- •Оренбург 2014
- •Авторы:
- •- кандидат биологических наук, доцент Немерешина Ольга Николаевна;
- •Токсикологически важные вещества, изолируемые методом дистилляции. Учебное пособие к семинарским и лабораторно-практическим занятиям по токсикологической химии для студентов специальности 060108.65 – фармация. Модуль 2. Оренбург, 2014. – 82 с.
- •ХАРАКТЕРСТИКА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ ПЕРЕГОНКОЙ С ВОДЯНЫМ ПАРОМ
- •Дистилляция как метод очистки
- •ЭТАПЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- •2 NaCN + FeSO4 → Fe(CN)2 + Na2SO4
- •Fe(CN)2 + 4 NaCN → Na4[Fe(CN)6]
- •ХЛОРАЛГИДРАТ
- •CCl4 + 4 NaOH → 4 NaCl + 2 H2O + CO2↑
- •AgNO3 + NH4OH → AgOH + NH4NO3
- •ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ
- •2 CH3COONa + H2SO4 → 2 CH3COOH + Na2SO4
- •C2H5OH + HOSO3H ─→ C2H5OSO3H + H2O
- •I2 + 2 NaOH → NaOI + NaI + H2O
- •C2H5OH + NaOI → CH3CHO + 3 NaOH
- •ИЗОАМИЛОВЫЙ СПИРТ
- •2 CH3COONa + H2SO4 → 2 CH3COOH + NaSO4
- •I2 + NaOH → HOI + NaI
- •NaOH + HOI → NaOI + H2O
- •CH3COCH3 + 3 NaOI → CI3COCH3 + 3 NaOH
- •CI3COCH3 + NaOH → CHI3↓ + NaOCOCH3
- •ФЕНОЛ
- •МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ И СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ
- •План оформления работы
- •Занятие № 1
- •Вопросы для самоконтроля
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Ответы на вопросы для самоконтроля
- •Ответы на вопросы теоретические задания
- •Занятие № 2
- •Вопросы для самоконтроля
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Занятие № 3
- •ЛИТЕРАТУРА
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Методическое обеспечение самостоятельной работы студентов:
- •C2H5OH + HOSO3H ─→ C2H5OSO3H + H2O
- •I2 + 2 NaOH → NaOI + NaI + H2O
- •C2H5OH + NaOI → CH3CHO + 3 NaOH
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Химико-токсикологического исследования № _1__
I2 + NaOH → HOI + NaI
NaOH + HOI → NaOI + H2O
CH3COCH3 + 3 NaOI → CI3COCH3 + 3 NaOH
CI3COCH3 + NaOH → CHI3↓ + NaOCOCH3
К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 1 мл 10% раствора аммиака и несколько капель раствора йода в йодиде калия. Образуется желтый осадок йодоформа.
В отличие от этанола ацетон дает реакцию в мягких условиях – без нагревания и со слабой щелочью.
Реакция имеет отрицательное судебно-медицинское значение, так как ее дает этанол.
Чувствительность – 0,1 мг.
2. Реакция с нитропруссидом натрия:
СН3COCH3 + Na2[Fe(CN)5NO] + 2 NaOH → Na4[Fe(CN)5ON═CHCOCH3]
К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 1 мл 10% раствора гидроксида натрия и 5 капель свежеприготовленного 1% раствора нитропруссида натрия. Появляется оранжево-красное окрашивание, переходящее при добавлении 10% раствора уксусной кислоты в красно-фиолетовое или вишнево-красное.
Реакция не специфичнадля ацетона, ее дают другие альдегиды и кетоны.
3. Реакция с фурфуролом:
К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 5 капель 1% раствора фурфурола в этаноле и 3 капли 10% раств ора гидроксида натрия. Через 3 – 5 минут к этой жидкости добавляют 10 – 12 капель концентрированной соляной кислоты.
36
Появляется красная окраска, свидетельствующая о наличии ацетона в исследуемом объекте.
Реакция не специфичнадля ацетона, ее дают альдегиды и кетоны.
ФЕНОЛ
1.Реакция с бромной водой(образование трибромфенола):
К0,5 – 1,0 мл исследуемого раствора прибавляют 3– 5 капель бромной воды. Образуется желтовато-белый осадок трибромфенола.
Реакция имеет отрицательное судебно-медицинское значение, так как ее дают анилин и другие ароматические амины.
