Химико-токсикологический анализ веществ, изолируемых экстракцией с водой в сочетании с диализом

Государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования  «Воронежская государственная медицинская  академия им. Н. Н. Бурденко Министерства Здравоохранения Российской Федерации»

 

Фармацевтический факультет

Кафедра фармацевтической химии  и фармацевтической технологии

 

 

 

Реферат на тему:

«Химико-токсикологический  анализ веществ, изолируемых экстракцией  с водой в сочетании с диализом».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка Ф-402 группы

Черняева Анна Васильевна.

Проверил: преподаватель

 токсикологической химии, 

Терских Анастасия Петровна.

 

 

Воронеж, 2013.

Содержание.

 

1. Введение…………………………………………………………………….3
2. Экстракция водой в сочетании с диализом………………………………4
3. Общая характеристика и токсикологическое значение………………….6
4. Исследование диализата на минеральные кислоты……………………...7
5. Исследование диализата на нитриты и нитраты………………………..11
6. Исследование диализата не едкие щелочи……………………………...12
7. Заключение………………………………………………………………..14
8. Литература………………………………………………………………...15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

К группе веществ, изолируемых  экстракцией водой (с помощью  диализа), относятся минеральные  кислоты: серная, азотная и хлористоводородная; щелочи (гидроксиды калия, натрия), гидроксид аммония; и некоторые соли, имеющие токсикологическое значение: нитрит натрия (реже калия), нитраты натрия и аммония (реже калия).

Исследование на данную группу веществ проводится в том случае, если материалы дела указывают на отравление этими веществами.

В случае перехода кислот в  соли, а щелочей в углекислые соли их обнаружение невозможно, так как  эти соединения являются составными частями организма.

Минеральные кислоты и  щелочи широко применяются в народном хозяйстве и легко доступны. Известны случаи умышленных отравлений и самоотравлений кислотами, преступного вредительства, обливания кислотой серной. Кислоты также могут вызвать профессиональные отравления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экстракция водой в  сочетании с диализом.

 

С помощью этого метода изолируют:

• минеральные кислоты: серная, азотная, хлороводородная;                               • щелочи: гидроксиды натрия, калия, аммиак и др.;                                               • ядовитые соли: нитраты, нитриты.

Такие исследования проводят в том случае, если предварительные  испытания дают для этого основание  или материалы дела указывают  на возможность отравления указанными веществами.

Если в трупном материале  минеральные кислоты или едкие  щелочи после отравления образовали соответствующие соли, их обнаружение  не проводится, так как некоторые  соли в определенных количествах  всегда содержатся в органах и  тканях людей и животных.

Для изолирования объекты  измельчают и добавляют очищенную  воду до получения кашицеобразной массы, которую оставляют на 1-2 ч, а затем  фильтруют. Для очистки полученных вытяжек применяют метод диализа.

Диализ - освобождение водных вытяжек, содержащих ядовитые вещества, от высокомолекулярных соединений при  помощи полупроницаемой мембраны. Для  проведения диализа между вытяжкой и водой очищенной помещают пористую перегородку - мембрану, поры которой  проницаемы для ионов и молекул  низкомолекулярных веществ, но не пропускают белки и макромолекулы. Распределение (концентрация) ионов ядовитых веществ  по обе стороны мембраны определяется мембранным равновесием, которое было описано и теоретически объяснено  Ф.Доннаном. Впервые метод диализа был применен Т.Грэмом в середине XIX в.

В качестве мембран для  диализа используют перегородки  из животного пузыря, пергаментной бумаги, пленки из нитро- или ацетилцеллюлозы (коллодий, целлофан). В настоящее время полупроницаемые мембраны можно изготовить с любой степенью проницаемости, т.е. с любым диаметром пор. Применяются также пористые металлические перегородки.

Недостатком метода является возможность прилипания белковых молекул (частиц) к стенкам пор и их коагуляции при соприкосновении  с поверхностью мембраны. Поэтому при выборе мембраны учитываются свойства и характер примесей в вытяжках из объектов.

Ускорения процесса диффузии ионов при диализе можно достичь наложением электрического поля (электродиализ). Полученные диализаты подвергают основному исследованию на наличие кислот, щелочей, ядовитых солей. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общая характеристика и токсикологическое  значение.

