9,10,11 Металлические яды ч. 9,10,11 Металлические яды ч. 2. Общие и частные методы изолирования. Схемы методов минерализации. Изолирование ртути из биологических объектов. Схема изолирования. Минерализация
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Общие и частные методы изолирования. Схемы методов минерализации. Изолирование ртути из биологических объектов. Схема изолирования. Минерализация - это окисление (сжигание) органического вещества (объекта) для освобождения металлов из комплексов с белками и др. соединениями. Наиболее широко распространенные методы минерализации можно разделить на 2 большие группы: Частные методы (методы «сухого озоления») Общие методы (методы «мокрой минерализации») Метод простого сжигания основан на нагревании органического вещества (объекта) при высокой температуре при доступе воздуха. Сухое озоление проводят в фарфоровых, платиновых или кварцевых тиглях. На исследование берут небольшие навески (1-3 г), температура нагревания достигает 300-400°С. Метод применяется при специальных заданиях по обнаружению катионов марганца, меди, цинка, висмута, особенно в тех случаях, когда объект либо очень эластичен, трудноразрушаем, либо его количество ограничено. Метод имеет определенные недостатки: При нагревании возможно улетучивание металлов в виде солей или в индивидуальном виде, т.к. при нагревании в условиях проведения сухого озоления не всегда удается контролировать температуру. Возможно взаимодействие некоторых металлов с материалом тигля, например, цинк, свинец, серебро могут реагировать с кварцем и фарфором, а кобальт может сплавляться с платиной. Метод сплавления с нитратами щелочных металлов в химико-токсикологическом анализе применяется чаще, чем сухое озоление. Биологический материал нагревают с расплавленными нитратами щелочных металлов. Но с чистыми нитратами окисление идет очень быстро, особенно при повышенных температурах, при этом может наблюдаться выбрасывание пробы из тигля. Поэтому, для предотвращения бурного протекания реакции при сплавлении применяют смесь нитратов с карбонатами щелочных металлов. Общие методы (методы «мокрой минерализации») применяются при общем (ненаправленном) исследовании на группу металлических ядов, пригодны для изолирования всех катионов металлов, кроме ртути. Для минерализации используют смеси кислот - окислителей (серной и азотной, серной, азотной и хлорной), а также хлорат калия и пергидроль. Происходит разрушение биологического материала с образованием более простых химических соединений, которые можно обнаружить в минерализате при помощи соответствующих реакций и методов. Первый метод минерализации с использованием в качестве окислителя кислоты азотной конц. предложил русский ученый А.П Нелюбин. В дальнейшем в качестве окислителя использовалась кислота серная конц., действующая одновременно и как дегидратирующий агент. В 1821 году М.Ж. Орфила предложил применять смесь серной и азотной кислот. Метод был модифицирован и применен для целей ХТА в 1908 году П.К.Равданикисом. До настоящего времени он находит применение в практике и является основным методом минерализации. Метод минерализации смесью концентрированных серной, азотной кислот и воды (1:1:1) Процесс разрушения биологического объекта протекает в 2 стадии: 1. Стадия деструкции - происходит разрушение биологических субстратов организма (белков, жиров, углеводов) на составные части: белки до аминокислот, углеводы до ди- и моносахаридов, жиры до глицерина и жирных кислот. Менее всего подвержены разрушению на первой стадии жиры. На первой стадии нагревание не должно быть сильным, чтобы избежать подгорания объекта или сильного пенообразования и выброса частиц объекта из колбы. Температура не должна превышать 110°С. Эта стадия непродолжительна по времени, длится от 15 до 40 минут. По окончании деструкции получается прозрачная желтовато-бурая жидкость, иногда с пленкой жира, т.