(a) Он имеет беловатый цвет и при прокаливании в платиновой чашке оставляет серый карбонат кальция. Все другие органические соли извести, а именно цитрат, тартрат и т. д., при прокаливании становятся угольно-черными.
(b) Порция, взвешенная в воде, в которую добавлено немного серной кислоты, обесцвечивает перманганат калия — реакция аналогична описанной на с. 511, реакция, посредством которой, как хорошо известно, щавелевую кислоту или оксалат можно удобно титровать. Эта реакция настолько специфична для щавелевой кислоты, что нет вещества, с которым ее можно было бы спутать. Правда, мочевая кислота в кисльном растворе также обесцвечивает перманганат, но она делает это иначе: реакция между щавелевой кислотой и перманганатом сначала идет медленно, а затем быстро, тогда как реакция с мочевой кислотой происходит как раз наоборот — сначала быстро, а к концу процесса чрезвычайно медленно.
(c) Порция, помещенная в пробирку и подогретая с концентрированной серной кислотой, при нагревании выделяет оксид углерода и диоксид углерода; присутствие последнего легко показать, приспособив пробку и изогнутую трубку к пробирке и пропуская выделяющиеся газы через баритовую воду.
Александр Ганн [698] описал новый метод как обнаружения, так и количественного определения щавелевой кислоты; он основан на том факте, что малый след щавелевой кислоты, добавленный к кислому раствору фосфата закиси железа, дает стойкую лимонно-желтую окраску, причем глубина окраски пропорциональна количеству щавелевой кислоты.
[698] Pharm. Journal, 1893, 408.
Реагенты, необходимые как для количественного, так и для качественного анализа, следующие: стандартный раствор щавелевой кислоты, 100 см³ которого эквивалентны 1 г, и раствор фосфата закиси железа, содержащий около 12,5 % Fe32PO4, с избытком фосфорной кислоты.
В каждый из двух мерных цилиндров Несслера вносят по 7,5 см³ раствора фосфата закиси железа и доводят до 50 см³ дистиллированной водой; оба раствора должны быть бесцветными; затем 1, 2 или более см³ испытуемого раствора вносят в один из цилиндров Несслера; если присутствует щавелевая кислота, возникает более или менее глубокий оттенок; его необходимо воспроизвести, добавляя стандартный раствор щавелевой кислоты во второй цилиндр Несслера — расчет такой же, как и при других колориметрических определениях. Он не кажется надежным в количественном отношении, если присутствуют квасцы; и само собой разумеется, что исследуемый раствор должен быть достаточно свободен от окраски.
§ 704. Оксалат кальция в моче. — Этот хорошо известный мочевой осадок встречается главным образом в виде октаэдров, но часто наблюдаются песочные часы, суженные или гантелеобразные тельца, сложные октаэдры и мелкие, уплощенные, блестящие диски, весьма похожие на кровяные диски. Его обычно можно идентифицировать под микроскопом по его нерастворимости в уксусной кислоте, в то время как аммонийно-магниевый фосфат, а также карбонат кальция растворимы в этой кислоте. От уратов он отличается нерастворимостью в теплой воде. Химический метод выделения заключается в следующем: осадок по возможности освобождают от мочи путем декантации, промывают горячей водой, а затем растворяют в соляной кислоте и фильтруют; к фильтрату добавляют аммиак в избытке. Осадок может содержать фосфаты железа, магнезии, извести и оксалат кальция. При обработке осадка уксусной кислотой фосфаты щелочноземельных металлов (если они присутствуют) растворяются; нерастворимая часть будет представлять собой либо фосфат железа, либо оксалат кальция, либо то и другое. При прокаливании остатка в платиновой чашке любой оксалат превращается в карбонат, и карбонат кальция можно титровать нормальным раствором соляной кислоты и раствором кошенили, и по полученным данным рассчитать оксалат. Железо можно испытать качественно в кислом растворе ферроцианидом калия или определить обычными методами. Если требуется лишь качественное обнаружение оксалата кальция в осадке, вполне достаточным доказательством будет, если часть, нерастворимая в уксусной кислоте, при прокаливании в платиновой чашке дает остаток, вскипающий при добавлении кислоты.
