1. Предмет, задачи и основные разделы токсик химии. Токсикологическая химия

• Название: 1. Предмет, задачи и основные разделы токсик химии. Токсикологическая химия
• Дата: 28.12.2021
• Размер: 1.42 Mb.
• Имя файла: Komplekt_1.doc
• Тип: Документы; #320692
• страница: 3 из 8

Пробоподготовка при определении летучих в-в.

1. Анализ равновесной парогазовой фазы (ПГФ). пробу помещают в стекл. флакон, прибавляют хим. агент - безводный Na₂SO₄ для удаления паров воды, фосфорновольфрамовую или трихлоруксусную кислоту (осажд. белков). Затем флакон плотно укуп-т пробкой с фиксатором и нагр-т на водяной бане при Т на 5-10°С выше Ткип выделяемого в-ва. После этого пробку прокал-т и отбирают пробу шприцем (1-2 см³) и вводят в испаритель хроматографа. Метод универсален, экспрессен и прост.

2. Твердофазная микроэкстракция. закл-ся в адсорбции летучих компонентов р-ра на сорбционном волокне, напыл-м на штоке газохром. шприца. По хим. структуре волокна чаще всего силиконы или полиэтиленгликоли. Данный вариант отлич-ся от анализа равновесной ПГФ: 1) высокой степенью конц-ния целевых компонентов пробы, 2) более высокой степенью очистки пробы. Однако треб-ся оборудование со спец. устр-вом для ввода пробы.

3. Динамическая газовая экстракция. Через пробу продувают газ-носитель, кот. «уносит» летучие компоненты из жидкой фазы. Эти компоненты конц-ся двумя методами: на сорбентах (см. выше), а также при исп-нии устр-ва криогенной фокусировки - охлаждение зоны ввода пробы в колонку при температуре жидкого азота. Метод исп-ся чаще всего при анализе микрокомпонентов при определении загрязнений питьевых и сточных вод.

Особен-ти газохром. определения «летучих» ядов.

Алифатические спирты - этанол и его суррогаты: в молекулах спиртов гидроксильная группа способ-т адсорбции на твердой фазе, поэтому пики спиртов асимметричны, что снижает точность их количеств. определения. Поэтому переводят их в алкилнитриты. Они явл-ся летучими в-вами уже при Ткомн. Для разделения алкилнитритов исп-ся малополярные НФ - сквалан, полиметилфенилсиликон, винилин и др. Детекторы - ДТП или ДИП. Колич. определение спиртов вып-ся методом внутр. стандарта - т.е. в-ва, кот. в известной конц-ции доб-ся к пробе и к стандартным градуировочным р-рам. Величиной, пропорц-й конц-ции опред. спирта, явл-ся отн-ние высот или площадей пика спирта к высоте или площади пика внутр. стандарта.

Этиленгликоль (ЭГ). Два варианта: 1) определение ЭГ в нативном виде - ГАХ, сорбент - полисорб-1, высокая температура колонки (150-180°С), детектор - ДИП. Исп-ся при анализе технических жидкостей. 2) получение более летучих и менее полярных производных – н., с алкилборными кислотами.

Хлорсодержащие органические вещества. Опр-ся в нативном виде, для разделения исп-т малополярные НФ - сквалан и др. Детектор - ДЭЗ, ДИП.

Уксусная кислота. Два варианта: 1) определение по нативному соединению в присутствии фосфорной кислоты; 2) определение в виде сложных эфиров (метил-, этилацетат).

Фенол, крезолы. Три варианта: 1) определение по нативным веществам с помощью силиконовых НЖФ или ПЭГ и их сложных эфиров; 2) в виде силильных производных (цель их получения - снижение адсорбции на твердой фазе и увеличение летучести фенолов); 3) получение бромпроизводных - для повышения чувствительности определения (детектор - ДЭЗ).

Формальдегид. Полимер-ся в детектир. системе, => опр-т в виде производных – восстан-ние до метанола (метана), получ. азометинов или гидразонов.

26. Методы минерализации биоматериала.

Минерализация - п-с разрушения органич. в-в под д-ем физич. или химич. факторов с целью выделения металлов в форме, удобной д/анализа. Т.е. Минерализация- окисление (сжигание) органич. в-ва –объекта исслед-я и использ. для освобождения искомых органич. соед. из их комплексов с белками.

По назначению:

1.Общие м-ды (прим. при общем анализе биоматериала - исп. различн. окислители: H₂SO₄, HNO₃, H₂O_{2 ,} HClO₄-хлорная к-та,).

