Токсикологическая химия как наука

Действие на организм. Синильная кислота и ее соли применяются для синтеза ряда органических соединений, при добыче золота, для дезинфекции и дезинсекции, для борьбы с вредителями растений и т. д. Из соединений синильной кислоты, применяемых в народном хозяйстве, большое значение имеют цианиды натрия и калия.

Отмечены случаи отравления людей семенами миндаля. По данным М. Д. Швайковой смерть у взрослых может наступить при поедании 40-60 штук, а у детей - 10-12 штук семян миндаля. При вдыхании больших концентраций синильной кислоты смерть может наступить мгновенно от остановки дыхания и сердца. Учитывая высокую токсичность синильной кислоты и ее солей, работать с ними в лаборатории можно только в вытяжном шкафу с хорошей вентиляцией.

Синильная кислота угнетает внутриклеточные железосодержащие дыхательные ферменты. При угнетении цитохромоксидазы синильной кислотой клетки организма не усваивают кислород, поступающий с кровью. В результате этого наступает клеточное кислородное голодание, несмотря на то, что кровь насыщенна кислородом. Цианиды также могут блокировать гемоглобин крови, нарушая его функции.

Синильная кислота может поступать в организм с вдыхаемым воздухом и частично через неповрежденную кожу, а цианиды - через пищевой канал.

Метаболизм. Метаболитом синильной кислоты является тиоцианат (роданид), который образуется в организме при конъюгации цианидов с серой под влиянием фермента роданазы.

Обнаружение синильной кислоты и цианидов.

Изолирование синильной кислоты и цианидов из биологического материала производят перегонкой с водяным паром. Для этой цели собирают 3-5 мл первого дистиллята в пробирку, содержащую 2 мл 2 %-го раствора гидроксида натрия. Поскольку синильная кислота быстро разлагается в организме, исследование биологического материала на наличие этой кислоты и ее солей желательно проводить сразу же после вскрытия трупов.

При отравлении синильной кислотой и цианидами на химико-токсикологическое исследование берут желудок с содержимым, печень и почки. Ввиду быстрого разложения синильной кислоты и цианидов в тканях организма эти яды можно обнаружить в содержимом желудка и не обнаружить в паренхиматозных органах.

Для обнаружения синильной кислоты в дистиллятах применяют несколько реакций, из которых наиболее доказательной является реакция образования берлинской лазури. Другие описанные ниже реакции используют как вспомогательные, а также для обнаружения цианидов в порошках, жидкостях и в других объектах.

Реакции на синильную кислоту и ее соли выполняют под тягой.

Реакция образования берлинской лазури. От прибавления сульфата железа (II) к щелочному раствору цианидов, образуется цианид железа (II), который при взаимодействии с избытком цианидов, а затем с сульфатом или хлоридом железа (III) образует берлинскую лазурь:

Вопрос 42. Метиловый спирт. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Метиловый спирт поражает преимущественно нервную и сосудистую системы. Латентный период продолжается 3-4 дня, но иногда отравление проявляется бурно: отравленный падает и теряет сознание. Смерть в этих случаях может наступить через 30 мин. В отличие от этилового спирта метиловый спирт может не вызывать состояния опьянения. Типичными для отравления метиловым спиртом являются поражения зрительного нерва и сетчатки глаза (невриты зрительного нерва). В 50% случаях отмечаются частичная или полная потеря зрения, а также поражения блуждающего, слухового, а иногда тройничного и обонятельного нервов. Токсические и смертельные дозы метилового спирта варьируют в самых широких пределах. Большинство авторов считают смертельной дозу 30 - 50 - 100 г. Из организма метиловый спирт выводится с мочой и выдыхаемым воздухом медленнее, чем этиловый. Причина этого заключается в более медленном окислении его. В крови метиловый спирт удавалось обнаруживать еще на 3 - 4-й день после смерти. Превращения метилового спирта в организме человека в основном происходят по следующей схеме: Основные превращения метилового спирта происходят, по-видимому, в печени. Патологоанатомическая картина при отравлении метиловым спиртом малохарактерна. Отмечаются обильное кровенаполнение внутренних органов, кровоизлияния под эпикардом на задней поверхности сердца. В затянувшихся случаях наблюдаются дегенеративные и атрофические изменения волокон зрительного нерва, кровоизлияния в варолиевом и продолговатом мозгу, жировое перерождение печени. Метиловый спирт (в зависимости от количества введенного в организм вещества, количества выведенного яда при жизни, температуры, при которой сохраняются объекты исследования, и ряда других обстоятельств) может сохраняться до 10 месяцев и быть доказан химико-токсикологическим исследованием.

Метиловый спирт (метанол, древесный спирт, карбинол) СН₃ОН -- представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом, смешивается во всех соотношениях с водой, эфиром, этиловым и другими спиртами; хороший растворитель жиров, липидов, масел и других органических веществ. По запаху и вкусу напоминает этанол. Горит бледным пламенем, т. кип. 64-65 °С.

Метиловый спирт (метанол) применяется в лакокрасочной промышленности, для получения формальдегида, синтеза различных органических соединений, денатурированного этилового, является добавкой к топливу и антифризам.

Метиловый спирт (метанол) быстро всасывается в желудке и тонком кишечнике, метаболизируется в основном в печени с помощью фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ).

Метиловый спирт (метанол) окисляется значительно медленнее, чем этанол.

Метиловый спирт (метанол) и его метаболиты выводятся почками, 15 % в неизменном виде через легкие. Формальдегид и муравьиная кислота -- продукты метаболизма, обусловливают высокую токсичность метанола. Токсическое действие связано с действием на ЦНС, на зрительный нерв и отдел мозга, отвечающий за зрение. Летальная доза =100 мл. Токсическая ~ 20 мл. Смерть наступает от острой сердечной недостаточности и от остановки дыхания.

