Уметь проводить денитрацию и проверку полноты денитрации.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.П. Токсикологическая химия. - К.: Высшая
школа, 1995. - С. 35-59, 283-303.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.:
Высшая школа, 1982. - C. 197-209.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975.
- С. 278-288.
Дополнительные: 1. Гадаскина И.Д., Толоконцев Н.А. Яды и противоядия.
Очерки по истории ядов. - Л.: 1988. - 204 с.
2. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - С. 132-137.
13
ЗАНЯТИЕ № 4
ТЕМА: Качественные реакции ”металлических” ядов. Исследование осадка
из минерализата на катионы Бария и Плюмбума. Количественное
определение ионов Плюмбума спектрофотометрическим методом.
ЦЕЛЬ: Выучить качественные реакции ”металлических” ядов. Научиться
проводить исследование осадка из минерализата на наличие солей
Бария и Плюмбума.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
При наличии в биологическом материале соединений Бария или
Плюмбума при минерализации образуется белый осадок (барий и плюмбум
сульфата). Исследовать этот осадок можно только после отделения катионов
Бария и Плюмбума, исходя из их разной растворимости в определенных
растворителях.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Физические и химические свойства соединений Бария и Плюмбума (курс
неорганической химии).
2. Реакции открытия катионов Бария и Плюмбума (курс аналитической
химии).
3. Применение органических реагентов в анализе (курс аналитической
химии).
4. Использование соединений Бария и Плюмбума в медицинской практике
(курс фармакологии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Методы „сухой” и „мокрой” минерализации биологического материала.
2. Связывание „металлических” ядов в организме.
3. Реагенты, которые применяются в дробном анализе минерализата на
наличие „металлических” ядов
4. Дробный метод (метод отдельного исследования) и систематический ход
анализа.
5. „Металлические” яды, которые могут содержаться в виде осадков в
минерализате.
6. Применение, пути поступления и выведения, токсичное действие
соединений Бария и Плюмбума.
7. Характерные реакции открытия ионов Плюмбума и Бария.
8. Условия образования дитизонатов металлов.
9. Мешающие ионы при открытии катионов Плюмбума и Бария?
10. Методы количественного определения Бария и Плюмбума.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. Осадок сульфатов после минерализации грязно-зеленого цвета. Составьте
схему его исследования, напишите химизмы реакций и дайте их химикотоксикологическую оценку.
2. При исследовании белого осадка сульфатов реакцией с дитизоном
появляется красная окраска хлороформного слоя, а результатом реакции
с сульфидом натрия - черный осадок. Какой можно сделать вывод?
14
Напишите схему анализа осадка сульфатов, химизмы реакций и дайте их
химико-токсикологическую оценку.
3. Исследуя белый осадок минерализата, его нагрели с 30 % раствором
аммоний ацетата. К надосадочной жидкости прибавили дитизон, при
этом хлороформный слой остался зеленого цвета. Какой можно сделать
вывод? Напишите схему анализа минерализата на этот „металлический”
яд, химизмы реакций и дайте их химико-токсикологическую оценку.
4. Человек вероятно умер от отравления соединениями Плюмбума. Для
проведения анализа отобрали 10 г печени и провели минерализацию.
Минерализат содержал белый осадок. Проведение предварительных
исследований и характерных реакций доказало присутствие ионов
Плюмбума. Для их количественного определения провели экстракцию
дитизоном с 3 мл раствора Плюмбум ацетата-сульфата. Общий объем
экстракта составлял 5 мл. Раствор фотометрировали на спектрофотометре
при длине волны 520 нм, параллельно фотометрировали стандартные
растворы и получили следующие результаты:
С, мг/мл
?
0,001
0,003
0,005
0,007
1,0
А
0,54
0,10
0,28
0,45
0,65
0,9
Дайте химико-токсикологическую оценку полученных результатов.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
СОЕДИНЕНИЯ ПЛЮМБУМА
Применение. Из разных соединений Плюмбума наибольшее
токсикологическое значение имеют арсенат, хромат, ацетат, карбонат,
хлорид, нитрат и некоторые другие соединения этого металла.
Так, плюмбум оксид применяется при изготовлении некоторых
красок, входит в состав свинцового слойыря (при гнойно-воспалительных
заболеваниях кожи, фурункулах). Основной ацетат Плюмбума в некоторых
странах применяют в медицинской практике при воспалительных
заболеваниях кожи и слизистых оболочек. Плюмбум карбонат один из
компонентов свинцовых белил. В состав некоторых красок входит плюмбум
хромат. Плюмбум арсенат используют для борьбы с вредителями садов и
виноградников. Стеарат, олеат и другие соединения Плюмбума с
органическими кислотами применяются как стабилизаторы при производстве
слоймасс. Эти соединения используются как добавки к краскам, а также
входят в состав некоторых помад и жидкостей для волос.
Случаются случаи бытовых отравлений соединениями Плюмбума
при употреблении консервов, изготовленных в недоброкачественно луженой
и эмалированной посуде. Большое токсикологическое значение имеет
тетраэтилплюмбум.
На промышленных предприятиях, где используют металлический
свинец, а также на шахтах, где добывают свинцовые руды, при несоблюдении
техники безопасности и неудовлетворительной охране работы могут быть
отравления парами Плюмбума при вдыхании пыли.
15
Основные пути поступления в организм: главным образом через
желудочно-кишечный тракт, а также через легкие. При ингаляционном пути
поступления скорость всасывания зависит от разных факторов (химической
структуры, размера частичек). Всасывание через ЖКТ у детей (до 8 лет)
составляет около 50 % от общего количества, у взрослых около 10 %.
Желудочно-кишечная абсорбция Плюмбума повышается при недостаточном
содержании в пище соединений Кальция, Железа, избытка витамина Д.
Следует отметить, что Плюмбум находится в определенных
количествах в составе клеток и тканей организма.
Токсичное действие: ионы Плюмбума соединяются в организме с
сульфгидрильными, карбоксильными, фосфатными и некоторыми другими
функциональными группами ферментов и других жизненно важных белковых
соединений. Довольно стабильные образуются соединения Плюмбума с
нуклеотидами, особенно с цитидином. Соединения Плюмбума тормозят
синтез порфирина в костном мозге, вызывают нарушение функций
центральной и периферической нервной системы. За Р. Лудевигом и К.
Лосом, около 90 % ионов Плюмбума, поступивших в кровь, связываются с
эритроцитами.
Накопление и основные пути выделения из организма:
преимущественно с калом. Меньшие количества этих соединений
выделяются в кишечник с желчью, а следы - с мочой. Соединения Плюмбума
частично откладываются в костной ткани в виде тризамещенного фосфата.
Время полувыведения из крови и мягких тканей составляет 20 суток, из
скелета - 20 лет.
СОЕДИНЕНИЯ БАРИЯ
Применение. Из соединений Бария токсикологическое значение
имеют его гидроксид, хлорид, нитрат, карбонат, хлорат и др.
Гидроксид бария (баритовую воду) используют для производства
стекла и при изготовлении керамических изделий. Хлорид бария применяют в
кожаной промышленности, в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями
растений. Карбонат бария применяется для борьбы с грызунами, а также при
изготовлении стеклянной и керамической посуды. Бывают случаи отравления
людей карбонатом бария, содержащегося как примесь в сульфате бария. При
наличии этой примеси в сульфате бария, используемого для рентгеноскопии
желудка, под влиянием хлоридной кислоты желудочного сока карбонат бария
растворяется с образованием хлорида бария. Хлорид бария всасывается в
кровь и стает причиной отравления. Нитрат и хлорат бария используют в
пиротехнике. Ацетат бария применяется в ситценабивном производстве.
Некоторые соединения Бария используются как реактивы.
Основные пути поступления в организм: Растворимые соединения
Бария, которые поступили в организм через рот, всасываются в желудке и
вызывают отравление. Всасывание возрастает при отсутствии в пище
соединений Кальция. Проникновению в кровь растворимых в воде
соединений Бария препятствуют имеющиеся в желудке сульфаты. При этом
16
образуется нерастворимый сульфат бария, который не всасывается из
желудка в кровь.
Токсичное действие: Соединения Бария раздражают слизистые
оболочки пищеварительного канала. При отравлениях соединениями Бария
может настать жировое перерождение печени. Смерть наступает в результате
сердечно-сосудистой недостаточности. Патологоанатомическая картина
отравлений Барием не имеет характерных признаков.
Накопление и основные пути выделения из организма:
соединения Бария выделяются из организма в основном через кишечник.
Следы этих соединений выводятся почками и частично откладываются в
костях. Данные о содержании Бария, как составной части клеток и тканей
организма, в литературе не приводятся.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Исследование осадка
Органолептический контроль. При наличии в исследуемом биологическом
материале ионов Плюмбума и Бария - в минерализате будет белый осадок.
Осадок отделяют от жидкости центрифугированием (или фильтрованием).
Минерализат с осадком переносят в центрифужную пробирку
вместительностью 20 мл и центрифугируют 10 мин. (2000-3000 об/мин).
Жидкость (центрифугат) сливают, а осадок количественно переносят в
фарфоровую чашку. К осадку добавляют небольшое количество 5 % раствора
сульфатной кислоты, перемешивают стеклянной палочкой и центрифугируют
в пробирке небольшого объема. Надосадочную жидкость присоединяют к
первому центрифугату. К осадку прибавляют 3-5 мл горячего 30 % раствора
аммоний ацетата. Содержание фарфоровой чашки перемешивают, нагревают,
при этом происходит растворение осадка плюмбум сульфата:
2PbSО4 + 2CH3COONH4  [Pb (CH3COO)2 • PbSO4] + (NH4)2SO4.
За А.П. Крешковым, это соединение имеет такую структурную
формулу
O
O
Pb
CH3COO
S
Pb
O
CH3COO
O
Полученный раствор сливают и исследуют на наличие катиона
Плюмбума.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ ПЛЮМБУМА:
1. Натрий родизонат дает на бумаге с ионами Плюмбума синее
пятно или синее кольцо плюмбум (ІІ) родизоната. Если на окрашенное пятно
нанести 1-2 капли буферного раствора (рН = 2,8), то синее пятно станет яркокрасным. Эта реакция очень чувствительная, ее дают не только ионы
Плюмбума, а и нерастворимые соединения этого металла (сульфид, сульфат,
хромат и прочие).
17
O
O
O
O
ONa
+ Pb2+
ONa
O
O
O
O
O
Pb + 2 Na
+
O
Кроме ионов Плюмбума родизонат натрия дает окраску с катионами
других металлов (Барий, Стронций, Таллий, Аргентум, Кадмий, Станум (II) и
некоторых других ионов), тем не менее в условиях химикотоксикологического анализа эти катионы не мешают открытию Плюмбума с
указанным реактивом, ведь после разрушения трупного материала свинец,
барий и стронций находятся в минерализате в виде осадка, а другие катионы
содержатся в жидкой фазе минерализата, которую отделяют от осадка
фильтрованием или центрифугированием. Потом плюмбум сульфат
растворяют в аммоний ацетате, полученный раствор отделяют от осадков
Бария и Стронция и лишь после этого выполняют качественные реакции на
Плюмбум.
Методика выполнения реакции. На фильтровальную бумагу наносят каплю
исследуемого раствора, прибавляют каплю 0,2 %-го свежеприготовленного
раствора натрий родизоната. При наличии ионов Плюмбума в растворе
появляется синее пятно или кольцо такого же цвета. При добавлении к пятну
буферного раствора (рН = 2,8) оно приобретает ярко-красный цвет.
2. Дитизон. При добавлении к растворимым соединениям Плюмбума
хлороформного раствора дитизону (или раствора этого реактива в
тетрахлорметане), имеющего зеленый цвет, слой органического растворителя
приобретает оранжево-красный цвет. Его появление обусловлено
взаимодействием дитизона с ионами Плюмбума и образованием
однозамещенного дитизоната этого металла:
C6H5-N=N-C-S-Pb-S-C-N=N-C6H5
SH
Pb2+ + 2 C6H5-N=N-C
+2H+
C6H5-NH-N
N-NH-C6H5
C6H5-NH-N
Методика выполнения реакции. В маленькую пробирку вносят 1-2 капли
исследуемого раствора и прибавляют 2 капли раствора дитизона в
хлороформе или в тетрахлорметане. Смесь тщательно встряхивают.
Изменение зеленого цвета слоя органического растворителя на оранжевокрасный свидетельствует о наличии Плюмбума в исследуемом растворе.
3. Калий йодид дает с ионами Плюмбума желтый осадок,
растворимый в горячей воде:
Pb2+ + 2I- → PbI2
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 0,5 мл исследуемого
раствора и несколько капель 0,5 %-го раствора калий йодида. После
нагревания содержимого пробирки этот осадок растворяется, а после
охлаждения - появляются кристаллы желтого цвета в виде слойинок.
18
Во время выполнения этой реакции не следует прибавлять избыток
раствора калий йодида, так как осадок плюмбум йодида растворяется в нем с
образованием растворимого К2[РbI4].
4. Калий хромат дает с ионами Плюмбума оранжево-желтый осадок:
Рb2+ + СrО42-  РbСrО4 .
Методика выполнения реакции. К 0,5 мл исследуемого раствора прибавляют
3-5 капель 5 %-го раствора калий хромата, при этом в присутствии ионов
Плюмбума образуется оранжево-желтый осадок.
5. Купрум ацетат и калий нитрит. Образуют с ионами Плюмбума
коричневые кристаллы кубической формы:
Pb2+ + Cu(CH3COO)2 + 6KNО2  K2Pb[Cu(NO2)6] + 2CH3COOK + 2K+.
Методика выполнения реакции. На предметное стекло наносят 2-3 капли
раствора исследуемого вещества, упаривают на небольшом пламени досуха.
После охлаждения предметного стекла на сухой остаток наносят 1-2 капли 1
%-го раствора купрум (ІІ) ацетата и снова упаривают досуха. На сухой
остаток наносят 2-3 капли 30 %-го раствора ацетатной кислоты. На край
полученного пятна наносят 1-2 кристаллика калий нитрита. Образование
черных или коричневых кристаллов, имеющих форму кубов, свидетельствует
о наличии соединений Плюмбума в исследуемом растворе. Кроме
перечисленных реакций ионы Плюмбума можно открыть с помощью реакций
с сероводородом, сульфатной кислотой и т.п.
Количественное определение Плюмбума.
Исследуемый раствор помещают в делительную воронку,
прибавляют 1 мл 10 % раствора гидроксиламина гидрохлорида или
гидросульфата (устанавливают рН 7,5-8,3 раствором аммиака), 3 мл
хлороформа и несколько капель 0,1 % раствора дитизона в хлороформе, смесь
встряхивают.
В присутствии Плюмбума наблюдают красный цвет хлороформного
слоя. Экстракцию дитизоном продолжают до тех пор, пока слой хлороформа
будет изменять зеленый цвет на красный. Хлороформные вытяжки
объединяют, промывают 10 мл смеси (1:1) 0,5 % раствора Калий цианида и
0,3 моль/л раствора аммиака. Измеряют объем полученного хлороформного
слоя и определяют содержание Плюмбума спектрофотометрическим методом
при длине волны 520 нм и толщине светопоглощающего слоя 10 мм,
применяя в качестве раствора сравнения хлороформ. За градуировачным
графиком определяют концентрацию Плюмбума (мг/мл).
Для построения градуировочного графика используют стандартные
растворы Плюмбума с концентрацией от 0,001 до 0,01 мг/мл. Объемы
полученных экстрактов стандартных растворов доводят до 10 мл
хлороформом и измеряют их оптическую плотность.
Формула для расчета:
C  Ve  100
x
,
m
19
где х - количество ионов Плюмбума в перерасчете на 100 г органа,
мг;
С - концентрация ионов Плюмбума в экстракте, мг/мл;
Ve – объем экстракта Плюмбум дитизоната, мл;
m - навеска органа, г.
После определения оптической плотности хлороформный экстракт
помещают в делительную воронку, прибавляют 0,5-2 мл 1 моль/л раствора
нитратной кислоты, смесь встряхивают на протяжении минуты хлороформная фаза приобретает зеленый цвет. Разделяют фазы и водный
раствор объемом 2 мл нейтрализуют 10 % раствором аммиака до рН 5 (по
универсальной индикаторной бумаге), делят на 4 части и проводят
подтверждающие исследования с Калий йодидом, с Калий хроматом,
сероводородной водой, с Купрум (ІІ) ацетатом и Натрий нитритом.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. Плюмбум,
содержащийся в организме в пределах нормы, дробным методом не
оккрывается ни в печени, ни в почках исследуемых трупов людей.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСАДКА НА НАЛИЧИЕ ИОНОВ БАРИЯ
После полного отмывания осадка минерализата от Плюмбум
сульфата, осадок, который остался (барий сульфат) переводят в барий
карбонат:
BaSO4 + Na2CO3  BaCO3 + Na2SO4
Методика выполнения реакции. В фарфоровую чашку к осадку, оставшемуся
после отделения Плюмбум сульфата, нагревают с раствором аммоний
ацетата, прибавляют 4-5 мл насыщенного раствора Натрий карбоната и
кипятят на протяжении 5-10 мин., беспрерывно перемешивая содержимое
фарфоровой чашки стеклянной палочкой. Надосадочную жидкость сливают, а
осадок снова кипятят с новой порцией насыщенного раствора Натрий
карбоната. Кипячение осадка с новыми порциями натрий карбоната
осуществляют 3-4 раза. После последнего кипячения осадок 2-3 раза
промывают водой до отрицательной реакции промывных вод на сульфатыионы.
Потом полученный осадок барий карбоната растворяют в 4 мл 10 %
раствора ацетатной кислоты:
BaCO3 + 2СН3СООН  Ba(СН3СОО)2 + CO2 + Н2О
Методика выполнения реакции. Полученный осадок Барий карбоната
растворяют в 4 мл 10 %-го раствора ацетатной кислоты. Этот раствор
используют для открытия катионов Бария. Тем не менее, в этом растворе
могут содержаться и катионы Стронция, которые тоже выделяются из
минерализата в виде белого осадка сульфата, а потом превращается в
карбонат. Выполнению некоторых реакций на ионы Бария мешают ионы
Стронция. Если катионы одних металлов мешают открытию катионов других
металлов, следует разделить эти катионы с помощью соответствующих
реактивов.
20
Реакции открытия катионов Бария, используюемых в химикотоксикологическом анализе, дают возможность открыть эти катионы без
отделения катионов Стронция.
ОТКРЫТИЕ КАТИОНОВ БАРИЯ
1. Натрий родизонат. Желтый водный раствор натрий родизоната с
нейтральными или слабокислими растворами солей Бария образует краснокоричневый осадок Барий родизонату:
O
O
O
O
ONa
ONa
O
+ Ba2+
O
O
O
O
O
Ba
+ 2Na
+
Кроме ионов Бария Натрий родизонат образует осадки с катионами
некоторых двухвалентных металлов, в том числе с катионами Стронция. Тем
не менее, если подействовать на осадок раствором хлоридной кислоты, то
осадок Стронций родизоната обесцвечивается, а осадок Барий родизоната
переходит в кислую соль ярко-красного цвета. Итак, эта реакция дает
возможность обнаружить ионы Бария в присутствии ионов Стронция.
Методика выполнения реакции. На фильтровальную бумагу наносят каплю
нейтрального или слабокислого раствора исследуемого вещества и
прибавляют каплю 0,2 %-го раствора Натрий родизоната. При этом на бумаге
появляется красно-коричневое пятно. При добавлении капли разбавленной
хлоридной кислоты пятно Барий родизоната приобретает ярко-красный цвет,
а красновато-коричневое пятно Стронций родизоната исчезает.
Этой реакции мешают сульфаты, разрушающие Барий родизонат.
Ионы Бария, выделенные из осадка родизоната, реагируют с сульфатами и
выпадают в осадок в виде Барий сульфата. Поэтому при наличии сульфатов
пятно Барий родизоната на бумаге не образуется.
2. Калий перманганат. Барий сульфат не взаимодействует с калий
перманганатом. Если к раствору соли Бария прибавить калий перманганат, а
потом - раствор сульфатов, то образуется осадок фиолетового цвета. Этот
осадок нельзя рассматривать как механическую смесь барий сульфата и
калий перманганата.
Кристаллы Калий перманганата и Барий сульфата являются
изоморфными, поэтому при осаждении BaSO4 они образуют общую
кристаллическую решетку. Кристаллы Калий перманганата „вмонтированы”
в кристаллическую решетку кристаллов Барий сульфата. Калий перманганат
в составе общей кристаллической решетки не дает характерных ему реакций.
Он не реагирует с восстановителями (сульфитами, оксалатами, и т.п.), тогда
как Калий перманганат, находящийся в растворе над осадком, хорошо
реагирует с этими веществами.
Методика выполнения реакции. К 2-3 каплям исследуемого раствора
прибавляют 3-4 капли насыщенного раствора Калий перманганата и 2-3
капле 2 моль/л раствора сульфатной кислоты. Смесь нагревают до кипения.
21
После охлаждения смеси ее центрифугируют, потом с осадка сливают
жидкость. Осадок встряхивают с раствором оксалатной кислоты или другого
восстановителя и нагревают до кипения, а потом охлаждают и снова
центрифугируют. При этом раствор над осадком обесцвечивается, а осадок
остается фиолетовым. Ионы Стронция не дают этой реакции.
3. Калий хромат или калий дихромат. Во время взаимодействия
хроматов с растворами солей Бария образуется светло-желтый осадок Барий
хромата, растворимый в минеральных кислотах и не растворимый в
ацетатной кислоте. Поэтому эту реакцию следует выполнять при наличии
ацетатной кислоты.
Вместо хроматов для осаждения ионов Бария применяют Калий
дихромат, который реагирует с этими ионами по уравнению:
2ВаCl2 + К2Сr2O7 + Н2О  2ВаСrО4 + 2КСl + 2НСl.
Из приведенного уравнения вытекает, что во время этой реакции выделяется
минеральная кислота, которая растворяет Барий хромат. Чтобы
предотвратить растворение Барий хромата, к смеси реагирующих веществ
прибавляют Калий или Натрий ацетат, которые реагируют с минеральной
кислотой с выделением ацетатной кислоты, которая не растворяет барий
хромат. Ионы Стронция также образуют осадок с хроматами, растворимый в
минеральных кислотах и ацетатной кислоте. Поэтому при осаждении ионов
Бария, находящихся в смеси с ионами Стронция, используют Калий
дихромат, который осаждает ионы Бария, а ионы Стронция остаются в
растворе.
Методика выполнения реакции. К 3-5 каплям исследуемого раствора
прибавляют 4 капли 5 %-го раствора Калий дихромата. Смесь этих растворов
перемешивают, а потом каплями прибавляют 2 моль/л раствор Натрий
ацетата до тех пор, пока оранжевый цвет жидкости над осадком не изменится
на желтый. При наличии ионов Бария выпадает желтый осадок. Эта реакция
дает возможность не только открыть ионы Бария, а и отделить их от ионов
Стронция.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. Барий в
норме в органах человека дробным методом не отккрывается и не
определяется. У людей с острыми лейкозами в кроветворных органах
находят Барий.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Методы анализа, применяемые в токсикологической химии.
2. Маскирующие реагенты, применяемые в химико-токсикологическом
анализе.
3. Способы открытия ионов Бария в минерализате.
4. Способы открытия ионов Плюмбума в минерализате.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Подготовить минерализат для исследования.
2. Промыть осадок от примесей, проводить перекристаллизацию осадка.
22
3. Проводить отделение осадка из минерализата.
4. Подбирать условия для полного отделения Плюмбум сульфата от Барий
сульфата.
5. Проводить исследование с целью открытия катионов Плюмбума и Бария.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. - К.: Высшая
школа, 1995. - С. 304-323.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.:
Высшая школа, 1982. - C. 209-215.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина,
1975. - С. 289-311.
Дополнительные: 1. Ершов Ю.А., Плетенева Т.В. Механизмы токсического
действия неорганических соединений. - М.: Медицина, 1989. - С.
79, 199-206.
2. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - С. 137-146.
ЗАНЯТИЕ № 5.
