ИЗОЛИРОВАНИЕ ВЕЩЕСТВ ДИСТИЛЛЯЦИЕЙ С ВОДЯНЫМ ПАРОМ

 

 

Дистилляция с водяным паром широко применяется как в ла­бораториях, так и в химической промышленности для получения вещества в чистом виде.  В химико-токсикологическом анализе дистилляцией с водяным паром достигается изолирование ядо­витых и сильнодействующих веществ из объектов исследования биологической природы (внутренние органы трупов, рвотные массы, пищевые продукты и т. п.).

Особенно удобно изолировать дистилляцией с водяным паром химические вещества, труднорастворимые или практически не­растворимые в воде: толуол, нитробензол, дихлорэтан и др. При нагревании двухкомпонентной смеси, состоящей из практически нерастворимых друг в друге веществ, каждое из них увеличи­вает упругость своих паров независимо от другого. Когда упру­гость паров смеси достигнет атмосферного давления (точнее, превысит его на бесконечно малую величину), смесь закипает и оба вещества начинают перегоняться. Так как сумма упруго-стей паров обоих веществ равна атмосферному давлению, тем­пература перегонки каждого вещества в смеси будет ниже тем­пературы кипения каждого компонента в чистом виде.

Дистилляция с водяным паром особенно выгодна в тех слу­чаях, когда изолируемое вещество кипит при очень высокой тем­пературе или разлагается при температуре кипения. Примером может служить тетраэтилсвинец, который кипит при темпера­туре 200° с разложением. Степень разложения увеличивается с повышением температуры. При 500-600° тетраэтилсвинец раз­лагается полностью. При дистилляции с водяным паром тетра­этилсвинец перегоняется в условиях сравнительно низкой температуры и без разложения, что используется для его получения в чистом виде и изолирования из биологического материала при химико-токсикологическом  исследовании.

Связь между летучестью и молекулярным весом для веществ, нерастворимых друг в друге, выражается уравнением:

 

где W₀ и W_w - вес органического вещества и воды в дистил­ляте, М₀ и M_w - соответствующие молекулярные веса, Р₀ и P_w - упругости паров.

В ряде случаев летучими с водяным паром оказываются ве­щества, растворимые в воде в том или ином соотношении. Для веществ, которые растворимы в воде (смешиваются с ней), а вода оказывает влияние на упругость их паров, как, например. кислоты, фенолы, амины, также имеются свои закономерности, по они значительно сложнее и изучены меньше. Установлено. что более летучими с водяным паром при этом оказываются вещества с большим молекулярным весом и более высокой тем­пературой кипения, чем низшие члены гомологического ряда.

Для многих органических веществ способность их перегонять­ся с водяным паром может быть объяснена образованием нераз­дельно кипящих (азеотроиных) смесей их с водой. Под азео­тропной  смесью  понимают однородную смесь двух жидкостей, состав которой не изменяется при дистилляции. Способность различных органических веществ давать с водой и другими органическими веществами азеотропные смеси используется в практике. Так, например, способность дихлорэтана давать азеотропные смеси с метиловым спиртом, этиловым спиртом, водой используется при обезвоживании этилового спирта. Из веществ, летучих с водяным паром и представляющих токсико­логический интерес, нераздельно кипящие смеси образуют вещества, представленные в табл. 1.

 

Методика Дистилляции с водяным паром. Дистилляция с во­дяным паром производится в специальном приборе (рис. 7). Исследуемый объект, например 100 г внутренних органов трупа, предварительно тщательно измельчают (при помощи ножниц, придерживая объект пинцетом), смешивают с дистиллированной водой до густоты кашицы и помещают в круглодонную колбу, заполняя последнюю не более чем на Уз ее объема. Колбу (2) с объектом исследования закрепляют в штативе и погружают в холодную водяную баню (3). Затем все части прибора соеди­няют встык. Объект исследования быстро подкисляют до рН 2- 2,5,  немедленно соединяют с заранее нагретым  парообразователем (/) и нагревают до кипения водяную

 

 баню и парообразо­ватель. Для подкисления используют щавелевую или виннока­менную кислоту, а не минеральные кислоты, так как первые не гидролизуют такие вещества, как синильная кислота или сер­нокислый эфир фенолов, образующийся, например, в кишечнике под влиянием гниения. В результате гидролиза при непра­вильном ведении анализа возможно уничтожение одних (си­нильная кислота) и появление других (фенолы) ядовитых ве­ществ.

Пропускание пара вместо образования его в самой колбе с объектом исследования важно потому, что при пропускании пара колбу с объектом можно нагревать (чтобы не конденсиро-

вались нары) на водяной бане. Образование пара в колбе потребовало бы нагревания при температуре выше 100° на пла­мени или масляной бане и могло бы повести к разложению ве­ществ на стенках колбы выше уровня воды и даже к образова­нию  следов синильной  кислоты  за  счет  подгорания   белковых

веществ.

Дистилляция должна проводиться по возможности медленно, что достигается регулированием пламени горелок. Первый ди­стиллят, сконденсированный в холодильнике (4), собирают в объеме 3 мл в заранее приготовленную коническую колбу (5), содержащую 2 мл 2% раствора едкого натра¹; остальные ди­стилляты по 25-50 мл собирают в последующие 1-2 колбы, также подготовленные заранее. Для качественного исследования продукта перегонки с водяным паром в большинстве случаев бывает достаточно собрать 25 мл второго дистиллята.

При положительных результатах реакций на то или иное ве­щество, имеющее токсикологическое значение, дистилляцию про­должают до тех пор, пока дистиллят не перестанет давать соот­ветствующих качественных реакций. Этот прием имеет большое значение для последующего количественного определения, для которого обычно дистилляцию производят из другой навески объекта исследования. Особенно важно это иметь в виду для изо­лирования таких веществ, которые сравнительно трудно отго­няются с водяным паром (формальдегид, этиленгликоль и др.). Дистилляты подвергают качественному исследованию, а при по­ложительных результатах анализа в них определяют количества найденных веществ.

29.06.2015