§ 705. Определение щавелевой кислоты. — Щавелевую кислоту определяют в свободном состоянии путем прямого взвешивания или титрования либо щелочью, либо перманганатом калия, причем последний стандартизируется щавелевой кислотой. Если (как это обычно бывает) щавелевая кислота осаждается в виде оксалата кальция, оксалат может быть —
(a) Высушен взвешен при 100° и взвешен непосредственно, обладая уже описанными свойствами.
(b) Оттитрован разбавленной серной кислотой и перманганатом.
(c) Прокален, и полученный карбонат кальция взвешен; или растворен в стандартной кислоте и оттитрован обратно — одна часть карбоната кальция соответствует 1,26 части кристаллизованной щавелевой кислоты или 0,90 части H2C2O4; аналогично, 1 см³ стандартной кислоты равен 0,05 карбоната кальция (или 0,063 кристаллизованной щавелевой кислоты).
(d) Оксалат может быть растворен в наименьшем возможном количестве соляной кислоты и прокипячен с хлористым золотом и аммиаком, избегая воздействия света; каждая часть осажденного золота соответствует 0,961 части кристаллизованной щавелевой кислоты.
(e) Оксалат может быть помещен в аппарат Гейсслера для углекислого газа с перекисью марганца и разбавленной серной кислотой. Вес газа, который в конце операции улетучился, будет иметь определенное отношение к весу оксалата, и при умножении на 1,4318 даст количество кристаллизованной щавелевой кислоты.
НЕКОТОРЫЕ ЩАВЕЛЕВЫЕ ОСНОВАНИЯ — ОКСАЛМЕТИЛИН — ОКСАЛПРОПИЛИН.
§ 706. Хью Шульц [699] и Майер опубликовали результаты некоторых важных исследований, касающихся более точного знания эффектов группы щавелевых ядов и связи между химическим строением и физиологическим действием. Они экспериментировали с оксалметилином, хлороксалметилином и оксалпропилином.
[699] Beitrag zur Kenntniss der Wirkung der Oxalbasen auf den Thierkörper. Arch. f. exper. Path. u Pharm., 1882.
Хлороксалметилин (C6H5ClN2) представляет собой жидкость, кипящую при 205°, со слабым наркотическим запахом. Использовался раствор гидрохлорида этого основания. Подкожные инъекции 0,05 г лягушкам вызывали наркоз, и как это, так и этильное соединение нарушали деятельность сердца, уменьшая количество ударов. Так, 0,05 г уменьшали количество ударов сердца лягушки в течение полутора часов следующим образом: 72, 60, 56, 50, 44, 40, 35, 0.
Оксалметилин вызывает несколько схожие симптомы, но нервная система поражается сильнее, чем при соединении, содержащем хлор.
Оксалпропилин также вызывает наркоз, а впоследствии паралич задних конечностей и замедление работы сердца.
Различия между бесклорными и хлорсодержащими щавелевыми основаниями суммируются следующим образом:
FROGS.
Chlorine-Holding Bases. Chlorine-Free Bases.
Notable narcosis; no heightened reflex action, muscular cramps, nor spontaneous convulsions. Narcosis occurs late, and is little pronounced; a notable increase of reflex excitability; more and more muscular paralysis; between times, muscular cramps.
CATS.
Notable narcosis and salivation; no mydriasis; convulsions and paralysis; no change in the respirations. Great excitement; general shivering, rising to pure clonic convulsions; paralysis of the hind legs; notable mydriasis, jerking, and superficial respiration; weak narcosis.
DOGS.
Notable narcosis; occasional vomiting; the rest as in cats. Narcosis evident; the rest as in cats.
ЧАСТЬ IX. — НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ЯДЫ.