ТЕМА: Открытие в минерализате ионов Мангана, Хрома, Аргентума,
Купрума, Цинка. Количественное определение содержания Мангана
спектрофотометрическим методом.
ЦЕЛЬ: Научиться определять в минерализате ионы Мангана, Хрома,
Аргентума, Купрума, Цинка. Провести количественное определение
ионов Мангана в минерализате спектрофотометрическим методом.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Довольно часто соединения Мангана, Хрома, Аргентума, Купрума,
Цинка является причиной острых и хронических отравлений, поскольку они
широко используются в разнообразных сферах производства и сельского
хозяйства, в медицине. Так известны случаи смертельного отравления Калий
перманганатом при криминальном аборте. Поэтому полученный минерализат
необходимо исследовать на наличие этих „металлических” ядов. Однако эти
элементы являются эссенциальными, они входят в состав живых организмов,
поэтому для правильной оценки результатов химико-токсикологического
анализа необходимо проводить их количественное определение.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Применение органических реактивов в химическом анализе (курсы
неорганической, органической и аналитической химии).
2. Комплексные и внутрикомплексные соединения (курс аналитической
химии).
3. Маскирование и демаскирование в химическом анализе (курс
аналитической химии).
4. Экстракция и ее применение в анализе (курс аналитической химии).
5. Характерные реакции на Mn2+, Cr3+, Ag+, Cu2+, Zn2+ (курс аналитической и
фармацевтической химии).
6. Спектрофотометричний метод анализа (курс аналитической химии).
23
Роль ионов Mn , Cr , Ag , Cu , Zn2+ в жизнедеятельности организма.
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Метод экстракции и его применение в токсикологической химии.
2. Методы, которые используются для устранения влияния мешающих
ионов при открытии „металлических” ядов в минерализате.
3. Органические реактивы, используемые в химико-токсикологическом
анализе для открытия „металлических” ядов.
4. Микроэлементы, их значение при трактовке результатов исследования.
5. Соединения Мангана и их применение, пути поступления, выведения,
токсичное действие, дробный метод открытия и количественного
определения.
6. Соединения Хрома и их применение, пути поступления, выведения,
токсичное действие, открытие и количественное определение.
7. Соединения Арґентума и их применение, пути поступления, выведения,
токсичное действие, дробный метод анализа, открытие и количественное
определение.
8. Соединения Цинка и их применение, пути поступления, выведения,
токсичное действие, особенности изолирования из биологического
материала, открытие и количественное определение.
9. Соединения Купрума, их применение, пути поступления, выведения,
токсичное действие, изолирование из биологического материала и
дробный метод открытия, количественное определение. Оценка
результатов анализа.
10. Реакции, применяемые для количественного определения Маргана.
11. Условия образования и экстракции дитизонатов Хрома, Аргентума,
Цинка.
12. Методы количественного определения Хрома, Аргентума, Купрума,
Цинка в минерализате.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. В результате реакции минерализата с дитизоном возник розовый цвет
хлороформного слоя, а при реакции с Натрий сульфидом - белый осадок.
Какой можно сделать вывод? Напишите схему анализа минерализата,
химизм реакций и дайте их химико-токсикологическую оценку.
2. В результате реакции минерализата с дитизоном появился желтый цвет
хлороформного слоя. Какой можно сделать вывод? Напишите схему
анализа минерализата на этот „металлический” яд, химизм реакций и
дайте их химико-токсикологическую оценку.
3. Содержимое желудка трупа окрашено в синий цвет. На какой
„металлический” яд может быть проведено исследование? Напишите
схему анализа, химизм реакции и дайте их химико-токсикологическую
оценку.
4. При выполнении подтверждающей реакции на ион Купрума используют
раствор Калий гексацианоферрата. При анализе какого „металлического”
яда еще применяют этот реактив? Напишите схему анализа этих
7.
2+
3+
+
2+
24
„металлических” ядов, химизм реакций и сделайте их химикотоксикологическую оценку.
5. При выполнении реакции на ион Хрома с раствором дифенилкарбазида
используют аммоний персульфат, растворы Аргентум нитрата, Натрий
дигидрофосфата. Объясните причины их использования в анализе,
напишите химизм реакций и дайте их химико-токсикологическую
оценку.
6. При проведении реакции окисления ионов Мангана (ІІ) аммоний
персульфатом в одной, а Калий перйодатом во второй пробе с первым
реагентом получили положительный результат, а со вторым отрицательный. Возможная ли такая ситуация?
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
СОЕДИНЕНИЯ МАНГАНА
Применение. Соединения Мангана применяют в технике и
медицине. Манган (IV) оксид, так называемый пиролюзит, встречается в
природе как полезное ископаемое. Он является сырьем для добывания
металлического марганца и его солей. При измельчении пиролюзита
образуется пыль, которая может попадать в организм людей и ставать
причиной отравления. Манган (IV) оксид используют как добавку к
некоторым видам стали, для обесцвечивания стекломассы, при изготовлении
линолеума и некоторых лаков. В технике некоторые соли Мангана
используют для изготовления красок. Калий перманганат является
окислителем. Его применяют в медицине как дезинфицирующее средство для
промывания ран, полоскания рта, горла, для спринцевания и промывания в
гинекологической и урологической практике. Случаются случаи
использования его для криминальных абортов. Некоторые соли Мангана
используют в химических лабораториях как реактивы.
Основные пути поступления в организм: ингаляционно (особенно
при вдыхании воздуха возле промышленных предприятий), полостные,
перорально.
Ионы Мангана в незначительных количествах содержатся в клетках и
тканях организма. Ионы Мангана необходимы для роста, репродуктивной
функции, образования костей, метаболизма глюкозы, липидов, активации
ферментов, например, аргиназы, фосфатаз, пируваткарбоксилазы и др.
Токсичное действие: Соединения Мангана принадлежат к сильным
протоплазматическим ядам. Они действуют на центральную нервную
систему, вызывая в ней органические изменения, повреждают почки, легкие,
органы кровообращения и т.п. Использование концентрированных растворов
Калий перманганата для полоскания горла может вызвать отек слизистых
оболочек ротовой пустоты и глотки.
Употребление концентрированных растворов соединений Мангана
может быть причиной перфорации желудка. Соединения Мангана могут
вызвать отек голосовых связок и т.п. При введении концентрированных
растворов соединений Мангана в матку, влагалище, мочевой пузырь может
возникнуть угроза перитонита.
25
Абсорбция соединений Мангана в ЖКТ усиливается при дефиците
ионов Феррума.
Накопление и основные пути выделения из организма:
Соединения Мангану накапливаются, главным образом, в печени, а также
поджелудочной железе, почках, кишечнике. Они выделяются из организма
через пищеварительный канал, а также с мочой.
При патолого-анатомическом разрезе трупов лиц, которые умерли
вследствие отравления соединениями Мангана, наблюдаются ожоги
слизистых оболочек разных участков кишечника, напоминающие ожоги от
щелочей, а также дегенеративные изменения в некоторых паренхиматозных
органах.
СОЕДИНЕНИЯ ХРОМА
Применение. Соединения Хрома имеют широкое применение в
разных областях народного хозяйства. Они используются в кожаной и
текстильной промышленостях, их применяют для хромирования
металлических изделий, изготовления крепкой стали, спичек, красок, кино- и
фотопленок. В химической промышленности соединения Хрома используют
как окислители (в виде хроматов и бихроматов). Некоторые соединения
Хрома применяют в химических лабораториях как реактивы. Соединения
Хрома не используются в медицине из-за их высокой токсичности.
Из соединений Хрома, применяемых в разных областях народного
хозяйства, наиболее токсичны хроматы и дихроматы. Дихроматы - более
токсичны, чем хроматы.
Основные пути поступления в организм: наиболее часто
отравление происходят при пероральном поступлении соединений Хрома,
иногда – ингаляционно.
Токсичное
действие:
Хроматы
и
дихроматы
владеют
раздражающим и припекающим действием на кожу и слизистые оболочки.
Под влиянием хроматов и дихроматов наступает гемолиз эритроцитов, а
также образование метгемоглобина. Отравления соединениями Хрома могут
вызвать рвоту с кровью и проноси.
Хром вызывает значительные изменения в хроматидах, что указывает
на его канцерогенность.
Накопление и основные пути выделения из организма: При
острых отравлениях соединениями Хрома они накапливаются в печени,
почках и эндокринных железах. Соединения Хрома выводятся из организма в
основном через почки с мочой. При отравлении хроматами и дихроматами
могут повреждаться почки и слизистые оболочки мочевыводящих путей.
СОЕДИНЕНИЯ АРГЕНТУМА
Применение. Металлическое серебро применяется в народном
хозяйстве преимущественно в виде сплавов. Некоторые соединения
Аргентума используются и в медицине. К таким соединениям принадлежит
Аргентум нитрат (ляписный карандаш) и некоторые препараты (коларгол,
26
протаргол), содержащие Аргентум. В малых концентрациях раствор
Аргентум
нитрата
применяют
в
медицине
как
вяжущее
и
противовоспалительное средство при хроническом гастрите и язвенной
болезни желудка. В больших концентрациях растворы Аргентум нитрата
имеют припекающее и бактерицидное действие. Протаргол и коларгол имеют
антисептические, вяжущие и противовоспалительные свойства, их
используют для изготовления глазных капель, растворов для промывания
мочевого пузыря и некоторых других целей. Пересчитанные препараты
имеют и токсичные свойства. Дермазтин (сульфадиазин серебра),
аргосульфан (сульфатиазол серебра) владеют широким антибактериальным
спектром и используются при лечении ожогов.
В
промышленности
серебро
используется
в
научноисследовательских приборах, например, хемитронах, аккумуляторах, а также
в сплавах, при электропокрывании металлов, Аргентум фосфат и Аргентум
бромид используют как бактерициды для стерилизации воды и фруктовых
соков.
Отравление серебром и его солями на производстве встречаются
редко. Они преимущественно наблюдаются при применении солей Аргентума
в дозах, которые превышают терапевтические.
Основные пути поступления в организм:
перорально,
ингаляционно.
В небольших количествах Аргентум содержится в клетках и тканях
человеческого организма.
Токсичное действие: При поступлении Аргентум нитрата в
организм через рот он частично всасывается из желудка в кровь. Тем не
менее, значительная часть Аргентум нитрата взаимодействует с хлоридной
кислотой, находящейся в желудке, с образованием Аргентум хлорида,
который не всасывается. У людей, добывающих и перерабатывающих руды,
содержащие серебро, может развиваться хроническое отравление пылью этих
руд. Токсичность ионов Аргентума в первую очередь связана со
способностью образовывать устойчивые комплексы со структурными и
функциональными белками, что приводит к нарушению жизненно важных
процессов в организме. Коллоидальный Аргентум при внутривенных
инъекциях вызывает появление опухолей в печени и селезенке.
Накопление и основные пути выделения из организма:
Продолжительное употребление соединений Аргентума и вдыхание рудной
пыли или паров этого металла вызывает аргирию (откладывание Аргентума в
тканях), при этом кожа приобретает серо-зеленый цвет или коричневого
оттенка. Соединения Аргентума выделяются из организма в основном с
калом.
СОЕДИНЕНИЯ КУПРУМА
Применение. Широкое применение меди и соединений Купрума в
промышленности обуславливают опасность для здоровья человека.
Соединения Купрума используют в промышленности для изготовления
27
красок, протравок и т.п. Некоторые соединения Купрума используют в
пиротехнике и керамической промышленности. Ряд неорганических
соединений Купрума применяют в сельском хозяйстве как фунгициды. Для
борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур также используют
соединения Купрума совместно с соединениями Арсена. К ним принадлежат
парижская (швейнфуртская) зелень Сu(СН3СОО)2 • 3Сu(AsО2)2 и другие
соединения Купрума. Купрум сульфат используют в технике для
гальванослойики, пропитки дерева, а также в медицине как вяжущий и
припекающий средство. Растворы Купрум сульфата применяют при
конъюнктивитах, при ожогах кожи фосфором. В медицине применяют и
Купрум цитрат, Купрум ундециленат.
Основные пути поступления в организм: пары металлической
меди, образующиеся во время добывания разных сплавов, могут попадать в
организм с воздухом и приводить к отравлению. Посуда из меди,
используемая для варки фруктов, содержащих органические кислоты, также
может быть причиной отравления. При использовании медной посуды с этой
целью могут возникнуть отравления и другими металлами (кадмием, оловом,
цинком), которые в небольших количествах могут содержаться в медной
посуде.
Купрум в небольших количествах содержится в некоторых тканях
организма людей и животных. В организме взрослого человека содержится
около 100 мг Купрума, 1/3 от этого количества - в мышечной ткани. В печени
и мозге также содержится большое количество Купрума. Ионы Купрума
необходимы для функционирования некоторых ферментов. 95 % от всего
количества ионов Купрума, содержащихся в крови, входит в состав фермента
- церулоплазмина.
Токсичное действие: ионы Купрума абсорбируются в желудке,
двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике. Всасывание соединений
Купрума из желудка в кровь происходит медленно. Соли Купрума, которые
поступили в желудок, вызывают рвоту и могут выделяться из желудка с
рвотными массами. Поэтому из желудка в кровь поступают лишь
незначительные количества Купрума. При поступлении соединений Купрума
в желудок могут нарушаться его функции и появляться проноси. После
всасывания соединений Купрума в кровь они действуют на капилляры,
вызывают
гемолиз
эритроцитов,
ингибируют
глутатионредуктазы,
повреждают печень и почек. При попадании концентрированных растворов
солей Купрума в глаза в виде капель может развиваться конъюктивит и
повреждаться роговица.
Накопление и основные пути выделения из организма: высокое
содержание Цинка, Никеля, Мангана в пище уменьшает содержание Купрума
в печени, а Молибден и сульфаты снижают абсорбцию и увеличивают
экскрецию Купрума. Ионы Купрума выводятся из организма в основном
через кишечник и почки.
28
СОЕДИНЕНИЯ ЦИНКА
Применение. Цинк и его соединения широко применяются в
народном хозяйстве, некоторые из них используются и в медицине.
Металлический цинк входит в состав некоторых сплавов (бронзы, латуни и
др.), используется для покрытия железа с целью защиты его от коррозии, а
также для изготовления цинковой посуды. Соединения Цинка применяют для
изготовления красок (цинковые белила), люминофоров и других предметов
народнохозяйственного назначения.
Ряд соединений Цинка применяют в медицинской и косметической
практике (изготовление мазей, кремов, пудры, присыпок и т.п.). Куриозин
(цинка гиалуронат) имеет антисептическое действие, применяют при
трофических язвах, пролежнях, свищах, ожогах и т.д. Цинк оксид (десятин,
цинка мазь) используют для профилактики и лечения дерматитов, пролежней.
Цинктерал (цинка сульфат) имеет широкий спектр применения: при болезни
Вильсона, для профилактики вирусных и грибковых заболеваний, и т.д.
Пиритион цинк (СКИН-КАП, Фридерм цинк) владеет протимикробным и
протигрибковым действием, применяют при псориазе, себореи, перхоти,
дерматитах разной этиологии.
Токсичный Цинк фосфид применяется для борьбы с грызунами.
Бывают случаи пищевых отравлений соединениями Цинка, которые могут
образовываться при приготовлении и хранении некоторых пищевых
продуктов (варенье, фруктовые соки) в цинковой посуде. При добывании
цинковых руд и их переработке, опасной является пыль.
Цинк содержится также в токсинах многих отравляющих змей.
Основные пути поступления в организм: перорально,
ингаляционно, незначительная абсорбция цинка и его солей происходит через
кожу. Наибольшая абсорбция Цинка наблюдается в двенадцатиперстной
кишке, а потом - в тонком кишечнике.
Цинк - один из наиболее распространенных, необходимых металлов
в организме человека. Он входит в состав некоторых тканей организма
(больше всего в мышцах), металоферментов (пептидазы, эстеразы, ангидразы,
инсулина).
Токсичное действие: Проникновение цинка и его соединений в
организм может послужить причиной тошноты, рвоты, боли в мышцах,
судорог и ряда других симптомов отравления этим металлом.
Накопление и основные пути выделения из организма: При
отравлении соединениями Цинка они накапливаются в печени,
поджелудочной железе и некоторых других органах.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Исследование минерализата
Органолептический контроль. Минерализат исследуют на наличие цвета и
осадка. При наличии ионов Купрума минерализат может приобретать
голубой цвет, а при наличии ионов Хрома - зелено-фиолетовый.
29
Дробный анализ на наличие ионов Mn2+, Cr3+, Ag+, Cu2+, Zn2+ в минерализате
проводят в отдельных порциях исследуемого объекта с помощью
специфических реакций.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ МАНГАНА В МИНЕРАЛИЗАТЕ
1. Калий перйодат (КІО4). Во время взаимодействия ионов Мангана
с Калий перйодатом образуется темно-красный осадок. Образование этого
осадка происходит в основном в очень разбавленных растворах соединений
Мангана. При наличии фосфатов этот осадок не образуется, а происходит
окисление ионов мангана Мn2+ до МnО4-:
2Мn2+ + 5КІО4 + ЗН2О  2МnО4- + 5КIO3 + 6Н+.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл минерализата, 4 мл
воды, 1 мл насыщенного раствора натрий дигидрофосфата и 0,2 г калий
перйодата. После нагревания пробирки на кипящем водном нагревателе в
течении 20 мин. при наличии ионов Мангана в минерализате раствор
окрашивается в красно-фиолетовый или розовый цвет. Граница открытия 0,1 мкг Мангана в 1 мл; 0,02 мг Мангана в 100 г биологического материала.
2. Аммоний персульфат. В зависимости от условий выполнения
реакции аммоний персульфат может окислять ионы Мангана с образованием
разных соединений. При кипячении в кислотной среде без катализаторов
аммоний персульфат окисляет ионы Мангана до манганатной кислоты
Н2МnО4:
Мn2+ + 2S2O82- + 4Н2О  Н2МnО4 + 4SO42- + 6Н+.
В щелочной среде без катализаторов аммоний персульфат окисляет
ионы Мангана до МnО2:
Мn2+ + S2O82- + 4ОН-  МnО2 + 2SO42- + 2Н2О.
При наличии катализаторов (соли Аргентума или смесь 0,05 моль/л
растворов Кобальт, Никель и Меркурий нитратов) аммоний персульфат
окисляет ионы Мангана до перманганат-ионов МnО4-:
2Mn2+ + 5S2O82– + 8H2O  2MnО4– + 10SO42– + 16H+.
Ионы Феррума (III), которые могут находиться в минерализатах в
больших количествах, мешают распознаванию цвета перманганат-ионов. Для
маскировки Феррума прибавляют фосфат-ионы, которые с ионами Феррума
образуют бесцветный комплекс [Fe(PO4)2]3-.
Реакции окисления ионов Мангана персульфатом мешают
восстановители, обесцвечивающие перманганат-ионы, а также хлориды,
бромиды и другие ионы, осаждающие ионы Аргентума, которые являются
катализатором.
На ход реакции персульфата с ионами Мангана влияет рН среды. Эта
реакция успешно происходит в 3 моль/л растворе кислоты. При
недостаточной кислотности образуется темно-бурый осадок манганатной
кислоты Н2МnО4, а при большом избытке кислоты может происходить
восстановление перманганат-ионов персульфатом:
2MnО4– + 5S2O82– + 2H2O  2Mn2+ + 10SO42– + 5O2 + 4H+.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл минерализата, 4 мл
30
воды, 1 мл насыщенного раствора Натрий дигидрофосфата. Смесь нагревают
на кипящем водном нагревателе в течении 5-6 мин. К горячему раствору
прибавляют 1 каплю 10 %-го раствора Аргентум нитрата и 0,5 г аммоний
персульфата. Смесь снова нагревают в течении нескольких минут (до
разложения избытка персульфата). При наличии ионов Мангана в
минерализате появляется красно-фиолетовый или розовый цвет. Граница
открытия - 0,1 мкг Мангана в 1 мл; 0,1 мг Мангана в 100 г биологического
материала.
Количественное определение Мангана.
Метод основывается на окислении иона Mn2+ до иона MnО4-, который
имеет красно-фиолетовый цвет.
Методика выполнения. К 2 мл минерализата прибавляют 6 мл воды, 2 мл
насыщенного раствора Натрий дигидрофосфата, 0,2 г калий (натрий)
перйодата и нагревают на кипящем водном нагревателе на протяжении 20
мин. Конечный объем реакционной смеси доводят водой до 10 мл. Измеряют
оптическую плотность полученного раствора при длине волны 465 нм в
кювете с толщиной слоя 10 мм, используя в качестве раствора сравнения 2
моль/л раствора сульфатной кислоты.
Построение градуировочного графика. Строят три рабочих графика для
концентраций Мангана: 110-3 – 110-4; 110-2 - 110-3; 110-2 - 310-2 мг/мл,
используя титрованый стандартный раствор Калий перманганата и 2 моль/л
раствор сульфатной кислоты.
Формула для расчета:
Х = СVnV100/V1m,
где X - масса Мангана в перерасчете на 100 г органа, мг;
С - титр Мангана в фотометрированном растворе, мг/мл;
Vn – объем измеренного раствора перманганат-иона, мл;
V - объем минерализата, полученного при разрушении органических веществ,
мл;
V1 - объем минерализата, взятого для окисления, мл;
m - масса навески органа, г.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. При
судебно-химическом исследовании органов человека дробным методом
Манган может быть открыт даже в естественном количестве.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ ХРОМА В МИНЕРА ЛИЗАТЕ
После разрушения биологического материала сульфатной и
нитратной кислотами в полученном минерализате Хром находится
преимущественно в форме ионов со степенью окисления +3.
1. Гидроген пероксид. Во время выполнения этой реакции ионы
Хрома (ІІІ) окисляются до дихромат-ионов с помощью аммоний персульфата
при наличии катализатора (солей Аргентума). После добавления гидроген
пероксида к дихромату образуется пероксихроматная кислота, которая имеет
31
голубой или синий цвет. В литературе пероксихроматной кислоте
приписывают несколько формул: Н2СrО6, Н3СrО8, Н7СrО10 и др.
Cr3+ + 4OH-  [Cr(OH)4]2[Cr(OH)4] + 3S2O82– + 8OH-  2CrО42- + 6SO42– + 8H2O
Образование пероксихроматной кислоты можно изобразить такими
уравнениями:
2CrО42- + 2H+  Cr2O72- + H2O.
Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+  2H2CrО6 + 3H2O.
Чувствительность реакции образования пероксихроматной кислоты
уменьшается при наличии солей Феррума (III), Стибия (III), для маскировки
которых прибавляют фосфаты. Пероксихроматная кислота быстро
раскладывается в водных растворах. Поэтому из водных растворов ее
экстрагируют органическими растворителями, в которых эта кислота более
устойчива, чем в воде.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 5 мл минерализата и
каплями прибавляют 30 %-ый раствор Натрий гидроксида до рН = 7. Смесь
встряхивают, вносят в пробирку 1-2 капли 10 %-го раствора Аргентум
нитрата, 0,5 г аммоний персульфата и нагревают на кипящем водном
нагревателе в течении 20 мин. Потом пробирку с содержимым охлаждают в
ледяной воде в течении 10-15 мин. К охлажденной жидкости прибавляют 1
мл насыщенного раствора Натрий дигидрофосфата и проверяют рН среды.
При необходимости жидкость доводят до рН = 1,5-1,7. После этого в
пробирку вносят этилацетат или другой органический растворитель с таким
расчетом, чтобы толщина его слоя составляла 0,5-1,0 см, и прибавляют 2-3
капли 25 %-го раствора гидроген пероксида. Содержимое пробирки
энергично встряхивают. При наличии ионов Хрома в минерализате слой
органического растворителя окрашивается в голубой или синий цвет.
2. Дифенилкарбазид. Во время выполнения этой реакции ионы
Хрома, содержащиеся в минерализате, окисляются аммоний персульфатом при
наличии катализатора (ионов Аргентума) до дихромат-ионов.
Чувствительность этой реакции снижают ионы Феррума (III), Стибия
(III) и прочие. Для маскировки ионов, мешающих открытию Хрома,
прибавляют натрий дигидрофосфат NaН2PO4.
