Тема: дробний метод аналізу мінералізату на «металеві» отрути. Кількісне визначення «металевих» отрут в мінералізаті. План лекції

1. Основні положення дробного методу аналізу. Прийоми «маскування» іонів, що заважають.

2. Схема аналізу мінерачізату на «металеві» отрути по А.Н.Криловой. Виявлення меркурію в деструктаті.

3. Кількісне визначення «металевих» отрут

4. Атомно-абсорбційна спектрометрія при дослідженні «металевих» отрут.

1. Основні положення дробного методу аналізу. Прийоми «маскування іонів, що заважають.

В хіміко-токсикологічному аналізі для виявлення іонів металів у мінералізатах застосовується систематичний хід аналізу і дробний метод. Систематичний хід аналізу (кислотний або сірководневий) заснований на послідовному поділі катіонів на аналітичні групи, підгрупи і виділенні окремих іонів з підгруп. Систематичний метод є тривалим, небезпечним, пов'язаний з великими втратами отрут, в даний час практично витіснений із практики хіміко-токсикологічного аналізу дробним методом.

Дробний метод заснований на застосуванні реакцій, за допомогою яких у будь-якій послідовності можна знайти шукані іони в окремих невеликих порціях досліджуваного розчину. Дробний метод є швидким, чутливим, дозволяє визначити «металеві» отрути без попереднього відділення їх один від одного. Основоположником дробного методу аналізу є Н А.Тананаєв, велика заслуга в розробці методик дробного методу і впровадженні їх у практику хіміко-токсикологічного аналізу належить А.Н.Криловой.

В основі дробного методу лежать такі прийоми:

• заміна осадження рідиннофазними реакціями комплексоутворення з послідуючою екстракцією і реекстракцією,

• використання найбільш чутливих і специфічних реакцій (наприклад на манган - окислювання до перманганат іонів, на хром -утворення надхромових кислот і т д),

• при недостатній специфічності реакцій, спочатку проводять попередню пробу, потім - підтверджуючі дослідження,

• «маскування» іонів, що заважають,- при цьому усувають заважаючий вплив іонів як природних, так і введених в організм.

Способи «маскування» іонів, що заважають:

• комплексоутворення; при цьому іони, що заважають, зв'язують у

безбарвні міцні комплекси: для маскування використовують ціаніди, фториди, фосфати, тіосульфати, тіосечовину, трилон Б, аскорбінову кислоту, гідроксиламін.

Наприклад, реакції на Со²⁺ з роданідом заважають Fе³⁺, для цього додають розчини фторидів або фосфатів, що зв'язують Fe³⁺ в безбарвні комплекси [FеF₆ ]³ або [Fе(FО ₄)₂ ]³ ;

• оперування малими об’ємами або великими розбавленнями мінералізату для усунення впливу ендогенних іонів металів, для цих цілей мінералізат відразу розводять до 180 мл і використовують невеликі порції для виявлення окремих іонів: для Мn²⁺ - 1 мл, Сu²⁺ - 3 мл, Bi³⁺ - 10 мл і т.д.

• варіювання рН середовища; так комплекси з дитизоном свинець утворить тільки в лужному середовищі, у кислому середовищі комплекси з дитизоном утворять ртуть і срібло, при сильному підкисленні дитизонат срібла руйнується, а дитизонат ртуті - ні;

• застосування реакцій окислення-відновлення (перманганат іон переводять в іон мангану (II) при виявленні хрому по реакції з дифенілкарбазидом),

• використання ряду активності диетилдитіокарбамінатів (ДДТК) (свинець із ДДТК витісняється купрумом, купрум - меркурієм)

Найбільш часто застосовувані реактиви в дробному методі аналізу.

Дитизон. Дана сполука може бути в двох таутомерних формах:

Існують різні точки зору про структури дитизонатів, найбільш ймовірна форма:

У кислому середовищі утворюються однозаміщені дитизонати, в сильно лужному - відбувається заміщення і другого атома водню.

Дитизонати забарвлені (забарвлення часто залежить від рН середовища), що використовується в якісному і кількісному аналізі «металевих» отрут. Комплекси з дитизоном розчинні в органічних розчинниках і руйнуються при дії кислот, що застосовують для виділення окремих катіонів з мінералізату.

Диетилдитіокарбамати. Найчастіше як реагент використовують диетилдитіокарбамінат натрію, при взаємодії з яким катіони важких металів утворять внутрікомплексні сполуки:

Диетилдитіокарбамати добре розчинні в органічних розчинниках, багато з них безбарвні (диетилдитіокарбамати цинку, кадмію), деякі забарвлені (диетилдитіокарбамати купруму, бісмуту), руйнуються від додавання мінеральних кислот. Дані реакції використовують як попередні проби, для виділення катіонів з мінералізату, в кількісному аналізі «металевих» отрут.

Дифенілкарбазид . Даний реактив використовується для виявлення Сг³⁺ у мінералізаті. Попередньо Сг³⁺ окислюють персульфатом амонію в присутності каталізатора (іонів срібла) до дихроматів-іонів, що в свою чергу окислюють дифенілкарбазид (I) до дифенілкарбазону (П) При цій реакції Сr₂О₇² відновлюються до Сr²⁺, який в енольній формі дифенілкарбазону (III) дає внутрікомплексну сіль (IV), що має червоно-фіолетове забарвлення. Хімізм реакцій, що відбуваються:

8-оксихінолін. Даний реактив використовується для виявлення бісмуту Ві³⁺. Попередньо іони бісмуту переводять в ацидокомплекс [ВіJ₄ ] , що при взаємодії з оксином у кислому середовищі утворить іонний асоціат, при цьому спостерігають утворення оранжево-червоного осаду.

Малахітовий або брильянтово зелений. Дані реагенти використовують для виявлення сурми і талію. Попередньо сурму (знаходиться в мінералізаті у вигляді НSbО₂) і талій (знаходиться в мінералізаті у вигляді Т1³⁺) переводять в ацидокомплекси [SbС1₄ ] і [ТlСl₄ ] . Останні з барвником утворюють забарвлені в синій або блакитний колір іонні асоціати, що екстрагують толуолом або ксилолом: