QUATRIÈME PARTIE

MÉTHODE PERSONNELLE DE MICRO-DOSAGE DU MERCURE DANS LES MILIEUX BIOLOGIQUES

Principe.

On détruit la matière organique par oxydation en milieu basique, ce qui évite toute perte du mercure, qui est intégralement transformé en HgO. Celui-ci est ensuite décomposé par la chaleur, puis Hg métal obtenu est dissous par le chlore naissant. On dose finalement la solution de Hg CI4Na2 obtenu soit par colorimétrie directe, soit par substitution de cations.

| Pour éviter les pertes par volatilisation lors de la des-

truction, nous opérons dans des conditions telles que le . mercure soit sous forme d’un composé non volatil.

Nous sommes donc maintenant conduits à étudier, de nouveau, notre méthode de destruction, mais cette fois, en fonction de l’élément recherché, selon une technique qui lui soit propre.

Quels sont les composés insolubles et non volatils du mercure, que nous serions tenté d'utiliser ? Nous trouvons essentiellement les sulfures et les oxydes de mercure.

Sulfures de mercure.

Le sulfure mercurique SHg, le seul sulfure du mercure qui existe à la température ordinaire (car SHg? n’est stable qu’au-dessous de — 100), existe sous deux formes : l’une noire, l’autre rouge.

La forme noire se produit lentement par trituration du soufre et du mercure, ou bien rapidement par combinaison de ces éléments à chaud ; également par précipitation d’un sel mercurique soluble par un courant de SH? avec dans ce cas passage par des formes transitoires, blanches ou jaunes.

Ce sulfure noir est volatil. Il donne, par sublimation, le sulfure rouge ou cinabre artificiel.

Sulfure noir et sulfure rouge sont peu solubles dans NO:H, ce qui les distingue des autres sulfures métalliques. Ils ne sont solubles que dans l’eau régale. Par grillage, \ ils donnent : SO2 et HgO. Par calcination SHg noir donne d’abord SHg rouge qui ne se dissocie en ses éléments qu’à haute température.

La volatilité de ce sulfure, sa dissolution difficile, sa préparation (par SH?) qui ne correspond nullement aux conditions de RH? des destructions organiques, l’éliminent d’emblée.

Oxydes de mercure.

Hg°O préparé par traitement d’un sel mercureux par KOH, est un précipité brun, très altérable, donnant du mercure métal et de l’oxyde mereurique HgO.

HgO existe sous deux variétés allotropiques :

Variété rouge préparée à chaud par oxydation directe du métal: oxyde per se (Lavoisier), ou par calcination du nitrate.

Variété jaune obtenue par action d’une base forte sur un sel mercurique.

On obtient les deux variétés cristallisées en feuillets par précipitation directe de HgCl4Na2 par KOH. Les cristaux sont rouges s’ils se forment à chaud, jaunes si l’on opère à froid. |

.La variété jaune, la plus réactive, se transforme en la variété rouge à + 3500, Les oxydes mercuriques sont

attaqués par les acides usuels en donnant le sel correspondant quand celui-ci est soluble. L’oxyde rouge est totalement dissoub en quelques instants par CIH au 1/1000 (71). + :

Avec HgO jaune, la db tion est encore plus rapide. C’est ce composé. qui nous convient le mieux. Il nous permettra de pousser la chauffe à sec en toute sécurité jusque vers + 4000, ce qui d’ailleurs pourra nous servir par la suite. Enfin, sa formation correspond à un milieu us (pour faire passer Hg+ à l’état de Hgtt, s’il y a lieu) et basique (pour précipiter HgO). | Ce sont là des conditions de RH: classiques pour une destruction organique.

Celles de pH, au contraire, le sont. beaucoup moins. -Nous sommes, croyons-nous, les premiers à envisager une minéralisation en milieu liquide basique :

Minéralisation.

Les corps simples ou composés ou bien les mélanges de ces corps répondant aux caractéristiques exigées : oxydants énergiques en milieu fortement alcalin, sont

les suivants :

< [ Corps simples : les halogènes.

| Corps composés : chromates, manganates, persels, pe-

roxydes alcalins, perhydrol.