Cr3+ + 3S2O82– + 7H2O  Cr2O72- + 6SO42– + 14H+
Образованные дихромат-ионы реагируют с дифенилкарбазидом.
Сначала дихромат-ионы окисляют дифенилкарбазид до бесцветного
дифенилкарбазона. Во время этой реакции дихромат-ионы сначала образуют
хлористый хромил, который потом восстанавливается до двухвалентного
хрому Сr2+.
Сr2O72- + 4Cl- + 6H+ → 2CrО2Cl2 + 3H2O.
CrО2Cl2 + 4H+ + 4e  Cr2+ + 2H2O + 2Cl-.
Ионы Сr2+ с енольной формой дифенилкарбазона образуют
внутрикомплексную соль (V) красно-фиолетового цвета:
32
дифенилкарбазид
дифенилкарбазон
NH-NH-C6H5
NH-NH-C6H5
O
C
- 2e
C
C
NH-NH-C6H5
N-NH-C6H5
HO
O
N=N-C6H5
N=N-C6H5
N-NH-C6H5
HO
C
N=N-C6H5
N-N-C6H5
+ Cr2+
C
+
O-Cr
+ 2H
N=N-C6H5
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл минерализата, к
которому прибавляют 4 мл воды, 1 каплю 10 %-го раствора Аргентум нитрата
и 0,5 г аммоний персульфата. Пробирку со смесью нагревают на кипящем
водном нагревателе в течении 20 мин., потом вносят 1 мл насыщенного
раствора Натрий дигидрофосфата и каплями прибавляют 5 %-ый раствор
хлоридной кислоты до рН = 1,5-1,7. По достижению рН раствора к жидкости
прибавляют 1 мл 0,25 %-го раствора дифенилкарбазида в смеси этилового
спирта и ацетона (1:1) и содержимое пробирки встряхивают. При наличии
ионов Хрома в минерализате раствор приобретает розовый или краснофиолетовый цвет.
3. Открытие хромат-ионов при наличии перманганат-ионов.
Открытию хромат-ионов с помощью реакции с дифенилкарбазидом мешают
перманганат-ионы, имеющие собственный цвет. Поэтому перед выполнением
реакции на хромат-ионы с дифенилкарбазидом восстанавливают
перманганат-ионы с помощью натрий азида NaN3. Хромат-ионы с Натрий
азидом не реагируют. Нескольких кристалликов Натрий азида достаточно для
быстрого восстановления перманганат-ионов.
Методика выполнения реакции. В углубление на капельной слойинке вносят
каплю исследуемого раствора, прибавляют каплю концентрированной
сульфатной кислоты и несколько кристалликов Натрий азида. Смесь
перемешивают стеклянной палочкой до исчезновения цвета перманганатионов. Потом прибавляют каплю 1 %-го спиртового раствора
дифенилкарбазида. При наличии хроматов появляется сине-фиолетовый или
красный цвет.
Количественное определение Хрома.
Количественное
определение
Хрома
проводится
спектрофотометрическим методом по реакции с дифенилкарбазидом в
кюветах с толщиной поглощающего слоя 20 мм при длине волны 546 нм.
Методика выполнения: В мерную колбу (на 50 мл или больше) помещают 1
мл минерализата, 4 мл воды и прибавляют 0,5 г (NH4)2S2O8, перемешивают и
доводят объем водой до метки. Для количественного определения берут
аликвоту раствора, помещают в мерную колбу на 50 мл, прибавляют 1 мл
насыщенного раствора NaН 2PO4, 10 % раствор NaOH до рН 2, 1 мл раствора
дифенилкарбазида и доводят объем раствора водой до метки. Интенсивность
цвета измеряют через 30 минут, используя в качестве раствора сравнения 20
% Н2SO4.
33
Построение градуировочного графика. Для получения точных результатов
строят 3 графика: 1) для концентраций 0,001-0,01 мкг/мл; 2) 0,01-0,1 мкг/мл;
3) 0,1-1 мкг/мл.
Растворы с определенным количеством Хрома, помещают в мерные колбы на
50 мл, прибавляя сульфатную кислоту, устанавливают рН 2 и прибавляют 1
мл раствора дифенилкарбазида. Объем раствора доводят дистиллированной
водой до метки и измеряют оптическую плотность раствора через 30 минут.
По полученным результатам строят градуировачный график.
Расчет проводят по формуле:
Х = СV1V2100/1000m,
где Х - масса Хрома в минерализате в мг на 100 г объекта;
C - содержание Хрома, мкг/мл;
V1 – объем окрашенного раствора в мл (полученный после окисления 1 мл
минерализата и разбавления);
V2 - общий объем минерализата в мл;
m - масса навески биологического материала в г.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. Дробным
методом Хром в норме в органах человека не определяется.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ АРГЕНТУМА В МИНЕРАЛИЗАТЕ
1. Дитизон. Ионы Аргентума с дитизоном в кислой среде образуют
однозамещенный Аргентум дитизонат.
C6H5-N=N-C-S-Ag
Ag+ + C6H5-N=N-C SH
+ 2H+
N-NH-C6H5
C6H5-NH-N
Выполнению этой реакции мешают ионы Меркурия и некоторых
других металлов, которые в кислой среде также образуют дитизонаты. Тем не
менее Аргентум дитизонат отличается от дитизонатов Меркурия и других
металлов цветом и отношением к растворам кислот. Однозамещенный
Аргентум дитизонат желтого цвета, а Меркурий дитизонат - оранжевожелтого. Аргентум дитизонат разлагается 0,5 моль/л раствором хлоридной
кислоты, а Меркурий дитизонат не разлагается этой кислотой.
При более высоких значениях рН и недостаточном количестве ионов
Аргентума образуется двозамещенный дитизонат этого металла Ag2Dz
красно-фиолетового цвета. При избытке дитизона и подкислении растворов
Ag2Dz легко переходит в однозамещенный Аргентум дитизонат AgHDz.
Методика выполнения реакции. В делительную воронку вносят 5 мл
минерализата, 1 мл раствора сульфатной кислоты и 3 мл 0,01 %-го раствора
дитизона в хлороформе или тетрахлорметане. После взбалтывания
содержимого делительной воронки хлороформный слой окрашивается в
желтый цвет (образуется AgHDz). Если в минерализате содержится
незначительное количество ионов Аргентума, то желтый цвет AgHDz
маскируется зеленым цветом избытка дитизона. Чтобы устранить избыток
дитизона из хлороформного слоя, этот слой отделяют от водной фазы и
34
встряхивают с 5 мл 0,3 моль/л раствора аммиака. При этом аммонийная соль
дитизона перейдет в водную фазу, а хлороформный слой, содержащий
Аргентум дитизонат, будет желтого цвета.
Аргентум дитизонат разлагается 0,5 моль/л раствором хлоридной
кислоты, а Меркурий дитизонат другого цвета не разлагается этой кислотой.
Поэтому с помощью реакции с дитизоном можно отличить Аргентум от
Меркурия.
2. Натрий хлорид. При наличии ионов Аргентума образуется белый
творожистый осадок, растворимый в растворе аммиака.
Аg+ + Cl-  AgCl
AgCl + 2NH4OH  [Ag(NH3)2]Сl + 2Н2О.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл минерализата,
прибавляют 5 капель 2 %-го раствора Натрий хлорида или разбавленной
хлоридной кислоты. При наличии ионов Аргентума выпадает белый осадок
Аргентум хлорида, не растворимый в нитратной кислоте, но растворимый в
растворе аммиака.
Этой реакции мешают ионы Cu+, T1+, Hg22+, которые дают с
хлоридами малорастворимые в воде осадки.
3. Калий йодид. При наличии ионов Аргентума образуется желтый
осадок, нерастворимый в растворе аммиака и нитратной кислоте,
растворимый в растворе Калий цианида и Натрий тиосульфата.
Аg+ + I-  AgI;
AgI + 2KCN  К[Ag(CN)2] + КI;
2AgI + 2Na2S2O3  Na3[Ag(S2O3)2] + NaI.
Методика выполнения реакции. К 0,5 мл минерализата прибавляют 0,5 мл 10
%-го раствора Калий йодида. Появление желтого осадка свидетельствует о
наличии ионов Аргентума в минерализате.
4. Тиомочевина и Калий пикрат. При наличии ионов Аргентума
образуются желтые призматические кристаллы.
Аg+ + 2S=C(NH2)2 + C6H2(NO2)3OK  [Аg(S=C(NH2)2)2]C6H2(NO2)3O + K+.
Методика выполнения реакции. 1-2 капли минерализата наносят на
предметное стекло, прибавляют 1 каплю 10 %-го раствора аммиака. Раствор
упаривают досуха. На сухой остаток наносят каплю насыщенного раствора
тиомочевины, а потом каплю насыщенного раствора Калий пикрата.
Образование желтых призматических кристаллов или сростков из них
свидетельствует о наличии ионов Аргентума в минерализате.
Количественное определение Аргентума
В дробном методе открытия Аргентума целесообразно проводить
количественное определение спектрофотометрическим методом, основанным
на реакции образования однозамещенного дитизоната Аргентума.
Методика выполнения: 1-5 мл минерализата помещают в делительную
воронку, прибавляют 1 мл 10 % раствора сульфатнокислого гидроксиламина,
сульфатной кислоты и экстрагируют 5 мл хлороформа при добавлении по
35
каплям 0,01 % раствора дитизона в хлороформе. Экстракцию хлороформом
Аргентум дитизоната продолжают до тех пор, пока при стряхивании
растворов с хлороформом в течении 30 секунд хлороформный слой не будет
окрашиваться в желтый цвет. Водную фазу еще раз обрабатывают 5 мл
хлороформа, и эстрагент присоединяют к основному экстракту.
Объединенные хлороформные вытяжки промывают водой, а потом 0,1 %
раствором аммиака до обесцвечивания водной фазы. Измеряют объем
хлороформного слоя и проводят определение оптической плотности
экстракта на спектрофотометре в кюветах с толщиной слоя 10 мм при длине
волны 462 нм.
Определение количества Аргентуму проводят по градуировочному графику.
Градуировочый график строится в интервале концентраций от 0,25 мкг до 3
мкг в мл.
Стандартный раствор готовят из перекристаллизованного Аргентум нитрата с
содержанием 1 мг иона Аргентума в 1 мл 20 % сульфатной кислоты.
Х = СV1V2100/1000m,
где Х - масса Хрома в минерализате в мг на 100 г объекта;
C - содержание Хрома, мкг/мл;
V1 – объем окрашенного раствора в мл (полученный после окисления 1 мл
минерализата и разбавления);
V2 - общий объем минерализата в мл;
m - масса навески биологического материала в г.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. Данными
методами дробного анализа Аргентум в норме в органах человека не
определяется.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ КУПРУМА В МИНЕРАЛИЗАТЕ
1. Выделение ионов Купрума из минерализата. К минерализату
прибавляют раствор Плюмбум диэтилдитиокарбамата. При этом образуется
Купрум диэтилдитиокарбамат:
H5C2
C
C
N
H5C2
Pb
S
H5C2
H5C2
S
S
S
C
C
S
Cu
C2H5
C2H5
S
S
N
N
S
N
C2H5
2+
+ Cu
+ Pb2+
C2H5
Купрум диэтилдитиокарбамат экстрагируют из минерализата хлороформом.
В зависимости от количества Купрума в минерализате хлороформный слой,
содержащий Купрум диэтилдитиокарбамат, окрашивается в желтый или
коричневый цвет. Диэтилдитиокарбамат купрума разлагают Меркурий (II)
хлоридом. При этом образуется Меркурий диэтилдитиокарбамат, а ионы
Купрума переходят в водную фазу.
36
Методика выполнения выделения. В делительную воронку помещают 10 мл
минерализата, прибавляют 2-3 капли индикатора (бесцветный 0,1 %-ый
спиртовый раствор 2, 4-динитрофенола), а потом небольшими порциями - 25
%-ый раствор аммиака (до рН=3) до изменения цвета индикатора на желтый,
потом
прибавляют
5
мл
хлороформного
раствора
Плюмбум
диэтилдитиокарбамата, и встряхивают. При этом хлороформный слой
окрашивается в желтый или коричневый цвет. Хлороформный слой отделяют
от водной фазы и переносят его в другую делительную воронку, куда
прибавляют 6 моль/л раствор хлоридной кислоты (для разрушения избытка
Плюмбум диэтилдитиокарбамата), встряхивают и отделяют водную фазу. К
хлороформному слою каплями прибавляют 1 %-ый раствор Меркурий (II)
хлорида, встряхивают.
Раствор Меркурий (II) хлорида прибавляют каплями и встряхивают
до тех пор, пока не настанет полное обесцвечивание хлороформного слоя.
Потом в делительную воронку (не отделяя хлороформный слой) вносят 1,52,0 мл воды и интенсивно встряхивают. Через 2-3 мин. хлороформный слой
отделяют от водной фазы, которую исследуют на наличие ионов Купрума.
2. Аммоний тетрароданомеркурат с ионами Купрума образует
желто-зеленый кристаллический осадок. При добавлении ионов Цинка
выпадает осадок розово-сиреневого или фиолетового цвета.
(NH4)2[Hg(SCN)4] + Cu2+  Cu[Hg(SCN)4] + 2NH4+
(NH4)2[Hg(SCN)4] + Zn2+  Zn[Hg(SCN)4] + 2NH4+
Cu[Hg(SCN)4] + Zn[Hg(SCN)4]  Cu[Hg(SCN)4]Zn[Hg(SCN)4].
Выполнению
реакции
на
ионы
Купрума
с
аммоний
тетрароданомеркуратом мешают ионы Феррума (II), Кобальта и Никеля,
которые с этим реактивом также образуют окрашенные осадки.
Методика выполнения реакции. К 0,5 мл водной фазы прибавляют несколько
капель 5 %-го раствора Цинк сульфата и несколько капель раствора аммоний
тетрароданомеркурата. При наличии ионов Купрума выпадает розовосиреневый или фиолетовый осадок.
3. Калий гексацианоферрат (II). При добавлении Калий
гексацианоферрата (II) к соединениям Купрума образуется красно-бурый
осадок Купрум гексацианоферрата (II):
2CuSО4 + K4[Fe(CN)6]  Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SО4.
Методика выполнения реакции. К 0,5 мл водной фазы прибавляют 2 капли 5 %го раствора Калий гексацианоферрата (II). При наличии ионов Купрума
выпадает красно-бурый осадок.
4. Пиридин-роданидный реактив. При добавлении пиридинроданидного реактива к раствору, содержащему ионы Купрума, образуется
комплекс, выпадающий в осадок, или муть такого самого состава.
Образованный
осадок
пиридин-роданидного
комплекса
Купрума
растворяется в хлороформе, окрашивая его в изумрудно-зеленый цвет.
Cu2+ + 2C5H5N + 2H+ + 4SCN-  [(C5H5NН)2]• [Cu(SCN)4]
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 0,5 мл водной фазы, к
37
которой каплями прибавляют 1-2 мл пиридин-роданидного реактива. При
этом образуется осадок (или муть), к которому прибавляют 2 мл хлороформа,
и смесь встряхивают. При наличии ионов Купрума хлороформный слой
окрашивается в изумрудно-зеленый цвет.
Количественное определение Купрума
1. Спектрофотометрический метод
Метод основывается на измерении оптической плотности
окрашенного раствора Купрум диэтилдитиокарбамата.
Методика выполнения: в делительную воронку вносят 5-10 мл минерализата
и нейтрализуют его до рН 3,0, прибавляют 5 мл хлороформа, потом 2 мл
Плюмбум диэтилдитиокарбамата в хлороформе, смесь энергично
встряхивают в течении 30 с. После разделения слоев отделяют органическую
фазу
и
снова
повторяют
экстракцию
Купрума
Плюмбум
диэтилдитиокарбаматом. Экстракцию продолжают до получения бесцветного
слоя хлороформа. Полученные экстракты объединяют, промывают водой,
доводят хлороформом до определенного объема и измеряют оптическую
плотность на спектрофотометре при 435 нм в кювете с толщиной
поглощающего слоя 10 мм, в качестве раствора сравнения используют
хлороформ.
Построение
градуировочного
графика.
В
делительную
воронку
последовательно вносят определенные количества Купрума (II), прибавляют
2 моль/л раствор сульфатной кислоты до 10 мл и проводят экстракцию
Купрум диэтилдитиокарбамата, как описано выше, но с таким расчетом,
чтобы в конечном объеме экстракта была концентрация Купрума в пределах
подчинения закона Ламберта-Бугера-Бера (210-4-110-2 мг/мл).
Формула для расчета содержания Купрума:
X = CVeV100/V1m,
где X - масса Купрума в 100 г органа, мг;
С - концентрация Купрума в фотометрированом растворе, мг/мл;
Ve – объем экстракта Купрум диэтилдитиокарбамата, мл;
V - общий объем минерализата, мл;
V1 - анализируемый объем минерализата, мл;
m - масса навески органа, г.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. При
судебно-химическом исследовании органов человека дробным методом
Купрум можно открыть в организме в норме.
Количество Купрума, которое можно количественно определить в
норме в органах человека (на 100 г органа): 0,56-1,12 мг в печени, 0,26-0,40
мг в почках, 0,31-0,94 мг в головном мозге.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ ЦИНКА В МИНЕРАЛИЗАТЕ
Для открытия ионов цинка в минерализате используют
предварительную реакцию с дитизоном. При положительном результате этой
реакции ионы Цинка выделяют из минерализата с помощью Натрий или
38
аммоний диэтилдитиокарбамата, а потом на выделенные ионы выполняют
реакции с Калий гексацианоферратом (II), Натрий сульфидом и аммоний
тетрароданомеркуратом.
1. Дитизон. Во время взаимодействия ионов Цинка с дитизоном
образуется однозамещенный дитизонат этого катиона:
2+
Zn
+ 2 C6H5-N=N-C
C6H5-NH-N
SH
C6H5-N=N-C-S-Zn-S-C-N=N-C6H5
C6H5-NH-N
N-NH-C6H5
Цинк дитизонат хорошо экстрагируется хлороформом и некоторыми
другими органическими растворителями, которые не смешиваются с водой.
Раствор Цинк дитизоната в органических растворителях розового или
пурпурово-красного цвета. Кроме ионов Цинка с дитизоном дают реакцию и
катионы других металлов, для маскировки которых прибавляют раствор
натрий тиосульфата и мочевину.
Методика выполнения реакции. К 0,5 мл минерализата прибавляют 0,25 мл
насыщенного раствора Натрий тиосульфата, а потом каплями прибавляют 5
%-ый раствор Калий гидроксида до рН=4,5...5,0. К этой смеси прибавляют 1
мл ацетатного буферного раствора (рН=5). Жидкость хорошо перемешивают
и количественно переносят в делительную воронку, в которую прибавляют 1
мл хлороформа, 2 капли 0,01 %-го раствора дитизона в хлороформе, потом
содержимое делительной воронки хорошо встряхивают. Если в минерализате
есть ионы Цинка, то зеленый цвет хлороформного слоя, характерный
растворам дитизона, исчезает, а появляется розовый или пурпурово-красный
цвет (в зависимости от количества ионов Цинка), характерный Цинк
дитизоната.
Следует отметить, что при небольших количествах ионов Цинка в
минерализате и большом избытке дитизона изменение зеленого цвета
хлороформного слоя на пурпурово-красный может не произойти, поскольку
цвет Цинк дитизоната будет маскироваться цветом свободного дитизона.
Поэтому хлороформный слой необходимо отделить в другую делительную
воронку, прибавить 5 мл 0,3 моль/л раствора аммиака и хорошо стрясти. При
этом дитизон превратится на аммонийную соль, которая перейдет в водную
фазу, а в хлороформной фазе останется Цинк дитизонат розового или
пурпурово-красного цвета.
2. Выделение ионов Цинка из минерализата. В минерализате
кроме ионов Цинка могут содержаться ионы других металлов, которые могут
мешать открытию исследуемого иона с помощью реакций с Калий
гексацианоферратом
(II),
Натрий
сульфидом
и
аммоний
тетрароданомеркуратом. Поэтому ионы Цинка отделяют от минерализата
переведением его в диэтилдитиокарбамат, который разлагают хлоридной
кислотой. В полученном водном растворе открывают ионы Цинка.
39
H5C2
2
H5C2
S
N
2+
C
+ Zn
SNa
H5C2
H5C2
S
S
N
C
C
S
Zn
S
N
C2H5
C2H5
+ 2Na+
При экстракции хлороформом Цинк диэтилдитиокарбамата из
раствора маскирующими средствами будут цитратная кислота, сегнетовая
соль, Натрий тиосульфат.
Методика выполнения выделения. В делительную воронку вносят 10 мл
минерализата, прибавляют 4 мл 10 %-го раствора сегнетовой соли, 4 мл 10 %го раствора цитратной кислоты и 1 мл насыщенного раствора Натрий
тиосульфата. К этой смеси прибавляют несколько капель индикатора (0,1 %ый раствор нильского голубого), а потом каплями - 2,5 моль/л раствор
Натрий гидроксида до появления розового цвета. В делительную воронку
прибавляют 1 моль/л раствор сульфатной кислоты до рН=8,5 (за
универсальным индикатором), 3 мл 1 %-го раствора Натрий
диэтилдитиокарбамата в смеси вода:этиловый спирт (3:1) и 5 мл хлороформа.
Содержимое делительной воронки интенсивно встряхивают и переносят
хлороформный слой в другую делительную воронку.
К хлороформной вытяжке прибавляют 10 мл воды и встряхивают.
Потом отделяют водную фазу. К хлороформной фазе в делительную воронку
прибавляют 3 мл 1 моль/л раствора хлоридной кислоты. Собирают водную
фазу, которую используют для открытия в ней ионов Цинка с помощью
приведенных ниже реакций.
3. Калий гексацианоферрат (II) осаждает ионы Zn2+ в виде белого
осадка Калий-Цинк гексацианоферрата (ІІ), не растворимого в разбавленной
хлоридной кислоте:
3Zn2+ + 2К4[Fe(CN)6]  К2Zn3[Fe(CN)6]2 + 6К+.
Методика выполнения реакции. К 1 мл водной фазы прибавляют каплями 5
%-ый раствор Калий гидроксида до рН=5, а потом - 3 капли 5 %-го раствора
Калий гексацианоферрата (II). При наличии ионов Цинка выпадает белый
осадок. При избытке реактива может образовываться более растворимый
осадок Zn2[Fe(CN)6].
4. Натрий или аммоний сульфид осаждает из водных растворов
солей Цинка белый осадок ZnS:
Zn2+ + S2-  ZnS
Методика выполнения реакции. К 1 мл водной фазы каплями прибавляют 5
%-ый раствор Натрий гидроксида до рН=5, потом прибавляют 3-4 капли 5 %го свежеприготовленного раствора Натрий сульфида. Образование белого
осадка ZnS свидетельствует о наличии ионов Цинка в растворе.
5. Аммоний тетрароданомеркурат с ионами Zn2+ образует белый
кристаллический осадок:
Zn2+ +[Hg(SCN)4]2–  Zn[Hg(SCN)4] .
Методика выполнения реакции. На предметное стекло наносят 3 капли
водной фазы и выпаривают досуха. На сухой остаток наносят каплю 10 %-го
40
раствора
ацетатной
кислоты
и
каплю
раствора
аммоний
тетрароданомеркурата (NH4)2[Hg(SCN)4]. При наличии ионов Цинка
образуются одиночные клиновидные кристаллы или дендриты белого цвета.
Количественное определение Цинка.
1. Комплексонометрический метод
Метод основывается на способности ионов Цинка образовывать
устойчивые комплексы с ЭДТА.