I. — ОСАЖДАЕМЫЕ ИЗ РАСТВОРА СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ СЕРОВОДОРОДОМ — ОСАДОК ЖЕЛТЫЙ ИЛИ ОРАНЖЕВЫЙ [700]. Мышьяк — Сурьма — Кадмий.
[700] Фрезениус указал, что сера может маскировать небольшие количества мышьяка, сурьмы, олова и т. д., и он рекомендует поступать с мутной жидкостью, в которой, по-видимому, выделилась только сера, следующим образом: пробирку наполовину заполняют жидкостью, затем добавляют пару кубических сантиметров петролейного эфира или бензола, закрывают пробирку большим пальцем и содержимое хорошо встряхивают. Сера растворяется и удерживается в растворе растворителем, причем последний образует прозрачный верхний слой. Если следы сульфида металла были смешаны с серой, на границе двух слоев видны тонкие цветные пленки, а сульфиды также могут покрывать трубку выше уровня жидкости тонким слабо окрашенным налетом (Chem. News, Jan. 4, 1895).
1. МЫШЬЯК.
§ 707. Металлический мышьяк, ат. вес 75, удельный вес твердого вещества от 5,62 до 5,96, сублимируется без плавления в небольших количествах при 110° (230° F) — Гай. Он встречается в торговле в виде белесовато-серых, несколько хрупких кристаллических масс и получается путем сублимации мышьякового колчедана в глиняных ретортах, причем мышьяк осаждается в подходящих приемниках на листовом железе. Металлический мышьяк, вероятно, не ядовит, но может превращаться жидкостями организма в растворимые соединения и тогда оказывать токсическое действие — улетучивающийся металлический мышьяк в присутствии воздуха легко превращается в мышьяковистую кислоту и поэтому является исключительно ядовитым.
§ 708. Мышьяковистый ангидрид — Мышьяковистая кислота — Белый мышьяк — Мышьяк, As2O3 = 198; удельный вес пара 13,85; удельный вес непрозрачной разновидности 3,699; удельный вес прозрачной разновидности 3,7385. Состав в 100 частях: As 75,75, O 24,25; следовательно, одна часть металлического мышьяка равна 1,32 As2O3. Он полностью улетучивается при температуре 204,4°.
При анализе он получается в виде блестящих октаэдрических кристаллов в качестве сублимата на стеклянных дисках или внутри трубок в результате нагревания пленки металлического мышьяка при доступе воздуха. В торговле он получается в очень больших масштабах путем обжига мышьякового колчедана. Полученный таким образом, он обычно имеет форму белого куска, причем мышьяковистая кислота существует в двух формах — аморфной и кристаллической, причем кусок обычно непрозрачен снаружи, в то время как в центре он прозрачен. Согласно Крюгеру, этот переход из кристаллического состояния в аморфное зависит от поглощения влаги, причем в сухом воздухе никаких изменений не происходит. Обе разновидности мышьяковистого ангидрида имеют кислую реакцию по лакмусовой бумажке.
Растворимость мышьяковистой кислоты часто представляет собой вопрос, имеющий огромную химико-юридическую значимость. Однако, к сожалению, по этому поводу нельзя сделать никаких точных и определенных утверждений, причиной чего является то, что две разновидности мышьяка встречаются в очень разных пропорциях в разных образцах. Поскольку как аморфная, так и кристаллическая разновидности имеют весьма неравные растворимости, каждый последующий экспериментатор приводил разный ряд цифр, и единственным совпадением среди общего расхождения является то, что мышьяк очень мало растворим в воде.
Однако утверждение Тейлора можно принять как очень близкое к истине, а именно, что унция холодной воды растворяет от половины грана до грана. Согласно М. Л. А. Бухнеру [701], одна часть кристаллической мышьяковистой кислоты растворяется после двадцати четырех часов настаивания в 355 частях воды при 15°; а аморфная при тех же условиях — в 108 частях воды. Кипящий раствор кристаллической кислоты, оставленный стоять на двадцать четыре часа, удерживает одну часть кислоты в 46 частях воды; аналогичный раствор аморфной кислоты удерживает одну часть мышьяка в 30 частях воды, то есть 100 частей воды растворяют от 2,01 до 3,3 частей As2O3.
