CC BY
19
2. Чувствительность метода определения ДНФ, ДНОК, ДНВБФ и ДНПФ в биологических объектах достаточно высока — от 0,0005 до 0,002 мг в пробе.
3. Точность метода определения динитропроизводных ядохимикатов составляет 61,6±2,58—95,5±2,3%, т. е. она достаточно высока.
ЛИТЕРАТУРА
• •
Беленький М. Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. Рига, 1959. — Девернь Л. Динитрофенол, изготовление, его свойства и применение. Харьков, 1934. — С л ю с а р ь М. П., Коган И. Б. Количественное определение динитроортокрезола в воздухе и биологических субстратах. Харьков, 1958. — Anger V., Mikrochim. Acta, 1960, N 1, p. 58. — I d e m, Ibid., 1960, N 5—6, p. 827.— Harvey D. G., Lancet, 1952, v. 1, p. 796.— Parker V. H., Analyst, 1949, v. 74, p. 646. — P e t r a s с u S., Grou E., An. Inst. Cerec. agron., 1955, т. 22, стр. 509.— Z eu mer H., Zr. analyt. Chem., 1956, Bd. 148, S. 403.
Поступила 10/1 1962 r.
& & &
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ, КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ В ВОДЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ХРОМАТОГРАФИИ НА БУМАГЕ
Доцент Я. М. Чистяков, ассистент 3. И. Благовещенская
Из кафедры неорганической и аналитической химии Ивановского медицинского
института
9 ^ -
При разработке метода одновременного определения в воде 3 микроэлементов— меди, кобальта и никеля — мы ставили своей целью сделать его доступным для санитарно-гигиенических лабораторий.
За основу были взяты методика, предложенная Д. Г. Малюгой (1946), которая позволяет с помощью рубеановодородной кислоты провести групповое выделение меди, никеля и кобальта для предварительной химической подготовки воды к анализу, а также методика хромато-графического разделения этих микроэлементов на бумаге, предложенная нами (1957) для определения их в крови.
Выделение в осадок меди, кобальта и никеля в виде рубеанатов выгодно отличается от других методов концентрирования микроэлементов. В присутствии ионов лимонной кислоты и аммиака выпадает в осадок ограниченное число ионов металлов, что в дальнейшем дает возможность разделить их путем хроматографии на бумаге. Значительно усложняется методика концентрирования микроэлементов при помощи дитизона или 8-оксихинолина, так как при этом требуется экстракция органическими растворителями. Предлагается следующая методика.
Предварительная подготовка. Исследуемую воду в количестве 0,5 л подкисляют 2—3 каплями концентрированной серной кислоты и выпаривают в фарфоровой (лучше-кварцевой) чашке досуха на водяной бане. Остаток прокаливают при температуре не выше 500°. Полученную золу обрабатывают 10 мл раствора соляной кислоты (1:1). Раствор выпаривают на водяной бане досуха. К сухому остатку прибавляют 10 мл раствора соляной кислоты (1:4) и раствор вновь выпаривают досуха. Полученный остаток смачивают концентрированной соляной кислотой и прибавляют 25—30 мл бидистиллированной воды. Выпавший осадок кремневой кислоты отфильтровывают через маленький бумажный фильтр, промытый соляной кислотой (1:4). Фильтрат собирают в химический стаканчик, к нему прибавляют 5 мл 20% лимоннокислого натрия (для связывания ионов железа) 2—3 мл 0,5% спир-
тового раствора рубеановодородной кислоты. Затем добавляют по каплям концентрированный раствор гидрата окиси аммония до слабо щелочной реакции, при этом выпадают в осадок рубеанаты меди, кобальта, никеля, кадмия и цинка. Раствор в стаканчике подогревают на водяной бане до 50° 30 мйнут и оставляют до следующего дня. Осадок рубеанатов отфильтровывают через маленький плотный беззольный фильтр (синяя лента), высушивают на воздухе или в сушильном шкафу при 50—70°, переносят в тигель, смачивают несколькими каплями концентрированной серной кислоты и озоляют сначала на плитке, а затем в муфельной печи при температуре не выше 500°. Полученную золу дважды обрабатывают несколькими каплями раствора соляной кислоты (1 : 1) и дважды выпаривают досуха К
Хроматографическое разделение меди, кобальта и никеля. Содержимое тигля (хлористые соединения микроэле-. ментов) растворяют в 10 мкл бидистиллированной воды. Раствор из тигля наносят микропипеткой на полоску хроматографической бумаги размером 4X24 см в точку на расстоянии 2,5—3 см от одного из ее концов. Раствор наносят в несколько приемов с подсушиванием после каждого нанесения. Тигель 4—5 раз промывают водой (по 5 мкл каждый раз) и промывную жидкость также вносят в ту же точку на бумаге в несколько приемов. Конец бумаги, на который нанесен исследуемый раствор, опускают в сосуд со смесью растворителей [этиловый спирт — вода — концентрированная соляная кислота (удельный вес 1,17) —ацетон в отношениях 6: 1, 5:3, 5:39], находящейся в хроматографической камере. Через 3 часа смесь растворителей поднимается на 14—15 см и надежно отделяет катионы друг от друга, концентрируя их в определенных участках хроматограммы. Коэффициенты скорости движения в указанной смеси ионов никеля, кобальта, меди и цинка соответственно равны 0,25—0,30; 0,45—0,58; 0,68—0,78; 0,96—0,98. Колебания коэффициента скорости зависят от температуры, кислотности и сорта бумаги.