Методика выполнения: К 40-50 мл минерализата прибавляют 20 мл 10 %
раствора Натрий-Калий тартрата, 10 мл 10 % раствора глицерина в воде,
смесь нейтрализуют 8 моль/л раствором Калий гидроксида в присутствии 1-2
капель нильского голубого до появления розового цвета, прибавляют еще 5
мл Калий гидроксида, 10 мл 1 % раствора Калий диэтилдитиокарбамата и
экстрагируют Кадмий в виде комплекса хлороформом (указанный катион
мешает определению Цинка). К водной фазе прибавляют по каплям 2 моль/л
раствор сульфатной кислоты до рН 8,5 (за универсальной индикаторной
бумагой), потом 15 мл хлороформа и энергично встряхивают смесь в течении
30 с. Слой хлороформа отделяют. К водной фазе прибавляют 10 мл 1 %
раствора Натрий диэтилдитиокарбамата и снова экстрагируют комплекс 15
мл хлороформа в течении 30 с. Экстракцию повторяют до полного
извлечения Цинка. Объединенные экстракты промывают водой и проводят
реэкстракцию Цинка 10 мл 0,2 моль/л раствора хлоридной кислоты при
энергичном стряхивании в течении минуты. Водную фазу отделяют. После
этого реэкстрацию повторяют еще два раза по 30 с. Объединенные
реэкстракты промывают 2-3 мл хлороформа, переносят в колбу, в которую
прибавляют 150-180 мл воды, 1 мл 20 % раствора цитратной кислоты, 10 мл
аммиачного буферного раствора и титруют 0,005 моль/л раствором
комплексона III в присутствии эриохрома черного ЭТ-00 до перехода цвета
раствора от красно-фиолетового до голубого. 1 мл 0,005 моль/л раствора
комплексона III отвечает содержанию 0,33 мг Цинка.
Формула для расчета:
X = VтKп0,33V100/V1m,
где X - количество Цинка в 100 г органа, мг;
Vт - объем 0,005 моль/л раствора комплексона III;
Кп - коэффициент поправки концентрации к 0,005 моль/л раствору
комплексона III;
V - объем минерализата после разрушения объекта, мл;
V1 - объем минерализата, взятого для определения, мл;
m - навеска органа, г.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. При
судебно-химическом исследовании органов человека дробным методом Цинк
можно открыть в организме в норме.
Количество Цинка, которое можно определить количественно в
норме у человека (на 100 г органа): 2,73-6,71 мг в печени, 1,76-6,16 мг в
почках.
41
При судебно-химическом оценивании результатов анализа на Цинк
особое внимание следует уделить данным количественного анализа, учитывая
то, что границы содержания Цинка в норме сильно колеблются.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Применение экстракции в химико-токсикологическом анализе.
2. Реакции открытия ионов Mn2+, Cr3+, Ag+, Cu2+, Zn2+ и условия их
проведения.
3. Методы количественного определения ионов Mn2+, Cr3+, Ag+, Cu2+, Zn2+.
4. Выбор условий проведения маскировки.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Проводить реакции открытия ионов Mn2+, Cr3+, Ag+, Cu2+, Zn2+, которые
применяются в химико-токсикологическом анализе.
2. Правильно выбрать условия маскировки мешающих ионов.
3. Обнаруживать определенные „металлические” яды в присутствии других.
4. Проводить количественное определение ионов Мангана в минерализате с
помощью спектрофотометрического метода.
5. Трактовать полученные результаты при исследовании минерализата на
ионы Mn2+, Cr3+, Ag+, Cu2+, Zn2+.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. - К.: Высшая
школа, 1995. - С. 77-89, 328-333, 342-344, 349-354, 362-364.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.:
Высшая школа, 1982. - C. 219-222, 230-232, 235-237.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975.
- С. 311-323, 339-341.
Дополнительные: 1. Ершов Ю.А., Плетенева Т.В. Механихмы токсического
действия неорганических соединений. - М.: Медицина, 1989. - с.
102-108, 114-120, 138-147, 152-158.
2. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - с. 147-158,
177-181.
ЗАНЯТИЕ № 6.
ТЕМА: Открытие в минерализате ионов Бисмута, Талия, Арсена, Кадмия,
Стибия. Выделение Меркурия из биологического материала и
исследование Меркурия в деструктате. Количественное определение
содержания Арсена колориметрическим методом по Зангер-Блеку.
ЦЕЛЬ: Провести исследование минерализата на наличие ионов Бисмута,
Талия, Арсена, Кадмия, Стибия с помощью химических реакций.
Научиться проводить выделение Меркурия из биологического
материала и исследовать деструктат на наличие и содержание
Меркурия.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
42
Соединения Бисмута, Талия, Арсена, Кадмия, Стибия и Меркурия
довольно часто применяются промышленности, сельском хозяйстве и
медицине. При определенных обстоятельствах они могут вызвать острые и
хронические отравления, поэтому необходимо уметь выделять их из
биологического материала и проводить исследование минерализатов
(деструктатов) на наличие и содержание этих „металлических” ядов.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Применение микрокристаллоскопических реакций в анализе (курс
аналитической химии).
2. Применение органических реагентов в анализе (курсы неорганической,
органической, аналитической химии).
3. Комплексные и внутрикомплексные соединения (курсы неорганической,
аналитической химии).
4. Типы и прочность связей ионов металлов с белковыми веществами в
организме (курс биологической химии).
5. Спектрофотометрические методы анализа (курсы аналитической,
фармацевтической химии).
6. Характерные реакции на Sb3+, Hg2+, Bi3+, AsIII, Cd2+ (курс аналитической и
фармацевтической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Применение
микрокристаллоскопических
реакций
в
химикотоксикологическом анализе.
2. Соединения Стибия и их применение. Дробный метод открытия.
Токсикологическое значение.
3. Соединения Бисмута и их применение. Открытие и токсикологическое
значение.
4. Соединения Арсена и их применение. Дробный метод анализа, открытие
и количественное определение. Токсикологическое значение.
5. Соединения Меркурия, их токсикологическое значение. Изолирование
Меркурия из биологического материала и дробный метод открытия.
Количественное определение. Оценка результатов анализа
6. Соединения Кадмия и их применение. Открытие и токсикологическое
значение.
7. Соединения Талия и их применение. Открытие и токсикологическое
значение.
8. Исследование минерализата с помощью аппарата Марша: открытие
Арсена и Стибия, разница аналитических сигналов.
9. Правила безопасности при выполнении реакции Марша.
10. Функциональные группы белковых соединений, обеспечивающие
связывание Меркурия в организме.
11. Антидоты, которые используются при отравлениях соединениями
Меркурия и механизм их действия.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. При выполнении анализа на Бисмут используют раствор Натрий
диэтилдитиокарбамата. Обоснуйте принцип его использования. При
43
анализе каких “металлических” ядов применяется диэтилдитиокарбаматы?
Напишите химизм реакций и дайте химико-токсикологическую оценку.
2. Какая реакция в ходе анализа на Бисмут имеет значение предварительной и
подтверждающей. Приведите схему анализа на этот “металлический” яд,
напишите химизм реакций и дайте химико-токсикологическую оценку.
3. При выполнении реакции Зангер-Блека на бумаге появляется желтое или
коричневое пятно. Возможно ли на основе этой реакции довести наличие
Арсена в минерализате? Приведите полную схему анализа на этот
“металлический” яд, напишите химизм реакций и сделайте химикотоксикологическую оценку.
4. При проведении реакции Зангер-Блека на бумаге появляется черное пятно.
Какие ошибки в работе обуславливают этот цвет пятна? Приведите полную
схему анализа на исследуемый “металлический” яд, напишите химизм
реакций и дайте химико-токсикологическую оценку.
5. При проведении реакций в аппарате Марша получают налет буроватосерого цвета. Какой это “металлический” яд и как его отличить от других
веществ, которые тоже могут образовывать налеты в восстановительной
трубке? Напишите химизм реакций.
6. При анализе каких “металлических” ядов используют экстракцию ионных
ассоциатов толуолом (синий цвет органического слоя). Напишите схемы
анализа этих “металлических” ядов, химизм реакций и дайте химикотоксикологическую оценку.
7. При анализе на какие “металлические” яды используют реакции с
образованием ацидокомплексов и ионных ассоциатов? Напишите
химические реакции и дайте химико-токсикологическую оценку.
8. При обработке зерна гранозаном было нарушено технику безопасности и
случилось острое отравление рабочего, приведшее к его смерти.
Предложите схему проведения судебно-химического анализа органов
трупа.
9. Возможно ли при проведении минерализации органов сульфатной и
нитратной кислотами найти Меркурий в минерализате? Объясните ответ и
приведите схему выделения Меркурия из органов и подготовку деструктата
к анализу на Меркурий.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
СОЕДИНЕНИЯ БИСМУТА
Применение. Соединения Бисмута применяют для добывания сплавов
с низкой температурой плавления, изготовления светящихся красок,
производства хрусталя и т.п. В ходе этих процессов пыль, содержащая
соединения Бисмута, может попасть в организм и вызвать острое или
хроническое отравления.
Некоторые соединения Бисмута (Бисмут нитрат основной, Бисмут
салицилат и др.) применяют в медицине для приготовления лекарственных и
косметических средств и т.п. Висмут входит в состав некоторых
лекарственных препаратов, используемых для лечения сифилиса (Калий-
44
Бисмут тартат), язв желудка, двенадцатиперстной кишки (Викаир, Викалин,
Вис-нол, Гастро-норм, Де-нол, Гастропак). Некоторые соединения Бисмута
применяют в химических лабораториях как реактивы.
Основные пути поступления в организм: отравление Бисмутом
может послужить причиной приема его соединений через рот и вдыхание пыли,
содержащей этот металл.
Токсичное действие: вследствие накопления Бисмута в почках
возможно их поражения. При выделении Бисмута из организма через потовые
железы могут появиться дерматозы.
Накопление и основные пути выделения из организма: ионы
Бисмута после всасывания в кровь продолжительное время задерживаются в
организме (в печени, почках, селезенке, легких и тканях мозга). Бисмут
выводится из организма через почки, кишечник, потовые железы и др.
Данные о наличии Бисмута как нормальной составляющей части
клеток и тканей организма в литературе не приводятся.
СОЕДИНЕНИЯ ТАЛИЯ
Применение. Соединения Талия используют в разных областях
народного хозяйства. Оксид Талия применяют для производства
искусственных драгоценных каменей и специальных сортов стекла.
Галогениды талия используют для изготовления люминофоров, Талия
сульфат - при изготовлении кожи для обуви. Металлический талий входит в
состав некоторых сплавов и амальгам. Соединения Талия входят в состав
смесей, предназначенных для уничтожения крыс, мышей и других грызунов
(талий сульфат). Ацетат талия применяется для выведения волос на теле
человека.
Большинство соединений Талия хорошо растворимы в воде.
Гидроксид талия является щелочью и сильным основанием.
Основные пути поступления в организм: при пероральном
поступлении очень быстро всасывается. Талий легко проникает в кровь через
слизистые оболочки дыхательных путей и кожу при контакте с
растворимыми соединениями.
Токсичное действие: Соединения Талия (І) более токсичны чем
соединения Талия (ІІІ). Он нарушает баланс ионов Калия и Натрия, что
приводит к функциональным аномалиям разных органов. Талий изменяет
функции ферментов, синтез белков. При отравлении соединениями Талия
поражается центральная нервная система, может настать паралич
парасимпатической нервной системы, поражаются почки. Наблюдаются
выпадение волос (облысение), нарушение функций системы пищеварения,
рвота, боли в суставах и т.п.
Накопление и основные пути выделения из организма:
соединения Талия выводятся из организма преимущественно через
почки (до 75 %) и кишечник (до 25 %), некоторая часть может выводиться с
потом, слезами, молоком, а также через волосяные фолликулы. Выделение
45
соединений этого металла из организма происходит медленно. В связи с этим
возможна кумуляция его в организме (часть в эритроцитах).
При судебно-медицинском исследовании трупов людей, отравленных
соединениями Талия, наблюдаются кровоизлияния и некроз слизистых оболочек
пищеварительного канала, некротические изменения в почках, жировое
перерождение печени.
СОЕДИНЕНИЯ АРСЕНА
Применение. Соединения Арсена принадлежат к веществам,
которые владеют выраженным токсическим действием на организм людей и
животные. Известны случаи отравлений ангидридом арсенитной кислоты,
арсенитами, арсенатами, хлоридом Арсена (III), арсином (AsН3) и
некоторыми другими соединениями Арсена. Ангидрид арсенитной кислоты
используют для добывания некоторых пестицидов, которые применяют в
сельском хозяйстве. Арсениты и арсенаты некоторых металлов применяют
как пестициды (например, парижская зелень и др.).
Определенное токсикологическое значение имеют органические
соединения Арсена, которые применяются в медицине (осарсол, новарсенол,
миарсенол). Отмечены случаи отравления арсином. Калий арсенит
применяют при малокровии, неврастении, миастении. As2O3 используют в
стоматологии для некротизации пульпы.
Очень токсичны боевые отравляющие вещества (люизит, адамсит и
др.), в состав которых входит Арсен. Токсичное действие соединений Арсена
зависит от валентности этого элемента. Соединения трехвалентного Арсена
более токсичны, чем пятивалентного. Большинство соединений
пятивалентного Арсена превращаются в организме в соединения
трехвалентного Арсена.
Основные пути поступления в организм: на производстве
соединения Арсена поступают в организм при вдыхании или глотании пыли,
а также через кожу.
Токсичное действие: Водорастворимые соединения Арсена
всасываются в кровь из пищеварительного канала. Они действуют на
ферменты, содержащие сульфгидрильные группы. Часть соединений
Арсена, поступившие в кровь, проникают в эритроциты и вызывают их
гемолиз. Это приводит к закупориванию почечных канальцев и
возникновение желтухи. Некоторые соединения Арсена владеют
некротическим действием. Это свойство ангидрида арсенитной кислоты
используют в стоматологической практике.
Определенное количество Арсена содержится в тканях организма
как составная часть.
Накопление и основные пути выделения из организма: при
остром
отравлении
соединениями
Арсена
они
накапливаются
преимущественно в паренхиматозных органах, при хронических
отравлениях - в костях и ороговелых тканях (коже, ногтях, волосах и
т.п.).
46
Арсен выводится из организма через почки с мочой, кишечник,
кожу и некоторые железы. Выделение Арсена из организма происходит
медленно, чем и обусловлена возможность его кумуляции. В экскрементах
Арсен можно открыть через несколько недель, в трупном материале - через
несколько лет после смерти.
СОЕДИНЕНИЯ КАДМИЯ
Применение. Кадмий применяют в промышленности для
добывания легкоплавких сплавов, замены Бисмута в печатном шрифте
или замены олова при эмалировке посуды. Кадмий сульфид один из
компонентов светлых красок, используется для росписи на фарфоре и т.п.
Кадмий сульфат также применяется для изготовления красок. Другие
соединения Кадмия (хлорид, бромид, йодид, нитрат, карбонат, ацетат)
применяют в гальванотехнике, керамике, они входят в состав средств для
чистки изделий из серебра. Некоторые растворимые соединения Кадмия
применяют в химических лабораториях как реактивы.
Металлический кадмий и его оксид используют для добывания
сплавов. Соли кадмия в некоторых странах применяют как антигельминтные
и антисептические средства. Достаточное количество Кадмия содержится в
фосфатных удобрениях, дыме сигарет.
Известны бытовые отравления соединениями Кадмия. Во время
изготовления фруктовых соков, варенья в посуде, в состав эмали которой
входит Кадмий, он может реагировать с кислотами, содержащимися в
фруктах. При этом образуются токсичные соли.
Незначительные количества Кадмия являются составной частью
некоторых клеток и тканей организма.
Основные пути поступления в организм: При высокой
температуре Кадмий и его соединения летучие. Они могут попадать в
организм с воздухом. Пары металлического кадмия и его оксида токсичны.
Всасывание соединений Кадмия происходит в основном в пищеварительном
канале, а пары проникают в организм через дыхательные пути.
Токсичное
действие:
Растворимые
соединения
Кадмия
денатурируют белки стенок пищеварительного канала. Ионы Кадмия,
поступившие в кровь, соединяются с сульфгидрильными группами
ферментов, уменьшая их функции. Кадмий имеет большое сродство к
нуклеиновым кислотам, снижает их метаболизм. Большие пероральные
дозы Кадмия разрывают окислительное фосфорилирование в митохондриях
печени. Они могут служить причиной жирового перерождения печени.
Накопление и основные пути выделения из организма:
Соединения Кадмия накапливаются преимущественно в печени и почках.
Они выделяются из организма очень медленно, в основном через почки с
мочой, а также с калом. Часто при отравлении соединениями кадмия
наблюдается кишечное кровотечение.
47
СОЕДИНЕНИЯ СТИБИЯ
Применение. Много соединений Стибия токсичны. Соединения
трехвалентного Стибия более токсичны, чем пятивалентного. Соединения
Стибия применяют в медицине и разных областях народного хозяйства. Они
используются при изготовлении некоторых сортов стекла, красок,
резиновых изделий и т.п. Стибий (V) сульфид применяют в пиротехнике,
при производстве спичек, для вулканизации каучука и т.д. Стибий (III)
хлорид используют для защиты металлов от коррозии. Металлический
стибий входит в состав некоторых сплавов, используемых для
изготовления подшипников, печатного шрифта и т.п.
В некоторых странах Запада в медицине используют так
называемый
рвотный
камень
КООС-СНОН-СНОН-COO-SbО
как
отхаркивающее и рвотное средство, иногда при кожных заболеваниях.
Более широко в медицине используются как химиотерапевтические
препараты органические соединения Стибия.
Основные пути поступления в организм: Острое отравление
соединениями Стибия может быть при поступлении через ЖКТ при
применении терапевтических средств или на производстве, однако в желудке
могут образовываться нерастворимые оксосоли, которые не будут
всасываться. Абсорбция в легких происходит значительно быстрее, чем в
ЖКТ.
Токсичное действие: Токсичность органических соединений
Стибия меньше, чем неорганических. Очень токсичный стибин SbН3, при
вдыхании которого наблюдаются нарушение функций центральной нервной
системы, гемолиз эритроцитов и некоторые другие изменения в организме.
При отравлении органическими соединениями Стибия нарушаются функции
сердечной мышцы и печени.
При
патологоанатомическом
исследовании
трупов
лиц,
отравленных соединениями Стибия, наблюдаются гиперемия тканей
легких, кровоизлияния в легких и пищеварительном канале.
Накопление и основные пути выделения из организма:
Наибольшая концентрация соединений Стибия будет в печени,
надпочечниках и сердце. Стибий выделяется из организма в основном через
почки. Поэтому, при отравлении Стибием может развиваться нефрит.
СОЕДИНЕНИЯ МЕРКУРИЯ
Применение. „Металлическая” ртуть и ее соединения широко
используются в разных областях народного хозяйства и медицине.
„Металлическая” ртуть применяется для производства термометров и других
измерительных приборов. Некоторые соединения Меркурия используют в
сельском хозяйстве как пестициды. Ртуть и ее соли применяются как
реактивы для химического анализа (меркуриметрия, меркурометрия). В
медицине применяют монохлорид (каломель), дихлорид (сулема), оксицианид,
амидохлорид и оксид ртути, проявляющие протимикробное и протипаразитарное
48
действие. Органические препараты ртути (меркузал, промеран) используются
как диуретические средства.
Следует иметь в виду, что небольшое количество ртути находится
в человеческом организме.
Основные пути поступления в организм: „Металлическая” ртуть,
которая может попасть в организм через желудок, почти не токсична,
поскольку она не растворяется в желудочном соке и не всасывается из желудка
в кровь, а выводится из организма с калом. Лишь при продолжительном
нахождении „металлической” ртути в желудке определенная незначительная
часть ее может реагировать с некоторыми компонентами содержимого
желудка и всасываться в кровь в виде растворимых соединений.
Очень токсичны пары „металлической” ртути и ее соединений,
которые проникают в организм с воздухом. Токсичны также разные
растворимые соединения Меркурия, которые могут проникать в желудок.
Токсичное действие: Ртуть и ее соединения, которые попали в
организм, связываются с ферментами и физиологически важными белками,
имеющими сульфгидрильные группы. Ионы Меркурия повреждают
капилляры головного мозга, вызывают отек мозга, нарушают функции печени
и почек, служат причиной язвенного стоматита. Соединения Меркурия,
которые попали в организм, очень быстро проникают через плаценту к плоду.
При патологоанатомическом разрезе трупов лиц, которые погибли
вследствие отравления соединениями Меркурия, наблюдаются покраснение и
отеки (а иногда и некроз) слизистых оболочек пищевода и желудка, воспаление
или некроз тканей толстого кишечника, иногда появление язв. Если при
отравлении соединениями Меркурия смерть настала через 10-14 суток, то
отмечается повреждение почек (так называемый „сулемовый” нефроз).
Накопление и основные пути выделения из организма:
наибольшее накопление соединений Меркурию происходит в почках.
Соединения Меркурия выделяются из организма постепенно через почки и
кишечник. В меньших количествах они выводятся из организма со слюной и
потом.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Исследование минерализата
Органолептический контроль. Минерализат, содержащий катионы Бисмута,
Талия, Кадмия, Стибия, Арсена представляет собой бесцветный прозрачный
раствор без осадка.
Дробный анализ на наличие ионов Sb3+, Тl+, Bi3+, AsIII, Cd2+ в минерализате
проводят в отдельных порциях исследуемого объекта с помощью
определенных реакций.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ БИСМУТА В МИНЕРАЛИЗАТЕ
Для открытия Бисмута в минерализатах сначала выполняют
предварительные реакции на ионы этого металла с тиомочевиной и оксином
(8-оксихинолином). При положительном результате этих реакций ионы
49
Бисмута выделяют из минерализата в виде диэтилдитиокарбамата, который
экстрагируют хлороформом. После добавления кислоты к хлороформной
вытяжке происходит разложение Бисмут диэтилдитиокарбамата.
Образованные при этом ионы Бисмута переходят в водную фазу, которую
используют для открытия этих ионов с помощью соответствующих
реакций.
1. Тиомочевина. Во время взаимодействия ионов Бисмута с
тиомочевиной могут образовываться комплексы разного состава лимонножелтого цвета:
3+
Bi + 2 S
Bi S
C
C
NH2
Bi S
NH2
NH2
C
3+
NH2 3
;
Bi S
C
NH2
3+
NH2 2
NH2
3+
NH2 9
Прохождению этой реакции мешают окислители.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 5 мл минерализата и
прибавляют 3-5 мл насыщенного водного раствора тиомочевины. При
наличии ионов Бисмута раствор окрашивается в лимонно-желтый цвет.
2. 8-оксихинолин. Эта реакция основывается на переведении
ионов Бисмута в ацидокомплекс [ВіІ 4]-, который при взаимодействии с
оксином (8-оксихинолином) в кислой среде образует оранжево-красный
осадок. Этот осадок - ионный ассоциат (йодбисмутат оксина).
Образование этого ионного ассоциата можно изобразить такими
уравнениями:
Ві3+ +4І- [ВіІ4]-;
+ H+ + BiI4
-
+
N
OH
N
OH
BiI4
-
H
Этой реакции мешают окислители, которые выделяют йод из
калий йодида, необходимого для образования ацидокомплекса [ВіІ4]-.
Кроме того, реакции образования йодбисмутата оксина мешают катионы
некоторых металлов, образующие осадки с оксином. Для маскировки этих
ионов к смеси реагирующих веществ прибавляют аскорбиновую кислоту,
которая восстанавливает ионы Феррума (III), и сегнетовую соль, которая
связывает другие ионы, мешающие открытию Бисмута.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 10 мл минерализата,
прибавляют 0,5 г смеси одинаковых количеств аскорбиновой кислоты,
50
сегнетовой соли и Калий йодида. При этом появляется интенсивный желтый
цвет, которой не переходит в синий при добавлении капли раствора
крахмала. При появлении синего цвета к смеси реагирующих веществ
каплями прибавляют 10 %-ый раствор Натрий тиосульфата до
исчезновения этого цвета. Потом по стенкам пробирки к смеси осторожно
прибавляют 1-2 мл 2 %-го раствора оксина (8-оксихинолина) в 2 моль/л
растворе хлоридной кислоты. На границе столкновенья раствора оксина с
жидкостью в пробирке через 1-2 мин. образуется оранжево-желтый осадок
йодбисмутата оксина.
Если в исследуемом растворе находится незначительное
количество ионов Бисмута, то осадок может появиться лишь через 30-60
мин. Чтобы не ждать так долго появления осадка, содержимое пробирки
переносят в делительную воронку, прибавляют 3 мл смеси одинаковых
объемов ацетона и амилацетата, а потом встряхивают. При наличии ионов
Бисмута в минерализате органический слой приобретает оранжевый цвет.