 

Минеральные кислоты и  щелочи широко применяются в народном хозяйстве и легко доступны. Известны случаи умышленных отравлений и самоотравлений кислотами, преступного вредительства, обливания кислотой серной. Кислоты также могут вызвать профессиональные отравления. Пары кислоты серной содержатся в воздухе помещений, где её производят, а газообразный серный ангидрид с влагой воздуха образует серную кислоту. Кислота азотная имеет значение профессионального яда вследствие образования окислов азота при её изготовлении, а также вследствие широкого применения для растворения и травления металлов. Пары хлористого водорода в воздухе рабочих помещений могут вызвать отравление.

 Смертельная доза при  приёме внутрь концентрированной  кислоты серной -5г, концентрированной  кислоты азотной - 8г, кислоты  соляной -15г.

 Известны случаи отравления  селитрами (KNO3, NaNО3) при смешении  их с другими солями (например, с натрия хлоридом или вместо  натрия хлорида использовались  в пищу) и при большом их  приёме (доза около 5г считается  ядовитой, а приём 9г является  смертельной).

 На первом месте  по частоте отравлений среди  щелочей стоит едкий натр (каустическая  сода). Довольно часто наблюдаются  случаи отравлений и самоотравлений  водным раствором аммиака (нашатырный  спирт) и при вдыхании, газообразного  аммиака в воздухе рабочих  помещений. [3]

 Объектами исследования  являются содержимое желудка,  рвотные массы, остатки пищи, части  одежды, а при исследовании на  соли ещё печень.

 Внешний вид объектов  исследования может указывать  на отравление той или иной  кислотой. При отравлении концентрированной  кислотой серной происходит сильное  повреждение тканей губ, языка,  пищевода, желудка, одежды. Характерным  признаком концентрированной кислоты  серной является обугливание  углеводов.

 

Исследование диализата  на минеральные кислоты.

 

При анализе диализата  на минеральные кислоты положительную  реакцию будут давать как естественно  содержащиеся, так и экзогенные анионы (SO4, NO3, Cl). Поэтому при положительных реакциях предварительных испытаний диализата проводят перегонку кислот в виде их оксидов.

Предварительное исследование диализата 

Вначале проводят испытание  диализата на отдельные ионы кислот:

• Испытание на сульфаты. К 1 мл диализата добавляют 0,1 мл 10% раствора хлороводородной кислоты и 1 мл 5% раствора хлорида бария. При наличии сульфат-ионов образуется белый осадок.

• Испытание на хлориды. К 1 мл диализата добавляют 0,1 мл 10% раствора азотной кислоты и 0,1 мл 1% раствора нитрата серебра. При наличии  хлоридов образуется белый творожистый  осадок, растворимый в растворе аммиака.

• Испытание на нитраты  и нитриты. Каплю диализата добавляют  к раствору дифениламина в концентрированной  серной кислоте. При наличии нитратов или нитритов смесь окрашивается в синий цвет. [1]

Основное исследование диализата 

 

Серная кислота 

Диализат помещают в колбу  и вносят в него медные опилки. Колбу  соединяют с холодильником, снабженным аллонжем, конец которого опускают в раствор йода в йодиде калия.

Колбу с диализатом и медными  опилками нагревают. Если раствор йода в приемнике обесцветится, его  необходимо добавить дополнительно.

В колбе с объектом происходит окислительно-восстановительная реакция  с образованием сернистой кислоты, которая разлагается до оксида cepы(IV).

H2SO4 + Cu = CuO + H2SO3

H2SO3 = SO2 + H2O

В приемнике также проходит окислительно-восстановительная реакция  и наблюдается обесцвечивание йода.

I2 + SO2 + 2H2O = 2Hl + H2SO4

Обнаружение образовавшейся серной кислоты проводят с помощью  следующих реакций.

Реакция образования сульфата бария. К 3-5 каплям раствора прибавляют 1-2 капли 5% раствора хлорида бария. Появляется белый осадок, указывающий на наличие  серной кислоты.

Реакция получения сульфата свинца. К 3-5 каплям раствора прибавляют 2-3 капли 3% раствора ацетата свинца - выпадает белый осадок сульфата свинца, нерастворимый в азотной кислоте, но растворимый в растворах щелочей  и в растворе ацетата аммония.

PbSO4 + 3NaOH = Na[Pb(OH)3] + Na2SO4

PbSO4 + 4NH4(CH3COO) = (NH4J2[Pb(CH3COO)4] + (NH4J2SO4

Последняя реакция основана на способности ионов свинца образовывать ацетатные ацидокомплексы.

