Применение трилона Б для определения кадмия в биологическом материале

/ Моисеева Т.М.  // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1959 — №1. — С. 28-32.

Моисеева Т.М. Применение трилона Б для определения кадмия в биологическом материале

Кафедра неорганической химии Рязанского медицинского института имени И. П. Павлова

Поступила в редакцию 6/Х 1958 г.

 

 

 

ссылка на эту страницу

За последние годы в аналитической химии широко применяются, особенно при количественных определениях металлов,, так называемые «комплексоны» (а-аминополикарбоновые кислоты). Наибольшее распространение получила двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, выпускаемой нашей промышленностью под названием «трилон Б» (за рубежом — комплексен III или версенат натрия).

По литературным данным, в настоящее время с успехом используются объемно-аналитические определения кадмия по специальным индикаторам при помощи раствора трилона Б.

В поисках пригодного для судебнохимических целей метода объемно- аналитического определения кадмия мы остановились на прямом титровании исследуемого раствора 0,01 М раствором трилона Б с применением в качестве индикатора сухой смеси азокрасителя — хромогена черного специального ET — 00 (эриохром черный Т) с хлоридом натрия в соотношении 1:200.

Принцип метода заключается в том, что хромоген черный специальный ЕТ-0 0 образует с кадмием интенсивно окрашенный в винно-краеный цвет комплекс (I), менее прочный, чем комплекс (IV) кадмия с трило- ном Б. В эквивалентной точке, когда все. ионы кадмия оказываются связанными трилоном Б (II) , возникает синяя окраска свободного хромогена черного специального ЕТ-ОО(Ш).

Процесс титрования проводится в щелочной среде при рН 10,0, что достигается применением аммиачного буфера1. Точка перехода окраски индикатора отчетлива даже при определении малых количеств кадмия.

Титр 0,01 М раствора трилона Б устанавливался нами по химически чистому металлическому цинку, из которого приготовлялся 0,01 М раствор хлорида цинка2.

Методика определения, которой мы пользовались, была следующей: к нейтральному раствору соли кадмия прибавляли аммиачный буфер из расчета 2 мл буфера на каждый 10 мл анализируемого раствора, затем небольшое количество сухой смеси индикатора (около 100—150 мг) и титровали жидкость раствором трилона Б до изменения окраски раствора от винно-красной до синей.

Метод был изучен нами на водных растворах я на растворах с применением общего хода судебиохимическосо анализа.

Результаты опытов, приведены в табл. 1.

Таблиц а 1

Результаты определения кадмия в водных растворах и в растворах по общему ходу судебнохимического анализа

№ п/п

Взято кадмия
(в мг)

Израсходовано
0,01 M р-ра
трилона Б (в мл)

Найдено кадмия

Величина отклонения

Примечание

в мг

в %

в мг

в %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

10,02

10,02

6,01

5,01

2,00

2,00

1 ,00

1,00

0,50

0,50

0,50

10,00

10,00

10,00

5,00

5,00

6,00

2,00

2,00

2,00

9,65

9,7

4,85

4,8

1,95

1,93

0,98

0,97

0,47

0,49

0,48

9,45

9,5

9,3

4,7

4,75

4,6

1,7

1,85

1,8

10,00

10,04

5,02

4,97

2,02

2,00

1,01

1,00

0,49

0,51

0,50

9,88

9,94

9,73

4,92

4,97

4,81

1,78

1,93

1,88

99,8

100,2

100,2

99,2

101,0

100,0

101,0

100,0

98,0

102,0

100,0

98,8

99,4

97,3

98,4

99,4

96,2

88,0

96,5

94,0

—0,02

+0,0 2

+0,0 1

-0,0 4

+0,0 2

0

+0,0 1

0

—0,01

+ 0,01

0

—0,12

—0,06

—0,27

—0,08

—0,03

—0,19

—0,22

—0,07

-0,1 2

—0,2

+0, 2

+0, 2

-0, 8

+1, 0

0

+1, 0

0

—2,0

+2, 0

0

-1, 2

—0,6

—2,7

—1,6

—0,6

—3,8

—12,0

—3,5

-6, 0

 

Определение кадмия в водных растворах

 

 

 

 

1 мл 0,01 М раствора трилона Б соответствует 1,035 мг Cd2 +

 

 

 

 

В водных растворах по общему ходу судебнохимического анализа

 

 

 

 

 

1 мл 0,01 М раствора трилона Б соответствует 1,046 мг Cd2+-

 

 

Как видно из табл. 1, при определении от 10 до 0,5 мг кадмия в водных растворах ошибка определения колеблется в небольших пределах + 0,02— (—0,04 мг) и в процентном выражении + 2.

Если определение кадмия проводить в водных растворах по общему ходу судебнохимического анализа, наблюдается возрастание величины отклонения, что связано, очевидно, с потерями кадмия при различных операциях разделения. В абсолютном выражении величина отклонения для разных количеств кадмия примерно одного порядка, но в процентном выражении она увеличивается с уменьшением количества искомого элемента.