Метиловый спирт (метанол). Качественное обнаружение:

Реакция этерификации (образование метилсалицилата)

Реакция окисления до формальдегида и обнаружение последнего реакциями окрашивания.

Предварительная проба на метанол в биологической жидкости (моча)

3CH₃OH + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ = 3HCOH + Cr₂(SO₄)³ + K₂SO₄ + 7H₂O

К 1 мл мочи прибавляют 1 мл 10% раствора калия дихромата в 50% растворе серной кислоты. Появляется зеленая окраска в течение.

Вопрос 43. Этиловый спирт. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Этиловый спирт (этанол, метилкарбинол, винный спирт) С₂Н₅ОН -- бесцветная легкоподвижная жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом; Смешивается с водой, спиртами, диэтиловым эфиром, глицерином, хлороформом, ацетальдегидом, бензином и др.; образует азеотропную смесь водой.

Этиловый спирт при приёме внутрь угнетает центры торможения мозга, вызывает опьянение, при многократном употреблении -- алкоголизм.

Из биологического материала (внутренние органы трупов) этиловый спирт отгоняется в первые порции дистиллята. Обнаружение и определение этилового алкоголя в крови и моче, как живых лиц, так и трупов в настоящее время возможно непосредственно с применением газо-жидкостной хроматографии.

Количественное определение этилового спирта в нашей стране производится несколькими методами: 1) этилнитритным; 3) фотометрическим; 4) газохроматографическим. Этилнитритный метод. Метод основан на переведении этилового спирта в сложный эфир этилнитрит, омылении его и последующем определении азотистой кислоты - одного из продуктов омыления этилнитрита. Количественному определению этилового алкоголя этилнитритным методом предшествует подготовка «укрепленных» дистиллятов, заключающаяся в нескольких повторных перегонках

Этиловый спирт. Качественное обнаружение

1. Реакция этерификации (образование этилацетата)

Ощущается запах этилацетата, который появляется более отчетливо, если содержимое пробирки вылить в 20-25 кратный объем воды.

Чувствительность реакции 15-20 мг.

2. Реакция образования йодоформа

I₂ + 2NaOH = NaOI + NaI + H₂O

C₂H₅OH + NaOI = CH₃CHO + NaI + H₂O

CH₃CHO + 3NaOI = CI₃CHO + 3NaOH

CI₃CHO + NaOH = CHI₃ + HCOONa

При охлаждении раствора образуются кристаллы йодоформа в виде шестиугольников и звездочек.

Токсическое значение и метаболизм. При вскрытии трупа в большинстве случаев не обнаруживаются характерные изменения. Важными в диагностическом отношении признаками при судебно-медицинском исследовании трупа являются запах спирта от всех органов и тканей, особенно от мозга и легких, и данные химико-токсикологического исследования крови, мочи, а иногда и внутренних органов. Введенный в организм спирт током крови распределяется относительно равномерно по органам и тканям. Наибольшее количество спирта обычно содержится в крови, головном мозге и органах, богатых кровью.

Вопрос 44. Этиленгликоль. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Этиленгликоль является одним из представителей двухатомных спиртов, имеющих токсикологическое значение. Этиленгликоль смешивается с водой во всех соотношениях, плохо растворяется в диэтиловом эфире, хорошо -- в этиловом спирте. Этиленгликоль перегоняется с водяным паром.

Применение. Действие на организм. Этиленгликоль используется в технике в качестве смазки для шарикоподшипников и особенно в качестве антифриза Этиленгликоль может поступать в организм через пищевой канал и кожу. В связи с малой летучестью этиленгликоля только незначительные количества его могут поступать в организм с вдыхаемым воздухом. После поступления этиленгликоля в организм он действует как сосудистый и протоплазматический яд, подавляющий окислительные процессы и вызывающий дегенеративные изменения сосудов.

Метаболизм. Метаболизм этиленгликоля является сложным. Основной путь метаболизма этого препарата состоит в том, что он окисляется до альдегида гликолевой кислоты, который дальше окисляется до гликолевой кислоты, разлагающейся на оксид углерода (IV) и муравьиную кислоту. Часть этиленгликоля в организме превращается в щавелевую кислоту, которая может быть причиной повреждения почек в результате отложения оксалатов в почечных канальцах. Оксид углерода (IV), как метаболит этиленгликоля, выделяется из организма с выдыхаемым воздухом. Остальные метаболиты и часть неизмененного этиленгликоля выделяется из организма с мочой.

Выделение этиленгликоля из биологического материала. Метод основан на использовании бензола как селективного переносчика этиленгликоля из объектов в дистиллят. Бензол совместно с парами этиленгликоля и небольшим количеством водяного пара переносится в дистиллят. Вода, которая перегоняется при этом, практически содержит весь этиленгликоль.

На исследование берут печень трупа, в которой после отравления содержится больше этиленгликоля, чем в других органах. При острых отравлениях этиленгликолем исследованию подвергают и желудок с содержимым.

Обнаружение этиленгликоля.

Для обнаружения этиленгликоля применяют цветные и микрокристаллоскопические реакции. Реакция окисления этиленгликоля периодатом и обнаружение образовавшегося формальдегида. Эта реакция основана на окислении этиленгликоля периодатом натрия или калия. В результате указанной реакции образуется формальдегид, который можно обнаружить при помощи фуксинсернистой кислоты.