Приведенные выше реакции на ионы Бисмута с тиомочевиной и
оксином предварительные пробы на эти ионы. При отрицательном результате
этих проб делают вывод об отсутствии ионов Бисмута в исследуемому
минерализате. При положительном результате проводят дальнейшее
исследование минерализата на наличие ионов Бисмута. Для этого к
исследуемому
раствору
прибавляют
раствор
Натрий
диэтилдитиокарбамата.
Комплекс
Бисмут
диэтилдитиокарбамата,
который
образуется
при
этом,
экстрагируют
хлороформом.
Хлороформную фазу отделяют от водного раствора, который дальше не
исследуют. Хлороформный раствор Бисмут диэтилдитиокарбамата
разлагают нитратной кислотой. При этом ионы Бисмута переходят в водную
фазу, которую исследуют на наличие этих ионов.
3. Выделение ионов Бисмута из минерализата. К минерализату
прибавляют раствор Натрий диэтилдитиокарбамата, с которым ионы
Бисмута образуют внутрикомплексное соединение:
H5C2
3
H5C2
S
N
+ Bi3+
C
SNa
H5C2
H5C2
C
C
S
S
H5C2
H5C2
S
S
N
N
Bi
S
N
C2H5
C2H5
+ 3Na+
C
S
Кроме ионов Бисмута с Натрий диэтилдитиокарбаматом
внутрикомплексные соединения образуют и некоторые другие ионы,
которые могут содержаться в минерализате. Для маскировки этих ионов
прибавляют раствор комплексона III (трилона Б). Образованный комплекс
Бисмут диэтилдитиокарбамата экстрагируют хлороформом, а потом
разрушают нитратной кислотой.
Методика выполнения реакции. В делительную воронку вносят 10 мл
минерализата, 0,1 г комплексона ІІІ и несколько капель 0,1 %-го спиртового
51
раствора нильского голубого, являющагося индикатором. К этой смеси
прибавляют 3 моль/л раствор Натрий гидроксида до достижения рН = 12 (до
перехода синего цвета индикатора в розовый). Потом прибавляют еще 2-3 мл
3 моль/л раствора Натрий гидроксида и вносят 3 мл 1 %-го раствора Натрий
диэтилдитиокарбамата (в смеси одинаковых объемов спирта и воды) и 5 мл
хлороформа.
Содержимое делительной воронки встряхивают в течении 0,5
мин., хлороформный слой отделяют в другую делительную воронку. Для
промывания хлороформного слоя к нему прибавляют 5 мл 0,3 моль/л
раствора Натрий гидроксида и встряхивают. Отбрасывают водную фазу.
Хлороформный слой, содержащий Бисмут диэтилдитиокарбамат, переносят
в делительную воронку, прибавляют 3 мл 4 моль/л раствора нитратной
кислоты. Содержимое делительной воронки встряхивают в течении 1 мин. и
отделяют хлороформный слой, который не исследуют. Водную фазу
исследуют на наличие ионов Бисмута с помощью реакций с бруцином,
Цезий хлоридом и тиомочевиной.
4. Бруцин и Калий бромид (микрокристаллоскопическая
реакция) с ионами Бисмута дают кристаллы желто-зеленого цвета:
Ві3+ + 2Н + + 5Вr- + 2C23H26O4N2  Н2ВіВr5(C23H26O4N2)2
Методика выполнения реакции. На предметное стекло наносят несколько
капель водной фазы, которую выпаривают досуха. На сухой остаток
наносят каплю 2 моль/л раствора нитратной кислоты, а потом прибавляют
каплю насыщенного раствора бруцина в 0,5 моль/л растворе сульфатной
кислоты и каплю 5 %-го раствора Калий бромида. При наличии Бисмута
сразу или через несколько минут образуются желто-зеленые кристаллы,
собранные в виде сфероидов.
5. Цезий хлорид и калий йодид (микрокристаллоскопическая
реакция) с ионами Бисмута дают кристаллы оранжево-красные цвета:
Cs + + Bi3+ + 4I -  Cs[BiI 4]
Методика выполнения реакции. На предметное стекло наносят несколько
капель водной фазы, которую выпаривают досуха. На сухой остаток
наносят 1-2 капле 3 моль/л раствора хлоридной кислоты. Потом с одного
стороны жидкости на предметном стекле помещают кристаллик калий
йодида, а со второй - кристаллик цезий хлорида. Нанесенные кристаллики с
помощью тонкой стеклянной палочки соединяют с жидкостью. При наличии
ионов Бисмута в растворе образуются оранжево-красные кристаллы в форме
шестиугольников или шестилучевых звездочек.
Граница открытия - 1 мкг Бисмута в пробе; 0,1 мг Бисмута в 100 г
биологического материала.
6. Тиомочевина.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 0,5 мл водной фазы, к
которой прибавляют 0,5 мл насыщенного раствора тиомочевины. При
наличии ионов Бисмута появляется лимонно-желтый цвет.
52
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. При
судебно-химическом исследовании органов человека дробным методом
Бисмут в норме не открывается.
При использовании для лечения препаратов Бисмута, он может на
продолжительное время задерживаться в организме, накапливаться в печени,
почках, селезенке, легких, сердце, мозгу.
Продолжительность выведения Бисмута из организма необходимо
учитывать при проведении экспертизы.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ ТАЛИЮ В МИНЕРАЛИЗАТЕ
Источником отравления людей и животных могут быть
соединения одно- и трехвалентного Талия. После разрушения
биологического материала в минерализатах валентность этих катионов
не изменяется. Катионы одновалентного Талия не окисляются до
трехвалентного даже нитратной кислотой во время разрушения органических
веществ смесью нитратной и сульфатной кислот. Катионы трехвалентного
Талия легко переходят в катионы одновалентного под влиянием
гидроксиламина и некоторых других восстановителей.
В химико-токсикологическом анализе для открытия катионов Талия
применяют реакции с дитизоном и малахитовым зеленым, который можно
заменить бриллиантовым зеленым.
1. Дитизон. При добавлении дитизону к минерализату,
содержащему катионы Талия, образуется дитизонат этого катиона. Выше
указано, что в минерализате могут быть катионы одно- и трехвалентного
Талия. Элементы, которые имеют сменную валентность, реагируют с
дитизоном в форме катионов с низшей валентностью. Поэтому для переведения
катионов трехвалентного Талия в одновалентный прибавляют гидроксиламин.
Дитизонат одновалентного Талия экстрагируют хлороформом. При этом
хлороформ окрашивается в красный цвет.
C6H5-N=N-C-S-Tl
Tl+ + C6H5-N=N-C SH
+ 2H+
N-NH-C6H5
C6H5-NH-N
Выявлению ионов Талия с помощью реакции с дитизоном мешают
катионы некоторых металлов, для маскировки которых прибавляют растворы
цитратной кислоты, тиомочевины и Калий цианида.
Методика выполнения реакции. В делительную воронку вносят 5 мл
минерализата, прибавляют 2 мл 20 %-го раствора цитратной кислоты, 2 мл
насыщенного раствора тиомочевины, 2 мл 10 %-го раствора гидроксиламина
сульфата, 2 мл 5 %-го раствора Калий цианида. Потом прибавляют 3 моль/л
раствор аммиака до рН = 11-12 (за универсальным индикатором). Смесь
встряхивают и прибавляют 1 мл 3 моль/л раствора аммиака и 3 мл 0,01 %-го
раствора дитизона в хлороформе, снова встряхивают, а потом отстаивают на
протяжении 5 мин. При наличии ионов Талия зеленый цвет хлороформного слоя
переходит в красный.
53
При незначительном содержании Талия в минерализате цвет
хлороформного слоя может не изменяться, поскольку зеленый цвет раствора
дитизона может маскировать красный цвет Талий дитизоната. Независимо от
изменения окраски хлороформного слоя его отделяют от водной фазы.
Хлороформный слой переносят в другую делительную воронку и прибавляют
смесь одинаковых объемов 3 моль/л раствора аммиака и 1 моль/л раствора
Калий цианида. Содержимое делительной воронки встряхивают. При наличии
ионов Талия в минерализате хлороформный слой будет розового или красного
цвета.
2. Малахитовый зеленый. Данная реакция основывается на
взаимодействии ацидокомплексов Талия с малахитовым или бриллиантовым
зеленым. Во время этой реакции образуется ионный ассоциат Талия, который
хорошо экстрагируется ксилолом или толуолом, окрашивая их в синий или
голубой цвет.
В зависимости от валентности катионов Талия в результате этой
реакции могут образовываться ацидокомплексы разного состава.
Одновалентные ионы Талия образуют с хлоридной кислотой ацидокомплекс
[Т1С12]-, трехвалентные - ацидокомплекс [Т1С14]-.
Независимо от состава этих ацидокомплексов, цвет ионных
ассоциатов, образовавшихся при взаимодействии с малахитовым или
бриллиантовым зеленым, будет одинаковым.
Tl+ + 4Cl-  [TlCl4]+
(CH3)2N
N(CH3)2
C
[TlCl4]- +
+
(CH3)2N
[TlCl4]-
N(CH3)2
C
Методика выполнения реакции. В делительную воронку вносят 5 мл
минерализата, прибавляют 1 мл концентрированной сульфатной кислоты, 3
мл 5 моль/л раствора хлоридной кислоты и 2 капли 5 %-го раствора Натрий
нитрита. Смесь встряхивают, через 5 мин. прибавляют 1 мл насыщенного
раствора мочевины и 7 капель 0,5 %-го раствора малахитового зеленого в
смеси воды и этилового спирта (3:1), 2 г безводного Натрий сульфата и 5 мл
толуола.
При наличии ионов Талия в минерализате слой толуола приобретает
синий или голубой цвет. Окрашенный органический слой переносят в другую
делительную воронку, прибавляют 3 мл 2,5 моль/л раствора сульфатной
кислоты и встряхивают. При наличии ионов Талия в минерализате слой
органического растворителя не должен обесцвечиваться.
Стибий мешает открытию Талия с помощью этой реакции,
поскольку образует соединения, имеющие аналогичный цвет. Чтобы
54
отличить Талий от Стибия, используют реакцию с тиосульфатом натрия,
которую дает Стибий и не дает Талий.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. При
судебно-химическом исследовании органов человека дробным методом
Талий в норме не открывается.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ АРСЕНА В МИНЕРАЛИЗАТЕ
Методы
открытия
Арсена,
используемые
в
химикотоксикологическом анализе, базируются на переведении его соединений в
арсин и открытии его с помощью реакции Зангер-Блека, реакции с
раствором Аргентум диэтилдитиокарбамата в пиридине и реакции Марша.
Во время всех этих реакций из соединений Арсена выделяется летучий и
очень токсичный арсин (AsН3). Поэтому при выполнении всех реакций на
Арсен нужно быть осторожным и придерживаться правил техники
безопасности.
Две первые реакции являются предварительными пробами. При
отрицательном результате дальнейшие исследования минерализата на
наличие соединений Арсена не проводят, при положительном результате
дополнительно выполняют реакцию Марша.
1. Реакция Зангер-Блека базируется на восстановлении
водородом соединений Арсена до арсина, который на фильтровальной
бумаге реагирует с Меркурий (ІІ) хлоридом или бромидом. Реакцию
выполняют в специальном приборе (рис. 6).
Восстановление соединений Арсена осуществляют водородом в
момент его выделения, образующийся во время взаимодействия
металлического цинка с сульфатной кислотой:
H2SO4 + Zn  ZnSO4 + 2Н.
Металлический цинк и сульфатная кислота, используемые для
добывания водорода, не должны содержать Арсена. Реакция между
металлическим цинком и сульфатной кислотой происходит медленно. Для
ускорения ее применяют так называемый „купрованый цинк” (цинк,
поверхность которого покрыта купрум сульфатом).
Скорость восстановления соединений три- и пятивалентного
Арсена (арсенитов и арсенатов) водородом разная. Арсениты
восстанавливаются водородом легче, чем арсенаты. Поэтому сначала
происходит восстановление арсенатов до арсенитов водородом при
наличии солей Феррума (ІІ) или Станума (II), а потом арсениты
восстанавливаются водородом с образованием арсина:
As2- + 7Н  As3 + 2Н2О;
As33- + 9Н  As3 + 3Н2О;
As43- + 11Н  As3 + 4Н2О.
Образованный арсин реагирует с Меркурий (II) хлоридом или
бромидом, которыми смочена фильтровальная бумага. Во время этой
55
реакции образуется ряд окрашенных соединений, которые будут на
бумаге в виде желтых или коричневых пятен:
AsН3 + HgCl2  AsН2(HgCl) + HC1;
AsН3 + 2HgCl2 AsН(HgCl)2 + 2HC1;
AsН3 + 3HgCl2  As(HgCl)3 + 3HC1.
После обработки бумаги слабым раствором Калий йодида вся
бумага (кроме пятна, которое содержит указанные соединения Арсена)
окрашивается в красный цвет, обусловленный переходом Меркурий
хлорида или бромида в йодид:
HgCl2 + 2KI  HgІ2 + 2KCl.
При дальнейшей обработке бумаги концентрированным раствором
Калий йодида бумага обесцвечивается (образуется К 2 [HgІ 4 ], а пятно,
содержащее соединения Арсена AsН2(HgCI), AsН(HgCl)2, As(HgCl)3,
останется желтым или коричневым.
Реакции Зангер-Блека мешает сероводород, который может
образоваться во время взаимодействия водорода с сульфатной кислотой:
H2SO4 + 8Н  H2S + 4Н2О.
Этой реакции мешают также соединения, ионы которых
восстанавливаются водородом.
Сероводород, выделяющийся во время взаимодействия водорода с
сульфатной кислотой, реагирует на фильтровальной бумаге с Меркурий (II)
хлоридом или бромидом. Вследствие этого образуется Меркурий сульфид
черного цвета, который маскирует цвет пятен соединений Арсена. Для
связывания сероводорода используют вату, смоченную раствором Плюмбум
(ІІ) ацетата:
H2S + Рb(СН3СОО)2  PbS + 2СН3СООН.
Методика выполнения реакции. В колбу аппарата Зангер-Блека вносят 2 мл
минерализата, 10 мл 2 моль/л раствора сульфатной кислоты, 5 мл воды и 1 мл
10 %-го раствора станум (II) хлорида в 50 %-м растворе сульфатной кислоты.
Потом в колбу аппарата вносят 2 г мелких гранул „купрованого цинка”. Колбу
аппарата закрывают насадкой, отверстие которой накрывают бумагой,
смоченной Меркурий (ІІ) хлоридом или бромидом, а ниже вставляют тампон
ваты, смоченный раствором Плюмбум ацетата. Аппарат оставляют на время,
необходимое для образования на бумаге буровато-коричневого пятна. При
наличии больших количеств Арсена в пробе это пятно может появиться
через несколько минут. При маленьких количествах Арсена в минерализате
пятно появляется через 30-45 мин. Если и через 45 мин. пятно не появится,
бумага погружают в 3 %-ый водный раствор Калий йодида. При этом вся
бумага (кроме пятен соединений Арсена с Меркурий хлоридом или бромидом)
окрашивается в красный цвет. После этого бумагу погружают в насыщенный
раствор калий йодида. При наличии Арсена, в минерализате на бумаге
остается желтое или коричневое пятно, а вокруг нее исчезает красный цвет
бумаги.
56
Рис. 6. Аппарат Зангер-Блека: 1 - колба; 2 - насадка заполнена ватой,
пропитанная раствором Плюмбум ацетата; 3 - бумага, смоченная раствором
Меркурий (ІІ) хлоридом или бромидом
2. Раствор аргентум диэтилдитиокарбамата в пиридине. При
выполнении этой реакции соединения Арсена, находящиеся в минерализате,
восстанавливаются до арсина, который собирают в пробирку (приемник) со
свежеприготовленным раствором Аргентум диэтилдитиокарбамата в
пиридине. Раствор Аргентум диэтилдитиокарбамата в пиридине не должен
содержать влаги. При наличии Арсена в минерализате раствор Аргентум
диэтилдитиокарбамата окрашивается в устойчивый красно-фиолетовый
цвет. Химизм этой реакции невыяснен.
Открытию Арсена с помощью этой реакции мешают соединения
Стибия, которые также реагируют с этим реактивом и дают оранжево-красный
цвет. Стибий дает эту реакцию тогда, когда содержимое его в 100 г
биологического материала составляет 0,5 мг и больше.
Восстановление соединений Арсена в этой реакции происходит под
действием водорода, условия добывания которого приведены выше (см.
реакцию Зангер - Блека).
Реакцию соединений Арсена с Аргентум диэтилдитиокарбаматом
выполняют с помощью аппарата, изображенного на рис. 7.
Методика выполнения реакции. В колбу аппарата вместительностью 50 мл
вносят 2 г мелких гранул „купрованого цинка”, не содержащего Арсена.
Колбу закрывают притертой стеклянной пробкой, в которую вмонтированы
цилиндрическая капельная воронка 2 с краном и отводная трубка 3.
В цилиндрическую капельную воронку вносят 10 мл
минерализата, 5 мл воды, 1 мл 10 %-го раствора хлорида станума (II) в 50 %-м
растворе сульфатной или хлоридной кислоты. Конец отводной трубки
погружают в приемник 4, в который налито 1 мл 0,5 %-го раствора Аргентум
диэтилдитиокарбамата в пиридине. После такой подготовки аппарата в
цилиндрической капельной воронке открывают кран и постепенно (в течении
10-15 мин.) спускают ее содержание в колбу аппарата, в которой находится
„купрований” цинк.
57
После вытекания жидкости из капельной воронки ее промывают 5 мл
2 моль/л раствора сульфатной кислоты, которую также спускают в колбу с
„купрованим” цинком. При наличии Арсена в исследуемом минерализате
содержание пробирки (приемника) окрашивается в розовый или краснофиолетовый цвет. В зависимости от количества Арсена в минерализате цвет
жидкости в пробирке может появиться через 4-15 мин.
Рис. 7. Аппарат для открытия соединений Арсена с Аргентум
диэтилдитиокарбаматом.
3. Реакция Марша основывается на восстановлении соединений
Арсена водородом в момент его выделения и термическом разложения
арсина AsН 3, образовавшегося при этом:
AsО2- + 7Н  AsН3 + 2Н2О;
t
2AsН3  2As + 6Н.
Арсен, образовавшийся при термическом разложении арсина,
откладывается на стенках восстановительной трубки аппарата Марша в виде
налета („арсенового зеркала”). Реакцию Марша выполняют в специальном
аппарате (рис. 8).
Рис. 8. Аппарат Марша
Отверстие колбы 1 аппарата Марша имеет пришлифованую
поверхность и закрывается пришлифованой стеклянной пробкой, в которую
впаяна капельная воронка 2 и отводная трубка. Восстановительная трубка 4
аппарата Марша изготовляется из тугоплавкого стекла (диаметр 4 мм) или
кварца. В нескольких местах эта трубка имеет сужение (диаметр 1,5 мм), а конец
58
ее согнут почти под прямым углом и вытянут в острие. Между отводной и
восстановительной трубками размещенная хлоркальциевая трубка 3,
заполненная безводным хлоридом кальция - осушителем газов, выходящих из
колбы аппарата Марша. Колбу, хлоркальциевую и восстановительную
трубки соединяют между собой с помощью кусочков резиновой трубки.
Собранный таким образом аппарат Марша должен быть герметичным.
Реакция Марша наиболее доказывающая из всех реакций,
рекомендованных в химико-токсикологическом анализе для открытия
Арсена. Эта реакция дает возможность не только обнаруживать
небольшие количества Арсена, а и отличать его от Стибия.
Открытие арсена с помощью реакции Марша выполняют в три
этапа. Сначала проверяют реактивы („купрованый” цинк и сульфатную
кислоту) на отсутствие в них Арсена, потом определяют Арсен в
минерализате, а позже проводят идентификацию налета, образовавшегося в
восстановительной трубке.
1. Проверка чистоты реактивов. Прежде чем приступить к
открытию арсена в минерализате, необходимо убедиться в том, что реактивы
(„купрованый” цинк и сульфатная кислота), используемые с этой целью, не
содержат Арсена.
В колбу аппарата Марша вносят 10 г мелких гранул „купрованого”
цинка, колбу закрывают стеклянной пробкой с капельной воронкой и
отводной трубкой. В капельную воронку вносят 30 мл 10 %-го раствора
сульфатной кислоты, которую небольшими порциями (по 4-5 мл) вливают в
колбу к „купрованому” цинку. В капельной воронке всегда следует оставлять
8-10 мл сульфатной кислоты, которая препятствует проникновению воздуха
извне в аппарат Марша.
Проникновение воздуха в аппарат Марша через капельную
воронку может быть причиной взрыва во время нагревания
восстановительной трубки или зажигание газов, выходящих из нее.
Через 20-25 мин. после начала выделения водорода проверяют
полноту вытеснения воздуха водородом из аппарата Марша. Для этого над
вытянутым отверстием восстановительной трубки аппарата держат
перевернутую узкую пробирку. Через 4-5 мин. эту пробирку закрывают
пальцем и, не переворачивая ее, относят дальше от аппарата Марша. К
отверстию пробирки поднимают зажженную спичку. Если водород
полностью вытеснил воздуха из аппарата Марша, то при поджигании
водорода не будет ощущаться даже незначительного треска (взрыва). Если
воздух из аппарата Марша вытеснен не полностью, продолжают пропускать
водород. Полноту вытеснения воздуха водородом проверяют через каждые
4-5 мин.
После полного вытеснения воздуха из аппарата Марша водородом
приступают к проверке наличия Арсена в реактивах (сульфатной кислоте и
„купрованом” цинке).
59
2. Определение наличия Арсена в реактивах. Используют несколько
способов.
Зажигают водород, выходящий из отверстия восстановительной
трубки аппарата Марша. При наличии Арсена в реактивах пламени
окрашивается в синеватый цвет. Эту пробу можно проводить только тогда,
когда из аппарата Марша полностью вытеснен воздух. При наличии хотя бы
следов воздуха в аппарате Марша во время зажигания газов, выходящих из
трубки, может произойти взрыв.
Восстановительную трубку аппарата Марша перед одним из сужений
обматывают куском металлической сетки (для равномерного нагревания), а
сужение за сеткой обматывают мокрой марлевой полоской. Один конец этой
полоски погружают в чашку с водой, второй - в склянку с жидкостью. После
этого расширенную часть трубки, обмотаную металлической сеткой,
нагревают до слабо-красного разжаривания. Если в реактивах содержится
Арсен, то спустя некоторое время в охлажденной суженной части
восстановительной трубки появляется темный налет с металлическим
блеском (свободный Арсен). Проверку наличия металлического налета в
трубке осуществляют через час после начала нагревания восстановительной
трубки.
Если результаты описанных опытов положительны, то делают вывод,
что сульфатная кислота и „купрованый” цинк непригодны для дальнейшего
исследования соединений Арсена в минерализате. Только при отрицательном
результате описанных опытов сульфатную кислоту и „купрованый” цинк
можно использовать для определения соединений Арсена в минерализатах и
других объектах.
3. Исследование минерализата. В колбу аппарата Марша вносят 10 г
„купрованого” цинка, не содержащего Арсена, а в капельную воронку
наливают 30 мл 2 моль/л раствора сульфатной кислоты, которая также не
содержит Арсена. Из капельной воронки небольшими порциями (по 4-5 мл)
приливают 2 моль/л раствор сульфатной кислоты к „купрованому” цинку.
Доливать большие объемы 2 моль/л раствора сульфатной кислоты к
„купрованому” цинку нельзя, поскольку это вызовет бурную реакцию, в
результате которой часть сульфатной кислоты может восстановиться до
сероводорода, который при нагревании восстановительной трубки аппарата
Марша будет выделяться в виде свободной серы и будет откладываться в
этой трубке. Следует также помнить, что в капельной воронке всегда должен
оставаться небольшой объем раствора сульфатной кислоты для
предотвращения проникновения воздуха в аппарат Марша через эту
воронку.
