§ 25. ЖИВАЧНИ СЪЕДИНЕНИЯ
Употребата и токсичността на живака и неговите съединения.Живакът и неговите съединения се използват в инженерството, химическата промишленост и медицината. Металният живак се използва в медицината за приготвяне на мехлеми. В инженерството се използва при производството на лампи, термометри и редица устройства. Когато металният живак попадне в стомаха, той е с ниска токсичност. Повечето от неговите съединения са токсични. Жълтият живачен (II) оксид е съставка в мехлеми за очи и мехлеми за лечение на кожни заболявания. Червеният живачен оксид (II) се използва за получаване на бои. Живакът (I) хлорид, наречен каломел, се използва в пиротехниката, а също и като фунгицид. В редица страни каломелът се използва като слабително средство. Токсичният ефект на каломел се проявява особено, когато след приемането му вътре не настъпва слабителен ефект и тялото не се отървава от това лекарство дълго време. Живакът (II) хлорид, който се нарича сублимат, е силно токсичен. Сублиматът се използва в медицината като дезинфектант, в техниката се използва за обработка на дърво, получаване на някои видове мастила, ецване и почерняване на стомана. В селското стопанство сублиматът се използва като фунгицид. Живачен амидохлорид (бяла живачна утайка) е съставка на някои мехлеми. Във ветеринарната медицина живачният амидохлорид се използва като средство за лечение на паразитни кожни заболявания. Живачен (II) нитрат се използва за довършване на кожи и получаване на други съединения на този метал. Токсичността на живачен (II) нитрат е приблизително същата като тази на сублимата. Много органични съединения на живак се използват като пестициди и за третиране на семена. Някои органични съединения на живака се използват като диуретици. Малки количества живак се откриват в телесните тъкани (вижте таблица 7).
Парите от метален живак и прах, съдържащи съединения на този метал, могат да навлязат в тялото с вдишвания въздух. Това засяга централната нервна система (предимно кората на главния мозък). Попаднал в тялото, металният живак и неговите съединения се свързват със сулфхидрилни групи от ензими и други жизненоважни протеини. В резултат на това се нарушават физиологичните функции на някои клетки и тъкани на тялото. Живачните съединения, които влизат в тялото през храносмилателния канал, засягат стомаха, черния дроб, бъбреците и жлезите, чрез които живакът се отделя от тялото. В същото време се усеща болка в хранопровода и стомаха, появяват се повръщане и кървава диария. В тялото живакът се отлага главно в черния дроб и бъбреците.
Живакът бавно се отделя от тялото. Дори две седмици след остро отравяне с живак, определени количества от него могат да бъдат открити в отделни тъкани. Живакът се отделя от тялото с урината и изпражненията, както и с потта, слюнчените и млечните жлези.
Патологоанатомичната аутопсия на трупове на хора, отровени с живачни съединения, разкрива зачервяване и подуване (а понякога и некроза) на лигавицата на хранопровода и стомаха, възпаление или некроза на тъканите в дебелото черво и в долната част на тънките черва, наличие на язви. Ако в случай на отравяне с живак смъртта настъпи след 10-14 дни, тогава аутопсията разкрива увреждане на бъбреците (т.нар. Сублимна нефроза).
Унищожаване на биологичен материал.Когато се описват методите за унищожаване на биологичен материал с азотна и сярна киселина, сярна и перхлорна киселина, перхидрол и сярна киселина, се посочва, че тези методи са неподходящи за изследване на обекти от биологичен произход за наличие на живак и неговите съединения. Използвайки тези методи, в процеса на унищожаване на биологичнотоматериалът изпарява значителни количества живак. Поради недостатъците на тези методи А. А. Василиева предложи метод за унищожаване на биологичен материал, съдържащ живак. Този метод е подобрен от А. Н. Крилова.
