Группа в-в, изолируемых экстракцией водой.

К группе веществ, которые изолируются из различных объектов настаиванием их с водой, относятся минеральные кислоты, щелочи и соли некоторых минеральных кислот. Для очистки водных вытяжек из исследуемых объектов применяют фильтрование или центрифугование, а затем метод диализа.

Некоторые авторы минеральные кислоты, щелочи и их соли относят к группе веществ, которые изолируются из исследуемых объектов методом диализа. Такая характеристика данной группы веществ не совсем точная, так как диализ не является методом изолирования, а применяется как метод очистки водных вытяжек.

Химико-токсикологическое исследование соответствующих объектов на наличие минеральных кислот, щелочей и некоторых солей проводится тогда, когда материалы дела указывают на возможность отравления этими веществами, а также в случае положительных результатов предварительных проб на кислоты, щелочи и другие соединения в исследуемых объектах.

Для исследования на наличие минеральных кислот и едких щелочей берут желудок с содержимым, остатки пищи, рвотные массы и другие объекты. При исследовании биол. м-ла на наличие солей берут те же объекты и печень.

Если в трупном м-ле минеральные кислоты или едкие щелочи после отравления превратились в соответствующие соли, то обнаружение этих солей в биол. м-ле не проводится, так как некоторые соли в определенных количествах всегда содержатся в органах и тканях людей и животных.

Изолирование минеральных кислот, щелочей и солей из биол. м-ла. Подлежащие исследованию объекты измельчают и прибавляют к ним дистиллированную воду до получения кашицеобразной массы, которую оставляют на 1—2 ч, а затем фильтруют. Для ускорения фильтрования применяют воронки или стаканчики с пористым дном, которые через соответствующие приспособления присоединяют к водоструйному насосу. Вместо фильтрования можно применять центрифугирование.

Для более полного освобождения вытяжек из биол. м-ла от белковых веществ и некоторых других примесей применяют метод диализа. С этой целью полученные водные вытяжки 2—3 раза подвергают диализу (по 4—6 ч). Диализаты соединяют и упаривают на водяной бане до небольшого объема (5—10 мл). Упаренные диализаты исследуют на наличие кислот, щелочей и солей.

При исследовании одежды и некоторых других объектов на наличие кислот, щелочей и солей могут быть использованы водные вытяжки, которые не подвергались диализу.

МИНЕРАЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ И ЩЕЛОЧИ

Для доказательства присутствия минеральных кислот в диализатах определяют кислотность этих жидкостей и наличие в них анионов соответствующих кислот.

Определение кислотности диализатов проводится с помощью кислотно-основных индикаторов, которые изменяют свою окраску в кислой среде (метиловый фиолетовый, метиловый оранжевый, конго красный и др.).

К небольшому объему диализата прибавляют несколько капель раствора индикатора, изменение окраски которого указывает на наличие кислот в исследуемых жидкостях. От прибавления раствора метилового фиолетового (интервал рН перехода окраски 0,1—1,5 и 1,5—3,2) к исследуемой жидкости с рН= 1,5...3,2 зеленая окраска индикатора переходит в фиолетовую. Красная окраска метилового оранжевого при рН = 3,0...4,4 переходит в желтую. Сине-фиолетовая окраска конго красного при рН = 3,0...5,2 переходит в красную. Для проверки кислотности вытяжек (диализатов) и для ориентировочного определения рН среды может быть использована бумага, пропитанная универсальным индикатором.

После того как установлена ярко выраженная кислая реакция вытяжек из биол. м-ла или диализатов, проводят исследование этих жидкостей на наличие анионов серной, азотной, соляной и других кислот.

Обнаружение сульфат-ионов, хлорид-ионов и ионов других кислот в вытяжках (диализатах) еще не является доказательством отравлений серной, соляной или другой кислотой. Это объясняется тем, что анионы указанных кислот могут быть в организме как составная часть органов и тканей.