2.Частные м-ды-при направленном анализе. Это м-ды сплавления, сжигания материала, деструктивный м-д изолирования Hg.

Наиболее широко распростр. методы:

1. минерализ. путем простого сжигания, или «сухое озоление»,

2. минерализ. окислением различ. реагентами в присутствии кислот, или «мокрое озоление».

Деструкция — наруш. структуры биологич. материала под влиянием кислот, обладающих окислительными св-вами, без полного разруш-я органич. в-в, переходящих в деструктаты. Это первая стадия минерализации. При деструкции твердых частиц биолог. материала он разлагается и переходит в жидкую фазу (деструктат). Итак, после деструкции биолог. материала в деструктате в различн. кол-вах нах. ионы ртути, белки, пептиды, аминок-ты, липиды и др.

Для ускорения деструкции к биолог. материалу +этиловый спирт, кот. явл-ся катализатором этого процесса. Для удаления из деструктата азотной, азотистой кислот и оксидов азота, образ-ся в п-се деструкции, +мочевину.

В рез-те получается прозрачн. жидкость (деструктат), имеющ. желтоватую или бурую окраску.

Во второй стадии минерализации происходит разрушение (окисление) орг. в-в, нах-ся в жидкой фазе (деструктате), получ. после деструкции биолог. материала. Эта стадия разрушения более длительная, чем стадия деструкции. Для окончат. разрушения орг. в-в, нах-ся в жидкой фазе, к ней при нагревании по каплям прибавляют HNO₃. Полное разрушение орг. в-в в жидкой фазе зависит от кол-ва прибавл. HNO₃. От прибав. больших кол-в HNO₃ происх-т обильное выделение оксидов азота, выход. из колбы и загрязн-х атмосферу лаборатории.

От прибавления в колбу недостаточных к- HNO₃ находящиеся в ней орг. в-ва обугл-ся горячей H₂SO₄, о чем свидет-т потемнение жидкости в колбе. При этом из жидкости с выходящими газами могут улетуч-ся соединения мышьяка и ртути. Разрушение биолог. материала HNO₃ и H₂SO₄ считается законченным тогда, когда после прекращения добавления HNO₃ (при нагревании колбы) будут выделяться белые пары H₂SO₄ и не будет происходить почернение минерализата. Полученный минерализат исп-т для обнаружения и количеств. определения «металлич. ядов». Однако этому мешают азотная и азотистая кислоты, а также оксиды азота, нах-ся в минерализатах. В связи с этим минерализаты, получ. после разрушения биолог. материала, подвергают денитрации.

27. Минерализация серной и азотной кислотами.

Исп. д/опред. больш-ва катионов. В начале минерализации H₂SO₄ облад. низким окислит-м потенциалом, но как водоотнимающее в-во способств._. повышению T⁰ кипения реакц. смеси и этим повышает окислительное д-вие HNO₃ –более сильного окислителя, входящего в окислительную смесь. Благодаря водоотним. д-ю конц. H₂SO₄ нарушает структуру клеток и тканей биологич. материала. При повышении T⁰ (выше 110°С) и конц-ции (до 60-70 %) H₂SO₄ она проявляет окислительные св-ва и разлагается с выделением оксида серы (IV).

HNO₃, находящаяся в смеси с H₂SO₄, вначале минерализации явл. слабым окислителем. Со временем часть HNO₃при окислении биолог. материала превращ-ся в оксиды азота и азотистую кислоту- HNO₂, которые явл. автокатализаторами дальнейшего более интенсивн. п-са окисления орг. в-в азотной кислотой. С образованием оксидов азота и азотистой кислоты, а также с повышением температуры HNO₃проявляет себя как сильный окислитель.

Механизм минерализ. сводится в осн. к дегидратации органич. в-в, составляющих объект исслед-я и окислению их.

Техника Измельченный и перемешанный объект помещ в колбу Кьельдаля емкостью 300-350 мл., заливают смесью H₂O, H₂SO₄ конц, HNO₃ конц (1:1:1) из расчета 75 мл смеси на 100 гр материала. Если объект-жидкость(моча, молоко..)то ее смешив. с 25 мл H₂SO₄ конц и 25 мл HNO₃ конц и подвергают минерализ. Колбу закрепл. в штативе и осторожно нагревают (во избежание обугливания)на газов. горелке. В процессе минерализ. к содерж. колбы время от времени + по каплям HNO₃ конц(не допускать обугливания), регулируя п-с так, чтоб она полностью расходовалась на минерализ-ю и бурые пары оксидов азота не выходили из колбы.

Первая стадия минерализ.(Деструкция). Закл в разрушении форменных элементов и продолжается, при не очень жирном объекте,30-40 мин (объект бурого или желтого цвета с жирными каплями.)