Окисление этиленгликоля азотной кислотой и обнаружение щавелевой кислоты. При многократном выпаривании этиленгликоля с азотной кислотой образуется щавелевая кислота, которая с солями кальция образует кристаллы оксалата кальция, имеющие характерную форму. Эти кристаллы в ряде случаев появляются через 2--3 суток.

Реакция с сульфатом меди. От прибавления сульфата меди и щелочи к этиленгликолю образуется соединение, имеющее синюю окраску.

Вопрос 45. Изоамиловый спирт. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Изоамиловый спирт (3-метил-1-бутанол) (СН₃)²СН-СН₂-СН₂-ОН представляет собой маслянистую жидкость с очень резким характерным запахом. Часто при хранении приобретают желтоватую окраску. Обладают сильным раздражающим действием на слизистые. Поражают ЦНС. Летальная доза 20 мл.

Токсический эффект наступает от 0,5 мл. Возникают ощущение глухоты, рвотные выделения, бред. При остром отравлении наблюдается коматозное состояние. Недопустимо содержание в спиртных напитках даже 0,3 % амиловых спиртов (сивушного масла).

В промышленности получают смесь первичных, выпускаемую под названием амиловые спирты, а также изоамиловый спирт.

Все реакции на изоамиловый спирт дают положительный эффект только при отсутствии воды, поэтому перед выполнением реакций изоамиловый спирт экстрагируют из дистиллята диэтиловым эфиром (3 мл), эфирную вытяжку делят на 3 части и эфир испаряют при комнатной температуре. С полученными остатками проделывают реакции 1-3.

Изоамиловый спирт. Качественное обнаружение

1. Реакция этерификации (образование изоамилацетата)

Чувствительность реакции 0,15 мг.

При слабом нагревании ощущается запах грушевой эссенции, который становиться более выраженным при разбавлении реакционной смеси водой.

2. Реакция окисления (образование изовалерианового альдегида).

Появляется запах изовалерианового альдегида, при стоянии переходящий в неприятный запах изовалериановой кислоты (запах гнилого сыра).

3. Реакция Комаровского с ароматическими альдегидами (на высшие спирты, содержащие более 3 атомов углерода).

а). Реакция с салициловым альдегидом:

Возможный механизм реакции включает в себя окисление изоамилового спирта концентрированной серной кислотой до изовалерианового альдегида, который вступает в реакцию конденсации с ароматическим альдегидом. Появляется розово-красная окраска.

б). Реакция с п-диметиламинобензальдегидом.

Появляется темно-красное окрашивание, переходящее при разбавлении водой в фиолетовое.

Вопрос 46. Формальдегид. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Формальдегид (альдегид муравьиной кислоты) -- газ, хорошо растворимый в воде, обладающий острым специфическим запахом. Водный раствор, содержащий 36,5--37,5 % формальдегида, называется формалином. Формальдегид образуется при неполном сгорании метана, при окислении метилового спирта и т. д.

Формальдегид изолируют из биологического материала путем перегонки с водяным паром. Однако этим методом перегоняется только незначительная часть формальдегида. Считают, что формальдегид в водных растворах находится в виде гидрата (метиленгликоля), который трудно отгоняется с водяным паром:

Применение. Действие на организм. Формальдегид широко используется в промышленности для получения пластических масс и фенолоформальдегидных смол, дубления кож, консервирования анатомических препаратов, получения гексаметилентетрамина, синтетического каучука, протравливания зерна, обработки помещений, тары с целью дезинфекции.

При вдыхании небольших количеств формальдегида он раздражает верхние дыхательные пути. При вдыхании больших концентраций формальдегида может наступить внезапная смерть в результате отека и спазма голосовой щели. При попадании формальдегида в организм через рот могут наступить некротические поражения слизистой оболочки рта, пищевого канала, появляется слюнотечение, тошнота, рвота, понос. Формальдегид угнетает центральную нервную систему, в результате этого может произойти потеря сознания, появляются судороги. Под влиянием формальдегида развиваются дегенеративные поражения печени, почек, сердца и головного мозга. Формальдегид оказывает влияние на некоторые ферменты. 60--90 мл формалина являются смертельной дозой.

Метаболизм. Метаболитами формальдегида являются метиловый спирт и муравьиная кислота, которые, в свою очередь, подвергаются дальнейшему метаболизму.

Обнаружение формальдегида

В химико-токсикологическом анализе для обнаружения формальдегида З--СНО применяют реакции с хромотроповой кислотой, фуксинсернистой кислотой, с раствором кодеина в серной кислоте, с резорцином и др.

Реакция с хромотроповой кислотой. Хромотроповая кислота с формальдегидом в присутствии серной кислоты дает фиолетовую окраску.

Реакция с фуксинсернистой кислотой. Фуксинсернистая кислота (реактив Шиффа) с формальдегидом дает синюю или сине-фиолетовую окраску.

Реакция с кодеином и серной кислотой. При нагревании формальдегида с кодеином в присутствии концентрированной серной кислоты появляется синяя окраска. Эта реакция основана на том, что под влиянием концентрированной серной кислоты от кодеина отщепляется метоксильная группа, в результате чего образуется морфин, содержащий фенольную группу. При взаимодействии морфина с формальдегидомпоявляется синяя окраска.

Реакция с реактивом Фелинга. При нагревании реактива Фелинга с формальдегидом выпадает осадок оксида или гидроксида меди.

Вопрос 47. Ядовитые и сильнодействующие вещества, изолируемые методом минерализации. Общая характеристика веществ. Перечень металлических ядов. Токсичность и физико-химические свойства

Метод минерализации применяется при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие так называемых «металлических ядов». Эти яды в виде солей, оксидов и других соединений в большинстве случаев поступают в организм через пищевой канал, в соответствующих отделах которого они всасываются в кровь и вызывают отравления.

