Раствор оксида мышьяка в кипящей воде при охлаждении дает мелкие кристаллы, которые, когда их форма определена, являются октаэдрами. В этом состоянии из-за своей белизны и блеска он чрезвычайно напоминает толченый сахар. Путем самопроизвольного испарения я получил за двенадцать месяцев прекрасные октаэдры почти размером с горошину. Они не становятся непрозрачными при хранении, как сублимированные массы.
Существует различие во мнениях относительно действия оксида на растительные красители. Это вопрос не большого значения для судебного медика; но правильно не оставлять спорный момент без внимания. Гибур говорит, что прозрачная разновидность слабо окрашивает лакмус в красный цвет, в то время как непрозрачная разновидность слабо восстанавливает синий цвет предварительно покрасневшего лакмуса. Мои собственные эксперименты противоречат этим утверждениям: я всегда обнаруживал, что раствор порошка, который является непрозрачной разновидностью, слабо окрашивает лакмус в красный цвет и не изменяет покрасневший лакмус.
Остальные химические свойства оксида, которые необходимо знать судебному медику, будут упомянуты в том, что сейчас будет сказано об основном тесте, с помощью которого можно установить его присутствие. В этом разделе будут отмечены, во-первых, тесты для твердого оксида, во-вторых, тесты для его раствора и, наконец, метод его обнаружения при смешивании с растительными или животными твердыми веществами и жидкостями, такими как содержимое и ткани желудка.
О тестах для мышьяка в твердом состоянии. Наиболее характерным и простым тестом для оксида мышьяка в его твердом состоянии, чистом или смешанном или в сочетании с неорганическими веществами, является его восстановление до металлического состояния.
Различные методы предлагались в разное время для применения теста на восстановление. В более грубые периоды аналитической химии мы находим, что Ганеман рекомендует реторту как наиболее подходящий инструмент и указывает десять гран как наименьшее количество, которое он мог обнаружить. Впоследствии д-р Блэк заменил ее маленькой стеклянной трубкой, покрытой глиной и нагреваемой в жаровне; и таким образом он мог обнаружить один гран. В статье, опубликованной в «Эдинбургском медицинском и хирургическом журнале», я показал, как обнаружить шестнадцатую часть грана, а впоследствии даже такое ничтожное количество, как сотая часть грана.
Процесс выполняется в стеклянной трубке; которая, когда количество оксида очень мало, не должна превышать одной восьмой дюйма в диаметре и может быть удобно использована в форме, впервые рекомендованной Берцелиусом и представленной на рис. 3. Лучшим материалом для восстановления оксида является свежепрокаленный древесный уголь, если количество подозреваемого вещества очень мало. Ибо при использовании любого из обычных щелочных флюсов более половины мышьяка удерживается, вероятно, в форме арсенида щелочного металлоида. Но когда количество вещества для анализа значительно, уголь неудобен, так как он склонен выбрасываться вверх по трубке при нагревании; и щелочной флюс по этой причине предпочтительнее. Для этой цели содовый флюс — изготовленный путем измельчения кристаллов карбоната соды с восьмой частью их веса древесного угля, а затем постепенного нагревания смеси до красноты, чтобы удалить всю воду, — лучше, чем более привычный черный флюс, который содержит карбонат поташа; потому что последний притягивает много влаги при хранении в течение некоторого времени. Если количество, с которым работают, велико, его следует смешать с флюсом перед введением в трубку; если оно мало, его можно бросить в трубку и покрыть древесным углем. Материалы должны вводиться вдоль небольшого треугольного желоба из плотной бумаги, если трубка большая; но с маленькой трубкой предпочтительнее использовать маленькую стеклянную воронку, представленную на рис. 2, к которой предварительно приспособлена проволока для проталкивания вещества вниз, когда оно прилипает. Материал не должен быть плотно утрамбован. Тепло лучше всего подавать спиртовой лампой, сначала к верхней части материала, небольшим пламенем, а затем к дну трубки, при этом пламя предварительно увеличивается. Немного воды, выделившейся в первом случае, следует удалить рулоном фильтровальной бумаги, прежде чем будет приложено достаточное тепло для сублимации металла. Как только начнет формироваться темная корка, трубку следует держать неподвижно в той же части пламени. При соблюдении этих мер предосторожности хорошо выраженная корка будет получена с легкостью.
Характеристики корки уже были упомянуты в разделе о мушином порошке (стр. 199). Они отчетливы даже в корках весом всего 1/300 грана. Корка такого веса, шириной в одну десятую дюйма и в четыре раза длиннее, может характерно показать все физические характеристики мышьякового сублимата, который в сто раз больше.