Для доказательства отравлений минеральными кислотами необходимо отогнать их из диализатов. При этом отгоняются только свободные кислоты. Соли этих кислот, поступившие в вытяжки из исследуемых объектов, не перегоняются. Учитывая то, что серная и азотная кислоты перегоняются при относительно высокой температуре, вначале эти кислоты переводят в более летучие соединения, которые в процессе перегонки легко переходят в дистилляты.

§ 1. СЕРНАЯ КИСЛОТА

На отравление серной кислотой может указывать внешний вид объектов исследования. Так, например, у лиц, принявших концентрированную серную кислоту, могут быть повреждения тканей губ, языка, пищевода, желудка и т. д. Одежда, на которую попала серная кислота, может быть повреждена. Однако доказательством отравления серной кислотой является обнаружение ее в дистиллятах, полученных после перегонки этой кислоты из диализатов.

Выделение серной кислоты из биол. м-ла. Подлежащие исследованию органы трупов измельчают, заливают водой до получения кашицеобразной массы, которую оставляют на 1—2 ч. Полученную вытяжку отфильтровывают, подвергают диализу, а затем из диализата отгоняют серную кислоту.

При хим.-токс. исследовании серной кислоты на одежде или на других объектах эту кислоту можно извлечь этиловым спиртом, в котором растворяется эта кислота и не растворяются ее соли. С этой целью исследуемый материал измельчают и прибавляют к нему этиловый спирт. Через некоторое время жидкость отфильтровывают от твердых частиц исследуемого м-ла. Фильтрат на водяной бане выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 мл воды, кипятят несколько минут, а затем охлаждают жидкость до комнатной температуры. Из полученной жидкости отгоняют серную кислоту и исследуют ее в дистилляте.

Отгонка серной кислоты. К диализатам прибавляют медные опилки и нагревают. При этом образуется ангидрид сернистой кислоты SO 2, который отгоняют и собирают в приемник, содержащий раствор иода. При взаимодействии ангидрида сернистой кислоты с водой и иодом образуется серная кислота:

 

Способ отгонки серной кислоты состоит в следующем: в колбу аппарата для отгонки жидкостей, состоящего из колбы, холодильника с форштосом и приемника, вносят диализат и медные опилки. Конец форштоса опускают в приемник, содержащий раствор иода. Колбу устанавливают на масляную или песочную баню и нагревают. Если во время перегонки происходит быстрое обесцвечивание иода, то его раствор небольшими порциями дополнительно вносят в приемник. После окончания отгонки серной кислоты в приемник прибавляют 2—3 мл разбавленной соляной кислоты и нагревают жидкость до полного исчезновения иода, не вступившего в реакцию с ангидридом сернистой кислоты. Освобожденный от иода дистиллят используют для обнаружения в нем серной кислоты.

Для обнаружения серной кислоты в дистилляте применяют реакции с хлоридом бария, ацетатом свинца и родизонатом натрия.

Реакция с хлоридом бария. К 3—5 каплям дистиллята прибавляют 1—2 капли 5 %-го раствора хлорида бария. Появление белого осадка сульфата бария указывает на наличие серной кис-

лоты в дистилляте. Образовавшийся осадок не растворяется в азотной и соляной кислотах, а также в щелочах.

Реакция с ацетатом свинца. К нескольким каплям дистиллята прибавляют 2—3 капли 3 %-го раствора ацетата свинца. При наличии серной кислоты выпадает белый осадок сульфата свинца, который не растворяется в азотной кислоте, но растворяется в едких щелочах и в растворе ацетата аммония при нагревании:

 

Реакция с родизонатом натрия основана на том, что родизо-нат натрия с солями бария образует родизонат бария, имеющий красную окраску. От прибавления серной кислоты или сульфатов к родизонату бария он разлагается. При этом образуется осадок сульфата бария и исчезает красная окраска родизоната:

 

Выполнение реакции. На фильтровальную бумагу наносят каплю 1 %-го раствора хлорида бария и каплю свежеприготовленного 0,2 %-го раствора родизоната натрия. При этом на бумаге пятно приобретает красную окраску. На это пятно наносят 1—2 капли дистиллята. В присутствии серной кислоты окраска пятна исчезает. Эта реакция является специфичной на сульфаты и серную кислоту.

