Реакція Нікол(іі)-катіона

1. Дія диметилгліоксиму (реактиву Чугаєва) (фармакопейна реакція)

Диметилгліоксим в амоніачному середовищі утворює з Ni²⁺ червоний осад внутрішньокомплексної солі – нікол(ІІ) диметилгліоксимату:

Ця реакція є селективною для визначення нікол(ІІ)-катіонів

Виконання досліду: на фільтрувальний папірець нанести 1-2 краплі розчину солі Ніколу(ІІ)-катіонів, 1-2 краплі диметилгліоксиму та подержати папірець над парами амоніаку. Спостерігати появу червоної плями.

Реакції Меркурій(іі)-катіона

1. Дія розчину лугу (фармакопейна реакція)

Натрій гідроксид NaOH або калій гідроксид КОН утворює з катіонами Hg²⁺ білий осад меркурій(II) гідроксиду, який швидко розкладається на оксид, що має жовтий колір, і воду:

HgCl₂ + 2NaOH → Hg(OH)₂↓ + 2NaCl

Hg²⁺ + 2OH^- F Hg(OH)₂↓

Hg(OH)₂↓ → HgO↓ + H₂O

Виконання досліду: до 1-2 крапель розчину солі Hg²⁺ додати 2-3 краплі розчину лугу. Спостерігати появу осаду і зазначити його колір.

2. Дія розчину калій йодиду кі (фармакопейна реакція)

Калій йодид утворює з катіонами Hg²⁺ осад оранжево-червоного кольору, який розчиняється в надлишку реагенту з утворенням розчинної комлексної солі:

HgCl₂ + 2KI → HgI₂↓ + 2KCl

Hg²⁺ + 2I^- F HgI₂↓

HgI₂↓ + 2KІ → K₂[HgI₄]

HgI₂↓ + 2І^- F [HgI₄]^2-

Виконання досліду: до 2 крапель розчину солі Меркурій(ІІ)-катіонів додати 2 краплі розчину калій йодиду КІ. Спостерігати утворення осаду. Додати ще декілька крапель калій йодиду. Спостерігати розчинення осаду.

3. Реакція з міддю та іншими металами (фармакопейна реакція)

Метали, що знаходяться в електрохімічному ряду стандартних електродних потенціалів ліворуч ртуті (Cu, Zn тощо), витискають її з відповідних солей.

HgCl₂ + Cu→ Hg↓ + CuCl₂

Cu⁰ – 2ē F Cu²⁺ 1

HgCl₂ + 2ē F Hg↓ + 2Cl^- 1

H gCl₂ + Cu⁰ → Hg↓ + Cu²⁺ + 2Cl^-

Виконання досліду: 1-2 краплі розчину HgCl₂ помістити на ретельно очищену мідну фольгу. Спостерігати появу темно-сірої плями, яка при натиранні стає блискучою. При нагріванні пляма зникає.

Реакції Кадмій(ІІ)-катіона

1. Дія розчину натрій сульфіду Na2s

Катіони Cd²⁺ утворюють осад жовтого кольору з натрій сульфідом Na₂S.

CdCl₂ + Na₂S → CdS↓ + 2NaCl

Cd²⁺ + S^2- F CdS↓

Виконання досліду: до 1-2 крапель розчину солі Кадмій(ІІ)-катіонів додати 2-3 краплі розчину Na₂S. Спостерігати появу осаду жовтого кольору.

Контрольні питання

1. Назвіть груповий реагент катіонів VI аналітичної групи.

1. Напишіть рівняння реакцій катіонів VI аналітичної групи з груповим реагентом.

2. Поясніть роль процесів комплексоутворення в аналізі катіонів VI аналітичної групи.

4. Наведіть рівняння реакцій виявлення катіонів Cu²⁺, Co²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺, Hg²⁺. Вкажіть аналітичні ефекти.