Важнейшими «металлическими ядами» являются соединения бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка и некоторых других металлов. В токсикологии к группе «металлических ядов» относятся и соединения некоторых неметаллов (мышьяка, сурьмы и др.). Ряд перечисленных выше химических элементов, соединения которых являются токсичными, в небольших количествах содержатся в тканях организма как нормальная их составная часть. Ввиду незначительных количеств этих химических элементов, содержащихся в организме, их называют микроэлементами.

Некоторые химические элементы, соединения которых являются токсичными, в малых количествах играют важную роль в физиологических процессах в организмах людей и животных. Так, например, кобальт входит в состав витамина В ₁₂ (цианокобаламина). Этот микроэлемент является кофактором некоторых ферментов(карбоксипептидазы, карбоксиангидразы). Медь входит в состав ряда ферментов (полифенолоксидазы, цитохромоксидазы, фенолазы и др.). Она является составной частью белка-цирулоплазмина, участвует в синтезе гемоглобина. Марганец необходим для активизации некоторых ферментов (аргиназы, пролидазы и др.). Цинк также входит в состав отдельных ферментов (карбоксипептидазы, карбоангидразы, лактатдегидрогеназы и др.).

Данные о наличии и роли в организме людей бария, висмута, сурьмы и таллия, соединения которых являются токсичными, в литературе не приводятся. В организме содержится и ряд других металлов (калий, натрий, магний, кальций), соединения которых являются нетоксичными. Метод минерализации применяется при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие так называемых «металлических ядов». Эти яды в виде солей, оксидов и других соединений в большинстве случаев поступают в организм через пищевой канал, в соответствующих отделах которого они всасываются в кровь и вызывают отравления.

Важнейшими «металлическими ядами» являются соединения бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка и некоторых других металлов. В токсикологии к группе «металлических ядов» относятся и соединения некоторых неметаллов (мышьяка, сурьмы и др.).

Некоторые химические элементы, соединения которых являются токсичными, в малых количествах играют важную роль в физиологических процессах в организмах людей и животных. Так, например, кобальт входит в состав витамина В ₁₂ (цианокобаламина). Этот микроэлемент является кофактором некоторых ферментов(карбоксипептидазы, карбоксиангидразы). Медь входит в состав ряда ферментов (полифенолоксидазы, цитохромоксидазы, фенолазы и др.). Она является составной частью белка-цирулоплазмина, участвует в синтезе гемоглобина. Марганец необходим для активизации некоторых ферментов (аргиназы, пролидазы и др.). Цинк также входит в состав отдельных ферментов (карбоксипептидазы, карбоангидразы, лактатдегидрогеназы и др.).

Данные о наличии и роли в организме людей бария, висмута, сурьмы и таллия, соединения которых являются токсичными, в литературе не приводятся. В организме содержится и ряд других металлов (калий, натрий, магний, кальций), соединения которых являются нетоксичными.

Вопрос 48. Методы количественного и качественного определения металлических ядов. Частный метод определения ртути. Принципы методов

Для количественного определения ртути рекомендованы визуальный колориметрический метод, основанный на реакции с иодидом меди (I), и экстракционно-фотоколориметрический метод, основанный на реакции с дитизоном.

Визуальный метод определения ртути, основанный на сравнении интенсивности окраски суспензии Cu ₂ [HgI ₄] в исследуемой пробе с интенсивностью окраски суспензии в стандартной серии, имеет ряд недостатков. Наличие частиц суспензии в окрашенных растворах мешает сравнению интенсивности их окрасок. Окраска этих растворов зависит от величины частиц суспензии, скорости их оседания и т. д. Поэтому более точным и надежным является экстракционно-фотоколориметрический метод количественного определения ртути.

В качестве реактива для экстракционно-фотоколоримегрического определения ртути (II) применяют дитизон. Дитизон с ионами ртути (II) может образовывать и двузамещенный дитизонат ртути, имеющий пурпурно-красную окраску. Этот дитизонат образуется в щелочной среде, а также при недостатке дитизона.

При фотоколориметрическом определении ртути (II) и ионов некоторых других металлов используются только однозамещенные дитизонаты с более интенсивной окраской и лучшей растворимостью в органических растворителях, чем двузамещенные.

Определение ртути в деструктате (изм. органы). Определению ртути в деструктате фотоколориметрическим методом, основанным на реакции с дитизоном, могут мешать даже незначительные количества ионов других металлов, которые образовывают окрашенные соединения с дитизоном. Для устранения мешающего влияния этих ионов применяют маскирующие средства. В качестве маскирующих средств используют растворы гидрохлорида гидроксиламина или аскорбиновой кислоты.

Некоторое количество ртути может переходить в мочу и в виде ионов. Поэтому для обнаружения ртути в моче необходимо производить деструкцию белковых и других ртутьсодержащих соединений, переходящих в мочу.

Вопрос 49. Соединения свинца. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Оксид свинца применяется для приготовления некоторых красок, входит в состав свинцового пластыря. Карбонат свинца является одним из компонентов свинцовых белил. В состав некоторых красок входит и хромат свинца. Арсенат свинца относится к числу соединений, применяемых для борьбы с вредителями садов и виноградников. Основной ацетат свинца в ряде стран применяется и медицине. Стеарат, олеат и другие соединения свинца с органическими кислотами используются в качестве стабилизаторов при получении пластмасс. Эти соединения используются как сиккативные добавки к краскам, а также входят в состав некоторых помад и жидкостей для волос.