 

 

§ 2. АЗОТНАЯ КИСЛОТА

При отравлениях конц. азотной кислотой поражаются ткани языка, пищевода, слизистая желудка, а иногда и кожа лица, которые приобретают желтую окраску. Если произошло отравление азотной кислотой, концентрация которой ниже 20 %, то желтая окраска кожи и других тканей может не появиться.

Выделение азотной кислоты из биол. м-ла. Для выделения азотной кислоты из органов и тканей трупов их измельчают, заливают дистиллированной водой. Полученную смесь настаивают в течение 1—2 ч, затем отфильтровывают вытяжку, которую подвергают диализу. При наличии азотной кислоты полученный диализат должен иметь кислую реакцию и давать положительные реакции на нитрат-ионы.

Обнаружение нитрат-ионов в диализатах еще не является доказательством отравления азотной кислотой, так как эти ионы содержит не только азотная кислота, но и ее соли. Поэтому азотную кислоту отгоняют из диализатов, а затем определяют ее в дистиллятах. Соли азотной кислоты не перегоняются, и поэтому не могут быть в дистиллятах.

Отгонка азотной кислоты из диализатов. Азотная кислота сразу не перегоняется из разбавленных растворов. Вначале отгоняется вода, а под конец отгоняется и азотная кислота. Поэтому диализаты, содержащие азотную кислоту, отгоняют почти досуха. Прибавление медных опилок к диализатам способствует перегонке азотной кислоты. При взаимодействии азотной кислоты с медными опилками образуется оксид азота (II), который кислородом воздуха окисляется до оксида азота (IV). Оксид азота (IV) в приемнике реагирует с водой. В результате этого образуется смесь азотной и азотистой кислот:

 

Азотную кислоту, образовавшуюся в приемнике, определяют при помощи описанных ниже реакций.

Реакция с дифениламином основана на окислении дифениламина азотной кислотой. При этом вначале образуется бесцветный дифенилбензидин, который при дальнейшем окислении превращается в соединение, имеющее синюю окраску.

Выполнение реакции. раствор дифениламина в конц. серной, кислоте. При наличии азотной кислоты появляется синяя окраска. Кроме азотной кислоты эту реакцию дают нитраты, нитриты, хроматы и некоторые другие окислители.

Реакция с бруцином. раствор бруцина в конц. серной кислоте. При наличии азотной кислоты в исследуемом растворе появляется красная окраска. Такую же окраску с бруцином дают нитриты, перхлораты и некоторые другие окислители.

Окрашивание шерсти. Конц. азотная кислота окрашивает белые шерстяные нитки в желтый цвет. От прибавления аммиака желтая окраска ниток переходит в оранжевую.

Удаление нитритов из исследуемых растворов. Перечисленные выше реакции с дифениламином и бруцином на азотную кислоту дает и азотистая кислота. Поэтому перед выполнением реакций на азотную кислоту исследуемый раствор проверяют на наличие азотистой кислоты и ее солей. При наличии азотистой кислоты ее удаляют из раствора, а затем выполняют реакции на азотную кислоту.

Для удаления азотистой кислоты из растворов предложено несколько способов, которые основаны на разложении этой кислоты мочевиной O = C(NH 2) 2, сульфаминовой (амидосульфоно-вой) кислотой HOSO 2 NH 2, солями аммония, азидом натрия NaN 3 и др. При всех этих реакциях происходит разложение азотистой кислоты с выделением азота:

 

Для разложения азотистой кислоты удобен способ, основанный на реакции с сульфаминовой кислотой.

