Arsenicului - proprietăți ale elementelor chimice

Arsen (lat Arsenicum.), Ca, un element chimic al grupei V din tabelul periodic, numărul atomic 33, masa atomică 74.9216; cristale de oțel de culoare gri. Elementul este compus dintr-un izotop stabil 75 As.

Informații istorice. compuși ai arsenicului naturali cu sulf (orpiment AS2 S3. realgar AS4 S4) au fost cunoscute de popoarele lumii antice care au folosit aceste minerale ca medicamente și coloranți. A fost cunoscut opărire produs arsenic sulfurat - oxid, arsenic (III) AS2 O3 ( "White arsen"). arsenikon Numele deja găsit în Aristotel; este produsă de arsen greacă - puternic, curajos, și servește pentru a indica compuși arsen (pentru efectul lor puternic asupra organismului). Numele rus este considerat a fi derivat dintr-un „șoarece“ (prin utilizarea de medicamente pentru exterminarea șoarecilor arsen și șobolani). Obținerea de arsenic în stare liberă este atribuită lui Albert cel Mare (în jur de 1250). În 1789, Lavoisier Arsenicul incluse în lista de elemente chimice.

Cantități mici de arsenic sunt necesare pentru viață. Cu toate acestea, în zonele de arsenic din sol și activitățile depozitelor tinere vulcanice uneori conțin până la 1% arsenic, cu boli asociate de animale, distrugerea vegetației. Acumularea de arsen este deosebit de caracteristică a peisajului stepei și deserturi, în soluri care Arsenicul este inactiv. In climatele umede Arsenicul este ușor de spălat din sol.

În materie, o medie de 3 × 10 -5% arsenic care trăiesc, în râuri 3 · 10 -7%. Arsenicul adus de râurile în ocean, este depus relativ repede. Apa de mare este de numai 1 × 10 -7% arsenic, dar în argile și șisturi 6,6 x 10 -4%. minereu de fier sedimentară, noduli Feromanganeziu sunt adesea îmbogățit cu arsenic.

Proprietățile fizice ale arsenic. Arsenicul are mai multe modificări alotropice. În condiții normale, cel mai rezistent la așa-numitul metal sau gri, arsenic (α-As) - serostalnaya masei fragile cristaline; în fractură proaspătă are un luciu metalic, se pătează rapid în aer, ca acoperite de un strat subțire de AS2 O3. Rețeaua cristalină a arsenicul gri romboedric (a = 4,123ÅUnghiul a = 54 ° 10 „x == 0,226) laminat. Densitate 5,72 g / cm3 (la 20 ° C), o rezistivitate electrică de 35 x 10 -8 ohm-m sau 35 · 10 -6 ohm-cm, coeficientul de temperatură al rezistivității electrice de 3,9 x 10 -3 (0 ° -100 ° C), o duritate Brinell de 1470 MN / m 2 sau 147 kgf / mm2 (3-4 pe Moocy); Arsenicul este diamagnetice. Sub sublimează arsenic presiune atmosferică la 615 ° C, fără a se topi, deoarece punctul triplu α-As revine la 816 ° C și o presiune de 36 at. perechi de arsen este format din până la 800 ° C de la molecule AS4. peste 1700 ° C - numai AS2. Când condensarea vaporilor de arsenic pe o suprafață răcită cu aer lichid este format arsen galben - transparent, moale, sub formă de cristale de ceară, o densitate de 1,97 g / cm3 cu proprietăți similare cu fosfor alb. Sub acțiunea luminii sau sub o ușoară încălzire intră gri arsenic. Sunt cunoscute de asemenea modificări amorf sticlos: negru brun arsen și arsenic, care, atunci când este încălzit peste 270 ° C, sunt transformate în gri arsen

