Работа № 8. Обнаружение соединений cвинца, марганца и хрома в биоматериале

Качественное определение соединений хрома в исследуемом биоматериале.

После разрушения биологического материала серной и азотной кислотами хром находится в основном в трехвалентном состоянии. Для обнаружения хрома в минерализатах применяют реакцию образования надхромовой кислоты и реакцию с дифенилкарбазидом.

8.1. Реакция образования надхромовой кислоты.

Ионы хрома Cr³⁺ окисляют персульфатом аммония в присутствии ионов серебра до дихромат-ионов. После прибавления пероксида водорода образуется надхромовая кислота, имеющая голубую или сине-голубую окраску:

Cr₂O₇^2- + 4H₂O₂ + 2H⁺ ® 2H₂CrO₆ + 3H₂O

Cr₂O₇^2- + 7H₂O₂ + 2H⁺ ® 2H₃CrO₈ + 5H₂O

Чувствительность реакции образования надхромовой кислоты понижается в присутствии солей железа (III), сурьмы (III). Так как надхромовая кислота быстро разлагается в водных растворах, ее экстрагируют органическими растворителями (диэтиловый эфир, этилацетат, амиловый спирт).

Реактивы и материалы.

Минерализат почек крыс, содержащий соединения хрома, AgNO₃ 10 %, (NH₄)₂S₂O₄, насыщенный раствор NaH₂PO₄, NaOH 30 %, уксусноэтиловый эфир, перекись водорода (25-30%), пробирки, пипетки, груши, индикаторная бумага, водяная баня, лед,

Ход работы.

В пробирку вносят 5 см³ минерализата, по каплям прибавляют раствор NaOH до рН=7. Затем добавляют еще 1 см³ минерализата и содержимое пробирки взбалтывают. После этого добавляют 1-2 капли 10 %-ного раствора AgNO₃, 0,5 г персульфата калия и нагревают смесь 20 мин на кипящей водяной бане. Затем содержимое охлаждают в ледяной бане в течение 10-15 мин. К охлажденной жидкости добавляют 1 мл насыщенного раствора NaH₂PO₄ и проверяют рН среды (в случае необходимости доводят до 1,5-1,7). После этого в пробирку вносят уксусноэтиловый эфир, 2-3 капли перекиси водорода и энергично взбалтывают содержимое. При наличии ионов хрома в минерализате слой органического растворителя окрашивается в голубой или синий цвет (в зависимости от концентрации ионов хрома). Предел обнаружения – 0,2 мг хрома в 100 г биологического материала.

В протокол записывают ход работы, полученные результаты.

Качественное определение соединений марганца в исследуемом биоматериале.

8.2. Реакция с персульфатом аммония.

В зависимости от условий выполнения реакции персульфат аммония может окислять ионы марганца с образованием различных соединений. При кипячении в кислой среде без катализаторов персульфат аммония окисляет ионы марганца до марганцовистой кислоты Н₂МnО₄:

Mn²⁺ + 2S₂O₈^2-+ 4H₂O → H₂MnO₄ +4SO₄^2- + 6H⁺

В щелочной среде без катализаторов персульфат аммония окисляет ионы марганца до МnO₂:

Mn²⁺ + S₂O₃^2-+ 4OH^- → MnO₂ +2SO₄^2- + 2H₂O

В присутствии катализаторов (соли серебра или смесь 0,1 н. растворов нитратов кобальта, никеля и ртути) персульфат аммония окисляет ионы марганца до перманганат-ионов Мп0₄~:

2Mn²⁺ +5 S₂O₈^2-+ 8H₂O → 2MnO^-₄ +10SO₄^2- + 16H⁺

Ионы железа (III), которые могут быть в минералнзатах в больших количествах, затрудняют распознавание окраски перманганатионов. Для маскировки ионов железа прибавляют фосфаты, которые с ионами железа образуют бесцветный комплекс [Fе(РO₄)₂]^3-.

Реакции окисления ионов марганца персульфатом мешают восстановители, обесцвечивающие перманганат-ионы, а также хлориды, бромиды и другие ионы, которые осаждают ионы серебра, являющиеся катализатором.

На протекание реакции персульфата с ионами марганца влияет рН среды. Эта реакция хорошо протекает в 3 н. кислоте. При недостаточной кислотности образуется темно-бурый осадок марганцовистой кислоты Н₂МnO₄, а при большом избытке кислоты может происходить восстановление перманганат-ионов персульфатом:

2MnO^-₄ +5S₂O₈^2-+ 2H₂O → 2Mn²⁺ +10SO₄^2- +5O₂ + 4H⁺

Реактивы и оборудование.

Исследуемый раствор, содержащий ионы марганца, насыщенный раствор дигидрофосфата натрия, 10% раствор нитрата серебра, персульфат амония, штатив с пробирками, пипетки, груши, водяная баня.

Ход работы.

В пробирку вносят 1 мл минерализата, 4 мл воды, 1 мл насыщенного раствора дигидрофосфата натрия. Смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 5—6 мин. К горячему раствору прибавляют 1 каплю 10%-го раствора нитрата серебра и 0,5 г персульфата аммония. Смесь снова нагревают в течение нескольких минут (до разложения избытка персульфата). При наличии ионов марганца в минерализате появляется красно-фиолетовая или розовая окраска. Предел обнаружения: 0,1 мкг марганца в 1 мл. Граница обнаружения: 0,1 мг марганца в 100 г биологического материала.

В протокол записывают ход работы, полученные результаты.

Качественное определение соединений свинца в исследуемом биоматериале.

Реакция с иодидом калия.

Реактивы и оборудование.

Исследуемый раствор, содержащий соединения свинца, 5% раствор иодида калия, штатив с пробирками, пипетки, груши, электрическая плитка.

Ход работы.

В пробирку вносят 0,5 мл исследуемого раствора и несколько капель 5%-го раствора иодида калия. При наличии ионов свинца выпадает желтый осадок Рb₂, который растворяется при нагревании и вновь появляется в виде желтых пластинок при охлаждении раствора. Предел обнаружения: 60 мкг свинца в пробе.

В протокол записывают ход работы, полученные результаты.

Реакция с хроматом калия.

Реактивы и оборудование.

Исследуемый раствор, содержащий соединения свинца, 5% раствор хромата калия, штатив с пробирками, пипетки, груши, электрическая плитка.

Ход работы.

К 0,5 мл исследуемого раствора прибавляют 3—5 капель 5%-го раствора хромата калия. Образование оранжево-желтого осадка указывает на наличие ионов свинца в растворе. Предел обнаружения: 2 мкг свинца в пробе.

В протокол записывают ход работы, полученные результаты.