Finalement, nous avons essentiellement retenu, comme oxydants de base, les hypochlorites spécialement l'extrait de Javel, soit pratiquement : CIONa + CINa + NaOH excès + un peu de bichromate pour la conservation. Ce corps présente en effet, les avantages suivants :

19 Peu coûteux, facile à se procurer. Il faut un extrait titrant au moins 259 HORAIRE

LA 20 Oxydant éléctif à froid de lurée, de ” créatine, de la créatinine. Avec l’urée nous avons la réaction bien connue :

LE 3 CIONa —— CO: + 'N? 1? 3 CINa

30 Donnant de très nombreuses possibilités d’oxydation selon des modes fort variés, avec ou sans catalyseur :

a) Oxydation directe : CIONa =#CINa + O naissant, cette réaction est catalysée, à l’ébullition, par les sels : de cobalt. S'il n’y a pas de réducteur, on a une autoxydation :

2 CIONa —+ 2 CINa +20 et CIONa + 20 —+ CIO3Na.

La réaction globale est: 3 CIONa —+ CIO5Na + 2

CINa. La réaction se produit au-dessus de 500, au-dessous : on a des chlorites CIO2 Na.

b) Oxydation par le chlore naissant :

CIONa + 2 CIH —— CINa + H20 + 2 CI à frois.

On laisse un excès d’hypochlorite afin de conserver lé milieu constamment basique.

À chaud, on aurait formation de peroxyde de chlore :

CIO? (en fait C120+), très explosif.

Comme on opère en présence de HgO, il se forme théoriquement de l’anhydride hypochloreux :

2 CI + HgO —+ ClHg + CI20, puis :

ClHg + 2 Na OH —+ H:0 + 2 CINa + HgoO.

HgO rentre donc dans le cycle et joue le rôle de catalyseur. Dans ce procédé, si on ajoute modérément CIKH;le dégagement de CI2 est peu abondant, car une partie se fixe à NaOH, soit directement, soit par l'intermédiaire

de CI20. Le milieu tend done à s’acidifier, cependant que la concentration en CIONa reste presque constante.

c) Oxydation par désoxygénations çouplées.

CIONa + H202 + CINa + H:0 + 2 0 naissant.

Il en est de même que l’on opère avec le perhydrol, Na202 ou MnO“K.

d) Oxydation par l’anhydride hypochloreux ‘naissant

produit par action de CIONa sur CISFe suivant la réaction : 6CIONa+2CL5Fe-+3HOH —+ 3C1:0--2Fe(OH):+6CINa

CI20 est produit en grande quantité, il est instable et se décompose en donnant CI et O. C’est un agent de destruction extrêmement puissant.

Remarque très importante:

Ces réactions, donnant des produits explosifs, dire être faites avec les plus grandes précautions.

40 On obtient finalement un résidu minéral dans lequel tous les métaux sont à l’état d’oxydes, de carbonates ou de combinaisons solubles. dans NaOH pour ce qui - ‘est de Pb, As, Sn, Sb, Al, Zn, si on n’a pas évaporé à sec. Si on veut évaporer à sec sous. vide, il faut d’abord neutraliser partiellement NaOH. C’est pourquoi nous ne recommandons pas l'emploi de Na20: qui donne de grandes quantités de NaOH. Dans le milieu on ne trouve plus d'ions (NH#)+, oxydés ou déplacés par NaOKH. | Les bromures et les iodures DR Ene à l’état de bro+

. mates et d’iodates.

Les \ lipides sont rapidement détruits par saponification, ce qui n’est pas le cas dés méthodes à Cl en milieu acide.

Sur l’urine, la destruction est toujours très longue. Ce sont les pigments colorés qui sont les plus difficiles à détruire et les plus gênants, car ils semblent complexer le mercure au fur et à mesure de sa libération par oxydation.

Le. perhydrol semble un catalyseur très actif, mais nous n’avons pu nous en procurer en quantité suffisante

pour faire une étude complète de ce procédé.

Les sels de cobalt sont d’excellents catalyseurs. Ceux de chrome, -présents dans les eaux de Javel qe commerce, entravent la réaction.

La possibilité d’oxydation par 0 naissant ou par Cl actif entraîne évidemment des pertes vésiculaires à chaud. O naissant est surtout gênant par les mousses qui se forment dans ces conditions.

Extraction par auto-réduction de HgO.

On sait que Hg peut agir en conservant vingt électrons dans sa couche superficielle et existe alors, à l’état libre, monoatomique, c’est-à-dire qu’il se comporte comme un, élément noble, comme un métal précieux.

Or, tous les composés peu exothermiques des métaux précieux (sulfures, oxydes, carbonates), sont très facilement décomposés sous l’action de la chaleur, par exemple. Seuls, les métaux précieux : Hg, Ag, Pt, Au, jouissent de cette propriété. Parmi ces métaux précieux, seul Hg: est volatil, d’où une méthode que nous avons imaginée, méthode combinant réduction ‘et distillation du mercure. Après notre destruction en milieu oxydant et basique, tous les métaux sont à l’état de sels fixes, les seuls composés dissociables restants, étant des carbonates et certains oxydes. Nous avions inventé ce procédé de destruction pour transformer au fur et à mesure notre mercure en HgO non volatil et insoluble, | Mais, nous avions l’arrière-pensée, de le décomposer par la suite, par élévation suffisante de température, et d’en libérer le mercure. TY

En chauffant le résidu de destruction, HgO jaune se transforme d’abord en HgO rouge, qui se décompose, totalement, en ses éléments au-dessus de + 4000. C’est la vieille réaction de décomposition de l’oxyde per se, grâce à laquelle Lavoisier put extraire l'oxygène atmosphérique combiné préalablement à, Hg par chauffage très prolongé à + 8500.