Вторая стадия .-глубокое жидкофазное окисление. После разруш. формен. эл-тов колбу с содержимым подвергают более сильному нагреванию (избег. обугливания), постоянно + HNO₃ (1:1) до тех пор, пока полученная бесцветная жидкость при нагревании в теч. 30 мин без + HNO₃ не будет темнеть. Минерализ. закончена. Обычно это 3-4 часа (жирный объект-6-8 час) После разрушения и охлаждения объект обычно бесцветен или слегка желтоват и прозрачен. В прис. окрашенных ионов(Cu²⁺,Cr³⁺) м.б. окрашен, при наличии Pb²⁺,Ba²⁺, Ca²⁺ (после разбавления водой) м. сод. осадок.

«+» метода: быстрое достижение полноты разрушения орг. в-в. Полнота разрушения.-- Малые объемы получаемого минерализата.

«- »метода. Значит. потери Hg за счет летучести ее соединений. Поэтому этот м-д не прим. д/минерализ. объектов, сод. ртуть. Для изолирования Hg прим. деструктивный метод.

28. Сравнительная характеристика методов минерализации.

Минерализация серной и азотной кислотами (см. вопрос 27)

«+» метода: быстрое достижение полноты разрушения орг. в-в. Полнота разрушения. Малые объемы получаемого минерализата.

«- »метода. Значит. потери Hg за счет летучести ее соединений. Поэтому этот м-д не прим. д/минерализ. объектов, сод. ртуть. Для изолирования Hg прим. деструктивный метод.

Минерализ . H₂SO₄ ,HNO₃ и хлорной к-тами. Измельченный биоматериал помещ. в колбу Кьельдаля + H₂SO₄ конц и HNO₃ конц и HClO₄. Нагревают. При обугл. в колбу по каплям прибавляют конц. HNO₃. Если и при этом будет продолжаться обугливание, то ослаб-т нагревание колбы. Окисление биолог. материала продолжают прибавл-м по каплям р-ра HNO₃. Когда жидкость в колбе станет прозрачной, тогда прекращают нагревание и проверяют полноту окисления орг. в-в (прибавляют 25 %-й р-р аммиака; появление слабо-желтой). Этот метод непригоден для разруш. биолог. материала, подлежащего иссл. наличие ртути, кот. улетуч-ся в процессе минерализации.

«+» метода: полнота окисления орг. в-в-до 99%. HClO₄ разрушает устойч. к окислению компоненты биоматериала; окисление больш-ва поливалентных ионов до высшей степ. окисления; сокращ. времени минерализ. в 2-3 раза. Небольшой расход окисл-лей. – небольшой объем минерализата = повышает чувств-ть этого метода.

«- »метода особая предост-ть ввиду взрывоопасности HClO₄, потеря больших кол-в ртути. за счет летучести ее соед-й.

Методы сухой минерализации. Применяется редко, т.к. требует соблюдения некот. условий – небольшое кол-во объекта исследования и отсут. ртути. Метод исп-ся при спец. исслед-х на наличие мышьяка, серебра и при малых кол-вах объекта.

Техника: объект (1-2 г) растирают в фарф. чашке (4-6 г смеси) со смесью 2 частей Na₂CO₃ и 1 части нитрата натрия, смач-т H₂O и высуш-т на водяной бане. В тигель емкостью 30-50 мл помещают 5-6 г NaNO₃ и, нагревая, распл-т его. В расплав-м NaNO3, уменьшив нагрев, шпателем вносят малыми порциями подготовленный объект. След. порцию вносят лишь тогда, когда сгорела предыдущая. По сожжению всего объекта фарф. чашку неск-ко раз обраб-т сухим Na₂CO₃ и содержимое вносят в тигель. Тигель охл-т, содержимое обраб-т горячей водой и р-р анализ-т.

Минерализация простым сжиганием. Частный метод, имеющий огранич. примен. при исследовании на наличие солей Cu, Mn, фтористо- и кремнефтористоводородных кислот, иодидов.

Техника: объект высуш-т, обугливают в фарф. чашке при осторожном нагревании. Когда остаток обуглится или даже превратится в пепел, его смач-т конц. NH₄NO₃ или конц. HNO3, высушивают на бане, помещают в тигель и держат над пламенем горелки, добиваясь медленного тления объекта.

Золу обраб-т при нагр. HNO₃ или HCl и фильтруют.

29. Методы удаления окислителей из минерализата.