Чувствительность – 1 : 50 000.
2.Реакция образования индофенола:
К0,5 – 1,0 мл исследуемого раствора прибавляют 1 каплю анилина и 2 мл
раствора гипохлорита натрия. Появляется грязно-фиолетовая окраска, после прибавления раствора аммиака переходящая в синюю (щелочная соль индофенола).
37
Реакция имеет отрицательное судебно-медицинское значение, ее дают соединения, содержащие фенольную группу.
***
Часть второго дистиллята подщелачивают раствором гидрокарбоната натрия до щелочной реакции, вносят в делительную воронку и извлекают 2 мл эфира. Эфирную вытяжку упаривают при комнатной температуре досуха. Сухой остаток растворяют в 2 – 3 мл воды и с раствором проделывают следующие реакции.
3. Реакция с хлоридом железа (III):
1 – 2 капли исследуемого раствора помещают на фарфоровую пластинку и прибавляют 1 – 2 капли свежеприготовленного 5% раствора FeCl3. Появляется сине-фиолетовая окраска, исчезающая от добавления воды, спирта и кислот (в отличие от салициловой кислоты).
Реакция имеет положительное судебно-химическое значение.
Чувствительность – 1 : 1000
38
УКСУСНАЯ КИСЛОТА 1. Реакция с хлоридом железа (III):
FeCl3 + 3 CH3COOH → Fe(CH3COO)3 + 3 HCl
3 Fe(CH3COO)3 + 2 H2O → [Fe3(CH3COO)6(OH)2]CH3COO + 2 CH3COOH 2 – 3 мл исследуемого раствора поместить в пробирку и добавить 1 каплю
5% свежеприготовленного раствора FeCl3. Появляется красная окраска. При нагревании окрашенного раствора происходит гидролиз, в результате которого выпадает бурый осадок, указывающий на наличие уксусной кислоты в исследуемом объекте.
Чувствительность – 1,25 мг.
2. Реакция этерификации (образование этилацетата):
H2SO4
CH3COOH + C2H5OH ────→ CH3COOC2H5 ↑ + H2O
Впробирку вносят 3 – 5 мл исследуемого раствора и выпаривают досуха.
Ксухому остатку прибавляют 1 мл этанола и 2 мл концентрированной серной кислоты, а затем смесь осторожно нагревают. Появляется специфический запах этилацетата.
3. Реакция образования индиго:
При нагревании уксусной кислоты с солями кальция образуется ацетон, который подвергается конденсации со-нитробензальдегидом.
2 СH3COOH + CaO → (CH3COO)2Ca + H2O
tº
(CH3COO)2Ca ─→ CH3COCH3 + CaO + CO2↑
39
Около половины дистиллята вносят в пробирку и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют смесь равных количеств CaO и CaCO3. Отверстие пробирки накрывают фильтровальной бумагой, смоченной свежеприготовленным раствором 0-нитробензальдегида в 5% растворе NaOH. Пробирку нагревают до прокаливания ее содержимого. На бумаге появляется синее пятно (индиго), указывающее на наличие СН3СООН.
Чувствительность – 10 мг.
ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ 1. Реакция окисления перйодатом калия и обнаружение образовавшего-
ся формальдегида реакцией сфуксинсернистой кислотой:
KIO4
НОCH2CH2OH ───→ 2 H2CO + KIO3 + H2O
К 2 – 3 мл дистиллята прибавляют 5 капель 12% раствора H2SO4, 5 капель 5% раствора KIO4 в растворе H2SO4 и взбалтывают. Через 5 минут прибавляют 3 – 5 капель раствора H2SO3 (для связывания избытка йодат- и перйодат-ионов), а затем 4 капли раствора фуксинсернистой кислоты. Появляется краснофиолетовое или розовое окрашивание, свидетельствующее о наличии этиленгликоля.
2. Реакция окисления до щавелевой кислоты при многократном выпа-
ривании этиленгликоля с азотной кислотой
[O]
НОСН2СН2ОН ───→ H2C2O4 + 2 Н2О Образующуюся щавелевую кислоту доказывают:
А. По характерным кристаллам оксалата кальция:
Н2С2О4 + СаСl2 ───→ СаС2О4 + 2 НСl
Б. По обесцвечиванию раствора перманганата калия:
40
2 Н2С2О4 + 2 KМnО4 + 3 H2SO4 ─→ K2SO4 + 2 MnSO4 + 10 CO2 ↑ + 8 H2O
3. Реакция с сульфатом меди (голубое окрашивание раствора):
Реакция применяется для обнаружения этиленгликоля в технических жидкостях, для дистиллятов неприемлема.