Nous n'avons trouvé aucune application analytique de cette réaction dans la littérature,

Les autres métaux précieux, s’il y en a dans le milieu, ont également leur oxyde décomposé à cette température. MnO?: est partiellement dissocié en Mn204 + Les autres oxydes ne subissent pas de transformation. Les carbonates se décomposent également en donnant COz qui ne gêne pas et un oxyde,

Les azotates (uniquement alcalins), donneraient des azotites et de l'oxygène.

Les sulfates alcalins sont stables au feu de forge, les chlorures également.

Les seules incompatibilités seraient les suivantes :

D’une part, les sulfures qui, en présence d’oxygène, pourraient donner «la réaction » (clé-métallurgie de Pb).

Mais, nous pouvons remarquer que la baryte donne la réaction suivante :

7000 à 2Ba02 = 2Ba0O. d. O2 (Boussingault).

Nous pouvons donc éliminer l’oxygène dégagé par la décomposition des oxydes précieux et des azotates, puisque BaO?2 se forme justement à la température de décomposition de -HgO. En l'absence d'oxygène, les sulfures ne gênent pas.

D'autre part, les iodures et les ue transformés par Ja minéralisation en iodates et bromates-Sont décomposés à + 4009 et libèrent 12 ou Br. Il faudra donc les éliminer par lavage avant l’autoréduction de HgO.

Mode opératoire sur l’urine mercurielle par exemple £ [ Destruction :

10 Evaporer à sec sous vide, 10 à 20 em: d’urine dans "UD kjeldahl.

20 Ajouter 5 cm3 debat de vel à 250 chlorométriques. Vérifier si le milieu est basique, le cas échéant ajouter NaOH- Dans cette phase à froid, l’urée est détruite. 2

30 Ajouter quelques ulte d’une solution saturée de nitrate de cobalt (catalyseur). Chauffer avec précaution le kjeldahl entouré d’une toile métallique. Faire bouillr. Rajouter de temps en temps de l’hypochlorite par fractions de 5 cm3 à la fois. Opérer ainsi cinq à dix fois de ‘suite. Concentrer sans dessécher.

40 Détruire l'excès de CIONa par H20:, ce qui parfait la minéralisation.

5e Concentrer à sec si Hi sous Aides à ae température, en milieu alealin.

62 Dissoudre le contenu du kjeldahl dans 2, 8 cm de CIH 1/10. Ajouter du rouge méthyle (2 gouttes). Transvaser dans un tube à centrifuger de 1,5 cm de

diamètre et 10 cm de longueur (tube à essai coupé en deux).

Rincer trois fois le kjeldahl avec 1,5 cm3 d’eau distillée à chaque fois. Le dernier liquide de rinçage doit être incolore.

7° Dans le tube à centrifuger, neutraliser par NaOH ou Ba (OH): de préférence. HgO précipite. S’il y en a très peu, ajouter quelques gouttes de la solution de (NO:)2Co, ce qui entraîne HgO. :

8° Centrifuger 10 minutes à 4.500 tours minute. Vider le liquide surnageant le culot. Remettre celui-ci en suspension dans H20 distilléeà l’aide d’un agitateur que. l’on lave soigneusement à la pissette en le retirant du tube. Centrifugér à nouveau. Répéter ces lavages trois fois. Le culot ne contient plus alors ni iodates, ni bromates. ”

Au-dessus du culot, le tube doit être d’une propreté absolue.

9° Sécher le culot.

Le bain-marie donne des projections. Il est préférable

E La & qe de ranger tous les tubes centrifugés à sécher dans une boîte autour d’une ampoule électrique allumée. Au bout

d’une demi-heure, les tubes sont secs.

Extraction. — Etirer au chalumeau le tube dans sa partie médiane, de façon à former un capillaire de 15 em de long environ. Boucher l'extrémité ouverte du tube à l’aide d’un bouchon traversé d’un embout que lon scelle’ après avoir établi un vide très léger dans l’ensemble. |

Chauffer d’abord légèrement, puis de plus en plus fort, le culot de centrifugation. HgO se décompose, Hg distille et vient se condenser dans le capillaire préalablement entouré d’un papier filtre imbibé d’eau.

