Качественные реакции на « летучие» яды.
Реакция отщепления органически связанного хлора.
К 1 мл дистиллята добавляют 1 мл 10% спиртового раствора NaOH и осторожно нагревают в пламени горелки в течении 2-3 мин. После охлаждения раствор подкисляют по лакмусу 10% раствором азотной кислоты и смешивают с 0,5 мл 10% раствора нитрата серебра. Белый осадок или муть указывают на наличие галогенпроизводных в исследуемом растворе.
Реакция с реактивом Фелинга.
2 мл исследуемого дистиллята смешивают с 2 мл 10% раствора NaOH и 5 каплями реактива Фелинга. Смесь осторожно нагревают. При наличии хлороформа, формальдегида или хлоралгидрата появляется осадок желтого цвета, переходящий в красный.
Реакция с раствором резорцина в щелочной среде.
К 1 мл дистиллята добавляют 1 мл 1% раствора резорцина в 10% растворе NaOH, нагревают на кипящей водяной бане 5-10 мин. При наличии хлороформа, формальдегида или хлоралгидрата возникает розовое или малиново-красное окрашивание.
Реакция с реактивом Несслера.
К 2-3 мл исследуемого дистиллята добавляют реактив Несслера. При наличии хлоралгидрата образуется кирпично-красный осадок, который затем становится грязно-зелёным.
Реакция с фуксинсернистой кислотой.
1 мл исследуемого дистиллята смешивают в фарфоровой чашке с 5 мл H2SO4 и по охлаждении добавляют 1 мл фуксинсернистой кислоты. При наличии формальдегида появляется синее или сине-фиолетовое окрашивание.
3.6.Реакция восстановления окиси серебра.
В пробирку вносят 5 капель 1% раствора нитрата серебра и по каплям 10% раствор аммиака. Образовавшийся бурый осадок должен раствориться в избытке аммиака. К полученной жидкости добавляют 1 мл исследуемой жидкости, и смесь осторожно нагревают в пламени горелки. При наличии формальдегида образуется черный осадок металлического серебра.
3.7.Реакция образования йодоформа.
К 1 мл исследуемого дистиллята приливают 1 мл 10% раствора аммиака и несколько капель йода в иодиде калия, при наличии ацетона выпадает желтый осадок йодоформа, имеющий характерный запах.
Реакция с нитропруссидом натрия
К 1 мл дистиллята добавляют 1 мл 10% раствора гидроксида натрия и 5 капель 1% раствора нитропруссида натрия. При наличии ацетона наблюдают появление оранжево-красного окрашивания, которое при добавлении 10% раствора уксусной кислоты переходит в красно-фиолетовое , а затем в вишнево-красное.
3.9.Реакция образования анилинового черного.
1 мл исследуемого дистиллята смешивают с 2-3 каплями 10% H2SO4 и 10% K2Cr2O7. При наличии анилина образуется чёрное окрашивание вследствие образования анилинового чёрного- сложной смеси продуктов окисления анилина.
3.10.Реакция образования азокрасителя.
К 2 мл исследуемого дистиллята добавляют 10% раствор HCl и насыщенный NaNO2 до посинения йодкрахмальной бумаги, затем добавляют несколько капель щелочного раствора b-нафтола. При наличии анилина наблюдается появление красной окраски.
3.11.Реакция образования индофенола.
К 1-2 мл исследуемого дистиллята добавляют 2 мл хлорной извести и 1 каплю анилина. При наличии фенола появляется грязно-фиолетовая окраска, которая при добавлении 10% раствора аммиака переходит в индигово-синюю.
Реакция с бензальдегидом в серной кислоте конц.
В пробирку вносят 0,5 мл исследуемого дистиллята , 2 мл H2SO4 конц. и 1-2 капли бензальдегида. При нагревании смеси до кипения появляется тёмно-красное окрашивание. После охлаждения смеси добавляют к ней 10 мл воды и 10% NaOH до щелочной реакции по лакмусу. Окраска переходит в сине-фиолетовую. При взбалтывании этого раствора с хлороформом окраска переходит в органический слой.
