CUANTIFICACIÓN DE CN (SEMILLAS Y FORRAJES) DOMÍNGUEZ VILLA FRANCISCO XAVIER GAMA BRAMBILA RODRIGO ANTONIO VARGAS NERI LUCERO DEL CARMEN MEDINA HERNANDEZ JONATHAN Universidad Nacional Autónoma de México. Departamento Departamento de Ciencias Biológicas y de la Salud, Sección de Bioquímica y Farmacología Farmacología Humana Laboratorio de Toxicología e Higiene Pública, . ABSTRACT Cyanide is one of the most toxic compounds in nature. The molecular structure of this compound consists in a carbon atom triple-bonded to nitrogen. It has great affinity to form bonds with divalent metal ions such as iron (III) ion found in hemoglobin becoming this this toxic agent even more dangerous. dangerous. Cyanide intoxication leads in intracellular hypoxia by binding with the cytochrome oxidase a3, interrupting the oxidative phosphorylation that is essential for life. Because of this, it is important to determinate the presence of cyanide in some materials or foods we use or eat in order to prevent acute cyanide intoxications In nature we can find cyanide inside of some seeds of forages making people prone to be intoxicated. This study is a semi quantitative determination of cyanide in seeds of peach, plum, lime, apple, mango and avocado by means of Gignard reactive paper. Besides, a distillation of hydrocyanic acid in yucca and sorghum was performed. Results show the approximate quantity of cyanide in the seeds of the different fruits used and also that in yucca and sorghum . RESUMEN
El cianuro es uno de los compuestos más tóxicos en la naturaleza. La estructura molecular de este compuesto consiste en un átomo de carbono unido a nitrógeno mediante un enlace triple. Éste tiene gran afinidad por los iones metálicos, tal como el ion hierro (III) presente en la hemoglobina, haciéndose un agente tóxico aun más peligroso. La intoxicación por cianuro produce hipoxia intracelular al unirse con la citocromo oxidasa a3, interrumpiendo la fosforilación oxidativa, la cual es esencial para la vida. Por ello es importante determinar la presencia de cianuro en algunos materiales o alimentos de uso o ingesta comunes para prevenir intoxicaciones agudas por cianuro. En la naturaleza el cianuro puede ser encontrado en se millas y forrajes haciendo a la gente g ente susceptible a intoxicaciones. Este estudio es una cuantificación semicuantitativa de cianuro en semillas de durazno, ciruela, limón, manzana, mango y aguacate ag uacate por medio de la tira reactiva r eactiva de Gignard. Además se realizó una destilación de ácido cianhídrico de la yuca y el sorgo. Los resultados muestran una cantidad aproximada del cianuro en las semillas de las diferentes frutas utilizadas y de la l a yuca y el sorgo. Objetivos Identificar las fuentes naturales de exposición a cianuro, además del riesgo individual que puede presentar una intoxicación por cianuros. Analizar el fundamento de las técnicas de identificación identificación y cuantificación cuantificación de cianuro en muestras de diferentes semillas. Página 1
Aplicar las técnicas para la identificación y cuantificación de cianuros en el laboratorio
Introducción El acido cianhídrico es un liquido volátil, incoloro con olor característico a almendras amargas. Las causas de intoxicación con los cianuros son muy variadas debido al extendido uso que se les ha dado. Se han utilizado como elemento en ajusticiamiento, en la industria se usa en metalurgia, joyería, cianuracion a nivel industrial de metales. En el área médica y biológica se usa con frecuencia, lo cual facilita la disponibilidad de este elemento y la ocurrencia no solo de accidentes, si no también de suicidios. En vegetales se encuentra formando compuestos cianogenéticos en gran variedad de plantas, las cuales pueden causar intoxicaciones mortales, especialmente en niños. Vegetales como las almendras, el ceibo de agua, las cerezas, el durazno, el laurel, el lino, la yuca, el casabe y plantas hornamentales como la hortensia, contienen glucósidos cianogénicos (amigdalina), que les confiere el olor característico y que son causa de intoxicación cianhídrica. La dosis letal esta entre 150 y 200 miligramos, dosis total pura en adulto. La inhalación de 0.3mg/L produce la muerte. El control de la contaminación en aquellas personas que laboran con cianuro puede hacerse midiendo las cifras de tiocianatos en plasma o en orina: y y
Tiocianatos en plasma Tiocianatos en orina creatinina
<0.6mg/100ml <2.5mg/gramo de
Una de las características que nos permiten entender la alta toxicidad del cianuro, es el hecho de que los complejos (cianuro + metales) son solubles en agua y de esta forma se pueden <> metales tóxicos para los eres vivo (Cd, Cr, Pb, Hg, As). El cianuro tiene gran afinidad por el hierro férrico (Fe+++); mediante este mecanismo intoxica la citocromo a3, originando asi un bloqueo de oxigenación de los tejidos, es decir, que produce una anoxia-anóxica por intoxicación histotóxica.