Опыт показал, что восходящая хроматография дает более компактные пятна, чем нисходящая. Хроматографическими камерами могут служить большие эксикаторы, а сосудами для смеси растворителей — чашки Петри. Удобно использовать сразу для 6 проб бумажный цилиндр (24X24 см), лучше из хроматографической бумаги Ленинградской фабрики имени В. Володарского с маркой «М» (медленно впитывающая) .
Хроматограммы после высушивания на воздухе опрыскивают спиртовым 0,1% раствором рубеановодородной кислоты и помещают в камеру с аммиаком. При этом никель выявляется в виде сине-фиолетового, кобальт — желтого, а медь — в виде темно-зеленого пятна. Цинк не выявляется раствором рубеановой кислоты, но может быть количественно определен, если участок хроматограммы от пятна рубеаната меди до фронта растворителя обработать раствором азотной кислоты, выпарить, прибавить несколько капель 5% раствора серной кислоты и снова выпарить досуха. После этого цинк определяют дитизоновым методом по Сендэлу.
Полуколичественное определение никеля, кобальта и меди. Это определение проводят путем сравнения полученных на хроматограмме цветных пятен с серией стандартных сухих шкал, полученных из стандартных растворов на хроматографической бумаге описанным выше способом. Этот метод позволяет уверенно открыть 1 мкг меди и по 0,1 мкг кобальта и никеля. Относительная ошибка (Ю—15%) не превышает относительной ошибки спектрографического эмиссионного анализа (10—20%).
1 В фильтрате после отделения рубеанатов меди, кобальта, никеля и цинка можно с успехом определить железо роданидным методом и марганец — кинетическим методом Куна.
Количественное определение меди. Для определения меди пятно рубеаната меди вырезают из хроматограммы, обрабатывают несколькими каплями концентрированной соляной кислоты, а затем промывают 0,5 мл 0,1 н. раствора нагретой соляной кислоты и 0,5 мл дистиллированной воды. Раствор и промывные воды количественно переносят в кварцевый или фарфоровый тигель, выпаривают на водяной бане, слегка прокаливают. Если при этом происходит обугливание, прибавляют 2—3 капли пергидроля и несколько капель 0,5% раствора серной кислоты и слегка выпаривают досуха. Полученный остаток растворяют в 5 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, количественно переносят в делительную воронку, куда прибавляют 5 мл 0,001% раствора дитизона в четыреххлористом углероде. Содержимое воронки взбалтывают в течение 2 минут. Полученный прозрачный экстракт дитизоната меди в четыреххлористом углероде переносят в кювету фотометра. Экстинкцию определяют при длине волны 510 тц. Для расчета строят калибровочную кривую.
Для определения меди с успехом можно применить диетилдитиокар-боматный метод по Сендэлу.
Количественное определение кобальта. Пятно рубеаната кобальта вырезают из хроматограмм и дважды обрабатывают 0,1 мл концентрированной азотной кислоты, а затем при нагревании раствором соляной кислоты (1:1). После этого пятно промывают водой. Полученный раствор и промывные воды собирают в кварцевый или фарфоровый тигель и выпаривают на водяной бане.
• Если при выпаривании происходит обугливание, прибавляют 2—3 капли пергидроля и снова выпаривают. Остаток в тигле растворяют в 0,2 мл раствора соляной кислоты (1:1) и 0,2 мл раствора азотной кислоты (1:1) и переносят в пробирку. Если проба содержит меньше 0,5 мкг кобальта, что можно установить из сравнения пятен со стандартными сухими шкалами, в пробирку прибавляют 0,1 мл стандартного раствора кобальтовой соли, содержащей 1 мкг кобальта. Затем прибавляют 0,5 мл насыщенного раствора ацетата натрия и 0,5 мл 0,1% раствора нитрозо-И-соли. Пробирку ставят на кипящую водяную баню на 5—10 минут. Затем прибавляют 0,5 мл азотной кислоты (1 : 1), снова нагревают 5—10 минут. Появившееся окрашивание сохраняется очень долго.