Реакция сродизонатом бария. К 1-2 мл раствора добавляют окрашенный в красный цвет 0,2% раствор родизоната бария. При наличии в растворе сульфат-ионов окраска исчезает, раствор обесцвечивается и образуется белый осадок сульфата бария. [1]

Количественное определение  серной кислоты проводят методом  алкалиметрии. Определенный объем диализата  или отгона оттитровывают 0,1 M раствором гидроксида натрия при индикаторе метилоранже.

 

Азотная кислота 

Перегонку диализата проводят, как в случае серной кислоты, в  присутствии медных опилок. В приемник помещают очищенную воду. В реакционной  колбе происходят реакции, приводящие к образованию оксидов азота.

Для обнаружения образовавшихся азотной и азотистой кислот используют следующие реакции.

Реакция с дифениламином. В углубление на предметном стекле наносят 3-4 капли раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте  и прибавляют 1 каплю полученного  в результате перегонки раствора - появляется синее окрашивание. Эта реакция неспецифична.

Реакция с бруцином. В углубление на предметном стекле помещают несколько капель исследуемого раствора и прибавляют 2-3 капли бруцина в концентрированной серной кислоте - появляется красное окрашивание при наличии в диализате азотной кислоты.

Реакция с белком на азотную  кислоту (ксантопротеиновая проба). В часть исследуемого раствора помещают белые шелковые, хлопчатобумажные и  шерстяные нити и раствор выпаривают. Затем нити промывают водой. Шерстяные  и шелковые нити окрашиваются в желтый цвет. При добавлении раствора аммиака  окраска нитей переходит в  оранжевую. Хлопчатобумажные нити остаются белыми.

Реакция на азотистую кислоту. В пробирку вносят несколько капель исследуемого раствора, прибавляют 2-4 капли 10% раствора серной кислоты и 2-3 капли 1% водного раствора феназона - наблюдают образование зеленого окрашивания.

Количественное определение  азотной кислоты проводят методом  нейтрализации. Определенный объем  диализата или отгона титруют 0,1 M раствором гидроксида натрия при  индикаторе фенолфталеине.

 

Хлороводородная кислота

Часть диализата помещают в колбу и нагревают на песчаной бане. Вначале из колбы отгоняется вода в приемник. Когда концентрация хлористого водорода в реакционной  колбе достигнет 10%, он начинает перегоняться и поступать в приемник, где  растворяется в воде.

3Cu + 2HNO3 = 3CuO + 2NO + H2O

3CuO + 6HNO3 = 3Cu(N03)2 + 3H2O

2NO + O2 = 2NO2

В приемнике оксид азота  связывается с водой.

2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3

Обнаружение хлороводородной кислоты проводят с помощью следующих реакций.

Реакция с нитратом серебра. В пробирку помещают 1-2 мл раствора, прибавляют 1-2 капли 5% раствора нитрата  серебра и 1 мл 10% азотной кислоты - появляется белый осадок, растворимый  в растворе аммиака и появляющийся вновь после подкисления раствора азотной кислотой.

Реакция выделения йода. В пробирку помещают 1 мл раствора, прибавляют несколько кристалликов калия хлората  и нагревают. В верхнюю часть  пробирки помещают несколько йодкрахмальных бумажек. При наличии хлороводородной кислоты йодкрах-мальные бумажки синеют.

Количественное определение  хлороводородной кислоты проводят по методу Фольгарда в определенном объеме диализата или отгона.

Если в исследуемом  растворе присутствует сероводород, для  количественного определения хлороводородной кислоты используют гравиметрический метод. С этой целью к раствору добавляют избыток нитрата серебра. При этом в осадке образуются хлорид серебра (AgCl) и сульфид серебра (Ag2S). Осадок отфильтровывают, обрабатывают 10% раствором аммиака для растворения хлорида серебра. Аммиачный раствор подкисляют азотной кислотой и полученный осадок хлорида серебра отфильтровывают, высушивают до постоянной массы и взвешивают.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследование диализата  на нитриты и нитраты.

 

Реакция с сульфаниловой кислотой и В-нафтолом. В углубление на предметном стекле помещают 2 капли предварительно нейтрализованного диализата, прибавляют 2-3 капли 0,5% раствора сульфаниловой кислоты в 2% растворе хлороводородной кислоты. Через 3-5 мин к смеси прибавляют 1 каплю щелочного раствора В-нафтола - появляется интенсивная оранжево-красная окраска.

Реакция с реактивом Грисса (смесь сульфаниловой кислоты и 1-нафтиламина). В углубление предметного стекла вносят несколько капель нейтрализованного уксусной кислотой диализата и прибавляют 3-4 капли реактива Грисса. Через несколько минут появляется интенсивная красная окраска.