ЗАНЯТИЕ № 7
| ТЕМА: | ГЖХ метод анализа «летучих ядов». Использование ГХ в программе аналитического скрининга. |
| ЦЕЛЬ: | Рассмотреть основные методы и оборудование газо – хроматографического анализа используемые в токсикологической химии. Сформировать знания и практические навыки ГЖХ - анализа «летучих ядов». |
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА СТУДЕНТА К ЗАНЯТИЮ:
Основные термины и понятия:
Подвижная фаза, неподвижная фаза, детекторы, хроматографическая колонка, механизмы хроматографического разделения, параметры удерживания, количественные характеристики хроматограммы, методы расчёта концентрации, эффективность колонки, селективность колонки. Методики ГЖХ анализа «летучих ядов».
Логическая структура темы:
| ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ | |||||||||||||||||
| Газожидкостная хроматография (ГЖХ) | Газо-адсорбционная хроматография (ГАХ) | ||||||||||||||||
| Механизм разделения | |||||||||||||||||
| Распределительный | Адсорбционный | ||||||||||||||||
| Газовый хроматограф | |||||||||||||||||
| Система подготовки газов | Устройство ввода и испаритель | хроматографи-ческие колонки | Детектор | Устройство, преобразующее сигнал детектора | |||||||||||||
| Газы | Водород, аргон, гелий, азот | ||||||||||||||||
| Колонки | Набивные, капиллярные | ||||||||||||||||
| Твёрдый носитель | Диатомит ,силикагели активированный Al2O3 синтетические целиты , пористые полимеры | ||||||||||||||||
| Типы детекторов | |||||||||||||||||
| универсальные | Селективные | ||||||||||||||||
| Катаро-метр ДТП | ПИД (ДИП) | Масс-детектор | ДЭЗ (ЭЗД) | ТИД | ПФД | ||||||||||||
| Условия ГЖХ анализа | |||||||||||||||||
| тип колонки | Сорбент НЖФ | газ и его скорость | Температура испарителя, колонки, детектора | сила тока на детекторе | |||||||||||||
| Характеристики хроматограммы | |||||||||||||||||
| Качественные | Время удерживания | ||||||||||||||||
| Удерживаемый объём | |||||||||||||||||
| Индекс удерживания Ковача | |||||||||||||||||
| Количественные | Высота пика | ||||||||||||||||
| Площадь пика | |||||||||||||||||
| Методы расчёта концентрации | |||||||||||||||||
| метод абсолютной градуировки | метод нормировки | метод относитель-ной калибровки | метод внутреннего стандарта | метод добавки | |||||||||||||
| Параметры эффективности и селективности колонки | |||||||||||||||||
| ЧТТ | ВЭТТ ПВЭТТ | степень разделения R | коэффициент разделения α | ||||||||||||||
| Методики ГЖХ анализа «летучих ядов» | |||||||||||||||||
Литература для самоподготовки:
1. Вергейчик Т.Х. Токсикологическая химия [Текст] / Т.Х.Вергейчик-М.:МЕДпресс-информ,2009-с. 263-265.
2. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия: Учебник. - М.: Медицина, 1975, - с. 97 - 99
3. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия: Учебник. - М.: Медицина, 1989, - с. 140-143.
4. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976, - с. 37 - 39.
4.Токсикологическая химия ( под ред.Т.В.Плетенёвой ).М. : ГЭОТАР –Медия,2005,с.205-217.
5.Лекции по аналитической химии.
6.Лекции по токсикологической химии.
Вопросы для самоподготовки:
1. Что такое хроматография?
2. Как классифицируются методы аналитической хроматографии?
3. Из каких основных частей состоит газовый хроматограф и их назначение?
4. Какие требования предъявляются к газам-носителям в ГЖХ ?
5. Виды хроматографических колонок и твердых носителей.
6. Какие требования предъявляются к неподвижной жидкой фазе, классификация фаз?
7. Какие детекторы используются в ГЖХ ? Принципы работы.
8. Каковы качественные и количественные параметры веществ в
ГЖХ ?
9. Охарактеризуйте методы расчёта площади пика и концентрации вещества в ГЖХ .
10. Какие параметры используются для оценки эффективности и селективности колонки?
