XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Химия в криминалистике

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Устьянцева Д.Е. 1

---

1МОУ "СОШ №48" КГО

Воробьева Л.В. 1

---

1МОУ "СОШ №48" КГО

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Химические методы играют важную роль в криминалистике, помогая раскрыть преступления и идентифицировать преступников. От примитивных тестов на определение веществ до современных технологий анализа ДНК, химические методы стали незаменимой частью уголовного расследования.

Мы предположили, что проведение объективных расследований и вынесение беспристрастных решений невозможно без использования химической науки.

Поэтому целью нашей работы стало - познакомиться с методиками химических исследований, применяющихся в криминалистике и апробировать их. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить, проанализировать и обобщить имеющуюся информацию об использовании химических веществ и химических методов в криминалистике.

2. Провести практические химико-криминалистические опыты в школьной лаборатории.

3. Познакомить учащихся МОУ «СОШ №48» с результатами исследовательской работы на профориентационном занятии.

Объект исследования: многообразие химических исследований.

Предмет исследования: содержание и методика химических исследований, используемых в криминалистике.

В основу исследования преступлений положена гипотеза, что проведение объективных расследований и вынесение беспристрастных решений невозможно без использования химической науки.

Для подтверждения гипотезы и решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

1. Анализ научной литературы по вопросам, относящимся к проблеме исследования;

2. Анкетирование;

3. Проведение практических химико-криминалистических опытов;

4. Сравнительный анализ результатов.

Глава 1. Химические методы в криминалистике

1.1 История возникновения криминалистики

Криминалистика - наука, которая разрабатывает систему специальных приемов, методов и средств собирания, исследования и оценки судебных доказательств, применяемых в уголовном процессе для предупреждения, раскрытия и расследования преступлений, а также используемых при судебном рассмотрении уголовных, а в ряде случаев и гражданских.

Химические методы в криминалистике имеют долгую историю. Уже в Древнем Египте и Греции применялись простые химические тесты для выявления следов крови или ядов. Например, в Египте применялась смесь льда и винного уксуса для определения наличия яда в организме.

В течение веков криминалистическая химия продолжала развиваться, используя все новые технологии и методы анализа. В XIX веке, во время промышленной революции, появились первые научно обоснованные методы анализа химических веществ. Одним из самых известных примеров использования химии в криминалистике является исследование яда «арсеника» (мышьяка). Были разработаны специальные тесты на обнаружение арсенитов, а также методы определения дозы и времени, прошедшего после отравления.

Прорыв в криминалистической химии произошел в XX веке, с развитием спектрального анализа и хроматографии. Спектральный анализ позволяет идентифицировать химические вещества по их уникальному спектру поглощения или излучения. Это открыло новые возможности для криминалистического анализа, так как теперь можно было точно определить состав неизвестного вещества и сравнить его с известными образцами. Хроматография, в свою очередь, позволила разделить сложные смеси на компоненты, что особенно полезно для анализа следов на месте преступления.

Современные химические методы в криминалистике намного усовершенствованы и разнообразны. ДНК-анализ стал одним из самых мощных инструментов идентификации преступников. С использованием ПЦР (полимеразной цепной реакции) и электрофореза, ученые могут с высокой степенью точности определить генетический профиль человека и сравнить его с оставленными на месте преступления ДНК следами.

Кроме того, с использованием масс-спектрометрии и газовой хроматографии можно обнаружить следы наркотиков, взрывчатых веществ и других опасных веществ. Эти методы обеспечивают высокую чувствительность и точность при анализе сложных смесей.

С использованием химии криминалисты могут получить надежные доказательства и помочь привлечь законопослушных граждан к ответственности. Химические методы в криминалистике будут продолжать развиваться и совершенствоваться, расширяя возможности уголовного расследования.

1. 2. Эволюция химических методов в криминалистике

В криминалистике уже давно используются химические методы для раскрытия преступлений и подтверждения вины подозреваемых. Однако с течением времени эти методы постоянно совершенствуются и претерпевают эволюцию, благодаря которой появляются совершенно новые технологии, способные значительно улучшить качество и эффективность процесса расследования.

Современные технологии в химической криминалистике также включают использование спектроскопии. Этот метод позволяет исследовать различные вещества и определять их состав, что может быть полезно в раскрытии преступлений. Например, изучение спектра ультрафиолетового, инфракрасного и ядерного магнитного резонанса помогает выявить следы взрывчатых веществ или наркотиков.