Ошибки, которым, как предполагалось, подвержен этот тест (исключая в настоящее время ту его часть, которая состоит в окислении металла и которая делает его совершенно безупречным), следующие: Д-р Пэрис говорит, что он знал случай, когда человек, «отнюдь не лишенный химических навыков, принял за него отложение древесного угля», и я знал, что такая же ошибка произошла в руках одного из моих учеников, начинающего изучать судебно-медицинскую химию. Внешнюю поверхность корки древесного угля неосторожный человек может принять за мышьяк; но при обычной осторожности совершенно невозможно ошибиться, если исследовать внутреннюю поверхность, ибо у древесного угля она коричневая, порошкообразная и совершенно тусклая. Мне предлагали и заявляли в печати, что препараты сурьмы при восстановлении дают сублимат, близко напоминающий мышьяковую корку. Но в результате повторных испытаний я уверен, что ни один препарат сурьмы, восстановленный либо древесным углем, либо черным флюсом при самом полном красном калении паяльной трубки, не даст никакого металлического сублимата; и те же факты наблюдал покойный д-р Тернер. Г-н Донован даже говорил, что действие флюса на стекло, содержащее свинец, вызывает пятно, похожее на мышьяковую корку. Если под этим наблюдением подразумевается, что свинец, содержащийся в стекле, обычно придает той части трубки, которая содержит флюс, мерцающий вид и ухудшает ее прозрачность, то автор прав: но невозможно, чтобы сублимат мог быть сформирован таким образом. Д-р Митчелл из Филадельфии в обстоятельной статье о процессе восстановления, по-видимому, считает корку неотличимой от той, которая образуется в аналогичных обстоятельствах киноварью. Корки киновари, однако, не представляют характерных особенностей, присущих внутренней поверхности мышьяка. Цинк, как говорят, может быть сублимирован в своем металлическом состоянии; но сублимация цинка требует полного белого каления, которое в процессе для мышьяка не может быть создано. Теллур, кадмий и калий сублимируются при более низкой температуре; но эти металлы настолько исключительно редки, что совершенно излишне детализировать характеристики их сублиматов. Наконец, говорят, что корка может быть получена из мышьяка, содержащегося в стекле трубки. Несколько лет назад ММ. Озанам и Идт из Лиона обнаружили мышьяк в останках тела, которое было погребено семь лет; но впоследствии М. Идт вообразил, что обнаружил, что стекло, использованное при анализе, содержало мышьяк и отдавало его в процессе восстановления. Он, соответственно, отказался от своего первоначального мнения; и человек, обвиняемый в введении яда, был оправдан. Расширенное расследование, однако, было в результате предпринято Парижской медицинской академией по просьбе французского правительства. И результат был таков, что никакого мышьяка не удалось обнаружить в стеклянных трубках, использованных ММ. Озанамом и Идтом; и что, хотя мышьяк иногда используется в производстве стекла и его следы могут быть удержаны в некоторых непрозрачных стеклах или эмалях, его невозможно обнаружить никаким процессом анализа ни в одном из прозрачных стекол, встречающихся в торговле, так как весь мышьяк улетучивается во время производства стекла.
Поэтому можно с уверенностью утверждать, что внешний вид, демонстрируемый хорошо сформированной мышьяковой коркой, даже в ничтожном количестве 1/300 части грана, не имитируется никаким веществом в природе, которое может быть сублимировано процессом восстановления мышьяка.
Но если потребуются дальнейшие доказательства природы корки, их можно получить, подвергнув ее окислению путем нагревания.