[701] Bull. de la Société Chem. de Paris, t. xx. 10, 1873.
Кипящая вода, вылитая на порошкообразное вещество, удерживает при охлаждении от одного с четвертью до полутора гран на унцию; другими словами, 100 частей воды удерживают 0,10. Наконец, мышьяковистая кислота, прокипяченная в воде в течение часа, растворяется в пропорции 12 гран на унцию, то есть 100 частей воды удерживают 2,5.
К. Ходомиский [702] исследовал растворимость перекристаллизованной мышьяковистой кислоты в разбавленных кислотах, и его результаты следующие: 100 см³ 1,32%-й соляной кислоты растворяют 1,15 г As2O3 при 18,5°. 100 см³ 6%-й соляной кислоты растворяют 1,27 г при 18,5°. 100 см³ чистой соляной кислоты обычной коммерческой крепости растворяют 1,45 г As2O3. 100 см³ разбавленной серной кислоты при 18° растворяют около 0,54 г; при 18,5° — от 0,65 до 0,72 г; и при 80° — от 1,09 до 1,19 г.
[702] Chem. Centrbl., 1889, 569.
§ 709. Арсин — Мышьяковистый водород, H3As. — Мол. вес 78; объемный вес 39; удельный вес 2,702; вес литра 3,4944 грамма; процентный состав: 95,69 As, 4,31 H; объемный состав: 2 об. H3As = пол-об. As + 3 об. H. Беспроводный воспламеняющийся газ с зловонным чесночным запахом, сжижаемый в прозрачную бесцветную жидкость при температуре от -30° до -40°. Продуктами горения мышьяковистого водорода являются вода и мышьяковистая кислота; так, 2H3As + 6O = 3H2O + As2O3. Если воздух поступает в недостаточном количестве, если само пламя охлаждается (например, холодной фарфоровой пластинкой) или если газ проходит через трубку, любая часть которой нагрета докрасна, газ разлагается и металл выделяется. Такое разложение можно сравнить с отложением углерода из обычных пламен при соприкосновении с охлажденной поверхностью. Он также может разлагаться электрической искрой [703], например, если газ медленно пропускается через узкую трубку с внутренним диаметром от 0,7 до 0,8 мм, снабженную проволоками на расстоянии 0,5–0,6 мм друг от друга, и используется небольшая индукционная катушка, соединенная с двумя большими элементами Бунзена, то в этих условиях мышьяк в виде металла осаждается вблизи искр. Для полноты разложения газ не следует подавать со скоростью, превышающей от 10 до 15 см³ в минуту. Газ горит синевато-белым пламенем, которое очень характерно и было впервые отмечено Васкенродером. Однако его нельзя должным образом рассмотреть с помощью обычного аппарата Марша, так как пламя всегда окрашивается от стекла; но если заставить газ течь через платиновую горелку и затем поджечь, упомянутые свойства весьма примечательны.
[703] N. Klobrikow, Zeit. Anal. Chem., xxix. 129-133.
Кислород или воздух и арсин образуют взрывоопасную смесь. Хлор с большой энергией разлагает газ, соединяясь с водородом и выделяя мышьяк в виде бурого облака; любой избыток хлора соединяется с мышьяком в виде хлорида. Сера, подвергнутая воздействию мышьяковистого водорода, образует сероводород, в то время как сначала выделяется мышьяк, а затем сульфид мышьяка. Фосфор действует аналогичным образом. Мышьяковистый и сероводородный газы могут выделяться при обычных температурах без разложения; при точке кипения ртути (350°) они разлагаются с образованием сульфида мышьяка и водорода; так, 3H2S + 2AsH3 = As2S3 + 6H2, реакция, которая имеет некоторое значение с практической точки зрения. Многие металлы также обладают свойством разлагать газ при высоких температурах и выделять водород. Оксиды металлов, в свою очередь, подобным образом соединяются с мышьяком и выделяют воду, например: 3CuO + 2H3As = Cu3As2 + 3H2O.