Proprietățile chimice ale arsen. Configurația de electroni exterior 3d atom arsen 10 2 4s 4p 3. B Compuși arsen are starea de oxidare +5, +3 și -3. Gri Arsen mult mai puțin activ chimic decât fosfor. Atunci când este încălzit în aer peste 400 ° C arsen aprins, formând AS2 O3. Cu halogeni de arsen se leagă direct; în condiții normale AsF5 - gaz; AsF3. AsCl3. AsBr3 - lichid incolor, ușor volatil; AsI3 și AS2 I4 - cristale roșii. Când este încălzit cu sulfurile arsenic sulf sunt obținute: roșu-portocaliu AS4 S4 și lămâie AS2 galben S3. Pal sulfurat galben precipită AS2 S5 prin trecerea H2 S într-o soluție răcită cu gheață de acid arsenic (sau sărurile acestuia) în acid clorhidric fumans: 2H3 ASO4 + 5H2 S = AS2 S5 + 8H2 O; aproximativ 500 ° C se descompune la AS2 S3 și sulf. Toate sulfurilor arsenic sunt insolubile în apă și acizi diluați. Agenți oxidanți puternici (amestec de HNO3 + HCI, HCI + KClO3) este transformat într-un amestec de H3 ASO4 și H2 SO4. Sulfuri AS2 S3 sulfurilor ușor solubile și polisulfurile de amoniu și săruri ale metalelor alcaline de acid care formează - H3 AsS3 tiomyshyakovistoy și tiomyshyakovoy H3 AsS4. Cu oxigen dă oxid de arsen: oxid, arsenic (III) AS2 O3 - anhidridă arsenios și oxid de arsen (V) AS2 O5 - anhidridă arsenical. Prima dintre acestea este format prin acțiunea oxigenului asupra arsen sau sulfurile, de exemplu 2As2 S3 + 9O2 = 2As2 O3 + 6SO2. vapori AS2 O3 sunt condensate într-o masă sticloasă incoloră, care în timp devine opac datorită formării de cristale mici de sistem cubic, densitatea 3,865 g / cm 3. Densitatea aburului corespunde formulei AS4 O6; peste 1800 ° C cu abur constă din AS2 O3. La 100 g de apă au fost dizolvate 2,1 g AS2 O3 (la 25 ° C). oxid de arsen (III) - compus amfoter-ing, cu o predominanță de proprietăți acide. Sărurile cunoscute (arsenites) Acizi corespunzători ortomyshyakovistoy H3 AsO3 și HAsO2 metamyshyakovistoy; Acizii înșiși nu sunt obținute. Apa solubilă arsenites numai metale alcaline și de amoniu. AS2 O3 și arsenites sunt de obicei reductori (de exemplu, AS2 O3 + 2i2 + 5H2 O = 4HI + 2H3 ASO4), dar poate fi de oxidare (de exemplu, AS2 O3 + 3C = 2AS + CBP).

oxid de arsen (V) este obținut prin încălzirea acidului arsenic H3 ASO4 (200 ° C). Este incolor, aproximativ 500 ° C se descompune AS2 O3 și O2. Acid arsen este obținut prin acțiunea HNO3 concentrat la As sau AS2 O3. sare cu acid arsenic (arsenat) sunt insolubile în apă, cu excepția săruri de metale alcaline și săruri de amoniu. săruri cunoscute, acizi responsabile ortomyshyakovoy H3 ASO4. metamyshyakovoy HAsO3 și piromyshyakovoy H4 AS2 O7; ultimii doi acizi nu se obțin în stare liberă. Când alierea metalelor arsen formează cea mai mare parte compuși (arsenides).

Obținerea de arsenic. Arsenicul este produs comercial prin încălzirea pirita de arsenic:

sau (mai rar), prin reducerea AS2 O3 de cărbune. Ambele procese sunt în retorte de argilă refractară, conectate la receptor pentru condensarea vaporilor de arsenic. trioxid de arsen este preparat prin prăjire a minereurilor oxidative sau arsenicul ca un produs secundar minereurile prăjire, conțin aproape întotdeauna arsenic. In calcinarea oxidativ format o pereche de AS2 O3. care condensează în camerele de captare. Produsul brut AS2 O3 a fost purificată prin sublimare la 500-600 ° C Purificată AS2 O3 este utilizat pentru producerea de arsenic și preparatele sale.

Utilizarea de arsenic. adaosuri mici de arsenic (0,2-1,0% în greutate) sunt introduse în plumb, care servește pentru producerea Pușcă (arsen mărește tensiunea superficială a plumbului topit, astfel încât fracția obține o formă apropiată de formă sferică; arsen crește ușor duritatea plumb). Ca un substitut parțial pentru arsen parte antimoniu a unor aliaje tipografice și Babbitt.

Arsen pur nu este toxic, dar compușii săi sunt solubili în apă sau pot intra în soluție sub acțiunea sucului gastric, o extrem de otrăvitoare; hidrogen arsenios deosebit de periculoasă. Dintre compușii utilizați în producerea de anhidridă arsenios arsenic cel mai toxic. impuritatea arsen conțin aproape toate zăcămintele de sulfuri ale metalelor neferoase precum și fier (sulf) piritele. Prin urmare, atunci când calcinarea oxidativ, împreună cu anhidrida SO2 sulf. formate întotdeauna AS2 O3; cea mai mare parte este condensat în canalele de evacuare, dar fără sau eficiență scăzută a stațiilor de epurare a gazelor de eșapament rudoobzhigatelnyh cuptor antrenează cantități apreciabile de AS2 O3. Arsenicul net, cu toate că nu este toxic, dar atunci când sunt depozitate în aer este întotdeauna acoperit cu un dram de O3 otravă AS2. În absența unei ventilare adecvată a metalelor extrem de periculoase de gravare (fier, zinc) sulfuric tehnic sau acizii clorhidric conținând impurități arsen, așa cum a format astfel, hidrogen arsenios.