Через 15-20 мин. после начала взаимодействия цинка с сульфатной
кислотой в аппарате Марша проверяют полноту вытеснения воздуха из него
водородом так, как описано выше. После этого в капельную воронку, в которой
остался небольшой объем раствора сульфатной кислоты, вносят 20 мл
минерализата и 2 мл 10 %-го раствора Станум (II) хлорида в 50 %-м растворе
60
сульфатной кислоты. Содержимое капельной воронки в течении 30-40 мин.
небольшими порциями вливают в колбу аппарата Марша и равномерно
нагревают расширенную часть восстановительной трубки (перед сужением).
Одновременно с помощью полоски из марли охлаждают суженную часть
восстановительной трубки, размещенную по месту нагревания. Через 20-30
мин. после начала нагревания восстановительной трубки проверяют наличие
Арсена в минерализате с помощью таких опытов:
1) проверяют наличие налета в восстановительной трубке аппарата
Марша. Вид налета и место нахождения его в восстановительной трубке
могут свидетельствовать о наличии Арсена в минерализате;
2) зажигают водород, выходящий из трубки аппарата Марша. При
наличии Арсена в минерализате пламя окрашивается в синеватый цвет.
Водород зажигают только после вытеснения им воздух из аппарата. Если из
аппарата Марша не полностью вытесненный воздух, может произойти
взрыв;
3) в пламя, образованном при сгорании газов, выделяющиеся из
аппарата Марша, вносят холодные фарфоровые пластинки или кусочки
разбитых фарфоровых чашек. Если в минерализате содержатся соединения
Арсена, то на холодных фарфоровых кусочках или пластинках будет
откладываться сероватый налет;
4) восстановительную трубку аппарата Марша осторожно
поворачивают на 180° и погружают ее конец в 5%-ый раствор Аргентум
нитрата, содержащем аммониак. Если в потоке газов, выходящих из аппарата,
содержится арсин, то раствор темнеет вследствие выделения металлического
серебра:
AsН3 + 3AgNО3  AsAg3 + 3HNO3;
AsAg3 + 3AgNO3  AsAg3 • 3AgNO3;
AsAg3 • 3AgNO3 + 3H2O  6Ag + H3AsО3 + 3HNO3.
Нитратная кислота, выделяющаяся во время этих реакций,
связывается аммиаком. На протяжении первых 20-30 мин. от начала реакции
в аппарате Марша результаты пересчитанных выше опытов могут быть
положительными лишь при наличии относительно больших количеств
соединений Арсена в минерализате. При маленьком содержании соединений
Арсена в минерализате за такое время налет его в восстановительной трубке
не образуется. В связи с этим исследование минерализата на наличие Арсена
в аппарате Марша продолжают до одного часа, а иногда и на протяжении
длительного времени. Если в восстановительной трубке аппарата Марша
образуется налет, то его исследуют на наличие Арсена.
4. Исследование налета. Образование налета в восстановительной
трубке аппарата Марша один из важных доказательств наличия Арсена в
минерализате. Тем не менее, в этой трубке могут образовываться налеты и
других веществ (стибия, селена, серы и углерода).
Налеты элементарного Арсена можно отличить от налетов других
веществ по цвету и размещению их в восстановительной трубке. Налет
61
арсена серо-бурого цвета с металлическим блеском, налет стибия имеет
матово-черный цвет, селена - серый, а серы - желтый или бурый цвет.
При несоблюдении условий разрушения биологического материала в
минерализате могут содержаться остатки органических веществ, которые
откладываются в восстановительной трубке аппарата Марша в виде черного
налета (углерода). Налет арсена откладывается в суженной части
восстановительной трубки сразу за местом ее нагревания, а налет стибия - с
обеих сторон от места нагревания восстановительной трубки. Это
объясняется тем, что стибин SbН3 при нагревании разлагается легче, чем
арсин AsН3. Кроме того, стибий менее летучий, чем арсен.
Для дальнейшего исследования налетов, образованного в
восстановительной трубке, ее отсоединяют от аппарата Марша и выполняют
описанные ниже пробы.
Нагревают восстановительную трубку в местах локализации налета.
При
этом
происходит
окисление
веществ,
содержащихся
в
восстановительной трубке. Налеты углерода и серы окисляются кислородом
воздуха, превращаются в летучие оксиди (СО2, SO2) и быстро исчезают из
восстановительной трубки.
Налеты арсена и стибия окисляются и откладываются неподалеку от
места нагревания в виде оксидов. Кристаллы Арсен оксида имеют форму
октаэдров, а Стибий оксид аморфный. Образование кристаллов Арсен оксида
в форме октаэдров один из важнейших доказательств наличия Арсена в
минерализате.
При пропусании сероводорода через восстановительную трубку, в
которой находятся оксиды Арсена и Стибия, образуются их сульфиды,
которые отличаются между собой цветом. Арсен (ІІІ) сульфид желтый,
Стибий (ІІІ) сульфид - красный или черный цвет. Под действием
концентрированной хлоридной кислоты цвет Арсен (ІІІ) сульфида не
изменяется, а Стибий (ІІІ) сульфид обесцвечивается:
Sb2S3 + 6НС1  2SbCl3 + 3H2S.
Налеты Арсена, которые образовываются в восстановительной
трубке, растворяются в свежеприготовленном растворе Натрий гипохлорита:
2As + 5NaOCl + 3Н2О  2H3AsО4 + 5NaCl.
Налеты Стибия не растворяются в Натрий гипохлорите. Налеты
Арсена и Стибия, отложенные в восстановительной трубке аппарата Марша,
можно проявить методом микрокристаллоскопического анализа. Под
действием нескольких капель концентрированной нитратной кислоты налеты
растворяются с образованием арсенатной и метастибиатной кислот:
3As + 5HNO3 + 2Н2О  3H3AsО4 + 5NO;
3Sb + 5HNO3  3HSbО3 + 5NO + 2H2O.
2-3 капли растворов этих кислот наносят на предметное стекло и
выпаривают досуха. На сухие остатки наносят каплю 5 моль/л раствора
хлоридной кислоты и кристаллик Цезий хлорида. При наличии Стибия
образуются бесцветные кристаллы в виде многогранников. Соединения
62
Арсена с этим реактивом кристаллов не образуют. Если к этому раствору
прибавить кристаллик Цезий хлорида и кристаллик Калий йодида, то из
раствора, в котором содержатся соединения Арсена, выпадает краснооранжевый осадок.
Количественное определение Арсена
1. Колориметрический метод (по Зангер-Блеку)
Методика выполнения. В колбу прибора Зангер-Блека помещають 0,5-2,0 мл
минерализата или раствора минерализата, разбавленного в 5-10 раз (при
исследовании больших количеств Арсена - 0,5-1 мг в 100 г органа), 10 мл 2
моль/л раствора сульфатной кислоты, 5 мл воды, 1 мл 10 % раствора Станум
(II) хлорида, 2 г активированного цинка. Колбу закрывают насадкой, в
которую вставляют ватный тампон, обработанный Плюмбум ацетатом, а на
горизонтальную поверхность с небольшим отверстием насадки кладут
бумагу, пропитанную Меркурий (II) бромидом. Через 45 мин. из насадки
пинцетом вынимают реактивную бумагу, сравнивают пятно, которое
образовалось, со стандартной шкалой. Определения проводят в трех разных
объемах минерализата, а вывод о количестве Арсена делают по среднему
результату.
Приготовление стандартной шкалы. Готовят стандартный раствор Арсена с
содержанием 1 мг/мл в 2 моль/л растворе сульфатной кислоты. Для этого
очищают Арсен (ІІІ) оксид возгонкой. Навеску растворяют в небольшом
количестве 2 моль/л раствора Калий гидроксида и прибавляют 2 моль/л
раствор сульфатной кислоты до определенного объема. Стандартную шкалу
готовят из стандартного раствора перед использованием в интервале 110-4 110-3 мг Арсена.
Формула для расчета:
X = aV100/Vlm,
где X - количество Арсена в 100 г органа, мг;
а - количество Арсена в анализируемой пробе, мг;
V - объем минерализата после разрушения, мл;
V1 - объем минерализата, взятый для определения, мл;
m - навеска органа, г.
2. Объемный метод определения
Методика выполнения. Колбу со шлифом емкостью 150 мл, в которую
внесено 15 г купрованого мелко гранулированного цинка, закрывают
пришлифованой пробкой, соединенной с воронкой и отводной трубкой.
Трубку опускают в приемник, содержащий 50 - 100 мл 0,01 моль/л раствора
Аргентум нитрата, подщелоченого 0,5-1 мл 8 моль/л раствора аммиака.
Приемник соединяют с двумя поглотителями, содержащими соответственно
10 и 5 мл поглощающего раствора (подщелоченый раствор Аргентум
нитрата). Все части прибора герметично соединяют. В воронку помещают 20
- 100 мл минерализата, 2 мл 10 % раствора Станум (II) хлорида и в течении 23 ч. по каплям выпускают смесь в реакционную колбу. После окончания
реакции содержимое всех поглотителей объединяют, фильтруют; фильтр с
63
осадком промывают 0,3 моль/л раствором аммиака и фильтрат нейтрализуют
концентрированной нитратной кислотой, а потом прибавляют избыток ее (510 мл) и титруют Аргентум нитрат, который не прореагировал, 0,01 моль/л
раствором аммоний тиоцианата в присутствии железоаммонийного галуна
(до розового цвета).
Формула для расчета:
Х = (а1к1 – а2к2) 0,125V100/V1m,
где X - количество Арсена в 100 г объекта, мг;
a1 – объем 0,01 моль/л раствора Аргентум нитрата, мл;
к1 - поправка к концентрации 0,01 моль/л раствора Аргентум нитрата;
а2 – объем 0,01 моль/л раствора аммоний тиоцианата, мл;
K2 - поправка к концентрации 0,01 моль/л раствора аммоний тиоцианата;
V - объем минерализата после разрушения, мл;
V1 – объем минерализата, взятый для анализа, мл;
m - масса органа, г.
Судебно-медицинская
оценка
результатов
исследования.
Чувствительность открытия Арсена дробным методом в органах человека
находится на границе с его нормой.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ КАДМИЯ В МИНЕРАЛИЗАТЕ
При исследовании минерализатов на наличие ионов Кадмия их
переводят
во
внутрикомплексное
соединение
с
Натрий
диэтилдитиокарбаматом. Этот комплекс экстрагируют хлороформом, а
потом разрушают хлоридной кислотой. В кислом растворе открывают
ионы Кадмия.
1. Выделение ионов Кадмия из минерализата. В минерализате
могут быть ионы и мешают открытию Кадмия с помощью
соответствующих реакций. Поэтому сначала проводят выделение ионов
Кадмия из минерализата, прибавляя Натрий диэтилдитиокарбамат, который
образует с ионами кадмия устойчивое внутрикомплексное соединение:
2
H5C2
H5C2
S
N
+ Cd2+
C
SNa
H5C2
H5C2
S
S
N
C
C
S
Cd
S
N
C2H5
C2H5
+ 2Na+
Поскольку с Натрий диэтилдитиокарбаматом могут образовывать
внутрикомплексные соединения не только ионы Кадмия, а и другие
мешающие ионы, которые есть в минерализате, маскируют с помощью
глицерина и сегнетовой соли (Калий-Натрий тартрата). Образованный
Кадмий карбамат экстрагируют хлороформом, а потом разрушают его
хлоридной кислотой. В кислом растворе открывают ионы Кадмия с
помощью соответствующих реакций.
Методика выполнения реакции. В делительную воронку вносят 10 мл
минерализата, прибавляют 2 мл 10 %-го водного раствора глицерина, 4 мл 10
%-го раствора сегнетовой соли и 2-3 капли 0,1 %-ый раствор нильского
64
голубого; каплями прибавляют 2,5 моль/л раствор Натрий гидроксида до
появления розово-красного цвета, встряхивают. Потом прибавляют 3 мл 1 %го раствора Натрий диэтилдитиокарбамата в смеси этилового спирта и воды
(1:3) и 10 мл хлороформа. Содержимое делительной воронки энергично
встряхивают в течении 1 мин.
После разделения фаз отделяют хлороформный слой, который
переносят в другую делительную воронку, прибавляют 10 мл воды и
встряхивают. Потом водную фазу отбрасывают, а к хлороформному слою
прибавляют 2 мл 1 моль/л раствора хлоридной кислоты. Содержимое
делительной воронки встряхивают в течении 1 мин., потом от хлороформного
слоя отделяют водную фазу, в которой открывают ионы Кадмия.
2. Натрий сульфид. Ионы Cd2+ с сульфидами-ионами образуют
желтый осадок Кадмий сульфида.
Cd2+ + HS- = CdS + H+.
Реакции мешают ионы, дающие окрашенные осадки сульфидов,
например, Cu2+.
Методика выполнения реакции. К 1 мл водной фазы каплями прибавляют 2,5
моль/л раствор Натрий гидроксида до рН=5 (по универсальному индикатору)
и 3-4 капли 5 %-го свежеприготовленного раствора Натрий сульфида.
Образование желтого осадка свидетельствует о наличии ионов Кадмия в
водной фазе.
При отрицательном результате реакции на Кадмий с Натрий
сульфидом дальнейшее исследование водной фазы на наличие ионов Кадмия
не проводят. При положительном результате реакции дополнительно
проверяют раствор на наличие ионов Кадмия в водной фазе. Для этого
применяют описанные ниже реакции.
3. Бруцин и калий бромид. В присутствии ионов Кадмия дают
бесцветные кристаллы.
Cd 2+ + 2Н+ + 4Вr- + 2C23H26O4N2  Н2CdВr4(C23H26O4N2)2
Методика выполнения реакции. 2-3 капли водной фазы наносят на
предметное стекло и выпаривают досуха. На сухой остаток наносят каплю
насыщенного раствора бруцина в 0,5 моль/л растворе сульфатной кислоты и
каплю 5 %-го раствора Калий бромида. При наличии ионов Кадмия в
растворе образуются бесцветные призматические кристаллы, собранные в
виде сфероидов.
4. Пиридин и калий бромид. В присутствии ионов Кадмия дают
бесцветные кристаллы.
Cd 2+ + 2Вr- + 2C5H5N  Cd(C5H5N)2Вr2
Методика выполнения реакции. На предметное стекло наносят 2-3 капли
водной фазы, которую выпаривают досуха. На сухой остаток наносят каплю
пиридина и каплю 5 %-го раствора Калий бромида. При наличии ионов
Кадмия в растворе образуются бесцветные призматические кристаллы,
собранные в виде сфероидов.
65
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. Дробным
методом ионы Кадмия могут быть открыты в норме, вследствие накопления
их в организме при поступлении из окружающей среды. Это необходимо
учитывать при оценивании результатов анализа.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ СТИБИЯ В МИНЕРАЛИЗАТЕ
Для определения Стибия в минерализатах используют реакцию
образования ионного ассоциата с малахитовым зеленым и реакцию с натрий
тиосульфатом.
1. Малахитовый зеленый (бриллиантовый зеленый). Реакция с
малахитовым зеленым базируется на том, что малахитовый зеленый как
краситель образует с ацидокомплексом Стибия ионный ассоциат,
экстрагируемый ксилолом или толуолом, окрашивая эти растворители в
синий или голубой цвет. Для открытия Стибия вместо малахитового зеленого
можно использовать бриллиантовый зеленый, который может находиться в
виде хлорида, сульфата или оксалата):
+
(CH3)2N
N(CH3)2
+
(C2H5)2N
N(C2H5)2
C
C
Cl-
-
Cl
Малахитовый зеленый
Бриллиантовый зеленый
В минерализате Стибий может находиться в трехвалентном и
пятивалентном состоянии. При выполнении реакции на Стибий с
малахитовым зеленым к смеси минерализата и раствора этого красителя
прибавляют хлоридную кислоту, Натрий нитрит, мочевину и Натрий сульфат.
Под действием Натрий нитрита трехвалентный Стибий переходит в
пятивалентный:
HSbО2 + 2NaNO2 + 2НС1  HSbО3 + 2NO + 2NaCl + Н2О.
Избыток Натрий нитрита разлагается мочевиной:
2NaNO2 + 2НС1 + О=С(NH2)2  2N2 + СО2 + 2NaCl + 3Н2О.
При взаимодействии Стибию (V) с хлоридной кислотой образуется
ацидокомплекс [SbCl6]-:
HSbО3 + 6НС1  [SbCl6]- + Н+ + 3Н2О.
Ацидокомплекс [SbCl6]- образует с катионом малахитового зеленого
или бриллиантового зеленого ионный ассоциат:
+
(CH3)2N
N(CH3)2
C
[SbCl6]- +
+
(CH3)2N
N(CH3)2
C
[SbCl6]-
66
Высаливание Стибия в виде ионного ассоциата при экстракции
ксилолом или толуолом происходит под влиянием Натрий сульфата, который
прибавляют к смеси реагирующих веществ.
Методика выполнения реакции. В делительную воронку вносят 5 мл
минерализата, прибавляют 1 мл концентрированной сульфатной кислоты, 3
мл 5 моль/л раствора хлоридной кислоты и 2 капле 5 %-го раствора Натрий
нитрита. Смесь встряхивают, через 5 мин. прибавляют 1 мл насыщенного
раствора мочевины, 7 капель 0,5 %-го раствора малахитового зеленого в
смеси воды и этилового спирта (3:1), 2 г безводного Натрий сульфата и 5 мл
толуола. Содержимое делительной воронки встряхивают в течении
нескольких секунд.
При наличии Стибия в минерализате толуоловый слой приобретает
синий или голубой цвет. Окрашенный толуоловый слой переносят в другую
делительную воронку, прибавляют 3 мл 2,5 моль/л раствора сульфатной
кислоты и встряхивают. При наличии Стибия в минерализате толуоловый
слой не должен обесцвечиваться.
Этой реакции мешают ионы Талия, которые при этих условиях дают
такой же цвет, как и ионы Стибия.
2. Натрий тиосульфат. При взаимодействии соединений Стибия
(ІІІ) с Натрий тиосульфатом в кислой среде при нагревании выпадает
оранжевый осадок Sb2S3:
2Sb3+ + 3Na2S2O3 + 3Н2О  Sb2S3 + 3Na2SO4 + 6H+.
При неблагоприятных условиях прохождения этой реакции вместо
осадка Sb2S3 может образоваться красный осадок стибиевої киновари Sb2ОS2:
2Sb3+ + 2Na2S2O3 + 3Н2О  Sb2OS2 + 2Na2SO4 + 6H+.
При большом избытке кислоты вместо Стибий (ІІІ) сульфида Sb2S3
выпадает у осадок серы (вследствие разложения Натрий тиосульфата
кислотой):
Na2S2O3 + 2НС1  S + SO2 + 2NaCl + Н2О.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 5 мл минерализата,
прибавляют 5 капель насыщенного раствора Натрий тиосульфата и кипятят
смесь на течении 1-2 мин. Образование оранжевого осадка Стибий (III)
сульфида свидетельствует о наличии Стибия в минерализате.
Эту реакцию используют для открытия Стибия, она отличает его от
Талия, который не образует осадка с Натрий тиосульфатом.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. При
судебно-химическом исследовании органов человека дробным методом ионы
Стибия в норме не открываются в организме.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ МЕРКУРИЯ В ДЕСТРУКТАТЕ
Выделение ионов Меркурия из биологического материала
Выше, при характеристике методов разрушения биологического
материала смесью сульфатной и нитратной кислот, сульфатной, нитратной и
перхлоратной кислотами, пергидролем и сульфатной кислотой было указано,
67
что эти методы не пригодны для исследования органов трупов и
биологических жидкостей на наличие в них соединений Меркурия. Это
объясняется тем, что соединения Меркурия летучие и потому теряются во
время разрушения биологического материала с помощью пересчитанных
методов при продолжительном нагревании.
Для того чтобы предотвратить потери ртути во время судебнотоксикологических исследований, А.А. Васильева предложила метод
деструкции биологического материала вместо разрушения его с помощью
пересчитанных выше методов. Метод деструкции биологического материала,
предложенный А.А. Васильевой, усовершенствовали О.М. Крылова и другие
исследователи.
Деструкция биологического материала. Под деструкцией понимают
процесс разрушения структуры биологического материала, вследствие
которого в деструктате еще остаются не разрушенными некоторые составные
части белковых и других физиологически важных веществ. Если, после
разрушения органических веществ с помощью рассмотренных выше методов
в минерализате совсем не остается даже следов этих веществ, то в
деструктате еще могут содержаться пептиды, молекулы органических
веществ, аминокислоты и продукты их декарбоксилирования и дезаминирования. Так, деструкцию биологического материала следует рассматривать
как первую стадию минерализации (неполную минерализацию).
Задача деструкции заключается не в полном разрушении
биологического материала, а в расщеплении крепких ковалентных связей
между ионами Меркурия и сульфгидрильными и некоторыми другими
функциональными группами белков, пептидов и аминокислот. Вследствие
деструкции Меркурий из трупного материала переходит в деструктат, в
котором можно открыть и количественно определить катионы этого металла.
Для выполнения деструкции биологического материала нужно
значительно меньше времени, чем для минерализации. Скорость деструкции
увеличивается при добавлении этилового спирта, который является
своеобразным катализатором в этом процессе. И минерализат, и деструктат
должны быть очищены от нитратной и нитритной кислот и оксидов
Нитрогена. Для этого проводят денитрацию, которая описана выше (см.
занятие № 3). Из всех веществ, которые используют для денитрации
минерализатов, для денитрации деструктатов используют мочевину, которая
реагирует с остатками нитратной и нитритной кислот по уравнению:
2HNО2 + О=C(NH2)2  2N2 + СО2 + 3Н2О;
2HNO3 + О=С(NH2)2  N2 + 2NO + СО2 + 3Н2О.
Методика деструкции органов трупов. 20 г измельченного органа трупа
вносят в коническую колбу вместительностью 200 мл, прибавляют 5 мл воды,
1 мл этилового спирта и 10 мл концентрированной нитратной кислоты.
Потом в колбу небольшими порциями вносят 20 мл концентрированной
сульфатной кислоты с такой скоростью, чтобы оксиды Нитрогена не
выделялись из колбы. После окончания добавления концентрированной
68
сульфатной кислоты колбу оставляют на 5-10 мин. при комнатной
температуре (до прекращения выделения оксидов Нитрогена). Потом колбу
устанавливают на кипящий водный нагреватель и нагревают на течении 10-20
мин. Если после нагревания колбы на кипящем водном нагревателе останутся
неразрушенными кусочки биологического материала, то их осторожно
растирают стеклянной палочкой, прижимая к стенкам колбы.
При бурном протекании реакции с выделением оксидов Нитрогена в
колбу прибавляют 30-50 мл горячей воды. Полученный горячий деструктат
смешивают с двойным объемом кипящей воды и, не охлаждая жидкости, ее
фильтруют сквозь 2 слоя фильтровальной бумаги. Фильтр, через который
фильтровали деструктат, и остатки на нем жира 2-3 раза промывают горячей
водой. Промывные воды присоединяют к профильтрованому деструктату.
Полученную таким образом жидкость переносят в друге колбу, в которую
налито 20 мл насыщенного раствора мочевины. Потом деструктат
охлаждают, доводят до определенного объема водой и исследуют его на
наличие Меркурия.
Деструкция органических веществ в моче. После отравления
соединениями Меркурия моча может содержать определенное количество
этого яда, связанного с белками, пептидами, аминокислотами и другими
компонентами. Некоторое количество Меркурия может переходить в мочу
также в виде ионов. Чтобы открыть их в моче, следует провести деструкцию
разных компонентов, которые выделяются из организма с мочой.
О.Ф. Рубцов и О.М. Крылова предложили два способа деструкции
органических веществ в моче.
1. В колбу Кельдаля вместительностью 500 мл вносят пробу
нефильтрованной суточной мочи объемом 200 мл. К моче прибавляют 35 мл
концентрированной нитратной кислоты и 2 мл этилового спирта. Потом в
колбу небольшими порциями вносят 25 мл концентрированной сульфатной
кислоты. Кислоту прибавляют так, чтобы жидкость в колбе не вспенивалась и
из нее не выделялись оксиды Нитрогена. После окончания добавления
концентрированной сульфатной кислоты содержимое колбы нагревают на
кипящем, водном нагревателе в течении 40 мин. Потом прибавляют 20 мл
насыщенного раствора мочевины. Если в деструктате будет осадок, то его
отфильтровывают. Фильтр промывают горячей водой. Промывные воды
присоединяют к деструктату, который потом исследуют на наличие
Меркурия.