Содержимое пробирки количественно переносят в мерную колбочку емкостью 2 или 5 мл и доводят до метки, а затем переносят в кювету фотометра и определяют экстинкцию при синем светофильтре. Одновременно проводят пробу со стандартным раствором. Для вычисления кобальта рекомендуется формула:
где Сс —количество кобальта в стандартном растворе (в мкг); Эс и Эх — соответственно экстинкция стандартного и исследуемых растворов; g — количество кобальта, прибавляемого к испытуемому раствору (в мкг); V — объем воды, взятый для анализа (в мл).
Количественное определение никеля. Пятно рубеаната никеля на бумаге обрабатывают концентрированной азотной кислотой, прибавляют несколько капель пергидроля и промывают горячей водой. Полученный раствор собирают в кварцевый тигель и выпаривают на водяной бане досуха. Остаток растворяют в 0,1 мл дистиллированной воды и переносят в мерную колбочку емкостью 5 мл. Если в пробе меньше 1 мкг никеля, что устанавливают из сравнения пятен со стандартными сухими шкалами, в колбочку прибавляют 0,1 мл стандартного
Кобальт (в мкг!л) =
V
раствора соли никеля, содержащей 1 мкг никеля. Затем прибавляют 0,1 мл 1% спиртового раствора йода и нейтрализуют раствором гидрата окиси аммония (избыток 4—5 капель), прибавляют 0,2 мл 1% спиртового раствора диметилглиоксима и раствор в колбочке доводят водой до метки.
Через 15 минут содержимое колбочки переносят в кювету фотометра и фотометрируют против воды с синим светофильтром. Цветную реакцию проводят и со стандартным раствором. Для расчета рекомендуется та же формула, что и для вычисления кобальта.
Предлагаемый нами метод определения меди, кобальта и никеля в воде из одной пробы был проверен на чистых реактивах и на пробах воды (см. таблицу).
Предлагаемый метод Колориметрический метод
Проба медь никель кобальт медь никель кобальт •
в мкг!л
Водопроводная вода .... Колодезная вода (Глинище- Колодезная вода ..... ♦ 10,30 15,76 3,43 1,37 6,62 1,29 0,81 3,90 0,42 11,10 16,55 3,50 1,45 6,85 1,35 • 0,78 4,50 0,48
Полученные данные показали, что метод дает относительную ошибку до 11%. При более высоких количествах микроэлементов и пробах ошибка снижается. Принимая во внимание, что распространенные методы определения в воде меди, никеля и кобальта дают ошибку 5—8% (колориметрический) и 10—20% (спектрографический), мы считаем, что метод хроматографического разделения с последующим полуколичественным или-количественным определением имеет преимущество, как не требующий сложной аппаратуры и дающий возможность определить сразу 3 микроэлемента из одной пробы- Анализы проб воды (см. таблицу) на медь, никель и кобальт предлагаемым и колориметрическим методами дали близкие результаты.
Таким образом, разработан метод определения меди, кобальта и никеля в воде из одной пробы с хроматографическим разделением на бумаге. Предлагаемый метод доступен для выполнения в условиях работы санитарно-гигиенических лабораторий. Возможно полуколичественное определение меди, никеля и кобальта.
Реактивы, применяемые при определении микроэлементов, не долж-.ны содержать их, поэтому работа ведется с дважды дистиллированной водой. Соляную, азотную кислоты, аммиак, спирт, ацетон очищают ■перегонкой, другие реактивы — прибавлением спиртового раствора рубе-ановодородной кислоты.
ЛИТЕРАТУРА
,9
Ковальский В. В., Гололобов А. Д. Методы определения микроэлементов в почвах, растительных и животных организмах. М., 1959.— Мал юга Д. Г. Труды биогеохимической лаборатории АН СССР. М., 1946, т. 8, стр. 73. — Чистяков Н. М., Благовещенская 3. И. В кн.: Сборник научных работ Ивановск. мед. ин-та, 1957, № 13, стр. 415. — Сендэл Е. Б. Колориметрическое определение металлов. М. — Л., 1949.
Поступила 91/11 1962 г.
-йг -Аг #
<
