Качественное обнаружение марганца

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Обнаружение марганца основано на реакциях окисления Mn²⁺ до MnO₄^-. В качестве окислителей используют перйодат калия KYO₄ и персульфат аммония (NH₄)₂S₂O₈. Для маскировки железа используют дигидрофосфат натрия NaH₂PO₄.

При взаимодействии Mn²⁺ с перйодатом калия образуется темно-красный осадок. Образование этого осадка происходит главным образом в сильноразбавленных растворах соединений марганца. В присутствии фосфатов не образуется этот осадок, а происходит окисление ионов марганца Mn²⁺ до MnO₄^-.

В пробирку вносят 1 мл минерализата, 4 мл воды, 1 мл насыщенного раствора дигидрофосфата натрия и 0,2 г перйодата калия. После нагревания пробирки на кипящей водяной бане в течение 20 минут при наличии ионов марганца в минерализате раствор приобретает красно-фиолетовую или розовую окраску.

Предел обнаружения:0,1 мкг марганца в 1 мл.

Граница обнаружения:0,02 мг марганца в 100г биоматериала

Марганцовая к-та

2Mn(NO₃)₂ + 5KIO₄ + 3 H₂O →2HMnO₄ + 5KIO₃ + 4HNO₃

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.

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

В щелочной среде без катализатора персульфат аммония окисляет ионы марганца до диоксида марганца.

Mn²⁺ + S₂O₈^2- + 4OH^- → MnO₂ + 2 SO₄^2- + 2H₂O

В присутствии катализатора (соли серебра или смесь 0,1н растворов нитратов кобальта, никеля и ртути) персульфат аммония окисляют ионы марганца до перманганат-ионов.

2Mn²⁺ + 5S₂O₈^2- + 8H₂O → 2MnO₄^- + 10SO₄^2- + 16H⁺

Ионы железа (III), которые могут быть в минерализатах в больших количествах, затрудняют распознавание окраски перманганат-ионов. Для маскировки ионов железа прибавляют фосфаты, которые с ионами железа образуют бесцветные комплексы [Fe(PO₄)₂]^3-.

На протекание реакции персульфата с ионами марганца влияет рН среды. Эта реакция хорошо протекает в 3н кислоте. При недостаточной кислотности образуется темно-бурый осадок марганцовистой кислоты H₂MnO₄, а при большом избытке кислот может происходить восстановление перманганат-ионов персульфатом:

2MnO₄^- + 5S₂O₈^2- + 2H₂O → 2Mn²⁺ + 10SO₄^2- + 5O₂ + 4H⁺

Появление розовой окраски в первом случае (KYO₄) ориентирует химика на наличие в пробе естественно содержащегося марганца. Окраска в обоих случаях служит основанием для количественного определения марганца.

Выполнение реакции

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 минут. К горячему раствору прибавляют 1каплю 10% раствора нитрата серебра и 0,5г 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 100г биоматериала.

Оптимальные условия выполнения реакций

1. Берется определенное количество окислителя. Перйодата калия 0,2г, персульфата аммония 0,5г.

2. Реакция проводится при нагревании.

3. Для устраняющего влияния ионов железа вводят дигидрофосфат натрия.

4. Реакции окисления ионов марганца персульфатом мешают восстановители. Хлориды, бромиды и др.ионы, которые осаждают ионы серебра, являющиеся в этой реакции катализаторами.

3) Реакция с оксидом свинца (IV) в присутствии азотной кислоты – розовое или красно-фиолетовое окрашивание. Реакция является подтверждающей.

2Mn²⁺ + 5PbO₂ + 10HNO₃→ 2HMnO₄ + 5Pb(NO₃)₂ + 2H₂O + 2H⁺

Количественное определение.

Фотоколориметрический метод, основанный на реакции окисления с перйодатом калия.

Токсикологическое влияние.

Соединения марганца относятся к веществам, которые в ряде случаев являются причиной отравлений. Эти соединения применяются в технике и медицине. Диоксид марганца, 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. Диоксид марганца используется как добавка к некоторым видам сталей, для обесцвечивания стекломасс, 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 ЦНС, вызывая в ней органические изменения, поражают почки, легкие, органы кровообращения и т.д.

При использовании конц. растворов перманганата калия для полоскания горла может наступить отек слизистых оболочек рта и глотки.

Прием внутрь конц. растворов соединений марганца может быть причиной перфорации желудка. Соединения марганца могут вызвать отек голосовых связок и т.д. При попадании конц. 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 патологоанатомическом 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

Смертельная доза перманганата для человека точно не установлена. По данным А.О.Войнара, при приеме внутрь она составляет 15-20г.