L’oxygène dégagé par HgO et par l’hydroxyde de. cobalt est fixé à 4000 par la baryte. La plupart du temps on peut cependant se passer de Ba (OH): et neutraliser par NaOH. Le vide relatif régnant dans l'appareil suffit à éviter toute surpression.

Si le tube n’est pas d’une rigoureuse propreté ou si le

eulot n’est pas bien sec, di paroi du tube peut crever. Le ur est alors perdu.

Quand tout le culot a été porté au rouge pendant quelques instants, on enlève le papier filtre qui entoure le capillaire et l’on porte celui-ci dans la flamme, on fait cheminer Hg dans le capillaire qui fond et s’écoule goutte à goutte. On s'arrête quand il reste quelques centimètres de capillaire. On brise l’embout du bouchon, on débouche. On obtient alors une sorte d’entonnoir terminé par le capillaire scellé, au fond GHAUEIE se trouve le mercure distillé et pur.

Dissolution. — On verse quelques gouttes de CIONa puis, quelques gouttes de CIH au 1/10 dans l’entonnoir : dont on brise la pointe capillaire contre la paroi intérieure d’un tube à essai. On rajoute plusieurs fois dans le petit entonnoir quelques gouttes de CIONa, puis de CIH 1/10 alternativement.

On concentre sous vide dans le tube à essai, après avoir rajouté un excès de CIH s’il y a lieu. CI2 et CIH sont rapidement éliminés. On évapore à sec à une température ne dépassant pas + 500 centigrades (durée environ 10-15 minutes). On reprend H20. On à ainsi une soluou de Hg CI4Na? qui va servir au dosage.

, Dosage. — On peut le faire soit par :

a) Colorimétrie directe par la het Rarbe roues procédé que nous avons étudié en détail dans la première partie.

b) Colorimétrie indirecte par substitution de cations.

Ce procédé que nous avons imaginé, consiste à substituer aux ions Hg++ en solution neutre, un nombre chimiquement Céquivalent » d'ions d’un autre métal plus : électropositif, On peut ainsi substituer à Hgt+ soit Cu, soit Sn, soit Fe, soit Zn, soit AI, Dans le cas de métaux à plusieurs valences, la valence du cation substituant est 2 comme dans Cl2Hg, sauf avec Sn qui donne CI#Sn.

Il y a lieu de remplacer Hget+ par un autre cation. dont la caractérisation soit facile, sensible et spécifique. De ce point de vue, c’est le fer qui offre le plus d’avan-

tagesf car il donne, comme on le sait, avec SCNK, une réaction colorimétrique, utilisée d’ailleurs pour son dosage (Lapicque). On opère la réaction colorée en milieu nitrique (Fer —+Fet++), Dans ces conditions, la réaction est spécifique. Elle s’effeetue à l’aide de réactifs sans coloration propre même très faible, ce qui était la.seule objection à l’emploi de la diphénylearbazone.

Nous avons alors fait les mesures suivantes : 19 Directement sur des témoins frais.

20 Directement sur des témoins de 15 jours (effet Stock).

8° Après extraction par Cu, distillation, dissolution sur des solutions fraîches. |

40 Après extraction par HgO selon notre méthode sur des solutions fraîches.

59 Après minéralisation et extraction par Cu à partir d’une urine artificiellement additionnée de Hg++.

"6° Après minéralisation et extraction par notre mé- thode à partir d’une urine artificiellement additionnée de Hg+t+.

Résultats (A est donné en em).

100 y 10 y ly 1/10 y

4,6 0,9 4,0 0,2 4,4 0,8 4,5 0,7 4,5 QT 4,4 0,8

Nous avons alors tenté une série d'expériences sur l’urine d’un sujet sain, bien portant, ayant pris le soir à 21 heures

‘ une cuillerée à soupe de sirop de Gibert, soit 1 cg’de Cl'Hg et 0,50 cg d’IK.

Les résultats sont donnés dans le tableau suivant :

PET No oo vs ———… = }

Heure Volume Recherche Aen.

de la miction | en em: par Al cm Lendemain :

ht 250 C3 cs 0 10h75 “120 NS 0 12h, 4 2900: + très 0.

ot Mn faible Ph: 200 | — 0 He | Gp . 25,0 18 h. 30. 150 L £ LD4,5 AS à 225 Are 18,0 Surlendemain |

6 h. 30. 275: PEL 10,0

AHOPR a" 150 : — 0

NOÉ "50 ee Ko |

Heure Dose .. Hg émis 1 es : ' de la miction par cm3

Lendemain :

RE Te Le — +,

A 2) FN AREA 2 4 y

La recherche de Hg directement sur une prise de sirop de Gibert très dilué, nous a permis de constater une excellente destruction des, 0Ses.