Минер-т в больш-ве случаев содержит окислители, кот. помешают дальнейшему анализу. Жидкость, получ. после минерализации с пом. H₂SO₄ и HNO₃ часто содержит оксиды азота. Если каплю холодного минерализата смешать с р-ром дифениламина в H₂SO₄, обр-ся синее окрашивание, указ. на наличие окислителя в минерализате.

Для удаления оксидов азота из минерализата прим-ся 2 способа:

Термический способ. Большая часть оксидов азота при термич. методе удал-ся в первый час денитрации, ост. часть - медленно (9-17 ч.), т.е. удаление HNO₂ в виде оксидов по этому способу - медленно.

Динитрация.

Денитрация с применением восстановителей:исп-т восстановители (формальдегид, мочевину, Na₂S). Денитрация основана на гидролизе нитрозилсерной к-ты и восстановлении HNO-продукта гидролиза нитрозилсерной к-ты – до легко удаляемых из жидкостей оксидов азота и элементарного азота (N₂).

Денитрация минерализата формальдегидом:к минерализату приб-т 10-15 мл дистилл. H₂O и смесь нагревают до 110-130°. В нагретую жидкость, осторожно, по каплям, избегая избытка, вносят формалин. Набл-ся бурное выделение пузырьков газа (NO и N₂) и, => окисления NO кислородом воздуха , бурые пары NO₂. Удобство применения формальдегида в том, что он, как энергичный восс-ль, взаим-т и HNO₂, получ. при гидролизе нитрозилсерной кислоты, и с HNO₃, содержащейся в минерализате в избытке. На денитрацию при помощи формальдегида расх-ся до 2 мл формалина и р-ция заканч-ся через 1-2 мин. Остатки непрореагир. формалина уд-т или нагр-м жидкости в течение 5-10 мин или доб-м в нагретую жидкость 5-10 к. пергидроля. Окончание денитрации опр-т с дифениламином.

Денитрация минерализата с мочевиной:Минерализат нагревают до 135-145° и в нагретую жидкость, небольшими порциями, при пост-м помешивании вносят сухую мочевину. На процесс денитрации мочевиной треб-ся 3-5мин., расх-ся 2,5 г мочевины. Невступившая в р-цию мочевина омыляется с образованием СО₂ и (NH₄)₂SO₄:

CO(NH₂)₂ +H₂O→CO₂+ 2 NH₃ 2 NH3 + H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄

Денитрация с помощью сульфита натрия: Время денитрации5-15 минут. Расход сульфита натрия - 12г.Избыток сернистого ангидрида уд-т нагр-м и доб-м к нагретой жидкости 5-10 капель пергидроля.

30. Методы количественного анализа минерализата.

Свинец

1. Наиболее широко применяется дитизонатный метод.

2. Хромато-иодометрический метод.

При значит. кол-вах свинца в объекте исследования исп-т объемный метод определения, осн-й на осаждении Pb²⁺ титрованным р-ром K₂Cr₂O₇ в виде PbCrO₄ c послед. иодометрическим опред-м избытка K₂Cr₂O₇.

3. Комплексон.. определение: трилон Б, индикатор - эриохром черный.

Барий

1. Гравиметрический метод, но рез-ты завышены за счет соосаждения, гл. обр., Ca²⁺ и Fe³⁺, содерж. в органах человека в значит-х кол-вах.

2. Титриметрический метод. Исп-ся обратное комплексонометр. титрование избытка трилона Б р-ром ZnCl₂ в присутствии эриохрома черного Т.

Марганец

Р-ция окисления Mn²⁺ с KIO₄ явл-ся качеств.-количественной. Калибровочный график строят по р-рам KMnO₄.

Хром

Фотометрия окрашенного соединения с дифенилкарбазидом.

Серебро

1. Титрование NH₄CNS в присут. железоаммонийных квасцов.

2. Фотометрия дитизоната серебра.

Медь

В виде Cu(ДДТК)₂ и других окрашенных соединений.

Сурьма

Основано на фотометрическом определении c малахитовым или бриллиантовым зеленым.

Мышьяк

Восстановление As до AsH₃ и его послед. определение одним из методов.

1. Титриметрическое определение (избыток AgNO₃ оттитровывают NH₄CNS).

2. Колориметрия по методу Зангер-Блека (окрашенное пятно As₂Hg₃ сравнивают со шкалой).

Висмут

1. В основе лежит реакция образования окрашенного соединения с тио-мочевиной; измерение проводят при 470 нм;

2. Титрование трилоном Б в присутствии тиомочевины.

Цинк

Выделяют с ДДТК при рН=8, реэкстракция в водный слой и титрование трилоном Б (индикатор - эриохром черный).