Другим примером современных технологий в химической криминалистике является применение масс-спектрометрии. Этот метод позволяет идентифицировать и анализировать молекулярные компоненты различных материалов. Благодаря масс-спектрометрии можно определить, например, вид вещества, которое применялось для отравления человека.

Однако несмотря на все преимущества современных технологий в химической криминалистике, не следует забывать о важности использования классических методик. Например, обнаружение следов крови или отпечатков пальцев остается одной из самых надежных и является необходимой частью расследования преступлений.

Химические методы в криминалистике проделали огромный путь от старых подходов до современных технологий. Применение современных химических методов позволяет значительно увеличить эффективность расследования преступлений и обеспечить большую точность в выявлении причастности подозреваемых. Современные технологии в химической криминалистике – это ключевой инструмент, который помогает справедливости и обществу.

1.3 Первые применения качественного и количественного анализа

Первые применения качественного анализа в криминалистике можно отследить в конце XIX - начале XX века, когда криминалисты начали применять систематическую и научную методику для расследования преступлений. Вот некоторые из первых применений качественного анализа в криминалистике:

1. Анализ отпечатков пальцев: В конце XIX века американский криминалист Фрэнсис Гальтон разработал метод анализа отпечатков пальцев, который позволял идентифицировать преступников по их уникальным паттернам папиллярных линий на пальцах. Этот метод стал основой для современных систем снятия и анализа отпечатков пальцев.

2. Анализ документов: Качественный анализ документов, включая подлинность подписей, рукописей и других элементов документов, стал широко применяться в криминалистике в начале XX века. Это позволяло экспертам проверять аутентичность документов и использовать их как доказательства в суде.

3. Анализ специфических следов: Эксперты начали применять качественный анализ для исследования специфических следов, таких как следы обуви, следы транспортных средств и следы оружия. Они использовали методы сравнительного анализа, чтобы идентифицировать предметы, оставившие след, и связать их с преступниками или местом преступления.

4. Анализ следов на месте преступления: Качественный анализ следов на месте преступления стал важной частью криминалистической работы. Следы крови, волосы, вещества и другие следы анализировались, чтобы определить идентичность преступника, причастность к преступлению и другую информацию, которая могла быть полезной в расследовании.

Это только некоторые из первых применений качественного анализа в криминалистике. С течением времени методы и технологии анализа стали более сложными и точными, и качественный анализ стал неотъемлемой частью современной криминалистики.

Использование реактива для определения известного вещества – это важнейшее достижение можно считать, как точку отсчёта истории аналитической химии. После появления в лабораториях кислот, стал развиваться качественный анализ в растворах, который позволяет определить, из каких компонентов состоит данное вещество.

Один из первых примеров использования количественного анализа в криминалистике — это статистический анализ преступлений. С помощью математических методов анализировали статистические данные по преступлениям, чтобы определить закономерности и тенденции. Например, изучали, какие виды преступлений наиболее распространены, какие факторы влияют на вероятность совершения преступления, и каковы шансы поймать преступника. Также разрабатывали модели и техники для сравнения отпечатков пальцев, графологических признаков или других улик с базой данных, чтобы выявить подозреваемого или установить связь между различными преступлениями. Количественный анализ вещества также позволяет найти соотношение компонентов в нем. Очень давно известно, что нечестные торговцы подмешивали в сметану муку, чтобы увеличить свою прибыль. Для борьбы с такими мошенниками по рынку ходили контролёры, у которых под рукой был раствор йода. Одной капли было достаточно, чтобы разоблачить любителей «подгустить» вкусный продукт: при добавлении йода в испорченный мукой товар появлялась синяя окраска. Характерный синий цвет появляется в результате взаимодействия йода с крахмалом, содержащимся в муке. При необходимости реагент и объект поиска можно поменять местами и использовать крахмал для обнаружения йода. В отсутствие крахмала добавление йода не вызывает посинение. Йодокрахмальная реакция специфична как на йод, так и на крахмал. В то же время она очень чувствительна, потому что раствор йода меняет окраску в присутствии очень малых количеств крахмала.

Глава 2. Практическая часть

Исследование состояло из двух этапов:

1. 1. Анкетирование населения города Копейска Челябинской области по вопросу значения химии в криминалистике;

   2. Проведение ряда опытов, приближенных к тем, которые проводят эксперты-криминалисты, используя аналитический метод и качественные химические реакции.