Лучший метод для этого — нагреть шарик, содержащий флюс, лишенный мышьяка, прикрепить к его концу кусочек стеклянной трубки и осторожно оттянуть его в пламени спиртовой лампы, стараясь предотвратить попадание флюса на корку. После этого вся корка, или, если она большая, ее часть, должна быть прогнана вверх и вниз по трубке пламенем небольшой спиртовой лампы, пока она полностью не превратится в белый порошок. Чтобы отчетливо показать кристаллическую форму порошка, пусть пламя будет уменьшено до объема горошины путем втягивания фитиля, и пусть часть трубки, содержащая оксид, будет удерживаться на полдюйма или дюйм над ним. При повторных испытаниях в конце концов образуются сверкающие кристаллы, которые являются октаэдрами — кристаллической формой мышьяковистой кислоты. Треугольные грани октаэдров иногда можно увидеть невооруженным глазом, хотя исходная корка составляла всего одну пятидесятую грана или даже меньше; и их всегда можно увидеть с помощью линзы с четырехкратным увеличением, удерживая трубку между глазом и зажженной свечой или лучом солнечного света, любой из которых предпочтительнее рассеянного дневного света для проведения этого наблюдения. Для успеха теста на окисление необходимо, чтобы внутренняя часть трубки не была загрязнена щелочным флюсом: потому что щелочь соединилась бы с оксидом. Также необходимо не нагревать трубку внезапно до красноты до того, как оксид будет сублимирован; потому что тогда оксид склонен соединяться со стеклом, образуя белую непрозрачную эмаль. Физические характеристики сублимированного оксида настолько деликатны и точны, что их можно точно различить, даже когда характеристики металлической корки неясны из-за ее ничтожности. Иногда, слишком, металл может быть настолько скудным, что он окисляется сразу в акте сублимации и никогда не представляет вида металлической корки. Хотя характеристики кристаллического оксида в любом из этих случаев очень точны и отличительны, может быть правильно подвергнуть его дальнейшему тесту, когда металл не представлен предварительно со своими характерными свойствами. Для этой цели достаточно отпилить напильником часть трубки, содержащую сублимат, прокипятить ее в другой трубке с несколькими каплями дистиллированной воды, пока сублимат не исчезнет, а затем протестировать раствор одним из жидких тестов, которые будут описаны далее, — аммиачным нитратом серебра.
После всего, что было недавно написано о старых и новых процессах обнаружения мышьяка, я тем не менее должен признать свое убеждение, что для твердого мышьяка ни один тест не является для судебно-медицинских целей столь же удовлетворительным, удобным и деликатным, как тест на восстановление, особенно с добавлением дополнительного теста на окисление. То, что другие методы еще более деликатны, можно легко признать. Но когда подозреваемое вещество находится в твердой форме, какой может быть повод для метода более деликатного, чем тот, который обнаружит 1/300 часть грана? Метод в десять раз менее деликатный удовлетворил бы каждый случай в реальной практике. Был предложен ряд дополнительных тестов. Но все они значительно уступают по легкости, или убедительности, или и тому и другому, процессу окисления и поэтому должны быть исключены из судебно-медицинской практики — не исключая даже аллиацеозного запаха металлического мышьяка в акте сублимации, характеристики, ошибочность которой была давно указана мной, а также другими, и которой в некоторых недавних исследованиях придавалось нелепое значение. Читатель найдет в последнем издании этой работы попытку оценить ценность различных тестов, дополняющих тест на восстановление. Это рассуждение теперь опущено, так как оно кажется более не нужным.
О тестах для оксида мышьяка в растворе. Оксид мышьяка в состоянии раствора может быть обнаружен одним из четырех способов: с помощью так называемых жидких тестов; путем осаждения его одним из них и сублимации металлического мышьяка из осадка, какой метод обычно называется процессом восстановления; методом Марша, который состоит в выделении его в форме газа арсиноводорода и разложении газа путем сгорания; или методом Рейнша, при котором металлический мышьяк осаждается на поверхности меди, а затем отделяется путем нагревания для дальнейшего исследования.
Процесс с помощью жидких реактивов. — Первый метод заключается в применении нескольких жидких тестов, которые вызывают в растворе специфические осадки. Многие такие тесты были предложены; но наиболее характерными и точными являются гидросульфидная кислота, аммиачный нитрат серебра и аммиачный сульфат меди. Показания каждого из трех тестов должны совпадать, иначе в судебно-медицинском случае никто не может с уверенностью говорить о существовании мышьяка. Но когда они совпадают, доказательство является безупречным. Когда используется этот метод анализа, соответствующие эксперименты должны всегда проводиться с водой, которая используется для разбавления или иного приготовления объекта исследования, или с дистиллированной водой, если статья уже достаточно водная. Эта мера предосторожности необходима из-за риска случайного пропитывания воды или других реактивов мышьяком.