11. Провели ГЖХ-анализ смеси, состоящей из ацетона, фенола и п-крезола , с использованием хроматографической колонки длиной L = 1000 мм, на полученной хроматограмме определили характеристики пиков всех трёх компонентов – расстояние удерживания l,высоту h, полуширину μ0,5 и нашли:
| Компонент | l,мм | h,мм | μ0,5 ,мм |
| ацетон | |||
| фенол | |||
| п-крезол |
Рассчитайте параметры, характеризующие эффективность хроматографической колонки – ЧТТ и ВЭТТ. Вычислите степень разделения R двух пар компонентов : ацетон- фенол и фенол- п-крезол. Определите массовую долю каждого компонента в смеси методом нормировки.
12. Примеси остаточного растворителя — изопропанола — в лекарственном препарате амиодарон определяют методом ГЖХ с использованием внутреннего стандарта — н-пропанола.
Для нахождения поправочного коэффициента провели хроматографирование 5 эталонных смесей с точно известным содержанием н-пропанола и изопропанола, измерили площади их пиков и рассчитали среднее значение поправочного коэффициента, оказавшееся равным к = 2,56.
Для определения содержания изопропанола в анализируемом препарате амиодарона навеску 0,3000 г препарата растворили в 3 мл раствора внутреннего стандарта — н-пропанола в ледяной уксусной кислоте с содержанием н-пропанола 0,0002 г/мл и получили испытуемый раствор. Отобрали микрошприцем 3 мкл испытуемого раствора, ввели в испаритель хроматографа и провели хроматографирование. По хроматограмме измерили площади пиков Sст=24, Sx=21 (в одинаковых единицах измерения).
Требуется определить содержание примеси изопропанола в амиодароне в процентах. Регламентируемое содержание данной примеси в препарате — не более 0,5%.
Тестовый контроль по теме:
ТЗ 1. Свойство аналитов, на котором основана распределительная хроматография ………..
ТЗ 2. Прибор, позволяющий фиксировать физико - химическое свойство бинарной смеси, определяемое ее составом....... .
ТЗ 3. Установите правильную последовательность этапов хроматографического исследования.
1.Ввод пробы 2. Детектирование 3. Определение параметров удерживания 4. Хроматографическое разделение .
5.Определение высоты ( площади)пика , расчёт концентрации.
ТЗ 4. Детектор, принцип работы которого основан на измерении теплопроводности .
1. Пламенно - ионизационный. 2. Пламенно - фотометрический. 3. Катарометр. 4. Электрон захватный. 5. ИК - спектрофотометрический.
ТЗ 5. Детектор, используемый для определения спиртов алкилнитритным ГЖХ - методом
1. Пламенно - фотометрический. 2. Масс - детектор. 3. Катарометр. 4. Электрон захватный. 5. ИК - спектрофотометрический.
ТЗ 6. Качественная характеристика хроматографического пика.
1. Точка начала пика. 2. Ширина пика. 3. Точка максимума пика. 4. Площадь пика. 5. Высота пика.
ТЗ 7. Селективный детектор при ГЖХ исследовании хлорированных углеводородов:
Пламенно -ионизационный. 2. Термоионный. 3. Катарометр. 4. Электрон захватный. 5. ИК - спектрофотометрический
ТЗ 8-9.Установите соответствие
Вид анализа Параметры хроматографического пика
| 1.Идентификация 2. Количественный | А. Время от ввода пробы до окончания хроматографирования Б. Исправленное абсолютное время удерживания. В.Ширина основания пика. Г. Площадь пика. Д. Расстояние на половине высоты пика. |
ТЗ 10.Положительное судебно - химическое значение имеет ГЖХ анализ, проведённый на :
1. Одной высокоэффективной колонке. 2. Одной малополярной колонке. 3.Одной высокополярной колонке. 4.Одной неполярной колонке. 5.Двух или более колонках различной полярности и селективности.
ТЗ 11. Газ-носитель для ГЖХ исследования:
1.Пропан 2. Неон.3.Кислород.4.Аргон.5.Метан.
ТЗ 12. Формула расчета концентрации методом абсолютной градуировки
1. Ki * Pi  Ci = *100 q | 2. Pi * qст  Ci = f *100 Pст * qсм | 3. q  Ci = *100 Ki * Pi | |
4. (Pст - Pi) * qсм  Ci = f *100 Pi * qст | 5. Pi * qст  Ci = f *100 (Pст - Pi) * qсм | ||
СОДЕРЖАНИЕ АУДИТОРНОГО ЗАНЯТИЯ:
1. Контроль выполнения домашнего задания.