Отмечены случаи бытовых отравлений свинцом, имеющие место при употреблении консервов, изготовленных в недоброкачественно луженной и эмалированной посуде.

Ионы свинца, поступившие в организм, соединяются с сульфгидрильными и другими функциональными группами ферментов и некоторых других жизненно важных белковых соединений. Соединения свинца тормозят синтез порфирина, вызывают нарушение функций центральной и периферической нервной системы.

Соединения свинца выделяются из организма главным образом с калом. Меньшие количества этих соединений выделяются с желчью, а следы -- с мочой. Соединения свинца частично откладываются в костной ткани в виде трехзамещенного фосфата.

Исследование минерализатов на наличие свинца

Для обнаружения свинца в органах трупов, крови, моче и других объектах биологического происхождения используют осадок, который образуется в минерализатах после разрушения биологического материала смесью серной и азотной кислот.

После разрушения биологического материала смесью серной и азотной кислот свинец выпадает в минерализате в виде белого осадка сульфата свинца. Такого же цвета осадок сульфата бария образуется при отравлении соединениями бария. В результате соосаждения осадки сульфатов свинца и бария могут быть загрязнены ионами кальция, хрома, железа и др. При наличии хрома в осадке он имеет грязно-зеленую окраску. Для освобождения осадков сульфатов свинца и бария от примесей эти осадки промывают серной кислотой и водой, а затем осадок сульфата свинца растворяют в подкисленном растворе ацетата аммония:

Ход анализа на наличие свинца зависит от величины осадков, находящихся в минерализатах.

Реакция с иодидом калия. При наличии ионов свинца выпадает желтый осадок PbI ₂, который растворяется при нагревании и вновь появляется в виде желтых пластинок при охлаждении раствора.

Реакция с хроматом калия. Образование оранжево-желтого осадка хромата бария указывает на наличие ионов свинца в растворе.

Реакция с сероводородной водой. Появление черного осадка сульфида свинца (или мути) указывает на наличие ионов свинца в растворе.

Для маскировки мешающих ионов прибавляют цианид калия или гидроксиламин. Образовавшийся в хлороформной фазе однозамещенный дитизонат свинца разлагают азотной кислотой. При этом образуется нитрат свинца, который переходит в водную фазу, а дитизон остается в хлороформе, окрашивая его в зеленый цвет. В водной фазе (реэкстракте) определяют наличие ионов свинца с помощью реакций с хлоридом цезия, ацетатом меди и др.

Вопрос 50. Соединения ртути. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Применение и токсичность ртути и ее соединений Ртуть и ее соединения применяются в технике, химической промышленности, медицине. В технике - при изготовлении люминесцентных ламп, термометров и ряда приборов. При поступлении металлической ртути в желудок она малотоксична. Токсичными являются большинство ее соединений. Ртути (II) хлорид (сулема) является очень токсичным. Сулема применяется в медицине как дезинфицирующее средство, в технике она используется для обработки дерева, получения некоторых видов чернил, травления и чернения стали. В сельском хозяйстве сулема применялась как фунгицид. Ртути амидохлорид (белый преципитат ртути) входил в состав некоторых мазей.

Основные пути поступления ртути в организм: пероральный, ингаляционный. Пары металлической ртути и пыль, содержащая соединения этого металла, могут поступать в организм с вдыхаемым воздухом. При этом поражается центральная нервная система (в первую очередь кора головного мозга), преимущественно - почки и толстый кишечник. Поступившая в организм металлическая ртуть и ее соединения связываются с сульфгидрильными группами ферментов и других жизненно важных белков. В результате этого нарушаются физиологические функции некоторых клеток и тканей организма. Соединения ртути, поступившие в организм через пищевой канал, поражают желудок, печень, почки, железы, через которые выделяется ртуть из организма. При этом ощущаются боли в пищеводе и желудке, появляется рвота и кровавый понос. В организме ртуть депонируется главным образом в печени и почках. Ртуть медленно выводится из организма. Ртуть выводится из организма с мочой и калом, а также потовыми, слюнными и молочными железами.

Морфологическая картина при отравлении ртутью

При судебно-медицинском исследовании трупов лиц, отравленных соединениями ртути, обнаруживается покраснение и набухание (а иногда и некроз) слизистых оболочек пищевода и желудка, воспаление или некроз тканей в толстой кишке и в нижнем отделе тонкой кишки, наличие язв.

Деструкция биологического материала

Деструкция -- нарушение структуры биологического материала под влиянием различных веществ, обладающих окислительными свойствами, без полного разрушения органических веществ, переходящих в деструктаты.

Ртуть в биологическом материале находится в связанном виде с сульфгидрильными и некоторыми другими функциональными группами белковых веществ. В процессе деструкции под влиянием сильных кислот при нагревании происходит разрыв прочных ковалентных связей между ртутью и сульфгидрильными или другими функциональными группами белковых веществ. В результате деструкции ртуть переходит в деструктат в виде ионов, которые можно обнаружить и определить с помощью соответствующих реакций и физико-химических методов.

Для обнаружения ртути в деструктате применяют реакции с дитизоном и с взвесью меди (I) йодида. Реакцию с дитизоном также применяют для фотоколориметрического определения ртути, а реакцию со взвесью меди (I) йодида используют и для визуального нефелометрического определения ртути в деструктате.

Выделение ртути из деструктата проводится с использованием йодида меди (I): В присутствии ионов ртути взвесь окрасится в розовый или красный цвет.