Біологічна роль і практичне використання катіонів VI аналітичної

групи та їх сполук у медицині та фармації

Купрум відноситься до групи життєво необхідних мікроелементів і, як біогенний елемент, виграє дуже важливу біологічну роль у всіх процесах, які протікають в організмі людини. Вміст Купруму в органах і тканинах людини коливається від 6,5 до 60 мг на 1 кг сухої тканини, загальна масова частка складає 1·10^-4 %. Менш за все його у кістках, більш за все – у печінці. Добова потреба дорослої людини у міді дорівнює 2-3 мг. Купрум зв'язаний з ферментами, вітамінами, гормонами та іншими біологічно активними речовинами, посилює дію інсуліну і гормонів гипофізу, які стимулюють розвиток функції статевих залоз. Солі Купруму позитивно впливають на ріст і розвиток організму; тому припускають, що Купрум сприяє синтезу білка і впливає на білковий обмін.

Купрум специфічно сприяє на синтез гемоглобіну, володіє інсуліноподібною дією. Купрум у вигляді ацетату прискорює виведення води з організму, не впливаючи на виведення хлоридів, а додавання до харчового раціону купрум (ІІ) сульфату затримує в організмі Кальцій і Фосфор, таким чином мідь впливає на водний і мінеральний обміни.

Купрум є металокомпонентом багатьох ферментних систем і виступає у ролі незамінного активатора.

Купрум(II) сульфат CuSO₄ у концентрації 0,003-0,25 мг% підвищує імунобіологічну реактивність організму. Встановлено, що накопичування міді в тканинах мозку веде до послаблення процесів збудження і посиленню гальмування у корі великих півкуль.

Мідь та її препарати знаходять важливе застосування у медичній практиці для лікування багатьох захворювань. Купрум(II) сульфат CuSO₄ є фармакопейним препаратом як антисептичний, в'яжучий і припікаючий засіб. У мікродозах мідь вживають для лікування анемій. Препарати Купруму призначаються також для боротьби зі збудливістю у психічно хворих та для профілактики і лікування ендемічного зобу.

Купрум(II) сульфат (добова доза Сu 0,6 мг) сумісно з манган(ІІ) і кобальт(ІІ) сульфатами призначається при функціональних кровотечах. На в'яжучій і припікаючій дії купрум(ІІ) сульфату засновано його використання у вигляді очних крапель при кон’юнктивітах, а також у вигляді олівців для лікування трахоми.

Кобальт. Масова частка Кобальту в організмі людини складає 1·10^-5%. Більш за все його в печінці, нирках, підшлунковій залозі. Добова потреба організму у Кобальті складає 0,05-0,1 мг. Кобальт – мікроелемент, який відрізняється різноманітним впливом на життєві процеси, які протікають в організмі. Кобальт пов'язаний з діяльністю ферментів, вітамінів, гормонів, впливає на білковий, жировий, вуглеводний і мінеральний обмін, а також на функції розмноження і росту.

При недостатності у раціоні солей Кобальту (а також солей Мангану), у крові тварин знижується кількість гемоглобіну і еритроцитів і збільшується число еозинофілів. Кобальт позитивно впливає на обмін вітамінів, наприклад, аскорбінової кислоти (вітаміну С), на синтез нікотинової кислоти (вітаміну РР) і, особливо, ціанокобаламіну (вітаміну В₁₂), до складу якого він входить у кількості 4,5%.

Кобальт(II) сульфат CоSO₄ позитивно впливає на засвоєння кальцію і фосфору. Іони Со²⁺ в організмі утворюють велику кількість комплексів, вони є обов'язковим компонентом багатьох ферментних систем. Іони Кобальту Co²⁺ і Co³⁺ є також каталізаторами гідролітичних, окислювально-відновних та інших ферментів.

У медичній практиці застосовується декілька препаратів Кобальту. Ціанокобаламін (вітамін В₁₂), коамід (комплексний препарат Co²⁺ з амідом нікотинової кислоти) разом з препаратами заліза вживають при анеміях, захворюваннях печінки, нервових захворюваннях, у дерматології і т.д. Кобальт(ІІ) сульфат застосовується при лікуванні анемій, пов'язаних з вагітністю і пологами, а також сумісно з Магній і Купрум(ІІ) сульфатами при функціональних кровотечах. Кобальт(П) хлорид СоСl₂ стимулює пологову діяльність, особливо швидкий ефект спостерігається при стимулюванні пологової діяльності хініном на фоні кобальт(ІІ) хлориду.