2. Семинар по теме занятия.
3. Решение задач.
4. Тестовый контроль усвоения темы.
ЗАНЯТИЕ № 8
| ТЕМА: | Экспертиза алкогольного опьянения. |
| ЦЕЛЬ: | Сформировать знания и практические навыки по методам изолирования, химико-токсикологического анализа и экспресс –диагностики спиртов алифатического ряда и их суррогатов. |
Логическая структура темы:
| Спирты алифатического ряда .Этиленгликоль. | ||
| Токсические свойства | ||
| С2Н5-OH | Воздействует на кору головного мозга, вызывает опьянение, блокирует центр торможения. Токсичность связана с летальным синтезом. Угнетает функции спинного и продолговатого мозга, вызывает паралич ЦНС, остановку дыхания. При длительном приёме – поражение нервной системы, ЖКТ, сердечно-сосудистой системы, печени. | |
| СН3-OH | Вызывает опьянение, аналогичное этанолу. Токсичность связана с летальным синтезом. Воздействует на сетчатку глаза, приводит к потере зрения. Нарушает кислотно-щелочное равновесие в клетках и тканях, вызывает ацидоз, токсический нефрозонефрит. | |
| С5Н11-OH | Поражает ЦНС, вызывает слабость, головокружение, тошноту, рвоту, боли в мышцах и животе , спутанное сознание, цианоз, кому. | |
| Этиленгликоль | Мембранотоксин. Сосудистый и протоплазмо-тический яд. Токсичность связана с летальным синтезом. Острая почечная и почечно-печёночная недостаточность, анурия, кровоизлияния в мозг, паралич сердца. | |
| Токсикокинетика .Токсикодинамика. | ||
| Изолирование | ||
| Перегонка с водяным паром, микродиффузия | ||
| ХИМИКО – ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ | ||
| С2Н5OH | ||
| Качественный анализ | Количественный анализ | |
| Реакции этерификации Иодоформная проба Окисление до ацетальдегида ГЖХ ,ИФА Термокаталитический метод | Ферментативный ФЭК ГЖХ | |
| СН3OH | ||
| Качественный анализ | Количественный анализ | |
| Окисление до формальдегида Реакции этерификации ГЖХ | ФЭК ГЖХ | |
| С5Н11ОH | ||
| Качественный анализ | Количественный анализ | |
| Реакция Комаровского Реакция этерификации Окисление ГЖХ | ФЭК ГЖХ | |
| Этиленгликоль | ||
| Качественный анализ | Количественный анализ | |
| Сульфат меди Получение оксалата меди Фуксинсернистая кислота, KIO4 ТСХ ГЖХ | ФЭК ГЖХ,ГАХ | |
Литература для самоподготовки:
1. Вергейчик Т.Х. Токсикологическая химия [Текст] / Т.Х.Вергейчик-М.:МЕДпресс-информ,2009-с.262-263,273-284,299-302.
2.Швайкова М.Д. Токсикологическая химия: Учебник. – М.: Медицина, 1975.- с. 87-105.
3.Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия: Учебник. – М.: Медицина, 1989. -с. 109,131 - 154.
4.Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по токсикологической химии. – М.: Медицина, 1976.- с. 24-46.
5.Токсикологическая химия ( под ред.Т.В.Плетенёвой ).М. : ГЭОТАР –Медия,2005,с.326-330,335-340.
6. Лекции по токсикологической химии.
Вопросы для самоподготовки:
1. В каких условиях проводят перегонку с водяным паром при изолировании спиртов алифатического ряда и этиленгликоля?
2. Почему перед обнаружением метилового спирта необходимо убедиться в отсутствии формальдегида в дистилляте?
3. Как отличить этиловый спирт от метилового спирта?
4. Что такое сивушные масла, их состав и способы обнаружения?
5. В каких условиях и почему проводят ГЖХ определение этиленгликоля?
6. Как проводят ТСХ определения этиленгликоля?