к. на этой стадии все элементы объекта разрушены, кроме жиров. На стадии деструкцииНа стадии деструкции конц. H2SO4 выполняет роль водоотнимающего средства, что приводит к нарушению структуры клеток и тканей, деформирует их. При этом она способствует повышению температуры кипения смеси и тем самым повышает окислительное действие конц. HNO3; роль окислителя на первой стадии выполняет конц. HNO3. В процессе окисления биоматериала часть ее разлагается до азотистой кислоты и оксидов азота, которые являются катализаторами окисления. Под их влиянием и с повышением температуры HNO3 проявляет себя как сильный окислитель. 2. Стадия глубокого жидкофазного окисления. Усиливают нагрев. На этой стадии происходит окончательное разрушение органических веществ. Полностью разрушаются и жиры. В процессе окисления необходимо по каплям постоянно добавлять в колбу разведенную азотную кислоту из капельной воронки, но при этом скорость добавления реактива должна быть таковой, чтобы бурые пары окислов азота, образующиеся при минерализации, не выходили из колбы. Эта стадия длится 3-4 часа и считается законченной тогда, когда: - начинает выделяться белый туман (пары SО2); - жидкость остается бесцветной; минерализат не темнеет в течение 30 минут без добавления азотной кислоты. Роль окислителя на этой стадии играет конц. H2SO4 (её концентрация повышается в смеси до 60-70%, температура превышает 110 °С). Она разлагается с выделением оксида серы (IV) и активного кислорода. Побочные реакции в процессе минерализации : А) H2SO4 в высоких концентрациях сульфирует органические вещества, а HNO3, особенно в присутствии H2SO4, - нитрует их. Сульфо- и нитросоединения трудно поддаются воздействию окислителей, что влечет за собой неполное разрушение биообъекта. Эти негативные процессы можно значительно уменьшить. При разбавлении H2SO4 и HNO3 водой степень нитрования и сульфирования значительно снижается. Б) реакция образования нитрозилсерной кислоты при взаимодействии оксидов азота с концентрированной серной кислотой. Нитрозилсерная кислота является источником окислителей в минерализате, что мешает в дальнейшем обнаружению некоторых катионов металлов. Чтобы избавиться от негативного воздействия нитрозилсерной кислоты, её удаляют путем проведения денитрации. Достоинства метода:Достоинства метода: 1. Сравнительно быстрое достижение полноты разрушения органических веществ. 2. Полнота разрушения объекта обусловливает большую чувствительность методов анализа катионов металлов. 3. Малый объем получаемого минерализата, что также повышает чувствительность методов анализа. Основным недостатком метода являются большие потери Нg (до 90-98%) за счет её летучести. Метод минерализации смесью серной, азотной и хлорной кислот (1:1:1) Хлорную кислоту в качестве окислителя в аналитической химии впервые применил А. Щербак в 1893 году. В качестве окислительной смеси при изолировании этим методом используют смесь из равных объемов конц. H2SO4, конц. HNO3 и 37% или 42% НClO4. Методика выполнения изолирования аналогична первому методу, однако второй метод имеет ряд несомненных достоинств: 1. Высокая скорость минерализации, сокращение затрат времени в 2-3 раза 2. Очень высокая полнота окисления органических веществ (до 99%) 3. Окисление большинства поливалентных металлов до высших степеней окисления. 4. Небольшой расход окислителей. 5. Малый объем получаемого минерализата, что повышает чувствительность методов анализа. Недостаток: потери ртути, взрывоопасность и токсичность хлорной кислоты. Независимо от того, каким методом проводилась минерализация биологического материала, минерализат в большинстве случаев содержит окислители, которые помешают дальнейшему проведению анализа. Это - азотная, азотистая кислоты, оксиды азота, нитрозилсерная кислота. Для их удаления используются методы денитрации. Применяемые ранее гидролизный метод, метод денитрации мочевиной, сульфитом натрия практически вытеснены методом денитрации формальдегидом. Метод предложен в 1952 году Т.