Выполнение реакции. К 1—2 каплям дистиллята прибавляют 0,5 мл 2 н. раствора уксусной кислоты и несколько кристалликов сульфаминовой кислоты. При наличии азотистой кислоты в растворе сразу же или через несколько минут происходит бурное выделение азота. Когда выделение азота закончится, прибавляют еще 1—2 кристаллика сульфаминовой кислоты. Прекращение выделения газа свидетельствует о полном разложении азотистой кислоты.

 

§ 3. СОЛЯНАЯ КИСЛОТА

Свободная соляная кислота в небольших количествах содержится в желудочном соке, а ее соли — в тканях организма.

При исследовании биол. м-ла на наличие соляной кислоты исследуемые объекты измельчают, заливают дистиллированной водой, настаивают 1—2 ч и фильтруют, полученный фильтрат подвергают диализу.

Диализат проверяют на наличие соляной кислоты при помощи реакции с нитратом серебра. При положительной реакции с нитратом серебра (образование белого осадка хлорида серебра) соляную кислоту отгоняют из диализата. При этом отгоняется свободная соляная кислота, а ее соли остаются в растворе.

Из сильно разбавленных растворов соляная кислота не перегоняется. Вначале отгоняется вода, а когда концентрация соляной кислоты увеличится примерно до 10 %, тогда начинает перегоняться и соляная кислота. Поэтому исследуемый диализат, содержащий соляную кислоту, отгоняют почти досуха.

Соляная кислота может перегоняться из диализатов и в тех случаях, когда отравление произошло не соляной, а серной кислотой, которая при взаимодействии с хлоридами, содержащимися в биол. м-ле, дает соляную кислоту. Поэтому перед выполнением реакций на соляную кислоту определяют наличие серной кислоты в диализатах. При отсутствии серной кислоты в диализатах их исследуют на наличие соляной кислоты.

Реакция с нитратом серебра.

Реакция с хлоратом калия. К 1 мл дистиллята прибавляют несколько кристалликов хлората калия (КСlО 3) и нагревают. При наличии соляной кислоты в дистилляте выделяется свободный хлор, который можно обнаружить по посинению иод-крахмальной бумажки:

 

Едкие щелочи и аммиак

Из щелочей токсикологическое значение имеют гидроксид калия, гидроксид натрия и аммиак. Отравления другими щелочами встречаются относительно редко.

Доказательством отравлений едкими щелочами является ярко выраженная щелочная реакция водных вытяжек из биол. м-ла и наличие в них катионов соответствующих металлов. Щелочность среды определяют при помощи фенолфталеина, который изменяет окраску при рН = 8...10. Изменение окраски фенолфталеина происходит не только под влиянием едких щелочей, но и под влиянием карбонатов щелочных металлов, при гидролизе которых образуются едкие щелочи. Поэтому при исследовании вытяжек на наличие едких щелочей в них проверяют рН и присутствие карбонатов щелочных металлов.

Выделение едких щелочей из биол. м-ла. Исследуемые объекты измельчают, заливают дистиллированной водой и настаивают 2—3 ч. Затем смесь воды и измельченного объекта фильтруют. К фильтрату прибавляют 2—3 капли спиртового раствора фенолфталеина. Появление розовой или красной окраски указывает на наличие едких щелочей или карбонатов щелочных металлов в вытяжках. После этого исследуют вытяжки на наличие карбонатов щелочных металлов (реакция с хлоридом бария) и на присутствие в них катионов калия, натрия и аммония.

§ 4. ГИДРОКСИД КАЛИЯ

Ярко выраженная щелочная реакция водных вытяжек из биол. м-ла или диализатов, отсутствие карбонатов и присутствие в вытяжках ионов калия указывают на наличие гидроксида калия в биол. м-ле.

Для обнаружения ионов калия в диализатах применяют реакции с гидротартратом натрия NaНС 4 Н 4 О 6 и с кобальтинитритом натрия Na 3 [Co(NO 2) 6 ]. Эти реактивы в нейтральных или слабокислых растворах с ионами калия дают осадки.