Вопрос 51. Соединения мышьяка. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Соединения мышьяка относятся к числу веществ, проявляющих сильное токсическое действие на организм людей и животных. Отмечены случаи отравлений ангидридом мышьяковистой кислоты, арсенитами, арсенатами, хлоридом мышьяка (III), мышьяковистым водородом, органическими препаратами мышьяка и др.

Ангидрид мышьяковистой кислоты применяется в медицине, в сельском хозяйстве (как инсектицид), в стекольной и кожевенной промышленностях. Арсениты и арсенаты некоторых металлов применяются в качестве ядохимикатов.

Определенное токсикологическое значение имеют органические соединения мышьяка, применяемые в медицине (новарсенол, осарсол и др.). Известны случаи отравлений мышьяковистым водородом. Очень токсичными являются боевые отравляющие вещества (люизит, адамсит и др.), содержащие мышьяк. Соединения пятивалентного мышьяка в организме превращаются в более токсичные соединения трехвалентного мышьяка.

Водорастворимые соединения мышьяка хорошо всасываются из пищевого канала. Пыль, содержащая ангидрид мышьяковистой кислоты, мышьяксодержащие ядохимикаты, попадая в организм через дыхательные пути, действует на ферменты, содержащие сульфгидрильные группы. Это приводит к торможению обменных процессов в организме. В ряде случаев под влиянием соединений мышьяка наступает паралич капилляров. Некоторые соединения мышьяка оказывают некротизирующее действие. Это свойство ангидрида мышьяковистой кислоты используется в зубоврачебной практике. Поступивший в организм мышьяковистый водород проникает преимущественно в эритроциты, в результате чего наступает их гемолиз. Это приводит к закупорке почечных канальцев, возникновению желтухи и т. д. Мышьяк способен кумулироваться в организме.

При остром отравлении соединениями мышьяка они накапливаются в основном в паренхиматозных органах, а при хронических отравлениях -- в костях и ороговевших тканях (покровы кожи, ногти, волосы и др.).

Мышьяк выводится из организма через почки с мочой, кишки и через некоторые железы. Выделение мышьяка из организма происходит медленно, чем и обусловлена возможность его кумуляции. В экскрементах мышьяк еще можно обнаружить через несколько недель, а в трупном материале -- и через несколько лет после смерти.

Исследование минерализатов на наличие соединений мышьяка

Применяемые в химико-токсикологическом анализе методы обнаружения мышьяка основаны на переведении его в мышьяковистый водород и на последующем определении мышьяковистого водорода при помощи реакции Зангер -- Блека, реакции с раствором диэтилдитиокарбамата серебра в пиридине и реакции Марша. При всех этих реакциях из соединений мышьяка выделяется летучий и очень ядовитый мышьяковистый водород. Поэтому при выполнении всех перечисленных выше реакций на мышьяк требуется предосторожность.

Две первые реакции являются предварительными. При их отрицательном результате дальнейшее исследование минерализата на наличие мышьяка не производится. При положительном результате указанных реакций на мышьяк дополнительно выполняют реакцию Марша. Проба Марша основывается на возможности восстановления соединений мышьяка (III) до арсина с помощью сильных восстановителей. Исследуемую пробу помещают в одну пробирку с соляной кислотой и добавляют к данной смеси Металлический цинк. Добавка небольшого количества сульфата меди ускоряет реакцию, активируя цинк.

Выделяющийся газообразный арсин пропускают через раскаленную стеклянную трубку. При наличии мышьяка в пробе на месте нагрева наблюдается образование зеркала металлического мышьяка.

Вопрос 52. Соединения бария, марганца, хрома. Свойства и применение. Токсичность. Распространенность отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Соединения марганца относятся к веществам, которые в ряде случаев являются причиной отравлений. Эти соединения применяются в технике и медицине. Оксид марганца (IV), так называемый пиролюзит, находится в природе. Он является полезным ископаемым, применяемым для получения металлического марганца и его солей. При перемалывании пиролюзита на мельницах образуется пыль, которая через легкие может проникать в организм людей и вызывать отравления. Оксид марганца (IV) используется как добавка к некоторым видам сталей, для обесцвечивания стекломассы, при изготовлении линолеума и некоторых лаков. В технике применяются некоторые соли марганца для изготовления красок. Перманганат калия является окислителем. Он применяется в медицине как дезинфицирующее средство. Отмечены случаи применения перманганата калия для криминальных абортов. Некоторые соли марганца применяются в химических лабораториях как реактивы. Марганец в незначительных количествах содержится в клетках и тканях организма.

Соединения марганца относятся к числу сильных протоплазматических ядов. Они действуют на центральную нервную систему, вызывая в ней органические изменения, поражают почки, легкие, органы кровообращения и т. д. При использовании концентрированных растворов перманганата калия для полоскания горла может наступить отек слизистых оболочек рта и глотки.

Прием внутрь концентрированных растворов соединений марганца может быть причиной перфорации желудка. Соединения марганца могут вызвать отек голосовых связок и т. д. При попадании концентрированных растворов соединений марганца в матку, влагалище, мочевой пузырь может появиться угроза перитонита.

Соединения марганца накапливаются в печени. Они выделяются из организма через пищевой канал и с мочой. При патолого-анатомическом вскрытии трупов лиц, умерших в результате отравления соединениями марганца, отмечаются ожоги слизистых оболочек в различных участках пищевого канала, напоминающие ожоги, вызванные едкими щелочами. Обнаруживаются дегенеративные изменения в некоторых паренхиматозных органах.

Исследование минерализатов на наличие соединений марганца

Ионы марганца, содержащиеся в минерализатах, определяют при помощи реакций с периодатом калия и персульфатом аммония. После окисления ионов марганца этими реактивами образуются перманганат-ионы, имеющие фиолетовую окраску. Обе реакции являются специфичными для обнаружения ионов марганца, так как катионы других металлов при окислении указанными реактивами не дают фиолетовой окраски.