В. Зайковским. Процесс денитрации заканчивается за 1-2 минуты, избыток непрореагировавшего формальдегида легко удаляется при нагревании в течение 5-10 минут. Химизм денитрации: Для проверки полноты денитрации минерализата проводят реакцию с дифениламином в среде концентрированной серной кислоты. Полученную после минерализации жидкость, в которой металлы находятся в виде сернокислых солей, разбавляют водой до определенного объема в мерной колбе (200 мл) и используют для проведения качественного анализа “дробным” методом и количественного определения. Теоретические основы дробного метода анализа минерализата, особенности. Схема анализа минерализата на ионы металлов и мышьяка. Анализ деструктата на ион ртути. Теоретические основы дробного метода анализа в аналитической химии были разработаны профессором Н.А. Тананаевым в 30-е годы 20 века. Для целей судебно-химического анализа дробный метод разработала и внедрила А.Н. Крылова. Дробный метод - определение одних ионов Ме в присутствии других без их предварительного разделения на группы. Обнаружение искомых ионов дробным методом проводят в 2 этапа: 1. устраняют влияние мешающих ионов с помощью соответствующих приемов и реактивов. 2. прибавляют реактив, дающий какой-либо аналитический сигнал (окраску, осадок и др.) с искомым ионом. Дробный метод разработан на 13 наиболее важных в токсикологическом отношении элементов. (Он обязательно сочетается с параллельно проводимым частным методом обнаружения и количественного определения иона ртути после деструкции отдельной навески биоматериала). Требования к дробному методу анализа (по А.Н. Крыловой) : 1. Сочетание качественного и количественного определения в одной навеске исследуемого органа на все токсикологически важные элементы (за исключением ртути, которая определяется в отдельной навеске деструктивным методом). 2. Высокая доказательность и надежность метода (использование как минимум двух реакций: основной и подтверждающей). 3. Реакции д. б. специфичными, чтобы определять искомый катион в присутствии других. Создают селективные условия и устраняют влияние мешающих ионов. Для этого разработаны следующие приемы: маскировка мешающих ионов, соблюдение определенных значений pH среды при проведении реакций, - селективная экстракция металлов в органический растворитель в виде комплексов или ионных ассоциатов с последующей реэкстракцией ионов металлов в водную фазу. 4. Реакции должны быть высокочувствительны, но не должны открывать естественно содержащиеся количества элементов. 5. Методики, разработанные для обнаружения «металлических» ядов, должны быть простыми, доступными, а их проведение не требовать больших затрат времени на анализ и дорогостоящего оборудования и реагентов. При составлении схемы проведения дробного анализа учитывают специфичность отдельных реакций: 1. Чувствительность реакций на хром и марганец снижается при большом количестве в минерализате хлорид-ионов, поэтому исследование на хром и марганец рекомендуется проводить до осаждения серебра в виде AgCI с помощью NaCI. 2. Обнаружению мышьяка мешает присутствие в минерализате катионов сурьмы, в связи с чем исследование на сурьму предшествует анализу на мышьяк. 3. Большие количества меди мешают обнаружению сурьмы по реакции образования ее сульфида Sb2S3 (черный осадок CuS маскирует оранжевую окраску Sb2S3). Следовательно, в ряду катионов по схеме дробного анализа медь должна стоять раньше сурьмы. Для повышения надежности обнаружения «металлических» ядов А.