Właściwości toksyczne i kancerogenne arsenu

Wykorzystanie analizy specjacyjnej do oceny zawartości arsenu

„Analiza specjacyjna to aktywność analityczna zmierzająca do identyfikacji i/lub oznaczenia ilości jednej lub więcej indywidualnych chemicznych form pierwiastków w próbce analitycznej” [3].

Oceny zawartości arsenu w różnych elementach środowiska przeprowadzana jest przez analizę jego całkowitej ilości. W celu zidentyfikowania form organicznych arsenu w materiale biologicznym niezbędne jest prowadzenie tzw. analizy specjacyjnej. Bardzo ważnym elementem tej analizy jest odpowiednie przygotowanie próbki oraz ilościowa ekstrakcja arsenu. Do ekstrakcji najczęściej wykorzystywana jest woda lub jej mieszanina z różnymi rozpuszczalnikami (m.in. metanol, etanol, acetonitryl). Z kolei do rozdziału poszczególnych związków arsenu stosowane są przeważnie techniki chromatograficzne. Najczęściej jest to wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) [2].

Etapy analizy specjacyjnej arsenu w wodzie (procedura analityczna)

1)Przygotowanie roztworów odpowiednich form specjacyjnych arsenu

2)Przygotowanie eluentu

3)Kondycjonowanie eluentem kolumny chromatograficznej (³ 30 minut)

4)Przygotowanie próbek do analizy

5)Rozdzielanie chromatograficzne (czas analizy od 4-10 minut)

6)Kondycjonowanie kolumny po analizach (³ 30 minut w układzie woda/metanol w stosunku 95/5) [3].

Zalety technik sprzężonych w analizie specjacyjnej:

- unikatowa selektywność

- wysoka czułość

- niska precyzja oraz duża dokładność

- możliwość analizy wielo-pierwiastkowej, powiązanej z krótkim czasem jej wykonania

Wśród wad analizy specjacyjnej nadal wymienia się duży koszt aparatów i ich eksploatacji, co automatycznie przyczynia się do dużych kosztów analiz [3].

Metoda oznaczania arsenu z koloidalnym srebrem

Do oznaczania małych ilości arsenu wykorzystywana jest metoda spekrofotometryczna lub metodę opartą na powstawaniu błękitu arsenomolibdenowego . Znana jest również metoda wykorzystującą reakcję zachodzącą pomiędzy arsenowodorem i dwuetylodwutiokarbaminianem srebra (Ag-DDTK), w której podstawą oznaczania jest wydzielone w trakcie reakcji koloidalne srebro tworzące zawiesinę w roztworze. Roztwór ten poddaje się następnie pomiarowi fotometrycznemu przy długości fali równej λ= 525 nm. Śladowe ilości arsenu w roztworze badanym redukuje się wstępnie chlorkiem cynowym oraz jodkiem potasowym do jonów arsenu (III), a następnie wodorem do lotnego arsenowodoru, który pochłania się w pirydynowym roztworze Ag-DDTK (lub chloroformowym roztworze zawierającym 0,5% Ag-DDTK i 1% mono-etanoloaminy [5].

Oznaczanie arsenu w tlenochlorku fosforu

Przeprowadzone doświadczenie opierało się na specyficznym przygotowaniu próbek do analizy (hydroliza próbek w wodzie o niskiej temperaturze). W reakcji z wodą tlenochlorek fosforu tworzy kwas fosforowy i kwas solny. W trakcie reakcji wydzielane są również związki fosforu 3-wartościowego, które pochodzą z hydrolizy PCl3. Ich obecność w roztworze uzasadniona jest faktem, że tlenochlorek fosforu otrzymywany jest na skalę przemysłową m.in. przez utlenianie tlenem PCl3 w obecności katalizatora. Związki fosforu 3-wartościowego obecne w analizowanym roztworze przeszkadzają w oznaczeniu arsenu za pomocą metody karbaminianowej. Spowodowane jest to ich redukcją do lotnego fosforowodoru, który z Ag-DDTK daje podobną reakcję jak arsenowodór. W trakcie opracowywania ostatecznej wersji metody oznaczania arsenu, autorzy musieli uwzględnić wpływ związków fosforu (III) na jej przebieg. Podjęte próby opracowania metody oznaczania uwzględniały także warunki, które umożliwiłyby ilościowe oznaczanie arsenu w przypadku, gdyby w analizowanym roztworze stwierdzono obecność związków fosforu o wartościowości niższej niż (V) [5].

Wykonanie:

Do zlewki kwarcowej o pojemności 150 cm3 wlano 30 cm3 wody. Próbkę oziębiono na lodzie, po czym kroplami dodano 6 cm3 POCl3 (co odpowiadało 9,88 g). Zawartość zlewki dokładnie mieszano, aż do momentu zaniku leżących na jej dnie kropli preparatu, Następnie do roztworu dodano 2 cm3 stężonego kwasu azotowego. Próbkę odparowano na łaźni (do momentu otrzymania konsystencji syropu). Otrzymany roztwór przelano do kolby stożkowej pochodzącej z zestawu do wydzielania i pochłaniania AsH3 (arsenowodór- silnie trujący gaz o zapachu czosnku). Do próbki dodano 5 cm3 kwasu siarkowego, po czym uzupełniono wodą destylowaną do objętości 30 cm3. Następnie próbkę oziębiono i dodano 3 cm3 roztworu jodku potasowego z 8 kroplami roztworu chlorku cynawego. Po upływie 15 minut postępuje się jak przy sporządzaniu krzywej wzorcowej [5].