Кадмій. Масова частка Кадмію в організмі людини складає 1·10^-4 %. Він концентрується, головним чином, у печінці та нирках. Біологічна роль Кадмію вивчена недостатньо. На відміну від Цинку, активатора багатьох ферментів, Кадмій є інгібітором більшості ферментів, особливо тіолових. Солі Кадмію знижують вміст аскорбінової кислоти в органах і тканинах, а також холестерину у крові. Кадмій впливає на вуглеводний обмін.

Також Кадмій впливає на фосфорно-кальцієвий обмін. Оскільки радіус іона Сd²⁺ близький до радіуса іона Са²⁺ , то іони Cd²⁺ можуть витиснювати іони Са²⁺ з сполук, які входять до складу кісток і накопичуються у них, у результаті чого може виникнути ламкість кісток.

Розчини солей Кадмію, у залежності від концентрації, впливають як в'яжучий, подразнюючий і антисептичний засіб.

Кадмій токсичний і володіє кумулятивними властивостями. Між Кадмієм і Цинком є фізіологічний антагонізм: так, загальна токсична дія Кадмію знижується при додаванні до дієти підвищеної кількості цинк ацетату.

Меркурій. Загальна масова частка Меркурію в організмі людини складає 1·10^-6 %. Щодоби до організму потрапляє з їжею у середньому 0,02-0,05 мг Меркурію. Більш за все ртуть концентрується у нирках, менш за все у печінці. Біологічна роль ртуті до кінця не вивчена. Меркурій позитивно впливає на фагоцитарну активність лейкоцитів і підвищує імунобіологічну стійкість організму до впливів навколишнього середовища. Ртуть впливає на процеси кровотворення.

При місцевому застосуванні Меркурій діє як протимікробний і слабкий подразнюючий засіб. Ртуть і розчинні солі Меркурію дуже токсичні, причому токсичність солей зростає у разі збільшення розчинності їх у воді.

Комплексні сполуки Меркурію(ІІ) ([Hg(NCS)₄]^2-; K=l,29·10^-22) більш стійкі, ніж цинку ([Zn(NCS)₄]^2-; K=5,0·10^-2) і кадмію ([Cd(NCS)₄]^2-; K=l,67·10^-2), що призводить до міцного зв'язування ферментів з Hg(II) і їх інгібіюванню. Цим можна також пояснити токсичність сполук Меркурію. Зв'язування сполук Меркурію(ІІ) з білками у міцні комплекси, а також їх денатурація призводить до накопичування в організмі солей Меркурію(II), які важко виводяться. Протиотрутою при отруєнні сполуками Hg²⁺ є сполуки Селену, однак це питання потребує подальшого вивчення.

Тимчасово припустима тижнева доза загальної кількості Меркурію для людини складає 0,3 мг. Ця кількість еквівалентна відповідно 0,005 мг на 1 кг маси тіла.

Ртуть відома з найдавнішого часу. У XVI віці препарати Меркурію були введені до медицини. До 1909 р. (відкриття сальварсану) ртуть була одним із найбільш ефективних засобів лікування сифілісу.

У медицині препарати Меркурію використовуються як антисептичний, протипаразитарний, протисифілітичний, а також сечогінний та проносний засоби. Меркурій(II) дихлорид (сулема) HgCl₂ (отрута!) у концентрації 1:1000 застосовується для дезинфекції і як антисептик.

Меркурій(II) дийодид і ртутна сіркова мазь застосовуються при лікуванні сифілісу. Меркурій(ІІ) амідохлорид HgNH₂Cl у вигляді мазей застосовується у дерматології.

Нікол. Добова потреба організму у Ніколі складає 0,63 мг. Загальна масова частка Ніколу в організмі людини – 1·10^-6%. Більш за все Ніколу у печінці та нирках, а також у підшлунковій залозі та гипофізі. У інфікованих хворих Нікол нормалізує вміст гемоглобіну. При призначенні здоровим людям солей Ніколу у їх організмах прискорюється регенерація білків плазми крові. Нікол не впливає на кров'яний тиск. Він впливає на вуглеводневий обмін. У організмі іони Ni²⁺ утворюють комплекси з NH₃·H₂O, етилендіаміном і т.д. Нікол є активатором таких ферментів, як карбоксилаза, трипсін, лецитин та ін. Нікол специфічно впливає на фермент уреазу, яка каталізує розщеплення сечовини на NH₃ і СО₂.