Н. Крылова предлагает определенный порядок их анализа в минерализате, а именно: свинец, барий, марганец, хром, серебро, медь, сурьма, таллий, мышьяк, висмут, кадмий, цинк. Параллельно проводится анализ на ртуть после деструкции отдельной навески органов (печень, почки). Маскировка ионов в дробном анализе Маскировка - процесс устранения влияния мешающих ионов при обнаружении искомых ионов. Мешающие ионы переводят в соединения, которые теряют способность реагировать с реактивами на искомые катионы. приемы: - переводят мешающие ионы в устойчивые комплексы, - изменяют валентность металлов при помощи окислителей и восстановителей, - изменяют pH среды и др. Например, обнаружению ионов кадмия по реакции с сероводородом (осадок CdS имеет ярко-желтую окраску) мешают ионы меди (осадок CuS имеет черное окрашивание). Для маскировки ионов меди прибавляют раствор цианида щелочного металла, при этом образуется бесцветный комплексный ион [Сu(CN)4]2- Реакция меди с сероводородом не пойдет. Демаскировка ионов - это процесс освобождения ранее замаскированных ионов от маскирующих реагентов. Для маскировки в дробном анализе применяют следующие реактивы: 1. Цианиды - образуют комплексы с Со, Сu, Zn, Fe, Cd, Hg, Ag. Главное требование: их нельзя прибавлять к кислым растворам, т.к. может произойти разложение солей с выделением легко летучей синильной кислоты. 2. Фосфаты - применяются для связывания ионов Fe (III) при исследовании на Мn, Сг, Сu. 3. Тиосульфаты - применяются для маскировки ионов Cd (II) при анализе на Zn, а также Ag, Pb, Fe (III),Сu и др. ионы. 4. Тиомочевина - применяется для маскировки ионов Bi, Fe (III), Sb, Hg, Ag и др., с которыми образует прочные внутрикомплексные соединения. 5. Используются также фториды, трилон Б, лимонная кислота и её соли цитраты, винная кислота и её соли тартраты и др. комплексообразователи. 6. Гидроксиламин и аскорбиновая кислота используются для маскировки как восстановители. Органические реагенты, применяемыев дробном анализе “металлических" ядов: - диэтилдитиокарбаминаты натрия и свинца (в анализе на катионы меди, цинка, кадмия, висмута): дитизон (в анализе на катионы свинца, таллия, цинка, серебра, ртути): - 8-оксихинолин (в анализе на катион висмута): Bi2(SO4)3 + 2HC1 + 8KI = 2H[BiI4] + 3K2SO4 + 2КС1 - малахитовый зеленый из группы трифенилметановых красителей (при анализе на катионы сурьмы и висмута): - дифенилкарбазид (при анализе на катион хрома) тиомочевина (при анализе на катион висмута) Образуются окрашенные комплексные соединения или ионные ассоциаты. (Ионные ассоциаты (ионные пары) представляют собой неполностью диссоциированные солеобразные соединения, образующиеся в результате ассоциации противоположно заряженных ионов, при этом характер связи колеблется от ионной (электростатической) до ковалентной). Реакции с органическими реагентами используются для следующих целей: 1. Образование окрашенных комплексов -качественное доказательство ряда катионов. 2. Окраска комплексов может использоваться для количественного определения катионов ФЭК методом. 3. Реакции могут использоваться для селективной экстракции (выделения) катионов в виде комплексов из минерализата с последующей реэкстракцией ионов в водную фазу и обнаружением их качественными реакциями. Применение диэтилдитиокарбаминовой кислоты и её солей. Диэтилдитиокарбаминовая кислота - соединение, неустойчивое в водных растворах, поэтому в аналитической практике используют ее соли, натриевая, аммониевая, свинцовая. Эти реагенты образуют более чем с 20 металлами внутрикомплексные соединения - диэтилдитиокарбаминаты (ДДТК металлов). Свойства ДДТК металлов: 1. Нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (хлороформ). 2. Большинство ДДТК металлов - бесцветные соединения. Окраску имеют растворы комплексных соединений в хлороформе: ДДТК меди - желто-коричневое окрашивание, ДДТК висмута, кадмия, сурьмы - бледно- желтое, хрома - бледно-зеленое. 