2. В колбу Кельдаля вместительностью 500 мл вносят 200 мл
нефильтрованной суточной мочи, к которой небольшими порциями
прибавляют 25 мл концентрированной сульфатной кислоты. Потом
небольшими порциями в колбу вносят 7 г Калий перманганата. Колбу
оставляют на 40 мин. при комнатной температуре, периодически встряхивая
ее содержимое. Потом в колбу небольшими порциями вносят насыщенный
раствор оксалатной кислоты до исчезновения окраски Калий перманганата.
Полученый деструктат используют для открытия и количественного
определения Меркурия. Этот способ деструкции белковых веществ в моче
69
более быстрый, чем первый.
Деструкция органических веществ в крови. Для этой цели пригодна
описанная выше методика деструкции органов трупа с тем лишь отличием,
что к пробе крови не прибавляют воду. На исследование берут 50-100 мл
крови.
Открытие ионов Меркурия в деструктате
Для открытия ионов Меркурия в деструктате используют реакцию с
дитизоном и с суспензией Купрум (І) йодида. Реакция с дитизоном может
быть использована для фотоколориметрического определения Меркурия,
реакция с суспензией Купрум (І) йодида - для визуального
колориметрического определения ионов этого металла в деструктате.
1. Дитизон. Реакция с дитизоном базируется на том, что при
взаимодействии ионов
Меркурия (II) с дитизоном образуется
однозамещенный дитизонат этого катиона:
C6H5-N=N-C-S-Hg-S-C-N=N-C6H5
Hg2+ + 2 C6H5-N=N-C SH
+ 2H+
C6H5-NH-N
N-NH-C6H5
C6H5-NH-N
В кислой среде Меркурий дитизонат имеет желто-оранжевый цвет, а
в щелочной или слабощелочной - пурпурово-красный. Эти дитизонаты
хорошо экстрагируются тетрахлорметаном и хлороформом. Для маскировки
ионов,
мешающих
открытию
Меркурия,
используют
сульфат
гидроксиламина, аскорбиновую кислоту и некоторые другие вещества.
Методика выполнения реакции. Около половины деструктата вносят в
делительную воронку, прибавляют 10 мл хлороформа и встряхивают в
течении 1-2 мин. Хлороформный слой, в котором могут содержаться разные
примеси, перешедшие в деструктат, отделяют от водной фазы, которую еще
несколько раз встряхивают с новыми порциями хлороформа (по 10 мл), пока
хлороформный слой не перестанет окрашиваться в желтый или буроватый
цвет.
К очищенному таким образом деструктату прибавляют 10 мл 10 %-го
раствора сульфата гидроксиламина или 10 мл 10 %-го раствора аскорбиновой
кислоты, 5 мл хлороформа и 0,3 мл 0,01 моль/л раствора дитизона в
хлороформе зеленго цвета. Смесь встряхивают в течении 1-2 мин. Появление
желтого или оранжево-желтого цвета хлороформного слоя свидетельствует о
наличии Меркурия в деструктате.
Следует заметить, что при небольших количествах ионов Меркурия
в деструктате желтый или желто-оранжевый цвет хлороформного слоя может
не появиться, поскольку он будет маскироваться зеленым цветом избытка
дитизона. Поэтому зеленый хлороформный слой встряхивают с раствором
аммиака, который связывает свободный дитизон, переводя его в аммонийную
соль. Лишь после этого может появиться желтый или желто-оранжевый цвет
Меркурий дитизоната в хлороформном слое.
70
2. Суспензия Купрум (І) йодида. Во время взаимодействия ионов
Меркурия с суспензией Купрум (І) йодида появляется красный или
оранжево-красный осадок Cu2[HgІ4]:
Hg2+ + 4CuІ  Cu2[HgІ4] + 2Cu+.
Этой реакции мешают окислители, которые с суспензией Купрум (І)
йодида выделяют свободный йод, имеющий желто-бурый цвет:
2 CuІ + О2 + 4Н+  І2 + 2Сu2+ + 2Н2О.
Методика выполнения реакции. К 10-15 мл декструктата прибавляют 10 мл
суспензии Купрум (І) йодида. Появление красного или оранжевого осадка
свидетельствует о наличии ионов Меркурия в деструктате.
Количественное определение Меркурия.
Количественное определение выделенного Меркурия проводится с
помощью экстракционно-фотометрического метода, базирующийся на
реакции этих ионов с дитизоном.
Методика выполнения. В делительную воронку вносят 10 мл деструктата,
прибавляют 1 мл 1 моль/л раствора сульфатной кислоты, 4 мл воды, 5 мл 10%
раствора аскорбиновой кислоты (маскирующий агент) и 3 мл хлороформного
раствора дитизона. Содержимое делительной воронки встряхивают 2 мин и
оставляют на 2 мин для разделения фаз. Фазу органического растворителя
сливают в колбу вместительностью 50 мл, а водную фазу встряхивают с
новыми порциями хлороформного раствора дитизона (по 3 мл) до тех пор,
пока не перестанет изменяться зеленый цвет хлороформного раствора
дитизона. Хлороформные вытяжки переносят в делительную воронку и
встряхивают с 10 мл разбавленного раствора аммиака на течении 3 мин.
Хлороформные вытяжки переносят в колбу вместительностью 50 мл и
доводят до метки хлороформом. Оптическую плотность полученных
хлороформных вытяжек измеряют на спектрофотометре в кювете с толщиной
слоя 10 мм при 485 нм. Содержание Меркурия определяют по
градуировочному графику. Этот метод разрешает определять Меркурий в
пределах концентраций от 10 мкг до 90 мкг в 50 мл конечного раствора.
Построение градуировачного графика. Из стандартного раствора с
титром Меркурия 0,1 мг/мл Меркурия (II) готовят растворы, которые
содержат 1*10-2 и 1*10-3 мг Меркурия в 1 мл 2 моль/л раствора сульфатной
кислоты. К определенному объему растворов Меркурия прибавляют 2 моль/л
раствора сульфатной кислоты до общего объема 20 мл и проводят
экстракцию Меркурий дитизоната по вышеописанной методике, но с таким
расчетом, чтобы в конечном объеме растворителя придерживалась
концентрация Меркурия в пределах выполнения закона Ламберта-БугераБера (510-2 - 510-3мг/мл).
Формула для расчета:
X = cVe2100/m,
где X - количество Меркурия в перерасчете на 100 г органа, мг;
с - концентрация Меркурия в экстракте, мг/мл;
71
Ve – объем экстракта Меркурий дитизоната, мл;
m - масса органа, г.
Колориметрический метод
Методика выполнения. К половине объема деструктата прибавляют 250 мл
воды и 10 мл зависи Купрум (І) йодида: если завись окрашивается в розовый
или красный цвет, то его прибавляют до полного осаждения Меркурия (II), на
что идет 40 и больше миллилитров реактива. Через 30 мин. осадок
отфильтровывают через плотный бумажный фильтр и промывают 50 мл
смеси ацетона или этанола с 2 % раствором Натрий сульфата (1:1). Первые
порции фильтрата, окрашенные в желтый цвет, отбрасывают. Полное
промывание от пигментов ведут 1 % раствором Натрий сульфата к
получению бесцветного фильтрата с рН 3,0. После этого осадок
обрабатывают на фильтре 0,25 % раствором йода, объемом от 10 до 100 мл в
зависимости от цвета смеси (при светло-розовом 10-20, розовом - 20-50,
красном - 50-100 мл). Колориметрическое определение проводят с 3
объемами раствора Меркурия, полученного при обработке зависи раствором
йода. Объем колориметрируемого раствора доводят до 6 мл 0,25 % раствором
йода, после чего прибавляют к нему 4 мл свежеприготовленного раствора,
содержащего Купрум сульфат, Натрий сульфат, Натрий гидрокарбонат.
Колориметрическую шкалу готовят в интервале 110-3 - 110-2 мг.
Определенное количество стандартного раствора Меркурия в растворе йода
отмеряют микропипеткой в колориметрическую пробирку, прибавляют до 6
мл 0,25 % раствора йода и 4 мл сложного раствора. Хорошо перемешивают
содержимое пробирок и через 1-2 мин сравнивают исследуемые пробы со
шкалой.
Формула для расчета:
X = aV2100/V1m,
где X - количество Меркурия в 100 г органа, мг;
а - количество Меркурия в колориметрованом объеме, мг;
V - объем раствора йода, взятый для растворения Меркурия, мл;
V1 – объем раствора йода, взятый для колориметрирования, мл;
m - масса органа, г.
Судебно-медицинская оценка результатов исследования. При
судебно-химическом исследовании органов человека дробным методом ионы
Меркурия могут быть открыты в организме как продукт накопления
вследствие поступления из окружающей среды.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Применение
микрокристаллоскопических
реакций
в
химикотоксикологическом анализе.
2. Реакции открытия ионов Sb3+, Hg2+, Bi3+, AsIII, Cd2+, Tl+ и условия их
проведения.
3. Особенности проведения минерализации биологического материала при
подозрении на отравление соединениями Меркурия.
72
Методы количественного определения ионов Hg2+, AsIII.
Выбор условий проведения маскировки.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Проводить реакции открытия ионов Sb3+, Hg2+, Bi3+, AsIII, Cd2+, Tl+, которые
применяются в химико-токсикологическом анализе.
2. Правильно выбрать условия маскировки мешающих ионов.
3. Открывать определенные „металлические” яды в присутствии других.
4. Проводить деструкцию биологического материала при подозрении на
отравление соединениями Меркурия.
5. Проводить количественное определение ионов Меркурия и Арсена в
минерализате.
6. Трактовать полученные результаты при исследовании минерализата на
ионы Mn2+, Cr3+, Ag+, Cu2+, Zn2+.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. - К.: Высшая
школа, 1989. - С. 89-94, 323-328, 333-342, 344-349, 354-362.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.:
Высшая школа, 1982. - C. 215-219, 222-230, 232-235, 239-240.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975.
- С. 323-339, 341-349.
Дополнительные: 1. Ершов Ю.А., Плетенева Т.В. Механихмы токсического
действия неорганических соединений. - М.: Медицина, 1989. - С.
102-108, 114-120, 138-147, 152-158.
2. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - С. 159-177,
181-186.
4.
5.
ЗАНЯТИЕ № 7, 8.
ТЕМА: Исследование минерализата на неизвестную „металлический” яд с
помощью дробного метода.
ЦЕЛЬ: Выполнить выделение неизвестных „металлических” ядов из
биологического материала и провести исследование минерализата
на наличие и содержание „металлических” ядов.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Соединения тяжелых металлов часто становятся причиной острых и
хронических отравлений и поэтому возникает потребность в выделении этих
ядов из биологического материала и их открытии. Некоторые из них входят в
состав клеток живых организмов и потому необходимо проводить также
количественное определение открытых элементов.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Физическое и химическое свойства соединений тяжелых металлов (курс
неорганической химии).
2. Реакции открытия ионов „металлических” ядов (курсы аналитической и
токсикологической химии).
73
3. Применение экстракции в химическом анализе (курсы аналитической
химии).
4. Применение органических реагентов в анализе (курсы неорганической,
органической, аналитической химии).
5. Использование соединений Бария, Плюмбума, Мангана, Купрума, Цинка,
Бисмута и т.п. в медицинской практике (курс фармакологии).
6. Спектрофотометрические методы анализа (курсы аналитической,
фармацевтической химии).
7. Микроэлементы организма и их содержание в разных органах и тканях
организма (курс биологической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. „Акт судебно-токсикологического исследования” и „Вывод эксперта”.
2. Дробный метод анализа „металлических” ядов.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Исследование биологического материала (модельной задачи).
А. Деструкция биологического материала. По 20 г исследуемых объектов
помещают в колбу Кельдаля и проводят деструкцию смесью нитратной и
сульфатной кислот в присутствии этилового спирта (см. занятие № 6).
Деструктат исследуют на наличие Меркурия с помощью реакций с дитизоном
и с суспензией Купрум (І) йодида.
Б. Минерализация биологического материала (задачи). 100 г исследуемого
биологического материала минерализуют смесью нитратной и сульфатной
кислот, проводят денитрацию и доводят водой до объема, приблизительно
180 мл (см. занятие № 3).
Исследование минерализата
I. Органолептический контроль. Минерализат исследуют на наличие осадка и
цвет. При наличии в исследуемом материале ионов Плюмбума и Бария в
минерализате наблюдается белый осадок (сульфаты), при наличии ионов
Купрума минерализат может приобретать голубой цвет, а при наличии ионов
Хрома - зелено-фиолетового.
При наличии осадка, его отделяют (фильтруют, центрифугируют; см.
занятие № 4).
II. Исследование осадка из минерализата. Белый осадок отделяют от
жидкости путем центрифугуривания, или фильтрования, промывают
раствором сульфатной кислоты, а потом - горячим раствором ацетата
аммония - при этом растворяется Плюмбум сульфат. Раствор, который при
этом образовался, исследуют на наличие катиона Плюмбума с помощью
таких реакций: с Натрий родизонатом, с дитизоном, с Калий йодидом, с
Калий хроматом, с Купрум ацетатом и Натрий нитритом. После полного
отмывания осадка от Плюмбум сульфата, оставшийся осадок (Барий сульфат)
переводят в Барий карбонат. Потом Барий карбонат растворяют и проводят
реакции с Натрий родизонатом, с Калий перманганатом, с Калий дихроматом
(см. занятие № 4).
III. Исследование фильтрата после отделения белого осадка.
1. Часть минерализата (по 1 мл) исследуют на ионы Мангана (с
74
Калий перйодатом и с аммоний персульфатом).
2. Часть минерализата (по 1 мл) исследуют на ионы Хрома (с
дифенилкарбазидом и реакцией образования надхромовой кислоты).
3. К 5 мл минерализата прибавляют раствор дитизона в хлороформе с
целью образования Аргентум дитизоната. При положительном результате к
90 мл жидкой части минерализата (фильтрата) прибавляют хлориды для
полноты осаждения Аргентум хлорида и исследуют отдельно осадок (на
Аргентум) и фильтрат.
3а. Осадок Аргентум хлорида растворяют в растворе аммиака и
проводят реакции с Калий йодидом, тиомочевиной и Калий пикратом. Все
другие „металлические” яды исследуют в фильтрате, полученном после
отделения Аргентум хлорида (или в первом минерализате - при отсутствии
Аргентума).
3б. При отсутствии катионов Аргентума продолжают исследовать
части минерализата (предыдущий фильтрат без добавления хлоридов) на
другие катионы.
4. Исследуют 10 мл фильтрата (минерализата) на катион Купрума.
Для этого экстрагируют Купрум в виде диэтилдитиокарбамата. Купрум
диэтилдитиокарбамат разрушают Меркурий (II) хлоридом. При этом ионы
Купрума переходят в водную фазу. В водной фазе проводят реакции
открытия Купрума: с дитизоном, с аммоний тетрароданомеркуратом, с Калий
гексацианоферратом (ІІ), с пиридин-роданидным реактивом.
5. Часть минерализата (по 1 мл) исследуют на Стибий (с
малахитовым зеленым, с Натрий тиосульфатом).
6. По 2 мл минерализата используют для открытия Арсена (реакции
Зангер-Блека и Марша, реакция с раствором Аргентум диэтилдитиокарбамата
в пиридине).
7. Две порции минерализата (10 и 5 мл) исследуют на наличие
Бисмута (с 8-оксихинолином и тиомочевиной). При положительном
результате этих реакций Бисмут экстрагируют из минерализата в виде
диэтилдитиокарбамата (при рН=14), или восстанавливают до металлического
Бисмута. После реэкстракции Бисмута нитратной кислотой - проводят
дополнительные реакции с тиомочевиной, с бруцином и Калий бромидом, с
Цезий хлоридом и Калий йодидом.
8. 0,5 мл минерализата предварительно исследуют реакцией с
дитизоном (при рН = 8,5). При отсутствии цвета слоя органического
растворителя - дальнейшего исследования цинка не проводят. При наличии
цвета - Цинк экстрагируют из 10 мл минерализата в виде
диэтилдитиокарбамата, потом реэкстрагируют (1 моль/л хлоридной кислотой)
в водную фазу и проводят реакции на Цинк (с аммоний
тетрароданомеркуратом, с Калий гексацианоферратом (ІІ), с Натрий или
аммоний сульфидом).
9. Кадмий экстрагируют из 10 мл минерализата в виде
диэтилдитиокарбамата, потом реэкстрагируют (1 моль/л хлоридной кислотой)
в водную фазу и проводят реакции на Кадмий (с Натрий или аммоний
75
сульфидом, с бруцином и Калий бромидом, пиридином и Калий бромидом).
10. Две порции минерализата (по 5 мл) исследуют (используя
маскирующие реагенты - цитратную кислоту, тиомочевину) на Талий:
реакции с дитизоном и с малахитовым зеленым.
IV. Количественное определение. При открытии в исследуемой задаче
„металлических” ядов проводится их количественное определение с
помощью экстракционно-фотометрического анализа (см. занятие № 4-6).
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Случаи применения экстракции в химико-токсикологическом анализе.
2. Реакции открытия ионов тяжелых металлов и условия их проведения.
3. Особенности проведения минерализации биологического материала при
подозрении на отравление соединениями Меркурия.
4. Методы количественного определения ионов тяжелых металлов.
5. Выбор условий проведения маскировки.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Составлять схему химико-токсикологического анализа.
2. Выбрать метод выделения „металлического” яда из биологического
материала.
3. Проводить выделение и открытие неизвестного „металлического” яда из
биологического материала.
4. Проводить исследование осадка в минерализате.
5. Выбирать условия маскировки ионов, которые мешают исследованию.
6. Проводить количественное определение „металлических” ядов,
выделенных из биологического материала, с помощью экстракционнофотометрических методов анализа.
7. Правильно трактовать результаты проведенного исследования.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. - К.: Высшая
школа, 1989. - С. 284-364.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.:
Высшая школа, 1982. - C. 26-30, 197-241.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975.
- С. 278-353.
Дополнительные: 1. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - С. 133-186.
2. Крылова А.Н. Исследование биологического материала на
„металлические” яды дробным методом. - М.: Медицина, 1975. 99 с.
ЗАНЯТИЕ № 9.
ТЕМА: Итоговое занятие по теме: „Химико-токсикологическое исследование
„металлических” ядов и их токсикологические характеристики”.
Защита
акта
судебно-токсикологического
исследования
биологического материала на „металлические” яды.
76
ЦЕЛЬ: Обобщение теоретических знаний и практических навыков по
методам минерализации, реакциях открытия ионов тяжелых
металлов в минерализате, а также основных понятиях
токсикологии и токсикологической химии.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Соединения Бария, Плюмбума, Мангана, Хрома, Аргентума,
Купрума, Цинка, Бисмута, Талия, Стибия, Кадмия, Арсена и Меркурия часто
становятся причиной острых и хронических отравлений. Вероятно
одновременное поступление соединений нескольких тяжелых металлов.
Поэтому необходимо не только правильно проводить анализ, а и правильно
трактовать полученные результаты и оформить их в виде акта судебнотоксикологического исследования.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Физическое и химическое свойства соединений тяжелых металлов (курс
неорганической химии).
2. Реакции открытия ионов „металлических” ядов (курсы аналитической и
токсикологической химии).
3. Применение экстракции в химическом анализе (курсы аналитической
химии).
4. Применение органических реагентов в анализе (курсы неорганической,
органической, аналитической химии).
5. Использование соединений Бария, Плюмбума, Мангана, Купрума, Цинка,
Бисмута и т.п. в медицинской практике (курс фармакологии).
6. Спектрофотометрические методы анализа (курсы аналитической,
фармацевтической химии).
7. Микроэлементы организма и их содержание в разных органах и тканях
организма (курс биологической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Токсикологическая химия, ее содержание, задачи, разделы и связь с
другими науками.
2. Токсикология, ее содержание, задачи, разделы.
3. Определение понятий „объект исследования” и „вещественное
доказательство”.
4. Нормативные документы, которые регламентируют оформление
„вещественных доказательств”.
5. Особенности химико-токсикологического анализа.
6. Суть проведения внешнего осмотра и предварительных исследований
объектов.
7. Консервирование биологического материала. Составление плана химикотоксикологического анализа.
8. Организация судебно-медицинской и судебно-химической экспертизы.
Права и обязанности эксперта-токсиколога.
9. Определение понятий „отравление” и „яд”. Классификация ядов и
отравлений.
10. Пути поступления ядовитых веществ в организм, их всасывание,
77
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
распределение и пути выведения. Методы детоксикации ядов в
организме.
Применение
микрокристаллоскопических
реакций
в
химикотоксикологическом анализе.
Экстракции, как метод разделения и концентрирование, его применение в
токсикологической химии. Количественные характеристики экстракции и
условия ее проведения.
Соединения, которые принадлежат к группе „металлических” ядов.
Типы связей (ионные, ковалентные и т.п.), которые образуются при
взаимодействии „металлических” ядов с белками, пептидами и
аминокислотами в организме. Привести примеры и написать уравнения
соответствующих реакций.
Основные недостатки методов сухого озоления и методов минерализации
биологического материала кислотами (нитратной, сульфатной, перхлорат
ной и др.).
Методы разрушения биологического материала смесью нитратной и
сульфатной кислот; смесью нитратной, сульфатной и перхлоратной
кислот; сульфатной кислотой и пергидролем.
Основные этапы проведения минерализации: деструкция, минерализация,
денитрация.
Отбор и подготовка проб биологического материала для исследования
его на наличие „металлических” ядов.
Маскирующие реагенты, их применение, соответствующие уравнения
реакции.
Реагенты, которые применяются в дробном анализе минерализата на
наличие „металлических” ядов.
Дробный метод и систематический ход анализа.
Соединения Бария и Плюмбума их применение, пути поступления,
выведение, токсичное действие.
Характерные реакции открытия ионов Плюмбума и Бария.
Условия образования дитизонатов металлов.
Количественное определение Бария и Плюмбума.
Микроэлементы и их значение при трактовке результатов исследования.
Соединения Мангана и их применение. Дробный метод открытия и
количественного определения. Токсикологическое значение.
Соединения Хрома и их применение. Открытие и количественное
определение. Токсикологическое значение.
Соединения Аргентума и их применение. Дробный метод анализа,
открытие и количественное определение. Токсикологическое значение.
Соединения Цинка и их применение. Особенности изолирования из
биологического материала, открытие и количественное определение.
Токсикологическое значение.
Соединения
Купрума,
имеющие
токсикологическое
значение.
Изолирование из биологического материала и дробный метод открытия.
Количественное определение. Оценка результатов анализа.
78
32. Соединения Стибия и их применение. Дробный метод открытия.
Токсикологическое значение.
33. Соединения Бисмута и их применение. Открытие и токсикологическое
значение.
34. Соединения Арсена и их применение. Дробный метод анализа, открытие
и количественное определение. Токсикологическое значение.
35. Соединения Меркурия, их применение, пути поступления, выведение,
токсичное действие. Изолирование из биологического материала и
дробный метод открытия. Количественное определение. Оценка
результатов анализа.
36. Соединения Кадмия и их применение. Открытие и токсикологическое
значение.
37. Соединения Талия и их применение. Открытие и токсикологическое
значение.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. При обзоре содержимого желудка были выявлены кусочки растений.
Ваши дальнейшие действия?
2. При обзоре содержимого желудку было отмечено: а) желтый цвет; б)
синий цвет. На какое вещество может быть проведено исследование?
Есть ли необходимость проведения минерализации?
3. При проведении предварительных исследований содержимого желудка
на наличие аммиака и сероводорода были получены следующие
результаты: а) положительная реакция на аммиак, отрицательная - на
сероводород; б) положительная реакция на аммиак и на сероводород.
Какой можно сделать вывод?