Гидросульфидная кислота [сероводород] получается путем разложения протосульфида железа разбавленной серной кислотой в аппарате, подобном представленному на рис. 5. Газ может быть либо направлен непосредственно в исследуемую жидкость, либо конденсирован в дистиллированной воде и, таким образом, сохранен для периодического использования в жидком виде. Перед применением этого реактива исследуемую жидкость необходимо подкислить уксусной или соляной кислотой, поскольку избыток щелочи препятствует реакции. Если лакмус указывает на наличие кислоты в жидкости, то перед добавлением уксусной или соляной кислоты необходимо провести нейтрализацию или легкое перенасыщение поташом; ибо если кислотность обусловлена избытком серной или азотной кислоты, реактив разлагается с выпадением желтовато-белого осадка серы. При соблюдении этих мер предосторожности гидросульфидная кислота вызывает появление серно-желтого или лимонно-желтого осадка. Однако если мышьяковистый раствор очень слаб, возникает лишь желтое окрашивание, поскольку осадок, представляющий собой полуторасульфид мышьяка, растворяется в избытке реактива; но он выпадает в осадок после кипячения или выдержки на воздухе в течение нескольких часов. Сопутствующие животные и растительные вещества иногда позволяют жидкости удерживать мельчайшую часть осадка даже после кипячения, приобретая желтоватую мутность; но они ни в коем случае не препятствуют появлению желтого окрашивания под действием реактива. Подкисление уксусной или соляной кислотой во всех случаях способствует его выпадению в осадок; по мнению г-на Бутиньи, щелочные сульфаты, муриаты и нитраты оказывают такой же эффект. [516] Гидросульфидная кислота настолько чувствительна, что воздействует на оксид в ста тысячах частей воды. Собственный цвет осадка — лимонно- или серно-желтый; при наличии растительных или животных веществ он приобретает белый или коричневый оттенок.
Этот метод не подвержен каким-либо существенным ошибкам. Соли кадмия дают с ним осадки почти такого же цвета, но они встречаются крайне редко, и осадок, в отличие от сульфида мышьяка, нерастворим в аммиаке. Соли, образованные селеновой кислотой, при разложении другой кислотой также дают желтые осадки, но эти соли крайне редки. Соли перекиси олова дают грязно-серовато-желтый осадок, который, однако, при добавлении аммиака становится коричневым. Раствор свинца, подкисленный соляной кислотой, сначала дает желтый осадок, но при дальнейшем пропускании газа он становится коричневато-черным. [517] Содержимое кишечника человека иногда дает желтоватый осадок, даже если мышьяк отсутствует; он растворяется аммиаком, подобно сульфиду мышьяка. [518] Тартрат сурьмы и калия (рвотный камень) не является источником ошибки, как считалось ранее, поскольку сурьмянистый осадок всегда имеет оранжево-красный оттенок; кроме того, он, в отличие от сульфида мышьяка, нерастворим в карбонате аммония. Существуют и другие источники ошибок, если реактив используется без вышеупомянутых мер предосторожности. Но их нет необходимости перечислять здесь.
Аммиачный нитрат серебра готовится путем осаждения оксида серебра с помощью аммиака из раствора нитрата серебра или ляписа в десяти частях воды с последующим растворением осадка почти, но не полностью, путем постепенного добавления избытка аммиака. В таком виде он вызывает даже в очень разбавленном растворе оксида мышьяка яркий лимонно-желтый осадок арсенита серебра, который при воздействии света переходит в темно-коричневый цвет. Действию этого реактива препятствуют азотная, уксусная, лимонная или винная кислоты в избытке, особенно первая и последняя. Ему также препятствует избыток аммиака, а в очень разбавленных растворах — нитрат аммония. Эти факты указывают на необходимость определенных очевидных мер предосторожности. Его действие маскируется сосуществованием различных солей, которые по отдельности вызывают белый осадок с нитратом серебра, поскольку интенсивность желтого цвета при этом значительно снижается. Единственная из них, требующая особого внимания, поскольку она встречается во многих жидкостях, которые могут быть предметом исследований судебного медика, — это обычная морская соль, хлорид натрия. Лучший способ избавиться от этой трудности — использовать в первую очередь не аммиачный нитрат, а простой нитрат серебра, добавляя его до тех пор, пока выпадает белый осадок, затем добавить небольшой избыток этого реактива, а после оседания осадка капнуть аммиак. На первых этапах этого процесса мышьяк не выпадает в осадок, но если он присутствует, то впоследствии выпадает в виде желтого арсенита серебра при добавлении аммиака. Этот простой способ устранения хлорида натрия был впервые предложен д-ром Марсе. [519] — Аммиачный нитрат серебра бесполезен в качестве реактива для умеренно разбавленного раствора оксида мышьяка, если присутствуют растительные или животные вещества; цвет осадка существенно изменяется, либо осадок не образуется вовсе. [520]