Вся практическая часть проводилась в химической лаборатории МОУ «СОШ №48» Копейского городского округа

2.1 Анкетирование

Анкетирование было проведено путем опроса жителей на улицах города Копейска Челябинской области. В анкетирование приняли участие 65 человек. Вопросы, которые были заданы людям при анкетировании можно посмотреть в приложении (приложение 1).

Результаты анкетирования:

Диаграмма 1

1. Как вы думаете, связана ли химия с криминалистикой?

65% опрошенных людей (42 человека) считают, что криминалистика неразрывно связана с химией; 20 % (13 человек) – затрудняются ответить, так как их направление работы/учебы не связано с данными науками; 15% (10 человек) считают, что это совершенно разные направления.

Диаграмма 2

2. Могут ли помочь химические анализы в раскрытии преступлений?

54% опрошенных людей (35 человек) затрудняются ответить; 31 % (20 человек) – считают, что химический анализ поможет в раскрытии преступлений; 15% (10 человек) считают, что скорее всего никак не помогут.

Диаграмма 3

3. Может ли химическая экспертиза служить доказательством в судебных делах?

46% опрошенных людей (30 человек) затрудняются ответить; 39 % (25 человек) – считают, что химическая экспертиза не может служить доказательством в судебных делах, нужны более веские аргументы; 15% (10 человек) считают, что это будут неопровержимые доказательства.

Диаграмма 4

4. Есть ли перспективы развития химических методов в криминалистике в будущем?

46% опрошенных людей (30 человек) считают, что у химических методов есть перспективы развития; 39 % (25 человек) – затрудняются ответить; 15% (10 человек) считают, что нужно искать альтернативные методы для расследования преступлений.

Вывод: как и следовало ожидать мнение людей разделились. Большинство опрошенных людей не знают о разнообразии химических знаний и их использовании в криминалистике.

1. 2. Химические эксперименты, показывающие возможность использования химических знаний в криминалистике

2. 2. 1. Методы взятия отпечатков пальцев

Опыт 1. Проявление отпечатков пальцев парами йода

Дактилоскопия – это наука о папиллярных линиях, т.е. узорах, образованных линиями кожи на внутренней поверхности кончиков пальцев.

Цель: научиться находить отпечатки пальцев, при помощи паров йода.

Оборудование: бумага (светлая, лучше клейкая, с одной стороны), стакан химический с крышкой, йод.

Ход работы: для опыта лучше всего подойдет бумага – стикер светлая, небольшая полоска. Чтобы отпечаток получился четкий можно палец приложить к носу или лбу, чтобы на пальце остались кожные выделения. Затем приложить палец к листку. В химический стакан налить небольшое количество йода и приклеить за липкий край нашу полоску с отпечатком. Химический стакан закрыть крышкой, чтобы предотвратить улетучивание паров йода. Спустя некоторое время наблюдать проявление отпечатка пальца (приложение 2).

Вывод: Потожировое вещество, которое находится на нашем теле, в том числе на подушечках пальцев способно адсорбировать пары йода. При этом происходит окрашивание образца в жёлто-бурый цвет.

Опыт 2. Проявление отпечатков пальцев при помощи оксида меди

Цель: научиться находить отпечатки пальцев, при помощи оксида меди.

Оборудование: колба стеклянная химическая или стекло для опытов, салфетка, оксид меди мелкодисперсный, средство для мытья посуды, кисточка.

Ход работы: необходимо взять стеклянную колбу или стекло для опытов, вымыть с помощью средства для мытья посуды, протереть насухо салфеткой. Дождаться полного высыхания колбы и оставить на ней отпечаток пальца. Далее проявить отпечаток пальца при помощи мелкодисперсного оксида меди и кисточки. После нанесения на стекло оксида меди проявиться отпечаток и будет хорошо заметен папиллярный узор (приложение 3).

Вывод: Потожировое вещество, образующее отпечаток пальца, можно выявить при помощи оксида меди.

Опыт 3. Проявление отпечатков пальцев при помощи сажи и талька

Цель: научиться выявлять отпечатки пальцев, при помощи сажи и талька.

Оборудование: ложка столовая, свеча восковая, лист бумаги, тальк, стекло для опытов, кисточка.