Реакция с феназоном. К части диализата добавляют 10% раствор серной кислоты и несколько капель 1% раствора феназона - наблюдают появление зеленого окрашивания. 

С помощью указанных реакций  могут быть обнаружены эндогенные нитриты. Поэтому используют дополнительную перегонку диализата после подкисления  уксусной кислотой. Дистиллят должен давать те же реакции на нитриты. Методика не позволяет обнаружить следовые количества естественно содержащихся нитритов.

Перед обнаружением в диализате  нитратов нитриты должны быть удалены  с помощью азида натрия - NaN3 или  сульфаминовой кислоты - NH2SO3H. После этого проводят реакции:

• С дифениламином в  серной кислоте с получением синего окрашивания.        • С сульфатом железа(ІІ). В пробирку помещают часть исследуемого раствора (обычно 2-3 капли) и кристаллик сульфата железа(И). Затем по стенке пробирки медленно приливают каплю концентрированной серной кислоты. На месте соприкосновения двух жидкостей появляется бурое кольцо. Нитраты восстанавливаются до оксида азота(П), который с избытком сульфата железа(П) образует раствор бурого цвета.

6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4) 3 + 4H2O + 2NO

 FeSO4 + NO = [Fe(NO)]SO4

Исследование диализата  не едкие щелочи.

 

Анализ на едкие щелочи проводится при сильно щелочной реакции водных вытяжек из биологического материала и отсутствии карбонатов по предварительным пробам.

Гидроксид натрия

Для обнаружения ионов  натрия используют реакции с гидроксостибиатом калия и цинкуранилацетатом.

Реакция с гидроксостибиатом калия. К 3-5 каплям диализата, нейтрализованного уксусной кислотой, прибавляют 2-3 капли раствора гидроксостибиата калия. При потираний стенок пробирки стеклянной палочкой выпадает белый кристаллический осадок.

Наиболее вероятна формула  гидроксостибиата калия - K[Sb(OH)6], который при взаимодействии с образовавшимся ацетатом натрия образует белый осадок.

CH3COONa + K[Sb(OH)6] = [Na[Sb(OH)6] + KOH

В кислой среде возможно переоткрытие гидроксида натрия за счет образования осадка метасурьмяной кислоты - HSbO3.

Реакция с цинк-уранилацетатом. На предметное стекло наносят каплю диализата и выпаривают досуха. Затем добавляют 1-2 капли цинк-уранилацетата. При наличии ионов натрия с уранилацетатом в нейтральных и уксуснокислых растворах образуется зеленовато-желтый кристаллический осадок в виде октаэдров и тетраэдров.

Zn(UO3)2(CH3COO)8 + CH3COONa = NaZn(UO3)2(CH3COO)9

 Гидроксид калия

Для обнаружения ионов  калия применяют реакции с  гидротартратом натрия и с кобальтинитритом натрия.

Реакция с гидротартратом натрия. В маленькую пробирку вносят 3-5 капель диализата, прибавляют 3-4 капли 1 M раствора гидротартрата натрия и такой же объем смеси равных количеств 2 M раствора винной кислоты и 2 M раствора ацетата натрия. Стенки пробирки потирают стеклянной палочкой. При наличии ионов калия выпадает белый осадок - KHC4H4O6.

Реакция с кобальтинитритом натрия. 3-5 капель исследуемого диализата вносят в маленькую пробирку и прибавляют 2-3 капли раствора кобальтинитрита натрия -Na3[Co(NO2)6].

При наличии ионов калия выпадает желтый кристаллический осадок -K2Na[Co(NO2)6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

В данной работе рассмотрен химико-токсикологический анализ веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом; дана общая характеристика группы. Показана распространенность отравлений, их причины; клиника отравлений и клиническая диагностика; обозначены объекты исследования.

Определены особенности  химико-токсикологического анализа  кислот (серной, азотной, соляной), щелочей (гидроксида натрия, гидроксида калия), нитратов и нитритов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

 

1. Вергейчик Т.Х. Токсикологическая химия — М.: МЕДпресс-информ, 2009. — 400 c.
2. Евстигнеева В.П. "Химико-токсикологический анализ веществ, изолируемых экстракцией и сорбцией" Учебно-методическое пособие. Воронеж, 2004
3. Краменко В. Ф. Токсикологическая химия.- М.: Высшая школа, 2009- 370 с.
4. Куценко С. А. Основы токсикологии.- СПб: ООО «Фолиант», 2004- 720 с.
5. Плетенева Т.В., Саломатин Е.М."Токсикологическая химия" М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005