7. Перечислите методы экспресс-диагностики алкогольного опьянения.
8. Какое методы используются в ГЖХ определении спиртов алифатического ряда?
9. В каких единицах измеряется концентрация этилового спирта в биологических объектах?
10. Как проводится расчет концентрации спиртов алифатического ряда ?
11. Как определяется степень алкогольного опьянения?
12. Опишите метаболизм спиртов алифатического ряда и этиленгликоля.
13. Решите задачи:
13.1. При газохроматографическом анализе крови на содержание этилового спирта на хроматограмме получены пики этилнитрита (h = 2,6 см) и внутреннего стандарта изопропилнитрита (h = 5,3 см). Используя метод относительной калибровки , определите содержание этанола в крови и оцените степень алкогольного опьянения. Котангенс угла наклона калибровочной кривой на калибровочном графике равен 2,12.
13.2. Газохроматографический анализ показал наличие алкоголя в крови. Высота хроматографического пика (h) этилнитрита на хроматограмме составила 5,2 см, высота пика изопропилнитрита – 0,5 см. С помощью метода внутреннего стандарта рассчитать содержание этилового спирта в крови и оценить степень алкогольного опьянения. Градуировочные характеристики графика представлены в таблице:
| С этанола, ‰ | h этил./h изопроп |
| 2,8 | |
| 8,4 | |
| 16,8 |
13.3. При газохроматографическом анализе крови на содержание алкоголя соотношение высот пиков этилнитрита и изопропилнитрита составило 1,98. Определите содержание этилового спирта в крови, если на калибровочном графике котангенс угла наклона калибровочной кривой составил 2,50. Оцените степень алкогольного опьянения.
Тестовый контроль по теме:
ТЗ 1. Название токсичного метаболита, образующегося при отравлении этанолом ……….
ТЗ 2. Величина, выражающая степень алкогольного опьянения
1. Градус. 2. Процентная концентрация. 3. Грамм. 4.Милилитр.
5. Промилле.
ТЗ 3. Общая реакция для обнаружения ацетона и этанола
1. Этерификация с уксусной кислотой 2. С бензоилхлоридом
3. С нитропруссидом натрия 4. Образование индиго.
5. Йодоформная проба .
ТЗ 4. Формула соединения, отсутствие которого необходимо установить для определения метанола в дистилляте-… .
ТЗ 5. Основной компонент сивушного масла
1.Метанол 2.Этанол 3.Фенол 4.Уксусная кислота 5.Изоамиловый спирт.
ТЗ 6-7. Установите соответствие
Объект исследования Реакция обнаружения
| 1. Этанол 2.Этиленгликоль | А. Окисление, с кальция хлоридом Б. Либермана В. Дихромат калия в конц. Н2SO4 Г. С фуксинсернистой кислотой Д. Образование индиго |
ТЗ 8. Определение спиртов ГЖХ - методом основано на образовании-…..
ТЗ 9. Реактивы, используемые для перевода спиртов в более летучие алкилнитриты
1.Азотистая кислота, калия гидроксид 2.Калия нитрат, трихлоруксусная кислота 3. Калия нитрит, соляная кислота
4.Натрия нитрит, трихлоруксусная кислота 5. Азотная кислота.
ТЗ 10. Детектор, используемый для определения спиртов ГЖХ - методом в виде алкилнитритов
1.Пламенно–фотометрический. 2. Масс – детектор.3.Катарометр.
4.Электронзахватный.5.ИК–спектрофотометрический.
ТЗ 11. Метод расчета концентрации для количественного ГЖХ - анализа этанола в крови
1. Нормализации. 2. Абсолютной градуировки. 3. Добавки. 4. Относительной градуировки. 5. Внутреннего стандарта.
ТЗ 12. Реакция, лежащая в основе ФЭК определения изоамилового спирта
1.С щелочным раствором йода. 2. С уксусной кислотой. 3.С пер-манганатом калия. 4. С салициловым альдегидом. 5. Фудживара.
СОДЕРЖАНИЕ АУДИТОРНОГО ЗАНЯТИЯ:
1.Контроль выполнения домашнего задания
2.Семинар по теме занятия.
3.Практикум.
4.Тестовый контроль усвоение темы.
Практикум
Качественные реакции.