Ход работы: чтобы приготовить смесь для обнаружения отпечатков нам понадобится столовая ложка, свечка. Подержим ложку над зажжённой свечой. Через некоторое время она покроется копотью. Соскребем черный налет с ложки на лист бело бумаги или блюдце. Данную процедуру повторим несколько раз, чтобы набрать порошок. Смешаем полученную сажу с равным количеством талька. Порошок готов. Возьмем стекло для химических опытов и оставим там отпечаток пальца. Затем обработаем отпечаток приготовленным порошком. Уберем аккуратно остатки порошка (приложение 4).

Вывод: Потожировое вещество, образующее отпечаток пальца, можно выявить при помощи сажи и талька.

2. 2. 2. Определение подлинности документов

Часто при расследовании преступлений следователям приходится отвечать на вопросы: какими чернилами были подписаны документы? На этот вопрос поможет ответить хроматография. Хроматография – это учение о закономерностях разделения сложных смесей веществ на индивидуальные соединения за счет различий в поглощении.

Опыт 1. Распознавание идентичности состава чернил

Цель: научиться выявлять надписи, написанные одинаковыми чернилами.

Оборудование: лист бумаги, шариковые ручки разных производителей, этиловый спирт.

Ход опыта: На полоски нанесли точки разными чернилами, при этом на две полоски нанесли одинаковые чернила. Полоски опустили в химический стакан с этиловым спиртом и наблюдали за разделением красителя. Через некоторое время было установлено, что оттенки красителей чернил различаются между собой, причина этому различная скорость молекул. По хроматограммам мы установили два одинаковых типа чернил (приложение 5).

Вывод: выявить надписи, написанные одинаковыми чернилами, не составляет труда, используя метод бумажной хроматографии.

Опыт 2. Исследование особенностей проявления писем, написанных разными симпатическими чернилами.

Существуют чернила, которые не оставляют следа на бумаге после их высыхания. Данные чернила представляют собой скорее бесцветные растворы. Такие чернила называются симпатическими. Увидеть, что написано на листке, в случае надписи симпатическими чернилами, можно только после определенного воздействия на бумагу.

Цель: научиться выявлять надписи, написанные симпатическими чернилами.

Оборудование: листы бумаги, сок лимона, хлорид железа, желтая кровяная соль, роданид калия, ватные палочки, горелка.

Ход опыта: возьмём три листа белой бумаги и ватную палочку. При помощи ватной палочки нанесем на разные листы соответственно - сок лимона, роданид калия, раствор жёлтой кровяной соли. После нанесения надписей или рисунков дать высохнуть. После высыхания с помощью разных методик нужно проявить надписи (приложение 6).

Надпись, сделанную соком лимона, необходимо нагреть на таком расстоянии, чтоб не подгорел лист бумаги. Наблюдается проявление коричневатого рисунка.

Надпись, сделанную раствором роданида калия KCNS, проявить раствором хлорида железа (III). Наблюдается проявление красных букв (образование роданида железа (III). 

Надпись, сделанную раствором жёлтой кровяной соли, проявить раствором хлорида железа (III). Наблюдается проявление синих букв (образование берлинской лазури). 

4Fe³⁺Cl₃ +3K₄[Fe²⁺(CN)₆]→12KCl +Fe₄³⁺[Fe²⁺(CN)₆]₃ ↓

Вывод: Разные виды симпатических чернил можно проявить различными способами 

2. 2. 3. Определение подлинности ювелирных изделий

После появления в лабораториях кислот, стал развиваться качественный анализ в растворах, который позволяет определить, из каких компонентов состоит данное вещество.

Опыт 1. Определение подлинности ювелирных изделий при помощи азотной кислоты.

Цель: научиться выявлять подлинные золотые украшения.

Оборудование: золотые украшения, азотная кислота, пипетка.

Ход работы: для экспериментавзяли 3 образца золотых украшений. При помощи пипетки аккуратно нанесем азотную кислоту на наши образцы. Золотые украшения, после нанесения раствора цвет не поменяют. Бижутерия же изменит цвет на зеленый или близкие оттенки. Бижутерия может состоять из разных сплавов, ноу нас эксперимент именно определить золотое украшение или нет. Если изделие меняет свой цвет незначительно, то делаем вывод, что изделие состоит из высокопробных сплавов золота с содержанием меди (приложение 7).