Поскольку оба реактива с ионами калия дают осадки в нейтральной или слабокислой среде, диализаты, имеющие щелочную реакцию, нейтрализуют или доводят до слабокислой реакции (рН = 3...4) раствором уксусной кислоты. После этого приступают к обнаружению ионов калия в диализатах.

Реакция с гидротартратом натрия. Гидротартрат натрия в нейтральных или уксусно-кислых растворах с ионами калия дает белый кристаллический осадок КНС4Н4О6.

Этот осадок растворяется в горячей воде, минеральных кислотах и щелочах. Потирание стенок пробирки стеклянной палочкой ускоряет выпадение осадка.

Реакция с кобальтинитритом натрия. Кобальтинитрит натрия Na 3 [Co(NO 2) 6 ] из нейтральных или слабокислых растворов осаждает ионы калия в виде желтого кристаллического осадка K 2 Na[Co(NO 2) 6 ].

В сильнокислой среде происходит разложение реактива с образованием нестойкой кислоты Н 3 [Со(]МО 2) 6 ], а в щелочной среде при разложении реактива образуется осадок Со(ОН) 3. Потирание стенок пробирки стеклянной палочкой ускоряет выпадение осадка. Реактив должен быть свежеприготовленным.

§ 5. ГИДРОКСИД НАТРИЯ

При отравлении гидроксидом натрия водные вытяжки из биол. м-ла или диализаты имеют ярко выраженную щелочную реакцию и в них содержатся ионы натрия.

Наличие ионов натрия в диализатах определяют при помощи реакций с гидроксостибиатом калия (антимонатом калия) и с цинк-уранилацетатом.

Реакция с гидроксостибиатом калия. Одним из реактивов на ионы натрия является гидроксостибиат калия, которому в литературе приписывается несколько формул: KSbO 3 •3H 2 O, KH 2 SbO 4, K[Sb(OH) 6 ].

§ 6. АММИАК

Основанием для заключения об отравлении аммиаком является ярко выраженная щелочная реакция (по фенолфталеину) водной вытяжки из органов трупов и наличие в этой вытяжке ионов аммония.

Однако обнаружение аммиака в биол. м-ле не всегда позволяет сделать вывод об отравлении этим препаратом. Это объясняется тем, что при гниении органов трупов и других объектов биол. происхождения всегда образуются определенные количества аммиака. Кроме аммиака при гниении биол. м-ла образуется сероводород и ряд других веществ.

Поэтому прежде чем приступить к исследованию водных вытяжек из биол. м-ла или диализатов на наличие аммиака, химик-эксперт должен проверить эти жидкости на присутствие сероводорода как одного из продуктов гниения белковых веществ. Обнаружение сероводорода в вытяжках из биол. м-ла указывает на протекание процессов гниения исследуемых объектов, в результате чего образуется как сероводород, так и аммиак. Поэтому при наличии сероводорода в биол. м-ле эти объекты на присутствие аммиака не исследуют. На присутствие аммиака подвергают анализу только те органы трупов, которые не подверглись гнилостным изменениям и не содержат сероводорода.

Обнаружение сероводорода. 3—5 мл вытяжки из биол. м-ла или диализата вносят в колбу вместимостью 50 мл, в которую прибавляют 10 %-й раствор соляной кислоты до кислой реакции на лакмус. Колбу сразу же закрывают пробкой, в прорезы на нижней поверхности которой вставлена полоска фильтровальной бумаги, смоченная раствором ацетата свинца. При наличии сероводорода образуется сульфид свинца, в результате чего бумага чернеет.