Хром

После разрушения биологического материала с помощью конц. серной и азотной кислотами в минерализате находится хром в трехвалентном состоянии. С помощью персульфата аммония его окисляют при нагревании в присутствии катализатора нитрата серебра до дихромат-ионов (хром С.О.+6)

Для маскировки мешающих ионов железа (III), сурьмы (III), и других, прибавляют дигидрофосфат натрия.

Оптимальные условия проведения реакции: рН=1,7; t=20⁰С; AgNO₃ – kat; NaH₂PO₄.

1. С дифенилкарбазидом

Кетонная форма

Енольная форма

Cr₂O₇^2- +

→ Cr³⁺ +

Образуется дифенилкарбазон, который не имеет окраски. При дальнейшей реакции образуется внутрикомплексная соль, имеющая розовую или красно-фиолетовую окраску. Реакция специфична, имеет отрицательное судебно-химическое значение.

Чувствительность реакции 0,2мкг/мл. Граница обнаружения 0,1мг в 100г органа.

Обнаружению хромат-ионов с помощью ДФК мешают перманганат-ионы, имеющие собственную окраску. Поэтому перед проведением реакции восстановления, перманганат ионы маскируют при помощи азида натрия NaN₃ (Na – N = N ≡ N). Хромат-ионы с азидом натрия практически не взаимодействуют.

2.Реакция образования надхромовых кислот.

Ионы трехвалентного хрома окисляют при помощи персульфата аммония в присутствии катализатора нитрата серебра до дихромат-ионов.

При добавлении к дихромат-иону пероксида водорода и этанола, эфирный слой окрашивается в голубой или синий цвет.

Cr₂O₇^2- + 4H₂O₂ + 2H⁺→ H₂CrO₆ + 3H₂O (pH=7)

Реакция имеет положительное судебно-химическое значение. Специфична для хрома. Чувствительность реакции снижается в присутствии солей Fe(III) и сурьмы (III), для маскировки которых прибавляют дигидрофосфат натрия.

Низкая чувствительность – 2 мкг в 1 мг.

Граница обнаружения в органах 0,2 мг в 100г органа.

Количественное определение

Фотоколориметрический метод, основанный на реакции ионов хрома с дифенилкарбазидом. λ=546нм

Расчет производится по калибровочному графику. Ошибка может составлять 14,2%. Граница определения 0,1мг.

Токсикологическое значение

Соединения хрома не применяются в медицине (в виду токсиности). Применяется в кожевенной, текстильной промышленности, хромировании металлических изделий, производстве спичек, красок, с/х.

Наиболее ядовиты дихроматы и хроматы. Соли VI валентного хрома обладают способностью действовать раздражающе на кожу и слизистые оболочки, вызывая изъявления. Типичным признаком является прободение хрящевой части носовой перегородки. Может способствовать образованию метгемоглобина.

При приеме внутрь – ожоги слизистой оболочки рта, пищевода, желудка, припухание, отечность, окрашиваются в желтый цвет слизистые полости рта, рвота, иногда кровавая, желтая или зелеными массами.

Смертельные дозы 0,2 – 0,5 – 1г (даже 8).

При вскрытии трупов отмечают явление отравления едкими веществами и желтую окраску слизистых оболочек.

При острых отравлениях хром накапливается в печени, почках, эндокринных железах.

Выводится через почки.

Свинец. Особенности минерализата. Переведение свинца из осадка в раствор. Предварительная реакция на ионы свинца: химизм, аналитический эффект, условия протекания, специфичность, чувствительность. Количественное Применение соединений свинца.

Свинец. Проведение качественного определения свинца. Подтверждающие реакции: химизм, аналитический эффект, условия протекания, специфичность, чувствительность. Токсическое действие свинца, накопление, выделение.

Барий. Особенности минерализата. Применение, качественное определение: химизм, аналитический эффект, условия протекания, специфичность, чувствительность Токсическое действие, накопление, выделение.

Марганец. Особенности минерализата. Применение. Качественное определение: реакции окисления. Указать условия их протекания, химизм, аналитический эффект, специфичность, чувствительность.

Марганец. Качественное определение: реакция подтверждения. Химизм, аналитический эффект, специфичность, чувствительность. Токсическое действие, накопление, выделение.

Хром. Качественное определение. Химизм, аналитический эффект, специфичность, чувствительность. Применение. Физиологическая роль в организме человека.

Хром. Особенности минерализата. Количественное определение. Токсическое действие, накопление, выделение.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 3361; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!