Cu + 4HNO₃ = Cu (NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

Вывод: В данном опыте сплав золота останется неизменным, а поддельные ювелирные изделия приобретут зеленый или серо/черный вид, в зависимости от сплавов металлов.

2. 2. 4. Определение подлинности пятен крови

Как различить является ли обнаруженное пятно кровью или это пятно от краски, кетчупа или совершенно другая жидкость. Чем больше проходит времени, тем сложнее на глаз установить истину. Кровь с течением времени окисляется и становиться темнее, оттенок может доходить до темно бурого или черного цвета. Краска, конечно же не потемнеет и останется такой же по цвету, но есть и другие жидкости, которые при высыхании темнеют. Определение по цвету пятна свежего или засохшего не совсем верный способ определения. Можно попробовать определить по запаху: кровь пахнет специфическим металлическим запахом, краска пахнет химией. Но после продолжительного времени запах становится еле слышен.

Рассмотрим некоторые способы, которыми пользуются криминалисты. В судмедэкспертизе используют для экспресс анализов крови качественные реакции окисления фенолфталеина. Данный метод основан на окислении фенолфталеина пероксидом водорода, катализируемого геммогруппой (гемоглобина крови). При этом раствор фенолфталеина меняется на красный.

Опыт 1. Обнаружение пятен крови с помощью перекиси водорода.

Цель: научиться определять подлинные пятна крови.

Оборудование: перекись водорода (H₂O₂), дистиллированная вода, ткань, капля крови, кетчуп.

Ход опыта:возьмем дваподготовленных кусочка ткани и нанесем каплю крови и кетчупа. Дадим нашим образцам высохнуть. Влажным ватным диском смочим образцы ткани с пятнами крови и кетчупа, добавим 1 каплю щелочного раствора фенолфталеина, и несколько капель раствора перекиси водорода. Наблюдаем результат: ткань с образцом крови начала вспениваться, в опыте с кетчупом признаков изменений не наблюдали (приложение 8).

2H ₂O₂ (кат.)= 2H₂O + O₂

Вывод: в образце с кровью наблюдали вспенивание и появление розового оттенка, в опыте с кетчупом признаков изменения не наблюдали.

Заключение

По результатам исследовательской работы мы можем сделать следующие выводы:

1. Проанализировав литературу, мы можем сказать, что химические методы в криминалистике имеют долгую историю.

2. Анкетирование показало, что многие респонденты не знают о значении химического анализа в раскрытии преступлений.

3. В школьной лаборатории с помощью химических реакций мы провели ряд криминалистических исследований.

Таким образом, мы доказали, что использование химических знаний в криминалистике имеет огромное значение и имеет широкое применение

Список литературы

1. Химия. 9 класс: учеб. Для общеобразоват. организаций / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.А. Сладков. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2021

2. Основы химии биологически активных веществ: Учебное пособие для вузов/И.В. Галкина – Казань: Казанский государственный университет, 2009. – 152 с.

3. Химико-криминалистические методы исследования: Учебное пособие/ В.Л. Фетисов, Н.О. Крылов, Г.А. Егоров - С.-Пб.: Питер, 2003.

Приложение 1

5. Как вы думаете, связана ли химия с криминалистикой?

а) да б) нет в) затрудняюсь ответить

6. Могут ли помочь химические анализы в раскрытии преступлений?

а) да б) нет в) затрудняюсь ответить

7. Может ли химическая экспертиза служить доказательством в судебных делах?

а) да б) нет в) затрудняюсь ответить

8. Есть ли перспективы развития химических методов в криминалистике в будущем?

а) да б) нет в) затрудняюсь ответить

Приложение 2

Проявление отпечатков пальцев парами йода

Рис.1 Рис.2

Рис.3

Приложение 3

Проявление отпечатков пальцев при помощи оксида меди

Рис.4 Рис.5

Приложение 4

Проявление отпечатков пальцев при помощи сажи и талька

Рис.6 Рис.7

Приложение 5

Распознавание идентичности состава чернил

Рис.8

Приложение 6

Исследование особенностей проявления писем, написанных разными симпатическими чернилами

Рис.9 Рис.10

Приложение 7

Определение подлинности ювелирных изделий при помощи азотной кислоты

Рис.14 Рис.15

Рис.16

Приложение 8

Обнаружение пятен крови с помощью перекиси водорода

Рис.17

ис.18 Рис.19