Разрушаване- нарушение на структурата на биологичен материал под въздействието на азотна, сярна и други киселини с окислителни свойства, без пълно разрушаване на органични вещества, които се превръщат в деструкти. При разрушаването на твърди частици от биологичен материал той се разлага и преминава в течна фаза (деструкт). По време на разграждането продуктите на разлагането на твърди частици от биологичен материал, които се превръщат в деструкт, са молекули на протеинови вещества и продукти от тяхната частична киселинна хидролиза (пептиди и аминокиселини), липиди и някои други вещества, които изграждат тъканите на тялото.
Живакът в биологичния материал е в свързана форма със сулфхидрил и някои други функционални групи от протеинови вещества. В процеса на разрушаване под въздействието на силни киселини по време на нагряване има прекъсване на силни ковалентни връзки между живак и сулфхидрил или други функционални групи от протеинови вещества. В резултат на разграждането живакът преминава в деструктата под формата на йони, които могат да бъдат открити и определени чрез подходящи реакции и физикохимични методи. По този начин, след разрушаването на биологичния материал, в деструктата присъстват различни количества живачни йони, протеини, пептиди, аминокиселини, липиди и др.
За да се ускори разграждането, към биологичния материал се добавя етилов алкохол, който е катализатор на този процес. Добавя се урея, за да се отстранят азотната, азотната киселина и азотните оксиди от деструктата, които се образуват в процеса на деструкция.
Азотните оксиди се окисляват от атмосферния кислород до азотен оксид (IV), при взаимодействие на който с вода се образуват азотна и азотиста киселина, които се разлагат от урея, както е посочено по-горе.
Предложени са два варианта на метода за унищожаване на биологичен материал, който се изследва за наличие на живак. Една от тези опции е описана по-долу.
За унищожаване се вземат 20 g натрошени органи на трупове (черен дроб, бъбреци). Тези проби се подлагат на унищожаване поотделно, без да се смесват. Всеки деструкт за наличие на живак се изследва отделно.
Метод за унищожаване на органи на трупове20 g натрошени органи на трупове се поставят в конична колба от 200 ml, към която се добавят 5 ml вода, 1 ml етилов алкохол и 10 ml концентрирана азотна киселина. След това в колбата се добавят 20 ml концентрирана сярна киселина на малки порции с такава скорост, че да не се отделят азотни оксиди от колбата. След завършване на добавянето на концентрирана сярна киселина, колбата се оставя за 5-10 минути при стайна температура (докато спре отделянето на азотни оксиди). След това колбата се поставя във вряща водна баня и се нагрява в продължение на 10-20 минути. Ако след нагряване на колбата във вряща водна баня парчета от биологичен материал останат непокътнати, тогава те внимателно се разтриват със стъклена пръчка по стените на колбата. Когато реакцията протича бързо с отделяне на азотни оксиди, в колбата се добавят 30-50 ml гореща вода. Полученият горещ деструктат се смесва с двоен обем вряла вода и без охлаждане на течността се филтрира през двоен овлажнен филтър. Филтърът, през който е прецеден деструктата и остатъците от мазнина по него се измиват 2-3 пъти с гореща вода. Промивната вода се добавя към филтрирания деструкт. Получената течност се събира в колба, съдържаща20 ml наситен разтвор на урея, предназначен за денитриране на деструктата. След това деструктатът се охлажда, довежда се до определен обем с вода и се изследва за наличие на живак.
Разрушаване на органични вещества в урината.В урината на здрави хора живакът и неговите съединения отсъстват. Въпреки това, в случай на отравяне с живак, той може да засегне бъбреците и да се отдели от тялото с урината под формата на съединения с протеини, аминокиселини и други органични вещества. Известно количество живак може също да премине в урината под формата на йони. Следователно, за да се открие живак в урината, е необходимо да се унищожат протеините и другите съдържащи живак съединения, които преминават в урината.