CuSO4 + 2 NaOH ─→ Na2SO4 + Cu(OH)2
HOCH2CH2OH + Cu(OH)2 ───→ H2│C──CH│ 2 + 2 H2O
O O \ / Cu
К2 – 3 мл исследуемого раствораприбавляют 1 – 2 мл 10% раствора NaOH
инесколько капель 10% раствора CuSO4 . Появляется голубая окраска, указывающая на присутствие этиленгликоля в исследуемом растворе.
41
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫВ АНАЛИЗЕ «ЛЕТУЧИХ ЯДОВ» Метод газожидкостной хроматографии
Газожидкостная хроматография является одним из видов, распределительной хроматографии, где в качестве подвижной фазы используете газ, а неподвижной – жидкость, нанесенная в виде тонкой пленки на гранулы твердого носителя, которым заполняется колонка.
Разделение компонентов смеси основано на различии коэффициента , распределения этих компонентов между подвижной и неподвижной фазами, что приводит к различной скорости передвижения компонентов по колонке.
К = Cs /См,
где К - коэффициент распределения,
Cs - концентрация в стационарной (неподвижной) фазе, Cм - концентрация в мобильной (подвижной) фазе.
Графическим отображением процесса разделения является хроматограмма, представляющая собой ряд хроматографических пиков, каждый из которых в соответствует одномуиз разделяемых веществ.
Достоинства метода ГЖХ:
• Высокая разделяющая способность, что позволяет анализировать сложные многокомпонентные смеси. Это удобно при экспертных исследованиях в случаях комбинированных отравлений суррогатами алкоголя.
•Универсальность метода. Анализировать можно любые соединения при условии их летучести и термостабильности.
•Возможность качественного и количественного определения в одной
пробе.
•Высокая чувствительность (10-5 – 10-9 г, т.е. на уровне естественного содержания этанола в организме).
42
•Возможность выполнения анализа в малом объеме образца (0,5-2 мл биожидкости).
•Точность метода(ошибка не превышает 1-2%).
•Экспрессность (время определения 3-5 минут) и возможное проведение,
всвязи сэтим, серийных анализов.
•Простотаи легкость выполнения.
•Доказательность и объективность. Результат в виде хроматограммы может быть приложен к акту судебно-химического исследования.
Основные элементы хроматограммы
На хроматограмме отмечают ввод пробы. Первый пик – это пик несорбируемого компонента (воздух, инертный газ, растворитель), последующие пики
–пики анализируемых веществ (рис. 2).
Впервую очередь появляются пики веществ с малой сорбируем остью неподвижной жидкой фазой, т.е. смалым коэффициентом распределения:
Рис. 2 Схема элементов хроматограммы
43
Аппаратурное оформление методаГЖХ
Прибор для определения спиртов и других «летучих» ядов состоит из следующих блоков (рис. 3): баллон с газом-носителем, устройство ввода пробы (инжектор), хроматографическая колонка (для разделения веществ), детектор для регистрации сигналов веществ (рис. 4), регистрирующее устройство (самописец, компьютер) для отображения хроматограммы.
Рис. 3 Схема устройства газового хроматографа
Рис. 4 Схемаплазменно-ионизационного детектора
44
Методы расчета концентраций
Существует четыре метода расчета концентраций: 1) нормализация; 2) внутренняя нормализация; 3) внутренний стандарт; 4) абсолютная градуировка.
Метод нормализации основан на двух допущениях: все компоненты пробы элюируют из колонки и чувствительность детектора ко всем компонентам одинакова. Концентрация веществ прямо пропорциональна площади хроматографических пиков:
Метод внутренней нормализации предполагает, что все компоненты пробы элюируют из колонки, но при расчете учитывается чувствительность детекторак каждому веществу, т. е. вводятся поправочные коэффициенты:
Метод внутреннего стандарта предполагает добавление к анализируемой пробе известного количества стандартного вещества, используемого при вычислении концентрации других веществ:
При использовании метода абсолютной градуировки концентрацию исследуемого вещества рассчитывают по формуле:
45