3. ДДТК металлов образуются при строго определенных значениях pH среды. Регулируя pH раствора, можно избирательно изолировать из минерализата тот или иной катион. Устойчивость ДДТК металлов также связана с pH среды. Комплексы, которые образуются в щелочной среде - неустойчивы в кислой и разрушаются под действием кислот. Например, ДДТК цинка и кадмия можно разрушить действием хлористоводородной кислоты, а ДДТК висмута - азотной. Это свойство используется для реэкстракции металлов из их комплексов и переведения в водную фазу с целью проведения подтверждающих реакций. Для тех ДДТК металлов, которые устойчивы в широком интервале pH (медь), выделение катиона в водную фазу основано на использовании правила рядов среди диэтиддитиокарбаминатов. Согласно этому правилу каждый предшествующий катион, находящийся в водной фазе, вытесняет последующие катионы из их комплексов, растворенных в хлороформе. Ряд ДДТК токсикологически важных катионов можно представить следующим образом: Hg > Ag > Сu > Ni > Со > Pb > Bi > Cd > Tl > Sb > Zn > Мn > Fe Hапример, Hg способна вытеснять Сu из (ДДТК)2Сu, в свою очередь Сu вытесняет Рb из (ДДТК)2Рb. Катионы цинка, кадмия, висмута и меди называют экстракционными катионами и их анализ проводят по следующей схеме: 1. Выделение из минерализата в виде комплекса с ДДТК при определенном pH раствора и экстракция в органическую фазу. 2. Разрушение комплексов кислотами или по правилу рядов - реэкстракция - переведение катионов в водную фазу. 3. Обнаружение и количественное определение. Применение дитизонаПрименение дитизона Дитизон (дифенилтиокарбазон), введен в аналитическую практику в 1957 г. Фишером. В зависимости от pH среды, дитизон может существовать в двух таутомерных формах: в кислой среде - в кетоформе, в щелочной среде - в енольной форме. Свойства дитизонатов:Свойства дитизонатов: 1. Дитизон в кетоформе хорошо растворим в органических растворителях и не растворим в воде. В енольной форме дитизон хорошо растворим в воде, но нерастворим в органических растворителях. 2. Дитизонаты металлов - ярко окрашенные соединения, растворимые в органических растворителях и нерастворимые в воде. ДитизонатыДитизонаты серебра и ртути имеют золотисто-желтый цвет, цинка – пурпурно-красный, свинца - карминно-красный, таллия - красно-фиолетовый. 3. Образование дитизонатов металлов идет при строго определенном значении pH среды. Дитизонаты серебра и ртути образуются при pH=1, цинка - при pH=4,5-5 (химизм реакции идет по кетоформе дитизона). Обнаружение мышьяка в минерализате Атомно-абсорбционная спектрометрия. Обнаружение мышьяка проводят характерной для мышьяка линии резонансного перехода при длине волны 193,7 нм. Оценка метода. Предел обнаружения составляет 2 мкг мышьяка в 1 мл исследуемой пробы. 2. Химический метод основан на использовании реакций восстановления. Реакция Зангера-Блека (предварительная). Определение проводят в специальном аппарате: 1— колба, содержащая минерализат; 2— насадка, заполненная ватой, пропитанной раствором ацетата свинца; 3— бумага, смоченная раствором хлорида или бромида ртути (II). В колбу аппарата Зангер-Блека вносят: - 2 мл минерализата, - 10 мл 4 М раствора кислоты серной, - 5 мл воды - 1 мл 10 % раствора олова (II) хлорида в 50 % кислоте серной. - 2 г мелких гранул «купрированного» цинка (поверхность цинка обработана раствором меди сульфата для ускорения реакции с серной кислотой). Колбу аппарата закрывают насадкой, в которую вложена бумага, пропитанная ртути (II) хлоридом, а ниже вставлен тампон ваты, пропитанный раствором ацетата свинца. Zn + H2S04 = ZnSO4 + 2Н Побочная реакция: H2SO4 + 8Н = H2S + 4 Н2О Выделившийся сероводород может взаимодействовать с ртутной бумажкой и окрашивать