4. Проведение предварительных исследований содержимого желудка дало
положительную реакцию с Плюмбум ацетатной, лакмусовой бумажками
и бумажкой, смоченной щелочным раствором Купрум сульфата. Можем
ли мы проводить исследование на аммиак?
5. При проведении предварительных исследований содержимого желудка
рН его водной вытяжки равно 9. При добавлении к водной вытяжке 10 %
раствора Барий нитрата или Барий хлорида образовался осадок белого
цвета. Какой можно сделать вывод? Напишите соответствующие
уравнения реакций.
6. Осадок сульфатов после минерализации имеет грязно-зеленый цвет.
Составьте схему его исследования, напишите химизм реакций и укажите
их химико-токсикологическую оценку.
7. При исследовании белого осадка сульфатов результатом реакции с
дитизоном является красный цвет хлороформного слоя, а результатом
реакции с Натрий сульфидом - черный осадок. Какой можно сделать
вывод? Напишите схему анализа осадка сульфатов, химизм реакций и
дайте их химико-токсикологическую оценку.
8. При исследовании минерализата в реакции с дитизоном получили
розовый цвет хлороформного слоя, а в реакции с Натрий сульфидом белый осадок. Какой можно сделать вывод? Напишите схему анализа
79
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
минерализата, химизм реакций и дайте их химико-токсикологическую
оценку.
При исследовании минерализата в реакции с дитизоном получено желтый
цвет хлороформного слоя. Какой можно сделать вывод? Напишите схему
анализа минерализата на этот „металлический” яд, химизм реакций и
дайте их химико-токсикологическую оценку.
При выполнении анализа на Бисмут используют раствор Натрий
диэтилдитиокарбамата. Обоснуйте принцип его использования. При
анализе
каких
“металлических”
ядов
применяются
диэтилдитиокарбаматы? Напишите химизм реакций и дайте их химикотоксикологическую оценку.
Какая реакция в ходе анализа на Бисмут имеет значение предварительной
и подтверждающей. Приведите схему анализа на этот “металлический”
яд, напишите химизм реакций и дайте их химико-токсикологическую
оценку.
При выполнении реакции Зангер-Блека на бумаге появляется желтое или
коричневое пятно. Возможно ли на основе этой реакции доказать наличие
Арсена в минерализате? Приведите полную схему анализа на этот
“металлический” яд, напишите химизм реакций и дайте их химикотоксикологическую оценку.
При проведении реакции Зангер-Блека на бумаге появляется черное
пятно. Какие ошибки в работе обуславливают этот цвет пятна?
Приведите полную схему анализа на исследуемый “металлический” яд,
напишите химизм реакций и дайте их химико-токсикологическую
оценку.
При анализе каких “металлических” ядов используют экстракцию
ионных ассоциатов в слой толуола, который приобретает синюю окраску.
Напишите схемы анализа этих “металлических” ядов, химизм реакций и
дайте их химико-токсикологическую оценку.
Возможно ли при проведении минерализации сульфатной и нитратной
кислотами открыть Меркурий в минерализате? Объясните ответ и
приведите схему выделения Меркурия из трупного материала и
подготовку деструктата к анализу на Меркурий.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
Права и обязанности эксперта-токсиколога.
Документация, которая ведется экспертом-токсикологом.
Требования
к
написанию
„Акт
судебно-токсикологического
исследования”.
Структура „Акта судебно-токсикологического исследования”.
Применение микрокристаллоскопических реакций и экстракции в
химико-токсикологическом анализе. Условия их проведения.
Реакции открытия ионов тяжелых металлов (Бария, Плюмбума, Мангана,
Хрома, Аргентума, Купрума, Цинка, Бисмута, Талия, Стибия, Кадмия,
Арсена и Меркурия) и условия их проведения.
80
Особенности проведения минерализации биологического материала при
подозрении на отравление соединениями Меркурия.
8. Методы количественного определения ионов тяжелых металлов (Бария,
Плюмбума, Мангана, Хрома, Аргентума, Купрума, Цинка, Бисмута,
Талия, Стибия, Кадмия, Арсена и Меркурия).
9. Выбор условий проведения маскировки.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Оформить ”Акт судебно-токсикологического анализа”.
2. Выбирать условия проведения анализа.
3. Трактовать результаты проведенного исследования.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. - К.: Высшая
школа, 1995. - С. 5-59, 77-94, 283-364.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.:
Высшая школа, 1982. - C. 26-30, 197-241.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975.
- С. 5-8, 27-58, 278-353.
Дополнительные: 1. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - С. 133-186.
2. Крылова А.Н. Исследование биологического материала на
„металлические” яды дробным методом. - М.: Медицина, 1975. 99 с.
7.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИМЕРНЫЙ АКТ СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ
(ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ) ЭКСПЕРТИЗЫ
АКТ №
СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ
ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ ТРУПА ГР. __________,
НАПРАВЛЕННЫХ СЛЕДОВАТЕЛЕМ
При постановлении о назначении судебно-химической экспертизы
от
, акт судебно-медицинского исследования трупа
от
и другая переписка на
листах.
Исследование производилось в
химикомэкспертом
.
Начато________________ Окончено ____________________
ОБСТОЯТЕЛЬСТВА ДЕЛА
Гр. _________ в состоянии опьянения "
"
200_г.
в период от 19 до 21 часа принял порошки неизвестного состава, после чего
81
вскоре потерял сознание. Машиной скорой помощи в 23 часа был доставлен в
больницу, где и умер в 23 часа 30 минут, не приходя в сознание.
НАРУЖНЫЙ ОСМОТР
На исследование доставлены: банка № 1 белого стекла емкостью 750
мл, покрыта пергаментом, сложенным вдвое, горло банки закрыто корковой
пробкой, обернуто белой бумагой и обвязано куском бинта, концы которого
опечатаны на картоне пластилиновой печатью светло-коричневого цвета с
неясным оттиском "
судеб.". На банке имеется бумажная этикетка с
надписью фиолетовыми чернилами и печатью, оттиск которой неясен.
Надпись на этикетке: "Банка № 1 – содержимое желудка трупа гр. Д.". Вес
содержимого банки 500 г. Содержимое банки представляет собой
кашицеобразную массу розовато-серого цвета. Реакция среды на лакмус
кислая. Бумажка конго не окрашивается. Запах без особенностей.
Банка № 2. Банка белого стекла емкостью 1000 мл, покрыта пергаментом и белой писчей бумагой. Горло банки обвязано куском бинта,
концы которого опечатаны на картоне пластилиновой печатью светлокоричневого цвета с неясным оттиском "след ". На банке имеется этикетка
на белой бумаге с надписью чернилами фиолетового цвета: "Банка № 2 куски печени и почек". Содержимое банки представляет собой куски
указанных органов весом: печень - 500 г, почки - 300 г. Реакция содержимого
банки на лакмус нейтральная. Запах без особенностей.
Пробирка емкостью 10 мл, закрытая пробкой и заполненная до
пробки кровью. На пробирке имеется этикетка с надписью фиолетовыми
чернилами: " Кровь из трупа гр. Д. "
ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
I. 100 г содержимого банки, обозначенной нами под № 1, смешивали
с дистиллированной водой до кашицеобразного состояния, подкисляя
щавелевой кислотой до слабокислой реакции на лакмус и подвергали
перегонке с водяным паром. Первую порцию дистиллята в количестве 3 мл
собирали в 5 мл 1% раствора щелочи, последующие порции дистиллята по 25
мл - в два приемника без едкого натра.
Исследование дистиллятов: 1) ко всему первому дистилляту добавляли несколько капель сульфата железа (II) и 1-2 капли раствора хлорида
железа (III), затем жидкость подкисляют хлоридной кислотой до слабокислой
реакции. Ни сразу, ни по прошествии 48 часов не наблюдали ни синего
осадка, ни голубого окрашивания; 2) к части второго дистиллята добавляли
раствор резорцина в щелочи – натрий гидроксида. При нагревании на
водяной бане никакого окрашивания не наблюдали; 3) к части второго
дистиллята добавляли раствор йода в натрий гидроксиде. При нагревании на
водяной бане выпал желтый осадок с запахом йодоформа; 4) к части второго
дистиллята добавляли равный объем 20% раствора сульфатной кислоты и
небольшое количество перманганата калия (сухого). При стоянии ощущался
приятный запах, напоминающий запах фруктов. Спустя 20 минут жидкость
82
отфильтровывали и с бесцветным фильтратом проделывали следующие реакции: а) к половине фильтрата добавляли пятикратный объем концентрированной сульфатной кислоты, в которой было растворено несколько
крупинок морфина. Сине-фиолетового окрашивания не наблюдалось; б) ко
второй половине фильтрата добавляли равный объем фуксинсульфитной
кислоты и 1 мл концентрированной сульфатной кислоты. Окрашивания при
этом не наблюдалось; 5) несколько крупинок ацетата натрия растворяли в 1
мл второго дистиллята, последний смешивали с двойным объемом
концентрированной сульфатной кислоты. При слабом нагревании ощущался
запах ацетатноэтилового эфира; 6) часть второго дистиллята смешивали с
равным объемом 5% спиртового раствора натрий гидроксида и осторожно
нагревали в течение продолжительного времени, по охлаждении жидкость
подкисляли нитратной кислотой и к ней добавляли 5% раствор нитрата
серебра. Образование мути или осадка не наблюдалось. Остатки второго
дистиллята смешивали с третьим и подвергали исследованию; 7) к части
дистиллятов добавляли несколько, капель бромной воды, тотчас
образовывалась муть беловато-желтого цвета; половину смеси дистиллятов
подвергали двухкратной дефлегмации. После второй дефлегмации было
собрано в первый дистиллят 5 мл жидкости, во второй - 10 мл жидкости. С
первым дистиллятом были проделаны реакции, описанные в этом же разделе
под пп.. 3, 4, 5, с теми же результатами, при проведении реакции, описанной в
п. 5, запах ацетатноэтилового эфира был более отчетливым. При проведении
реакции с бромной водой мути не наблюдалось; 8) вторую часть смеси
дистиллятов соединяли вместе, подщелачивали раствором карбоната натрия и
повторно извлекали эфиром. Эфирные извлечения соединяли вместе,
фильтровали, и эфир удаляли при комнатной температуре. Остаток был
незначительный. После растворения его в 2-3 каплях дистиллированной воды
к полученному раствору добавляли 2 капли 5 % свежеприготовленного
раствора хлорида железа (III). Фиолетового окрашивания не наблюдалось,
II. 100 г содержимого банки, обозначенной нами под № 1, измельчали, соединяли вместе, заливали этиловым спиртом, подкисляли
спиртовым раствором щавелевой кислоты до слабокислой реакции по
лакмусу. На следующий день спирт сливали, а оставшийся объект снова
заливали этиловым спиртом, слабо подкисляли спиртовым раствором
оксалатной кислоты и оставляли на сутки при комнатной температуре. Такая
операция повторялась еще раз. Затем все спиртовые извлечения соединяли
вместе, упаривали при температуре 40° до сиропообразной жидкости,
которую обрабатывали небольшим количеством спирта. Свернувшиеся белки
отфильтровывали, а жидкость снова упаривали при температуре 40°, Такую
операцию проделывали до тех пор, пока при добавлении спирта не
наблюдалось образования хлопьев, После этого сиропообразный остаток
обрабатывали 25 мл дистиллированной воды, и водный раствор повторно
извлекали хлороформом. Хлороформные извлечения соединяли вместе,
фильтровали и хлороформ удаляли при комнатной температуре. Остаток
после удаления хлороформа из кислого хлороформного извлечения был бу-
83
роватого цвета, маслянистый. После обработки этого остатка 20 мл горячей
дистиллированной воды, подщелоченной натрий гидроксида, производили
повторное извлечение хлороформом. Щелочные хлороформные извлечения
соединяли вместе, хлороформ удаляли при комнатной температуре. К
остатку, добавляли бромную воду; жидкость упаривали досуха на водяной
бане. После упаривания сухой остаток смачивали каплей концентрированного
раствора аммиака, по краям наблюдали пурпурно-красное окрашивание.
Водную жидкость щелочной реакции, подкисляли сульфатной кислотой и
повторно извлекали эфиром. Эфирные извлечения соединяли вместе,
фильтровали и эфир удаляли при комнатной температуре. Остаток слегка
буроватого цвета, маслянистый, растворяли в небольшом количестве эфира и
распределяли на нескольких предметных стеклах. Эфир удаляли при
комнатной температуре. С остатками были проделаны следующие реакции: 1)
на остаток наносили каплю концентрированной сульфатной кислоты, а затем
каплю дистиллированной воды. Появлялся белый аморфный осадок, который
через час перешел в кристаллический, по краям капли образовались
сферические сростки из игольчатых кристаллов; 2) на остаток наносили
каплю аммиака, затем каплю 10 % раствора хлоридной кислоты. Появлялся
белый аморфный осадок, кристаллизующийся через 30 минут с образованием
аналогичных сростков по краю капли; 3) на остаток наносили каплю
железойодидного реактива, через 20 минут по краям капли образовались
сростки из игольчатых кристаллов темно-коричневого цвета; 4) на остаток
наносили одну каплю концентрированной сульфатной кислоты и небольшой
кристаллик бихромата калия. При движении кристалла наблюдали желтозеленое окрашивание; 5) на остаток наносили каплю концентрированной
нитратной кислоты - окрашивания не наблюдалось; 6) на остаток наносили
каплю концентрированной сульфатной кислоты; содержащей формалин, - ни
сразу, ни при стоянии окрашивания не появлялось.
Кислый водный раствор после извлечения хлороформом
подщелачивали аммиаком и повторно извлекали хлороформом. Щелочные
хлороформные извлечения соединяли вместе, фильтровали, и хлороформ
удаляли при комнатной температуре. Остаток после удаления хлороформа
был бесцветный и незначительный. После растворения в небольшом объеме
хлороформа он распределяется на 3 часовых стекла. После удаления
растворителя остатки растворяли в 0,1 моль/л хлоридной кислоте. С
растворами проделывали следующие реакции: 1) при добавлении капли
раствора йодида висмута в йодиде калия появился незначительный осадок; 2)
при добавлении капли раствора йода в йодиде калия отмечался
незначительный осадок; 3) при добавлении капли раствора йодида ртути в
йодиде калия появлялась незначительная белая муть. Часть хлороформного
извлечения распределяли на несколько фарфоровых чашек и после удаления
хлороформа с остатками были проделаны следующие реакции: 4) на остаток
наносили каплю концентрированной сульфатной кислоты, содержащей формалин. Ни сразу, ни при стоянии сине-фиолетового окрашивания не
появлялось; 5) на остаток наносили каплю концентрированной сульфатной
84
кислоты, содержащей нитратную. Никакого окрашивания не наблюдалось ни
тот час, ни при стоянии; 6) на остаток наносили каплю концентрированной
сульфатной кислоты, содержащей молибденовую кислоту. Окрашивания не
наблюдалось; 7) на остаток наносили каплю сульфатной кислоты,
содержащей ванадиевую кислоту. Окрашивания также не появлялось; 8) на
остаток наносили каплю концентрированной сульфатной кислоты. При
движении кристаллика бихромата калия струек фиолетового цвета не
наблюдалось; 9) на сухой остаток на предметном стекле наносили каплю 10%
раствора хлоридной кислоты, каплю высушивали при комнатной
температуре, а затем на остаток наносили каплю 1% раствора перманганата
калия; квадратных пластинок розового цвета не наблюдалось; 10) в чашку с
остатком помещали 5 мл концентрированной нитратной кислоты, после
упаривания на водяной бане на сухой остаток наносили несколько капель
спиртового раствора калий гидроксида и 1 мл ацетона. Фиолетового
окрашивания не наблюдалось.
III. 100 г содержимого банки, обозначенной нами под № 1, измельчали, заливали 50 мл нитратной кислоты, разбавленной вдвое и 25 мл
концентрированной сульфатной кислоты. По окончании бурной реакции
смесь нагревали при постоянном добавлении по каплям нитратной кислоты
до получения бесцветной жидкости, не темнеющей при нагревании в течение
30 минут без добавления нитратной кислоты при выделении оксидов серы. К
охлажденной жидкости добавляли равный объем дистиллированной воды и
при нагревании - по каплям формалин до тех пор, пока капля исследуемой
жидкости уже не давала синего окрашивания с раствором дифениламина в
концентрированной сульфатной кислоте. Минерализат разбавляли водой до
200 мл и исследовали следующими реакциями: 1) к 1 мл минерализата добавляли 4 мл воды, 1 мл насыщенного раствора однозамещенного фосфата
натрия, 0,2 г перйодата калия и жидкость нагревали в течение 20 минут.
Розовая окраска не появлялась; 2) к 1 мл мииерализата добавляли 4 мл воды,
1 каплю 10 % раствора нитрата серебра, 0,5 г персульфата аммония, и
реакционную смесь нагревали в течение 20 минут на водяной бане, затем к
бесцветной жидкости прибавляли 1 мл насыщенного раствора
однозамещенного фосфата натрия, путем добавления 10 % раствора калий
гидроксида устанавливали рН 1,7 и добавляли 1 мл раствора
дифенилкарбазида. Окрашивания не появлялось; 3) к 5 мл минерализата
приливали 5 мл хлороформа, несколько капель 0,01 % раствора дитизона и
хлороформа и жидкость энергично взбалтывали. Золотисто-желтого
окрашивания не появлялось ни сразу, ни после промывания хлороформного
слоя 0,1 % раствором аммиака; 4) 10 мл минерализата нейтрализовали
аммиаком до рН 3 (по универсальному индикатору) и встряхивали с 5 мл
хлороформного раствора диэтилдитиокарбамата свинца. Хлороформный слой
не окрашивался ни в желтый, ни в коричневый цвет; 6) 1 мл минерализата
помещали в делительную воронку, к нему прибавляли 4 мл 40 % раствора
сульфатной кислоты, 3 мл 5 моль/л хлоридной кислоты, 2 капли 5 % раствора
нитрата натрия, 7 капель 0,5 % спиртового раствора малахитового зеленого,
85
1-2 г безводного сульфата натрия, 5 мл толуола и жидкость энергично
взбалтывали - ни водный слой, ни слой толуола не окрасились; 7) 2 мл
минерализата помещали в колбу прибора Зангера-Блека, туда же добавляли
10 мл 4 моль/л раствора сульфатной кислоты, 5 мл воды, 1 мл 10% раствора
хлорида олова (II) в концентрированной сульфатной кислоте и 2,0 г
купрированного цинка. Колбу закрывали пробкой с вмонтированной в нее
насадкой, между планками которой находилась реактивная бумажка,
обработанная бромидом ртути и высушенная. Ниже реактивной бумажки в
горлышке насадки находился тампон из ваты, обработанный раствором
ацетата свинца и высушенный. По истечении часа реактивная бумажка не
изменялась в цвете; 8) к 10 мл минерализата добавляли 20 капель 20 %
раствора тиосульфата натрия до образования и исчезновения фиолетового
окрашивания, 10 капель калий-натрия тартрата и избыток кристаллического
йодида калия до образования оранжевого окрашивания. Затем добавляли
несколько капель 2 % раствора оксихинолина в 5 % растворе хлоридной
кислоты. Ни оранжево-красного осадка, ни окрашивания не наблюдалось.
При добавлении к реакционной жидкости 1 мл смеси ацетона и амилацетата
(1:1) и энергичном взбалтывании слой органического растворителя не
окрашивался; 9) 10 мл минерализата помещали в делительную воронку и к
нему добавляли 2 мл раствора глицерина (1:10), 4 мл 10 % раствора тартрата
калия-натрия, 2 капли раствора нильского голубого и по каплям 10 % раствор
калий гидроксида до появления розовой окраски. К окрашенной жидкости
прибавляли 2 мл 1 % раствора дютилдитиокарбамата натрия и 10 мл
хлороформа, после чего содержимое делительной воронки энергично перемешивали в течение 30 секунд. Хлороформный слой отделяли, промывали
водой и энергично взбалтывали с 3 мл 1 моль/л хлоридной кислоты в течение
30 секунд. Хлориднокислый раствор отделяли и испытывали следующими
реакциями: а) к 1 мл раствора добавляли по каплям 10 % раствор едкого
натра до рН 5 и 3 капли свежеприготовленного раствора сульфида натрия. Ни
мути, ни осадка желтого цвета не образовывалось; б) к 1 мл исследуемого
раствора, доведенного до рН 5, как указано в п а), добавляли 3 капли калия
гексацианоферата (II). Ни осадка, ни мути белого цвета не появлялось. 10) к
0,5 мл минерализата прибавляли 2 капли насыщенного раствора тиосульфата
натрия. Добавляя по каплям 10% раствор натрий гидроксида, устанавливали
до рН 5,0 и к реакционной смеси прибавляли 1 мл ацетатного буфера (рН 5), 2
капли 0,01 % раствора дитизона в хлороформе, 1 мл хлороформа. Жидкость
энергично взбалтывали. Хлороформный слой не приобрел ни розовой, ни
красно-фиолетовой окраски.
IV. По 100 г печени и почек, находящихся в банке, обозначенной
нами под № 2, подвергали исследованию по описанному в пп. I, II, Ш с теми
же результатами.
V. По 20 г измельченных органов (печень и почки раздельно),
находившихся в банке, обозначенной нами под № 2, помещали в конические
колбы и каждый объект заливали 10 мл воды, 1 мл этанола, 10 мл
концентрированной нитратной кислоты и 10 мл концентрированной
86
сульфатной кислоты. После прекращения выделения оксидов азота колбы
нагревали на кипящей водяной бане в течение 20 минут. Горячие деструктаты
смешивали с двойными объемами воды и жидкость отделяли фильтрованием.
Остатки на фильтре промывают 3 раза горячей водой и промывные жидкости
присоединяли к основному извлечению. Охлажденные деструктаты
разбавляли дистиллированной водой в мерных колбах до объема 200 мл. К
половине каждого деструктата добавляли 5 мл 2,5 н раствора сульфита
натрия, до 250 мл взвеси йодида меди (I). Жидкости перемешивали. При этом
взвесь как в одной, так и в другой колбе осталась белого цвета. После
добавления к исследуемым растворам вторых половин деструктатов цвет
взвеси не изменился.
VI. Во флакон из-под пенициллина помещали 0,5 мл раствора
трихлорацетатной кислоты, каплю раствора метилового спирта и 0,5 мл
крови, находившейся в пробирке. После закрытия флакона пробкой
содержимое его тщательно взбалтывали, во флакон шприцем вводили 0,25 мл
раствора нитрита натрия и смесь вновь энергично взбалтывали.
Затем через 1 минуту из флакона шприцем отбирали 3 мл парообразной фазы, которую вводили в газовый хроматограф. На хроматограмме
фиксировали пик этилнитрита.
2 мл раствора изопропилового спирта (внутренний стандарт)
смешивали с 2 мл той же крови, 1 мл смеси вводили во флакон из-под
пенициллина, содержащий 0,5 мл раствора трихлорацетатной кислоты. После
закрытия флакона пробкой с содержимым его поступали, как описано выше.
После введения в хроматограф 3 мл парообразной фазы на
хроматограмме отмечали высоту пика этилнитрита, равную 72 мм, и высоту
пика изопропилнитрита – 69 мм, при повторном определении - 83 и 78 мм
соответственно.
Условия хроматографировавия: хроматограф ХЛ4, колонка 200x0,6
см. Насадка - инзенский кирпич (0,2-0,3 мм)+0,3 % натрий гидроксида + 25 %
триэтиленгликоля (от веса кирпича).
Температура 70°. Расход газа-носителя азота 2 л/час.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании изложенного выше следует, что при химикотоксикологическом исследовании внутренних органов трупа гр. Д.,
направленных на исследование, с постановлением от ______200_г. найдены:
этиловый спирт в количестве 2,00 %, кофеин и фенобарбитал. Не найдено:
метилового спирта, летучих органических галогенопроизводных, фенолов,
формальдегида и синильной кислоты, морфина, кодеина, атропина,
стрихнина, бруцина, кокаина, промедола, соединений бария, свинца,
марганца, хрома, серебра, меди, сурьмы, мышьяка, висмута, кадмия, цинка и
ртути.
200 г.
Анализ производил токсиколог-эксперт
(Подпись)