En el SNC la sustancia gris, el hipocampo, el cuerpo estriado y la sustancia negra, son comúnmente afectados; esta distribución de los efectos del cianuro está asociada con la anoxia histotóxica. El cianuro también puede lesionar la sustancia blanca, particularmente el cuerpo calloso. El cianuro causa hipotensión por los defectos sobre el corazón. El ión cianuro estimula directamente los quimiorreceptores del cuerpo carotídeo y de los cuerpos aórticos, produciendo hipernea. Las alteraciones cardíacas son evidenciables después, puesto que el corazón persiste más tiempo en sus funciones que el sistema respiratorio.
Desarrollo experimental Para realizar la prueba de identificación de cianuros se realizaron dos pruebas; una cualitativa, fundamentada en una reacción con picratos, y otra cuantitativa, por el método de titulación alcalina. a) Método cualitativa para detección de cianuros: Se realizo una solución patrón a partir de 120mg de KCN aforados a 100ml, posteriormente se tomo una alícuota de 20ml, y se aforo a 100ml (240ppm de KCN equivalentes a 100ppm de HCN). Una vez realizada la curva con la solución patrón, se pesaron 2g de muestra seca, se maceraron y posteriormente se colocaron en un frasco con 10 ml de agua. Se introdujo en el frasco una tira reactiva de Guignard evitando tocar las paredes, y se coloco en un baño maría durante 5minutos a 35 . °
b) Método de titulación alcalina para detección de HCN. Se pulverizaron 10 a 20g de muestra y se colocaron en un matraz con 200ml de agua dejando reposar por 14 horas. Posteriormente se realizo un destilado y se recibió en un vaso pp con 20ml de agua con 0.5g NaOH, hasta un volumen de 150ml. Se aforo a 250ml con agua destilada, y se tomaron 2 alícuotas de 100 cada una; se adicionaron respectivamente 8ml de NH4OH 6N, y 2ml de KI 5%. Finalmente se titulo con AgNO3 0.02N hasta la aparición de turbidez verde lechosa.
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Resultados
Mecanismo de reacción
Tabla 01) Resultados de la identificación de HCN en las semillas de diferentes frutas por medio de la tira reactiva de Grignard Equipo
Muestra
<10 <10 <10 50
Peso muestra (g) 2 0.091 2 2
30 10 <10 10 <10 <10
2 2 2 2 2 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Limón Ciruela Durazno Ciruela Pasa Manzana Mamey Poma rosa Durazno Aguacate Aguacate
Tabla 02). Resultados de la valoración alcalina de acuerdo al tipo de materia prima utilizada
EQUIPO
MUESTRA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sorgo Yuca Sorgo Sorgo Sorgo Sorgo Sorgo Sorgo Yuca Sorgo
X DE VOLMEN GASTADO (mL) 0.65 1 0.3 0.3 0.8 0.4 0.3 0.35 1.1.5 1.5
VOLUMEN DEL DESTILADO (mL) 176 150 150 158 175 160 150 150 155 150
Mg de HCN
0.675 1.0384 0.3115 0.3115 0.8307 0.4153 0.3115 0.3634 1.1942 1.5576
Cálculo de la cantidad de cianuro en la muestra Nuestra cantidad de muestra pesada fueron 20.2 g de Yuca, la cual después del destilado se aforo a 250 ml Se tomaron 2 alícuotas de 100 ml a las cuales se adicionó 8ml de NH4OH 6N y 2ml de KI al 5% Alicuota 1 Se gastaron 1.0 ml de la solución de AgNO3 0.02N 1.04ml de AgNO3 ( 0.02N) = 1.08 mg de HCN 1.0ml de AgNO3 (0.02N) = X X=1.038 mg de HCN mg de HCN en la muestra = 2.595 mg
=
Alicuota 2 Se gastaron 1.0 ml de la solución de AgNO3 0.02N 1.04 ml de AgNO3 ( 0.02N) = 1.08 mg de HCN Página 3
1.0 ml de AgNO3 (0.02N) =
X ON
X= 1.038 mg de HCN mg de HCN en la muestra = 2.595 mg
OH
OH
NO
+
= NO
Las cantidades obtenidas 2.595mg HCN en la muestra Muestra 20.2 g 0.0202 Kg
ON
ácido pícrico
2HCN
NHOH
medio alcalino
+ NC
CN NO
isopurpurina
2.595 mg HCN ------ 0.0202 Kg muestra X -----1 Kg muestra = 128.4653 ppm de HCN
Análisis de resultados Esta practica se
utilizo yuca con la finalidad de
identificar la presencia de cianuro para lo cual empleamos una un método volumétrico donde el
El HCN al entrar en contacto con el ácido pícrico presenta una coloración roja debido a la formación de isopurpurina en presencia de un grupo alcalino. El color se desarrolla a una temperatura de 37ºC y puede permanecer sin alteración durante 2 meses. La sensibilidad del método es de 1g de HCN en 100 ml de agua.