ее в черный цвет: H2S + HgCI2 = HgS + 2 HCI Для удаления сероводорода его улавливают ватой, смоченной раствором свинца ацетата: H2S+ Pb(CH3COO)2 = PbS + 2 СН3СООН В минерализате мышьяк находится в степени окисления As+5, в такой степени окисления он медленно взаимодействует с атомарным водородом. В связи с этим в раствор добавляют катализатор — олова (II) хлорид в растворе кислоты хлористоводородной, который восстанавливает As+5 в As+3. H3AsO4 + SnCI2 + 2 HCI = H3AsO3 + SnCL4 + Н2О Образующаяся мышьяковистая кислота взаимодействует с атомарным водородом. В результате реакции выделяется газ арсин. H3AsО3 + 6Н = AsH3 + 3 Н2О Арсин взаимодействует с «ртутной» бумажкой, при этом появляются желтые или коричневые пятна: AsH3 + HgCI2 = AsH2(HgCI) + HCI; AsH3 + 2HgCI2 = AsH(HgCI)2+ 2HCI; AsH3 + 3HgCI2 = As(HgCI)3 + 3HCI; AsH3 + As(HgCI)3 = As2Hg3 + 3HCI Оценка реакции. Реакция Зангер-Блека неспецифична, так как такой же результат дает сурьма (образуется газ стибин — SbH3, обладающий теми же свойствами, что и арсин). Имеет судебно-химическое значение при отрицательном результате. Если результат реакции отрицательный, то исследования на мышьяк далее не проводят. Если эффект реакции положительный, то выполняют пробу Марша. Проба Марша (основное исследование минерализата на мышьяк). Пробу проводят в специальном приборе с трубкой Марша. Аппарат Марша: 1 — колба для проведения реакции восстановления, 2 — капельная воронка, 3 — хлоркальциевая трубка, 4 — восстановительная трубка В колбу аппарата Марша вносят:В колбу аппарата Марша вносят: 10 г «купрированного» цинка, а в капельную воронку наливают 30 мл 4 М раствора кислоты серной. Из капельной воронки небольшими порциями (по 4—5 мл) несколько раз приливают раствор серной кислоты. Спустя 15—20 мин после начала взаимодействия цинка с кислотой серной проверяют полноту вытеснения воздуха из аппарата Марша. (При наличии хотя бы следов воздуха в аппарате во время сжигания газов, выходящих из трубки может произойти взрыв). После полного вытеснения воздуха из аппарата в капельную воронку вносят 20 мл минерализата и 2 мл 10 % раствора олова (II) хлорида в 50 % растворе кислоты серной. Содержимое капельной воронки в течение 30—40 минут небольшими порциями вливают в колбу аппарата Марша. Проба основана на восстановлении соединений мышьяка атомарным водородом в момент его выделения и последующем разложении образовавшегося при этом арсина: H3AsO3 + 6Н = 4 AsH3 + ЗН2О 2AsH3 = 2As + 3H2 В процессе исследования в аппарате Марша выполняют ряд реакций и наблюдений: Поджигают выделяющийся газ у конца восстановительной трубки: пламя приобретает синеватый цвет, и имеет характерный для мышьяковистого водорода запах чеснока, буровато-серый налет в восстановительной трубке или на холодной фарфоровой пластинке, внесенной в указанное выше пламя. 2. Проба Гутцайта. Восстановительную трубку Марша поворачивают на 180º и погружают в 5 % раствор нитрата серебра, прибавляют слабо подщелоченный раствор гидроксида аммония, при этом отмечают потемнение раствора в результате образование металлического серебра: 3AgNO3 + AsH3 = AsAg3 + 3HNO3 AsAg3 + 3AgNO3 = AsAg3 • 3AgNO3 AsAg3 •3AgNO3 + ЗН2О = 6Ag + H3AsO3 + 3HNO3 3. В случае получения плотного налета в восстановительной трубке, его подвергают дополнительному исследованию. Восстановительную трубку прибора отделяют, и место налета осторожно нагревают на маленьком пламени горелки. Металлический мышьяк при этом окисляется кислородом воздуха до мышьяковистого ангидрида. Мышьяковистый ангидрид в виде белого налета осаждается на холодных частях восстановительной трубки. 4. При рассмотрении налета под микроскопом при наличии мышьяка видны характерные кристаллы мышьяковистого ангидрида в виде октаэдров. Это исследование является одним из наиболее убедительных доказательств наличия мышьяка в минерализате. 