Получив хорошие результаты комплексометричеекого титрования кадмия на водных растворах, мы применили этот метод для определения кадмия в биологическом материале.

Следует отметить, что методы количественного определения кадмия в биологическом материале разработаны недостаточно, а объемные методы не применялись. Нами было проведено несколько серий опытов на мышцах, к которым добавлялось определенное количество кадмия, а также на паренхиматозных органах человека.

Биологический объект — 100 г — разрушался концентрированными серной и азотной кислотами. По окончании разрушения очислы азота удаляли при помощи формалина. Полученные жидкости исследовали по методике, описанной в руководстве по судебной химии А.В. Степанова (изд. 3-е) с внесенными нами следующими изменениями.

  1. Полученный минерализат усредняли раствором аммиака по индикатору метиловому фиолетовому до получения 0,3 N раствора (по свободной кислоте) и насыщали сероводором в течение 1 1/2 часов. Это изменение в общем ходе судебнохимического анализа позволяло сократить потери кадмия в процессе осаждения из минерализата в виде сульфида.
  2. После отделения от других веществ по ходу анализа осадок сульфида кадмия выделяли не фильтрованием, а центрифугированием. Предварительно мы установили, что при отделении сульфида кадмия фильтрованием волокна фильтра при дальнейшей обработке осадка соляной кислотой (1:3) переходят в раствор, а при выпаривании солянокислого раствора досуха на водяной бане остаток несколько обугливается. При растворении полученного остатка в воде и титровании раствора трилоном Б переход окраски индикатора становится нечетким, результаты количественного определения кадмия, как правило, в этих случаях получаются завышенными.

Из других катионов, отделяемых по ходу анализа, в титруемый раствор вместе с кадмием могут попасть только следы железы, что можно объяснить как процессами соосаждения естественно содержащегося в биологическом материале железа, так и введением его с реактивами например, с аммиаком). Наши опыты показали, однако, что соли железа в небольших количествах не влияют на результаты количественного определения кадмия комплексометрическим методом.

Таблица 2

Результаты определения кадмия в мышцах, к которым он был добавлен


п/п

Взято
кадмия
(в мг)

Израсходовано
0,01 M р-ра
трилона Б (в мл)

Найдено
кадмия

величина
отклонения

Примечание

в мг

в %

в мг

в %

1

2 .

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

10,0

10,0

10,0

5,0

5,0

5,0

2,0

2,0

2,0

1,0

1,0

1,0

0,5

0,5

0,5

9,45

9,55

9,35

4,75

4,7

4,65

1,9

1,8

' 1,85

0,85

0,9

0,95

0,35

0,3

0,4

9,88

9,98

9,78

4,97

4,92

4,86

1,99

1,88

1,93

0,89

0,94

0,99

0,37

0,31

0,42

98,8

99,8

97,8

99,4

98,4

97,2

99,5

94,0

96,5

89,0

94,0

99,0

74,0

62,0

84,0

—0,12

—0,02

—0,22

—0,03

—0,08

—0,14

—0,01

—0,12

—0,07

—0,11

—0,06

—0,01

—0,13

—0,19

—0,08

1,2

0,2

2,2

0,6

1,6

2,8

0,5

6,0

3,5

11,0

6,0

1,0

26,0

38,0

16,0

 

1 мл 0,01 М раствора.трилона Б
соответствует 1,046 мг Cd2 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В табл. 2 представлены результаты опытов по определению кадмия в мышцах, к которым он был добавлен.

В слепых опытах — мышцы без добавления кадмия — последний по нашей методике никогда не обнаруживался

Анализируя данные табл. 2, мы видим, что сравнительно большие количества кадмия (10—5 мг) определяются довольно точно, величина отклонения колеблется в пределах от — 0,02 до — 0,22 мг, в процентном выражении от 0,2 до 2,8, тогда как при определении малых количеств кадмия (1—0,5 мг) потери, выраженные в процентах, увеличиваются примерно в 10 раз (от 1 до 38%) , несмотря на то, что в абсолютном выражении они примерно такие же (от 0,01 до — 0,19 мг), как и для больших коли- честв кадмия. Потери кадмия при исследовании биологического материала происходят не за счет метода количественного определения кадмия, а во время изолирования по общему ходу анализа.

Задача определения кадмия в биологическом материале, особенно при судебнохимических исследованиях, осложняется тем, что соединения этого элемента распространены в природе. По литературным данным, значительные количества кадмия содержатся в почках и печени человека, которые являются депо кадмия в организме. С возрастом в этих органах происходит накопление кадмия. Полярографическим анализом в почках человека обнаруживали 3,3 и 0,38 мг на 100 г сырого органа, данные же спектрального эмиссионного анализа показали среднее содержание в почках 1,6 мг кадмия на 100 г золы, а в печени — 4 мг Согласно другим данным, в почках печени людей, никогда не подвергавшихся воздействию кадмия, было обнаружено 3,31 и 0,36 мг Cd2 + на 100 г свежей ткани соответственно.