cianuro se encuentra como glucósido cianógeno, en el caso de la yuca este glucósido cianógeno es la limarina cuya
estructura
química
corresponde
a
Las semillas contienen glucósido cristalino llamado amigdalina que forma ácido cianhídrico y es venenoso, se libera el cianuro por hidrólisis enzimática debido a la presencia de la beta glucosidasa. Las tiras reactivas de Guignard consiste en tiras de papel filtro humedecidas en una solución de ácido pícrico al
del cual es liberado el cianuro por
1% y carbonato de sodio al 10%. La prueba es positiva si
autolisis al momento de pulverizar la muestra y dejarla
la tira cambia de color amarillo a color naranja o rojo
reposar
ladrillo.1 Con respecto a nuestras muestras analizadas
Debido a la volatilidad del HCN es necesario conectar a
todas dieron positivo, pues si presentaron la coloración
un aparato de destilación que burbujee en una solución
determinada, de tal forma que todas las muestras
con NaOH, en el cual se estabiliza el ión cianuro
contienen HCN
HCN + NaOH CN + H2O + OH Y se procede a valorar las alícuotas con nitrato de plata
En esta prueba podemos observar que la cantidad de
y yoduro de potasio como indicador
manzana, en comparación con las otras clases de
-
2-
2CN + Ag -
+
+
-
-
Ag(CN)2
I + Ag AgI(Amarillo) El yoduro reacciona con el exceso de plata cuando no hay más cianuro disponible, lo que da como resultado yoduro de plata color amarillo que indica el fin de la valoración. El método de Guignard aprovecha una reacción sensible y específica
HCN es mayor en las semillas de ciruela pasa y de
semillas. Como se puede observar la cantidad de cianuro es baja, por lo que la ingestión de estos frutos no representa un riesgo para la salud en un corto plazo, ya que para alcanzar la dosis letal esta entre 150 y 200 miligramos, dosis total pura en adulto. La inhalación de 0.3mg/L produce la muerte así pues como lo vemos en los resultados las cantidades de CN no son tan elevadas Página 4
como para provocar la muerte de una persona, a hora bien la ingesta continua de estas semillas pudiera resultar en una intoxicación crónica con los daños que esto conlleva Conclusiones y
y
y
Se identificaron las fuentes naturales de exposición a cianuro, además, se evaluó el riesgo individual que puede presentar una intoxicación por cianuros, de manera accidental en la mayoría de los casos. Se analizó el fundamento de las técnicas utilizadas en la identificación y cuantificación de cianuro en muestras de diferentes semillas. Se aplicaron las técnicas más comunes para la identificación y cuantificación de cianuros en el laboratorio
Referencias: GOVANTES Betes, Jesus; Govantes Esteso, Carlos. "Manual Normon". 7ª edición. Laboratorios Normon S.A., Madrid, 1999. pag 624-625, 683 Casarett y Doull "Fundamentos de Toxicología" editorial McGraw-Hill Interamericana, Madrid, España 2005 paf 274-281
Córdoba Darío, 2006, Toxicología, 5° edición, El manual moderno, Bogotá, pp. 366-369
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