А. Ф. Рубцов и А. Н. Крилова разработиха два метода за унищожаване на органични вещества в урината:
1. Проба от нефилтрирана дневна урина с обем 200 ml се въвежда в колба на Kjeldal с вместимост 500 ml. Към урината се добавят 35 ml концентрирана азотна киселина, 2 ml етилов алкохол и 25 ml концентрирана сярна киселина се въвеждат в колбата на малки порции. Тази киселина се добавя, за да не се пени течността в колбата и да не се отделят азотни оксиди от нея. След завършване на добавянето на концентрирана сярна киселина, съдържанието на колбата се нагрява на кипяща водна баня в продължение на 40 минути, след което се добавят 20 ml наситен разтвор на урея. Ако в деструктата има утайка, тя се филтрира, филтърът се промива с гореща вода. Към деструктата се добавя промивна вода, която се подлага на изследване за наличие на живак.
2. В колба на Kjeldal с вместимост 500 ml се добавят 200 ml нефилтрирана дневна урина, към която се добавят на малки порции 25 ml концентрирана сярна киселина и след това на малки порции 7 g калиев перманганат. Съдържанието на колбата се оставя за 40 минути при стайна температура.периодично разклащане, след това наситен разтвор на оксалова киселина се добавя на малки порции към колбата, докато цветът на калиев перманганат изчезне. Полученият деструкт се използва за откриване и количествено определяне на живак.
Този метод за унищожаване на протеинови вещества в урината е по-бърз от описания по-горе.
Унищожаване на органични вещества в кръвта.За тази цел се използва техника, която се използва за унищожаване на органи на трупове (виж по-горе), с единствената разлика, че към кръвната проба не се добавя вода. При изследването се вземат 50-100 ml кръв.
Откриване на живак в деструктат
За откриване на живак в деструктата се използват реакции със суспензия от меден (I) йодид и с дитизон. Реакцията с дитизон също се използва за фотоколориметрично определяне на живак, а реакцията със суспензия на меден (I) йодид също се използва за визуално колориметрично определяне на този метал в деструктата.
Реакция с дитизон. Тази реакция се основава на факта, че когато йони на живак (II) взаимодействат с дитизон, се образува монозаместен дитизонат на този метал:
Живакът дитизонат има оранжево-жълт цвят в кисела среда и лилаво-червен в алкална или слабо кисела среда. Тези живачни дитизонати се екстрахират добре с въглероден тетрахлорид и хлороформ. За маскиране на интерфериращи йони се използват хидроксиламин сулфат, аскорбинова киселина и др.
Напредване на реакцията.Около половината от деструктата се добавя към разделителна фуния, добавят се 10 ml хлороформ и се разклаща за 1 минута. Хлороформният слой, в който могат да преминат различни примеси от деструктата, се изхвърля. Провежда се разклащане на деструктата с нови порции хлороформ (по 10 ml), докато хлороформният слой спре да се оцветява. След това10 ml 10% разтвор на хидроксиламин сулфат или 10 ml 10% разтвор на аскорбинова киселина, 5 ml хлороформ, 0,3 ml и 0,01 n. разтвор на дитизон в хлороформ, който е зелен на цвят, и се разклаща. Появата на жълт или оранжево-жълт цвят на хлороформения слой показва наличието на живак в деструктата.
Реакцията със суспензия от меден (I) йодидсе основава на факта, че когато живачни йони взаимодействат със суспензия от меден (I) йодид, се образува червена или оранжево-червена утайка от Cu 2 [HgI 4]:
Различни варианти на тази реакция за откриване и количествено определяне на живак в биологичен материал са разработени от А. А. Василиева, А. Ф. Рубцов, А. Н. Крилова и др.
Тази реакция се възпрепятства от окислители, които при взаимодействие с CuI освобождават свободен йод, който оцветява суспензията в кафяво или кафяво:
Извършване на реакцията.10 ml суспензия от меден (I) йодид се добавят към определен обем деструкт. Появата на червена или оранжево-червена утайка показва наличието на живак в деструктата.
Приготвяне на суспензия от меден (I) йодид(вижте Приложение 1, реактив 17).