2) бария
3) марганца (+)
4) свинца
Правильным является определение марганца. В ходе пробоподготовки соединения марганца переводят в раствор, после чего ионы Mn2+ окисляют сильным окислителем, например периодатом калия или персульфатом аммония, до марганца со степенью окисления +7. Образующиеся перманганат-ионы MnO4− имеют интенсивную фиолетово-малиновую окраску, поэтому продукт окислительно-восстановительной реакции пригоден для фотометрического измерения. Такой принцип предусмотрен, в частности, действующими фотометрическими методиками определения марганца.
Фотоэлектроколориметр регистрирует уменьшение интенсивности светового потока при прохождении через окрашенный раствор. Оптическую плотность измеряют в области максимального поглощения перманганат-иона, обычно с использованием зелёного светофильтра или излучения приблизительно 525–545 нм. В пределах рабочего диапазона концентрация марганца связана с оптической плотностью законом Бугера—Ламберта—Бера; количественный результат получают по градуировочному графику, построенному с применением стандартных растворов марганца.
Специфичность реакции обусловлена выраженным изменением электронной структуры марганца при переходе Mn(II) в Mn(VII), сопровождающимся появлением интенсивно окрашенного продукта. Для мышьяка, бария и свинца в классическом химико-токсикологическом анализе чаще применяют реакции осаждения, комплексообразования, атомно-абсорбционную спектрометрию или другие инструментальные методы; образование перманганат-иона для них невозможно. При исследовании биологического материала обязательны минерализация пробы, устранение мешающих примесей, проведение холостой пробы и подтверждение результата независимым методом.
| Аналитический объект | Характерная форма или реакция | Основной измеряемый признак | Значение для дифференциации |
|---|---|---|---|
| Марганец | Окисление Mn2+ до MnO4− | Интенсивная фиолетовая окраска раствора | Соответствует фотоколориметрическому определению продукта окислительно-восстановительной реакции |
| Мышьяк | Образование летучего арсина, окрашенных комплексов или определение методом атомной спектрометрии | Окраска реактивной бумаги, комплекса либо атомное поглощение | Классическая схема не основана на образовании перманганатоподобного продукта |
| Барий | Осаждение в виде малорастворимого BaSO4 | Масса осадка или мутность суспензии | Преобладает реакция осаждения, а не изменение степени окисления |
| Свинец | Образование сульфида, хромата или окрашенного комплекса с органическим реагентом | Цвет осадка, экстракта или атомное поглощение | Колориметрия возможна, но окраска возникает преимущественно вследствие комплексообразования |
| Окислитель для марганца | Периодат калия или персульфат аммония | Полнота образования Mn(VII) | Недостаток окислителя приводит к занижению результата |
| Фотометрический критерий | Измерение оптической плотности относительно раствора сравнения | Поглощение света в видимой области спектра | Позволяет исключить собственную окраску матрицы и реактивов |
| Количественная оценка | Сопоставление с градуировочным графиком | Зависимость оптической плотности от концентрации | Обеспечивает расчёт содержания марганца в исследуемой пробе |
При судебно-химическом исследовании фотоколориметрический результат рассматривают как количественную характеристику, а не как единственное доказательство наличия токсиканта. Биологическая матрица может содержать окрашенные вещества, восстановители и ионы металлов, влияющие на полноту реакции и светопоглощение. Поэтому применяют контрольные образцы, стандартные добавки и оценку метрологических характеристик метода. При экспертно значимых концентрациях результат целесообразно подтверждать атомно-абсорбционной или масс-спектрометрической методикой.