5. при количествах мышьяка менее 0,05 мг, поступают следующим образом: Налет мышьяковистого ангидрида помещают на предметное стекло и растворяют в 2—3 каплях 50 % раствора кислоты азотной. Раствор осторожно выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 1—2 каплях 10 % раствора кислоты хлористоводородной и вносят 1—2 кристалла цезия хлорида, несколько кристаллов калия йодида. При наличии в исследуемом объекте мышьяка образуется ярко-красный осадок, имеющий под микроскопом вид правильных шестиконечных звездочек и шестиугольных табличек, а далее, при добавлении пиридина к Cs2AsI5 • 2,5 Н2О вид правильных шестилучных звездочек и шестиугольников. Сурьма в аналогичных условиях образует характерные кристаллы многогранники (Cs2SbI5 • 2,5 Н2О). Оценка реакций.Оценка реакций. Предел обнаружения с помощью микрокристаллоскопической реакции составляет 0,01 мкг при разведении 1:1000000. Границей обнаружения мышьяка по реакциям в аппарате Марша является его содержание в 100 г исследуемого объекта в количестве 0,01 мг. Неорганические и органические соединения ртути (Нg). Методы ХТА. Оценка результатов исследования. Особенности ХТА на Нg и ее соединения: Объекты исследования - 20 г печени и 20 г почек. (При такой навеске органа имеется минимальная возможность обнаружения естественного содержания Hg в органах, которое в печени достигает до 1 мкг в 100 г органа и в почках - до 40 мкг в 100 г органа, плюс содержание ртути в органе. Соотношение количественного содержания Hg в печени и почках дает возможность определить какое было отравление: острое или хроническое. В случае хронического отравления большее содержание Hg будет в печени, в случае острого - в почках). 2. Деструкция - HNO3 и H2SО4 при добавлении воды и спирта. Смесь нагревают на водяной бане до 100 °C и кипятят 10 мин. (Цель - частичная минерализация объекта и предотвращение потери Hg из-за ее летучести). Полученный деструктат подвергают анализу: 1. Концентрирование и очистка: при добавлении CuI2 : в деструктате ртуть находится в виде Нg2+, при взаимодействии с СuI2 образуется окрашенное соединение тетрайодмеркурат меди (Сu[HgI4]), который выпадает в осадок, его отделяют фильтрованием и подвергают очистке. Сначала его многократно отмывают ацетоном для очистки от водо-растворимых элементов, а затем промывают Nа2SO4, который предотвращает растворение осадка. К осадку добавляют раствор I2 в КI, в результате образуется растворимый комплекс тетрайодмеркуриат калия К2[HgI4], а на фильтре CuI2, после чего проводят качественное и количественное обнаружение. 2) Дитизонатный метод:2) Дитизонатный метод: Выделение Hg из деструктата производят в виде дитизоната ртути. На этом этапе происходит концентрирование Hg с последующей очисткой. Она необходима для отделения продуктов окисления дитизона, которые обуславливают малиновое окрашивание. Очистка также необходима для избавления от избытка дитизона и от пигментов, которые могут присутствовать в деструктате. Очистка проводится методом колоночной хроматографии (сорбент – Al2O3, элюент – ацетон). Впервые метод очистки был предложен зав. кафедрой токсикологической химии ММА проф. Изотовым. 2. Качественный и количественный анализ см. методичку. Ртутно-органические соединения Отличие от неорганических соединений Hg заключается в непосредственной связи радикала (Hg) с атомом углерода (С). делятся на 2 класса: 1. Полные ртутно-органические соединения - две валентные связи Hg затрачиваются на связь с атомом углерода: R-Hg–R. 2. Одна связь затрачивается на образование связи с органическим радикалом, а другая с неорганическим радикалом: R-Hg-X где X - остаток кислоты или –ОН группа. Растворимость данных соединений зависит от радикалов. Если Х – неорганический остаток, связанный с Hg ковалентной