1. Фотометрическое определение марганца в минерализате

Соединения хрома широко используются в различных отраслях народного хозяйства. Они применяются в кожевенной и текстильной промышленностях, используются для хромирования металлических изделий, для производства спичек, красок, кино- и фотопленок. В химической промышленности соединения хрома применяются как окислители. Ряд соединений хрома применяется в химических лабораториях в качестве реактивов. Ввиду токсичности соединений хрома они не применяются в медицине.

Из соединений хрома, применяемых в различных отраслях народного хозяйства, наиболее ядовитыми являются хроматы и дихроматы. Причем дихроматы более ядовиты, чем хроматы. Хроматы и дихроматыоказывают раздражающее и прижигающее действие на кожу и слизистые оболочки, вызывая изъязвления. Под влиянием хроматов и дихроматов может наступить гемолиз и образуется метгемоглобин. После поступления соединений хрома в организм через пищевой канал может наступать припухлость, а затем ожоги слизистых оболочек рта, пищевода и желудка. Пораженные соединениями хрома участки пищевого канала приобретают желтую окраску. При отравлении соединениями хрома могут наступить понос и кровавая рвота. Иногда рвотные массы имеют желтую или зеленую окраску. При поступлении в организм больших количеств пыли, содержащей соединения хрома, развивается пневмония.

Исследование минерализатов на наличие хрома

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

Гидроксид бария, (баритовая вода) применяется в стекольном производстве и в производстве керамических изделий. Хлорид бария используется в кожевенной промышленности, в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей растений. Карбонат бария применяется для уничтожения грызунов, а также в керамическом и стекольном производствах. Отмечены случаи отравлений людей карбонатом бария, содержащемся в качестве примеси в сульфате бария. При наличии этой примеси в сульфате бария, применяемом для рентгеноскопии желудка, под влиянием соляной кислоты желудочного сока происходит растворение карбоната бария с образованием хлорида бария, который всасывается в кровь и вызывает отравление. Нитрат и хлорат барияприменяются в пиротехнике.

Растворимые соединения бария, поступившие в организм через пищевой канал, всасываются в желудке и вызывают отравление.

Проникновению в кровь растворимых в воде соединений бария препятствуют находящиеся в желудке сульфаты некоторых металлов. При этом образуется нерастворимый сульфат бария, не проникающий в кровь из желудка.

Соединения бария раздражают слизистые оболочки пищевого канала. При отравлениях соединениями бария может наступить перерождение печени. Смерть от соединений бария наступает в результате сердечно-сосудистой недостаточности.

Исследование минерализатов на наличие бария

В химико-токсикологическом анализе для обнаружения соединений бария используется осадок BaSO ₄, который может быть в минерализатах, полученных после разрушения биологического материала смесью серной и азотной кислот или смесью серной, азотной и хлорной кислот.

Вопрос 53. Соединения кадмия, сурьмы, таллия. Свойства и применение. Токсичность. Распространенность отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Кадмий применяется в промышленности для получения легкоплавких сплавов, для замены висмута в типографском шрифте или для замены олова при эмалировании посуды. Сульфид кадмия является одним из компонентов светящихся красок, используется для росписи на фарфоре и т. д. Сульфат кадмия также применяется для изготовления красок. Другие соединения кадмия(хлорид, бромид, иодид, нитрат, карбонат, ацетат) применяются в гальванотехнике, керамике, они входят в состав средств для чистки изделий из серебра. Ряд растворимых соединений кадмия применяется в химических лабораториях в качестве реактивов.

Металлический кадмий и его оксид, применяемые в технике для получения сплавов, при высокой температуре могут улетучиваться и попадать в организм с вдыхаемым воздухом. Пары металлического кадмия и его оксида являются токсичными. Известны бытовые отравления соединениями кадмия. При изготовлении фруктовых соков, варенья в посуде, в состав эмали которой входит кадмий, он может реагировать с кислотами, содержащимися в фруктах. При этом образуются соли, оказывающие токсическое действие на организм.

Незначительные количества кадмия являются составной частью некоторых клеток и тканей организма.

Всасывание соединений кадмия происходит через пищевой канал, а паров -- через дыхательные пути. Растворимые соединения кадмия денатурируют белки, содержащиеся в стенках пищевого канала. Поступившие в кровь ионы кадмия соединяются с сульфгидрильными группами ферментов, нарушая их функции. Соединения кадмия накапливаются главным образом в печени и почках. Они могут вызывать жировое перерождение печени. Соединения кадмия выделяются из организма в основном через почки с мочой и стенками кишок. В ряде случаев при отравлении соединениями кадмия отмечается кишечное кровотечение.

Исследование минерализатов на наличие соединений кадмия

При исследовании минерализатов на наличие ионов кадмия их переводят в комплекс с диэтилдитиокарбаматом натрия. Этот комплекс экстрагируют хлороформом, а затем разлагают соляной кислотой. В солянокислом растворе определяют наличие ионов кадмия.

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.

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.

Качественное обнаружение иона сурьмы. 1. Реакция окрашивания с малахитовым зеленым (основная реакция). 2. Реакция образования сурьмы сульфида (дополнительная реакция). С водным раствором натрия тиосульфата. При наличии сурьмы выпадает осадок, принимающий через 5- 10 минут характерную оранжевую окраску.