Реакция с сульфатом меди и лакмусом. В колбу вместимостью 50 мл вносят 10—15 мл водной вытяжки из биол. м-ла или диализата. Колбу закрывают пробкой, на нижней поверхности которой в прорезы вставляют две индикаторные бумажки (влажная красная лакмусовая бумажка и бумажка, смоченная раствором сульфата меди). Посинение лакмусовой бумажки и бумажки, смоченной раствором сульфата меди (образуется [Cu(NH 3) 4 ]SO 4), указывает на наличие аммиака в вытяжке из биол. м-ла. Нагревание колбы на водяной бане ускоряет изменение окраски индикаторных бумажек.

Реакция с реактивом Несслера. От прибавления реактива Несслера к диализату или щелочной водной вытяжке из биол. м-ла, содержащей аммиак, выпадает осадок иодида дииододимеркураммония:

 

Соли щелочных металлов

В химико-токсикологические лаборатории на исследование могут поступать объекты биол. происхождения, содержащие соли щелочных металлов. Для выделения этих солей применяют метод, основанный на изолировании токсикологически важных веществ водой. К числу таких веществ относятся нитриты и ряд других веществ.

 

§ 7. НИТРИТЫ

Для выделения нитритов из биол. м-ла применяют метод настаивания исследуемых объектов с водой, который используется для выделения минеральных кислот и щелочей.

Водные вытяжки, полученные при настаивании биол. м-ла с водой, фильтруют. Полученные фильтраты подвергают диализу. Диализаты доводят до нейтральной реакции, а затем определяют наличие нитритов при помощи реакций с диазо-тированной сульфаниловой кислотой и с реактивом Грисса.

Реакция с сульфаниловой кислотой и β-нафтолом. После подкисления диализатов, содержащих нитриты, выделяется азотистая кислота HNO 2, которая с сульфаниловой кислотой (I) или с другими первичными ароматическими аминами образует соль диазония (II):

 

При сочетании полученной соли диазония с β-нафтолом (III) в щелочной среде образуется азокраситель (IV):

 

Реакция с реактивом Грисса. Этот реактив состоит из суль-фаниловой кислоты и α-нафтиламина. При взаимодействии реактива Грисса с нитритами образуется азокраситель:

 

О наличии нитритов в диализатах свидетельствует появление ярко выраженных окрасок при указанных выше реакциях.

Если при реакции с сульфаниловой кислотой и с реактивом Грисса появляется слабоинтенсивная окраска, то возникает вопрос о возможном появлении окрасок не за счет нитритов, вызвавших отравление, а за счет наличия их в окружающей среде. Б этих случаях проводят отгонку нитритов из диализатов в токе оксида углерода (IV).

Часть подлежащего исследованию диализата вносят в колбу вместимостью 50 мл и подкисляют уксусной кислотой, которая из нитритов вытесняет азотистую кислоту и не вытесняет азотную кислоту из нитратов. После подкисления диализата из аппарата Киппа через колбу пропускают ток оксида углерода (IV), который переносит азотистую кислоту или ее ангидрид в приемник, содержащий 1 %-й раствор гидроксида натрия.

После отгонки азотистой кислоты содержимое приемника нейтрализуют 10 %-м раствором соляной или уксусной кислоты (не допуская избытка этих кислот), а затем в нейтрализованном дистилляте определяют наличие нитритов при помощи описанных выше реакций с реактивом Грисса, с сульфаниловой кислотой и β-нафтолом, а также с помощью реакции окрашивания иод-крахмальной бумажки.

Обнаружение нитритов с помощью иод-крахмальной бумажки.

На иод-крахмальную бумажку наносят каплю 1 %-го раствора соляной кислоты и 3—4 капли нейтрализованного дистиллята. При наличии нитритов в дистилляте иод-крахмальная бумажка синеет.

При положительных реакциях дистиллята с сульфаниловой кислотой, реактивом Грисса и иод-крахмальной бумажкой делают вывод о наличии нитритов в биол. м-ле.

Для решения вопроса о составе нитритов, обнаруженных при помощи указанных выше реакций, производят реакции на катионы натрия и калия.