Арсин действует на растворы благородных металлов подобно фосфористому водороду, осаждая металл и выделяя мышьяковистую кислоту; например, нитрат серебра разлагается следующим образом —
12AgNO3 + 2H3As + 3H2O = As2O3 + 12HNO3 + 12Ag.
Витали [704] считает, что реакция протекает в две стадии, а именно —
[704] L’Orosi, 1892, 397-411.
(1) 2AsH3 + 12AgNO3 = 2(Ag3As,3AgNO3) + 6HNO3. (2) 2(Ag3As,3AgNO3) + 6H2O = 6HNO3 + 6Ag2 + 2H3AsO3.
Эта реакция допускает ценное практическое применение для определения мышьяка; ибо осажденное серебро абсолютно свободно от мышьяка; избыток нитрата серебра легко удаляется раствором хлорида натрия, а поглощение и разложение газа происходят полностью.
В случаях отравления арсином кровь при исследовании с помощью спектроскопа (процесс, который аналитик никогда не должен опускать, где это возможно) имеет специфический чернильный цвет, а полосы между D и C сливаются вместе и почти исчезают. Такая кровь при воздействии кислорода остается неизмененной.
§ 710. Арсин в ремеслах и т. д. — При бронзировании латуни, при обесцвечивании свинца цинком и последующей обработке серебро-цинкового сплава соляной кислотой, при лужении листового железа и в аналогичных процессах арсин выделяется либо в результате использования кислот, содержащих мышьяк в качестве примеси, либо в результате применения самого мышьяка.
§ 711. Влияние вдыхания арсина на животных и человека. — Самым общим эффектом на млекопитающих является появление желтухи, кровавой мочи и желчи. В ходе многочисленных экспериментов на собаках Стадельманн [705] обнаружил, что при вдыхании ими дозы арсина, которая не была бы немедленно смертельной, при этих обстоятельствах всегда возникала желтуха, которую всегда можно было обнаружить по внешнему виду тканей. Желчь замечательно сгущается, и существует теория, что в таких случаях желтуха носит чисто механический характер, причем желчный протоки закупорены сгущенной желчью. Кролики, с которыми проводились аналогичные эксперименты, показали повышенную секрецию желчи, но без желтухи; в то время как было доказано, что кошки не так чувствительны к арсину, как кролики или собаки. Не наблюдается недостатка в примерах вдыхания арсина человеком — первооткрыватель газа, Гелен, был фактически первой жертвой, зафиксированной в истории. Чтобы обнаружить утечку в своем приборе, он сильно обнюхивал стыки и умер через восемь дней от последствий вдыхания.
[705] Die Arsenwasserstoff-Vergiftung, Archiv f. exper. Path. u. Pharm., Leipzig, 1882.
Девять человек, рабочих на заводе, отравились арсином, выделившимся при обработке соляной кислотой свинцово-серебряного сплава, содержащего мышьяк. Трое из девяти умерли; их симптомы вкратце заключались в следующем:
(1) Х. К., 22 лет; в его обязанности входило поливать металл соляной кислотой. Около полудня, после этой операции, он пожаловался на тошноту, головокружение и недомогание. Во второй половине дня он почувствовал необычную тяжесть в конечностях и стеснение в дыхании. Товарищи по работе заметили, что он выглядит желтоватым. Отправляясь домой, он прилег и погрузился в наркотический сон. На следующее утро он вышел на работу как обычно, но был неспособен что-либо делать; в течение дня он несколько раз мочился кровавой мочой и впал в глубокий сон, из которого его едва смогли разбудить. На третий день после несчастного случая вызванный врач застал его в глубоком сне, с хорошо развитой желтухой, температура умеренно высокая, пульс 100. На пятый день желтуха уменьшилась, но прошло несколько месяцев, прежде чем он смог возобновить работу.