Таблиц а 3

Результаты определения кадмия в органах трупов человека

№ п/п

Возраст
(годы)

Название органа, взятого для исследования (100 г)

Израсходовано
0,01 M р-ра
трилона Б (в мл)
Найдено кадмия
(в мг)

Примечание

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

60

54

51

50

41

24

19

12

64

54

50

40

45

24

60

60

51

51

Почки

»

»

»

»

»

»

»

Печень

»

»

»

»

»

Кишечник

Желудок с содержимым

Кишечник

Желудок без содержимого

2,8

2,1

2,6

1,85

0,45

0

0

0,3

0,4

0,35

0,2

0

0

0

0

0

0

0

2,92

2,19

2,72

1,93

0,47

0

0

0,31

0,42

0,36

0,21

0

0

0

0

0

0

0

 

При проверке реактивов на содержание в них кадмия последний не обнаруживался

 

 

 

 

 

0,42 1 мл 0,01 М раствора трилона Б соответствует 1,044 мг Cd 2 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В других внутренних органах человека содержание кадмия, сравнительно невелико. Возникла необходимость выяснить вопрос, будет ли определятья естественно содержащийся в органах человека кадмий ком- плекеометрическим титрованием при использовании измененной схемы общего судебнохимического анализа.

Для этой цели мы исследовали органы (печень, почки, желудок, кишечник) трупов людей различного возраста. Из 70 поставленных нами опытов в табл. 3 приводятся результаты отдельных определений. По нашим данным, наибольшие количества кадмия (от 0,47 до 2,92 мг) как биологического элемента определяется в почках. В печени содержание кадмия меньше и составляет всего 0,21—0,42 мг на 100 г органа.

В большинстве опытов естественно содержащийся кадмий в печени совсем не определялся. В желудке и кишечнике кадмий как биологический элемент по нашей методике ни в одном случае не обнаруживался3. Контрольный опыт с максимальным количеством реактивов также всегда давал отрицательные результаты.

Таким образом, при судебнохимичееком исследовании печени и почек человека следует осторожно давать заключение об обнаружении кадмия в названных органах, необходимо всегда производить количественное определение. Количества кадмия в печени менее 0,5 мг и в почках менее 3 мг, определенные по рекомендуемой нами методике, следует относить за счет естественно содержащегося кадмия.

Выводы

  1. Для определения кадмия в биологическом материале применен метод комплексометрического титрования трилоном Б по индикатору — хромогену черному специальному ЕТ-ОО.
  2. Метод прост по выполнению, точен, позволяет определять кадмий п сравнительно широком диапазоне.
  3. Ошибка определения кадмия (при количествах его от 10 до 0,5 мг) в водных растворах колеблется в пределах ±2% . -
  4. Установлено, что при определении кадмия в биологических объектах происходят потери его в процессе изолирования по общему ходу судебнохимического анализа. Из 10—5 мг, добавленных, в 100 г биологического материала, определяется 99,8—97,8%, а из 1—0,5 мг — 99—62%.
  5. При исследовании печени и почек человека в отдельных случаях определяется естественно содержащийся в них кадмий, поэтому количественное определение кадмия в биологическом материале обязательно.

1 54 г NH C1 и 350 мл 25% раствора NH OH в 1 л буферного раствора.

2 Параллельно титр раствора трилона Б определялся нами и по соли кадмия CdSО4 * 1/3 Н2О, перекристаллизованной, и проверенной, на процентное содержание. Результаты определения такие же, как и в первом случае, но применение для этой цели металлического .цинка ввиду постоянства его состава удобнее, чем соли кадмия. От использования металлического кадмия мы отказались потому, что он является редкоземельным элементом и имеется не во всех лабораториях.

3 По обычной методике общего хода судебнохимического анализа (осаждение CdS из минерализата, разбавленного водой до 200 мл, без усреднения) естественно содержащийся кадмий определялся только в почках в количестве 0,26—2,09 мг на 100 г объекта.

похожие материалы в каталогах

Судебно-химические исследования

похожие статьи

К вопросу об анализе фосфорорганических пестицидов методом ТСХ / Горбачева Н.А. // Матер. IV Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. — Владимир, 1996. — №2. — С. 145-146.

Проблемные аспекты химикотоксикологического исследования психоактивных веществ / Клименко Т.В., Клевно В.А., Максимов А.В. // Судебная медицина. — 2018. — №4. — С. 36-40.

Установление наличия кала в следах на вещественных доказательствах методом восходящей тонкослойной хроматографии / Четвертнова А.П., Федоровцев А.Л., Эделев Н.С. // Судебная медицина. — 2018. — №4. — С. 30-32.

Влияние давности и температуры хранения трупной крови на показатели веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНСММ) / Эделев И.С. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №3. — С. 15-18.

Спектрофотометрическое исследование мекония и кала в следах на вещественных доказательствах / Четвертнова А.П., Федоровцев А.Л., Эделев Н.С. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №3. — С. 36-38.