связью, то данное соединение лучше растворяется в органическом растворителе. Если Х – неорганический остаток, связанный с Hg ионными связями, то соединение лучше растворимо в водной фазе. Ртутно-органические соединения устойчивы к щелочам и кислотам, при этом устойчивость зависит от органического радикала, например, если радикал ароматический, то соединение малоустойчиво в среде HCl, если радикал - алкильный, то оно устойчиво в среде 9 н HCl. Применение ртутно-органических солей Их используют в качестве протравителей зерна и семян в сельском хозяйстве, для сохранения от грибков и лучшего прорастания. Известно, что 1/3 семян гибнет при прорастании. Этилмеркурхлорид (ЭМХ): C2H5 - Hg – Cl. Входит в состав и основное действующее начало препаратов, используемых для протравления семян. Aлкильные производные Hg обладают более высокой токсичностью по сравнению с сулемой (HgCl2), последнее связано с тем, что они за счет связи Hg с атомом углерода проявляют гидрофобные свойства, в результате чего они легко проникают в мозг и вызывают поражение ЦНС, в мозге распадаются до неорганических соединений Hg, которые участвуют в поражении почек. Выведение ртути.Выведение ртути. Неорганические соединения Hg выводятся очень медленно из организма. Основной путь - через ЖКТ. С мочой выводится незначительное количество, т.к. Hg связывается с сульфгидрильными группами, при этом ароматические производные Hg ведут себя также, как неорганические соединения. Алкильные производные Hg, особенно с небольшим количеством углеродных атомов выводятся из организма медленно и в очень малых количествах. ХТА на алкильные производные ртути. Ртутно-органические соединения реагируют с органическими реагентами аналогично неорганическим соединениям Hg с образованием окрашенных производных, растворимых в органических растворителях. Органические реагенты: дитизон, ДДТК. Объекты исследования: печень, почки, кровь. Изолирование:Изолирование: Проводят экстракцией 3 н раствором HCl (такая высокая концентрация кислоты необходима для разрушения связей ртутно-органических соединений с белками). После проведения экстракции ртутно-органические соединения оказываются в водной фазе и для их концентрирования используют экстракцию хлороформом, после этого проводят анализ, в основе которого лежит образование комплекса – дитизоната ртути. К хлороформному извлечению добавляют дитизон в избытке и создают значение рН = 4,5, в этом случае образуется комплекс желтого цвета. Удаляют органическую фазу: к остатку добавляют CCl4 и проводят хроматографическую очистку от: -избытка дитизона, -соэкстрактивных веществ, -от окрашенных продуктов окисления дитизона, -от комплексов дитизона с различными металлами, которые могут присутствовать в экстракте. Поверочные реакции - основаны на разложении дитизона ртути и хроматографическом исследовании нативных соединений. Эта операция необходима для доказательства природы органического радикала. Методика: к дитизонату ртутно-органического соединения добавляют HCl, в результате разрушается комплекс с образованием ртутно-органического соединений в виде хлорида и дитизона, находящихся в органической фазе. С помощью хлороформа переводят в органическую фазу ртутно-органическое соединение и проводят хроматографическое исследование на пластинках с закрепленным слоем силикогеля. В качестве подвижной фазы используется гексан и ацетон. Установлена закономерность в поведении ртутно-органических соединений в зависимости от углеродного радикала: с увеличением молекулярной массы радикала возрастает величина Rf, т.е. в ряду – CH3, - C2H5, - C3H7 - максимальная величина Rf у пропильного радикала. Данный метод позволяет определить до 60 % содержания ртутно-органических соединений в органах и до 80 % в крови. В последнее время для анализа чаще используется ГЖХ. |