Сурьма. Химико-токсикологический анализ

СОЕДИНЕНИЯ СУРЬМЫ

Применение и токсичность соединений сурьмы. Многие соединения сурьмы обладают токсичностью. Соединения трехвалентной сурьмы более токсичны, чем соединения пятивалентной сурьмы. Соединения сурьмы применяются в медицине и в различных отраслях народного хозяйства. Они используются для приготовления некоторых сортов стекла, красок, резиновых изделий и т. д. Сульфид сурьмы (V) применяется в пиротехнике, в производстве спичек, для вулканизации каучука и т. д. Хлорид сурьмы (III) применяется для защиты металлов от коррозии (для воронения оружия и др.). Металлическая сурьма входит в состав некоторых сплавов, применяемых для приготовления подшипников, типографского шрифта и др.

За рубежом в медицине применяется так называемый рвотный камень (КООС—СНОН—СНОН—COOSbO) как отхаркивающее и рвотное средство. Более широкое применение в медицине имеют органические соединения сурьмы, применяемые как химиотерапевтические препараты. Токсичность органических соединений сурьмы меньшая, чем токсичность неорганических соединений этого элемента. Очень токсичным является сурьмянистый водород, при вдыхании которого отмечается нарушение функций центральной нервной системы, гемолиз и ряд других изменений в организме. Действие соединений сурьмы на организм во многом подобно действию мышьяка. Поступившие в кровь соединения сурьмы действуют как «капиллярный яд». При отравлении органическими соединениями сурьмы нарушаются функции сердечной мышцы и печени.

При патологоанатомическом исследовании трупов лиц, отравленных соединениями сурьмы, отмечается гиперемия ткани легких, кровоизлияние в легких и в пищевом канале.

Сурьма выделяется из организма главным образом через почки. Поэтому при отравлении сурьмой может развиваться нефрит.

Исследование минерализата на наличие сурьмы

Для обнаружения сурьмы в минерализате применяют реакцию образования ионного ассоциата с малахитовым зеленым и реакцию с тиосульфатом натрия.

Реакция с малахитовым зеленым. Эта реакция основана на том, что малахитовый зеленый, являющийся основным красителем, с ацидокомплексом сурьмы [SbCl 6 ] - образует ионный ассоциат, который экстрагируется ксилолом или толуолом, окрашивая эти растворители в синий или голубой цвет. Для обнаружения сурьмы вместо малахитового зеленого можно применять бриллиантовый зеленый, который в продаже может быть в виде хлорида, сульфата или оксалата.

В минерализате сурьма находится в трехвалентном состоянии. При выполнении реакции на сурьму с малахитовым зеленым к смеси минерализата и раствора этого красителя прибавляют соляную кислоту, нитрит натрия, мочевину и сульфат натрия. Под влиянием нитрита натрия Sb (III) переходит в Sb(V):

HSbO2 + 2NaNO2 + 2HCl → HSbO3 + 2 NO + 2 NaCl + H2O

Избыток нитрита натрия разлагают мочевиной:

2NaNO2 + 2 HCl + O=C(NH2)2 → 2N2 + CO2 + 2NaCl + 3H2O

При взаимодействии HSbO3 с соляной кислотой образуется ацидокомплекс [SbCl6]:

HSbO3 + 6HCl → [SbCl6]- + H+ + 3H2O

Ацидокомплекс сурьмы [SbCl6] - с катионом малахитового, зеленого (или бриллиантового зеленого) образует ионный ассоциат:

Для высаливания ионного ассоциата при экстракции его ксилолом или толуолом прибавляют сульфат натрия.

Выполнение реакции. В делительную воронку вносят 5 мл минерализата, добавляют 1 мл конц. серной кислоты, 3 мл 5 н. раствора соляной кислоты и 2 капли 5 %-го раствора нитрита натрия. Смесь взбалтывают, а затем через 5 мин добавляют 1 мл насыщенного раствора мочевины и 7 капель 0,5 %-го раствора малахитового зеленого в смеси воды и этилового спирта (3:1), 2 г безводного сульфата натрия и 5 мл толуола. Содержимое делительной воронки взбалтывают в течение 10—15 с. При наличии сурьмы в минерализате толуольный слой приобретает синюю или голубую окраску. Окрашенный толуольный слой переносят в другую делительную воронку, прибавляют 3 мл 5 н. раствора серной кислоты и взбалтывают. При наличии сурьмы в минерализате толуольный слой не должен обесцвечиваться. Предел обнаружения: 0,05 мкг сурьмы в 1 мл. Граница обнаружения: 0,1 мг сурьмы в 100 г биол. м-ла.

Этой реакции мешают ионы таллия, которые в указанных условиях опыта дают такую же окраску, как и ионы сурьмы.

Реакция с тиосульфатом натрия. При взаимодействии трехвалентной сурьмы с тиосульфатом натрия в кислой среде при нагревании выпадает оранжевый осадок Sb 2 S 3:

2Sb3+ + 3Na2S2O3 + 3H2O → Sb2S3 + 3Na2SO4 + 6H+

При определенных условиях протекания этой реакции вместо осадка Sb 2 S 3 может образоваться красный осадок серооксида сурьмы (сурьмяной киновари) Sb 2 OS 2:

2Sb3+ + 2Na2S2O3 + 3H2O → Sb2OS2 + 2Na2SO4 + 6H+

Большой избыток кислоты мешает реакции образования Sb 2 S 3, так как при этом происходит разложение тиосульфата натрия с выделением серы:

Na2S2O3 + 2HCl → S + SO2 + 2 NaCl +H2O

Выполнение реакции. В пробирку вносят 5 мл минерализата, прибавляют 5 капель насыщенного раствора тиосульфата натрия, а затем смесь кипятят в течение 1—2 мин. Образование оранжевого осадка Sb 2 S 3 указывает на наличие сурьмы в минерализате. Предел обнаружения: 10 мкг сурьмы в пробе. Граница обнаружения: 0,4 мг сурьмы в 100 г биол. м-ла.

Эту реакцию в основном применяют для отличия сурьмы от таллия, который не дает осадка с тиосульфатом натрия.