Соединения таллия используются в различных отраслях народного хозяйства. Оксид таллия применяется для получения искусственных драгоценных камней и специальных сортов стекла. Сульфат таллия применяется для обработки дерева, кожи и др. Металлический таллий входит в состав некоторых сплавов и амальгам. Сульфат таллия входит в состав смесей, применяемых для уничтожения крыс, мышей и других грызунов. При отравлении соединениями таллия поражается центральная нервная система (может быть распад миелиновой оболочки), наступает паралич парасимпатической нервной системы, происходит поражение почек. При отравлении соединениями таллия выпадают волосы (облысение). Из других явлений при отравлении таллием отмечается расстройство функций пищеварительной системы, наступает рвота, боли в суставах и т. д. По токсичности таллий во многом напоминает действие мышьяка и свинца.

Соединения таллия после поступления в кровь быстро распределяются в организме. Они выводятся из организма преимущественно через почки и кишечник. Выделение соединений таллия из организма происходит медленно (опасность кумуляции).

При судебно-медицинском и гистологическом исследовании трупа наблюдаются кровоизлияния и некроз слизистых оболочек пищевого канала, некротические изменения в почках, перерождение печени и др.

Исследование минерализатов на наличие таллия

Источником отравлений людей и животных могут быть соединения одно- и трехвалентного таллия. При разрушении биологического материала серной и азотной кислотами ионы Тl ⁺ окисляются до Тl ³⁺. В химико-токсикологическом анализе для обнаружения таллия применяют реакции с дитизоном, с малахитовым зеленым или бриллиантовым зеленым.

Вопрос 54. Производные барбитуровой кислоты (барбитал, фенобарбитал, барбамил). Свойства и применение. Токсичность. Распространенность отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

В качестве фармацевтического препарата применяется натриевая соль барбитала, которая называется мединал. Барбитал растворяется в этиловом спирте Барбитал экстрагируется органическими растворителями из кислых водных растворов.

Применение. Действие на организм. Барбитал применяется в качестве успокаивающего и снотворного средства. Он относится к барбитуратам продолжительного действия. Иногда его назначают больным в смесях с бромидами, амидопирином, антипирином и др. Барбитал по сравнению с другими барбитуратами медленно всасывается из пищевого канала и еще медленнее выделяется из организма. Его можно обнаружить в организме даже через 10 суток после приема.

Метаболизм. Большая часть дозы принятого барбитала выделяется с мочой в неизмененном виде. Незначительная часть дозы этого препарата выделяется с мочой в виде метаболитов, к числу которых относятся: 5-этил-5-в-оксиэтилбарбитуровая кислота, ее глюкуронид и 5-этил-барбитуровая кислота.

Обнаружение барбитала

1. Барбитал с изопропиламином и солями кобальта дает фиолетовую окраску.

2. От прибавления солей кобальта и щелочей к барбиталу появляется розовая или красная окраска.

6. Барбитал с солями меди и пиридином образует фиолетовые кристаллы, имеющие форму прямоугольников, друз или звездочек. Предел обнаружения: 14 мкг барбитала в пробе.

Фенобарбитал экстрагируется органическими растворителями из кислых водных растворов.

Применение. Действие на организм. Фенобарбитал оказывает снотворное, успокаивающее и противосудорожное действие. Он применяется для лечения эпилепсии, хореи и других заболеваний. В малых дозах фенобарбитал применяется при начальных стадиях гипертонической болезни, стенокардии и др. Фенобарбитал, по сравнению с другими барбитуратами, относительно медленно всасывается из пищевого канала и имеет продолжительное действие.

Метаболизм. Фенобарбитал метаболизируется несколькими путями. Основными метаболитами фенобарбитала являются 5-этил-5- п -гидроксифенилбарбитуровая кислота, п-оксифенилбарбитал. Эти метаболиты частично выделяются с мочой в виде глюкуронидов. Некоторое количество фенобарбитала превращается в о-оксифенобарбитал. Обнаружены еще 3 метаболита фенобарбитала, состав которых не изучен. Часть принятой дозы фенобарбитала выделяется с мочой в неизмененном виде.

Обнаружение фенобарбитала

1. Привзаимодействии фенобарбитала с изопропиламином и солями кобальта появляется фиолетовая окраска.

2. Фенобарбитал с солями кобальта и щелочью дает розовую или красную окраску.

3. Фенобарбитал можно обнаружить при помощи реакции образования мурексида.

4. От прибавления концентрированной серной кислоты к фенобарбиталу образуется кристаллический осадок кислотной формы этого препарата (бесцветные игольчатые кристаллы, сростки из них, сфероиды). Предел обнаружения: 41 мкг фенобарбитала в пробе.

5. Фенобарбитал со смесью соли железа (III) и иодида калия образует оранжево-коричневые или коричневые кристаллы (призмы и их сростки). Предел обнаружения: 4 мкг фенобарбитала в пробе.

Действие на организм. Барбамил оказывает снотворное действие, а в более высоких дозах он проявляет наркотические свойства. Этот препарат применяется в качестве успокаивающего и противосудорожного средства. Выпускают его в виде порошков и таблеток; входит в состав таблеток «бромитал», «барбафен» и др.

Метаболизм. Часть барбамила выделяется из организма с мочой в неизмененном виде. Около 45 % барбамила подвергается различным превращениям. В качестве метаболита барбамила является 5-этил-5-(3-гидрокси-3-метилбутил)-барбитуровая кислота, которая выделяется с мочой. В моче обнаружено еще 2 метаболита барбамила, состав которых не установлен.

Обнаружение барбамила

1. Барбамил с изопропиламином и солями кобальта дает фиолетовую окраску.

2. При взаимодействии барбамила с солями кобальта и щелочами появляется розовая или красная окраска.

...