Ce este arsenicul Caracteristici, proprietăți și aplicații

Arsen - chimic grup de elemente de azot (grupa 15 din tabelul periodic). Acest luciu metalic gri substanță friabil (α-arsenic), cu o rețea cristalină romboedric. Atunci când este încălzit la 600 ° C După cum sublimează. După răcire, un abur, o nouă modificare - arsenic galben. Deasupra 270 ° C toate As se deplasează în arsenic negru.

Istoria descoperirii

Faptul că acest arsenic a fost cunoscut cu mult înainte de recunoașterea elementelor sale chimice. IV c. BC. e. Aristotel a vorbit despre o substanță numită „sandarak“, care este acum crede că au fost realgar, sau sulfură de arsen. Iar în secolul I î.Hr.. e. scriitori Pliniy Starshy și Dioscorides descris Pedany orpiment - colorant AS2 S3. In XI. n. e. Se disting trei tipuri de "arsenic": alb (AS4 O6), galben (AS2 S3) și roșu (AS4 S4). Articolul în sine, probabil, a fost izolat pentru prima dată în secolul al XIII-lea, Albert cel Mare, care a remarcat apariția substanței metal cum ar fi atunci când Ars, de asemenea, cunoscut sub numele de AS2 S3. Acesta a fost încălzit cu apă și săpun. Dar încrederea în faptul că omul de știință natural a fost de arsen pur, nr. Prima dovadă reală a alocării unui element chimic pur este datat la 1649. farmacist german Iogann Shreder preparat arsen, încălzirea acestuia în prezența monoxidului de carbon. Mai târziu Nicolas Lemery, doctor francez și chimist observat formarea acestui element chimic prin încălzirea unui amestec de oxid, și săpunuri de potasiu. La începutul secolului al XVIII-lea, arsenic era deja cunoscut ca un semi-metalic unic.

răspândire

crusta și Pământul este o concentrație scăzută de arsenic a fost de 1,5 ppm. Acesta se găsește în sol și minerale și poate ajunge în aer, apă și sol din cauza eroziunii de vânt și apă. Mai mult decât atât, un element care intră în atmosferă din alte surse. Ca rezultat al erupții vulcanice din aer este eliberat circa 3 mii. T arsen pe an, microorganismele formeaza 20 mii. T metilarsina volatile un an, și, ca urmare a arderii combustibililor fosili în aceeași perioadă, se alocă 80 mii. T.

În ciuda faptului că ar fi - o otravă mortală, este o componentă importantă a puterii unor animale și, eventual, umană, cu toate că doza necesară nu trebuie să depășească 0,01 mg / zi.

Arsenicul este extrem de dificil să se traducă într-o stare solubilă în apă sau volatile. Faptul că este destul de mobil, înseamnă că o concentrație mare de substanță în orice loc nu poate apărea. Pe de o parte, acest lucru este bun, dar pe de altă parte - ușurința cu care se răspândește, este motivul pentru care contaminarea arsenic devine o problemă mai mare. Din cauza activităților umane, în principal, prin minerit și de topire, de obicei imobile migreaza element chimic, iar acum pot fi găsite nu numai în locurile de concentrare sale naturale.

Cantitatea de arsenic din crusta este de aproximativ 5 g per tonă. În spațiu, se estimează ca fiind concentrația de 4 atomi per milion atomi de siliciu. Acest element este distribuit pe scară largă. O cantitate mică este prezentă în stare nativă. De obicei, formarea de 90-98% arsenic puritate apar împreună cu metale, cum ar fi antimoniu și argint. Cea mai mare parte, cu toate acestea, este o parte din mai mult de 150 de minerale diferite - Sulfuri, arsenides, sulphoarsenides și arsenitul. Arsenopyrite FeAsS este una dintre cele mai comune minerale, care poartă. Alți compuși ai arsenicului comun - minerale realgar AS4 S4, orpiment AS2 S3, loellingite FeAs2 și enargit Cu3 AsS4. De asemenea, oxidul de arsen comun. Cele mai multe din acest material este un produs secundar al topirii cuprului, plumb, cobalt, și minereuri de aur.

În natură, există doar un singur izotop stabil de arsenic - 75 As. Dintre izotopi radioactivi artificiali eliberați 76 În c timp de înjumătățire de 26,4 ore. Arsen-72, -74 și -76 sunt utilizate în diagnosticarea medicală.

Producția industrială și utilizarea

arsen metalic arsenopyrite preparat prin încălzire la 650-700 ° C, fără accesul aerului. Dacă arsenopyrite și alte minereuri metalice încălzite cu oxigenul, intră ușor Ca și în ea în sublimează compus care formează ușor AS4 O6. De asemenea, cunoscut sub numele de „arsenic alb“. vapori de oxid au fost colectate și condensat, și ulterior re-purificat prin sublimare. Cele mai multe După cum este produs prin reducerea carbonului arsenic alb astfel obținut.

Consumul mondial de arsenicul metalic este relativ mic - doar câteva sute de tone pe an. O mare parte din ceea ce se consumă, provine din Suedia. Este utilizat în metalurgie, din cauza proprietăților sale metaloizi. Aproximativ 1% din arsenicul este utilizat la fabricarea alicelor de plumb, deoarece îmbunătățește rotunjimea picăturile topite. Proprietățile aliajului lagărului pe bază de plumb sunt îmbunătățite atât în ​​caracteristicile termice și mecanice ale când conțin aproximativ 3% din arsenic. Prezența unor mici cantități de acest element chimic din aliaje de plumb le temperează pentru utilizare în baterii și armura cablului. impurități mici sunt rezistența la arsenic creștere coroziune și a proprietăților termice ale cupru si alama. Substanța chimică elementară pură Ca de bronz este utilizat pentru aplicarea acoperirilor și în pirotehnie. arsenic extrem găsește aplicarea în tehnologia semiconductoarelor, unde este utilizat cu siliciu și germaniu, precum și sub formă de arseniura de galiu (GaAs) în diode, lasere și tranzistori.

Ca și compuși

Deoarece arsen valență este 3 și 5, și are mai multe stări de oxidare -3-5, elementul poate forma diferite tipuri de compuși. Cele mai importante semnificație comercială oxizii săi, care sunt principalele forme de AS4 O6 și AS2 O5. oxid de arsen, cunoscut sub numele de arsenic alb - un produs secundar minereuri de cupru, plumb și alte metale, precum și minereuri sulfuroase și arsenopyrite prăjire. El este materia primă pentru majoritatea celorlalți compuși. În plus, este utilizat în pesticide, utilizat agent decolorant în fabricarea sticlei și conservant pentru piele. pentoxid arsenic este format atunci când sunt expuse la oxidant (de exemplu, acid azotic), arsenicul alb. Acesta este principalul ingredient al insecticide, erbicide și adezivul pentru metal.

Arsina (AsH3), gaz incolor toxic format din hidrogen și arsenic, - este o altă substanță cunoscută. Substanta, de asemenea, numit hidrogen arsenical sunt preparați prin hidroliza arsenides de metal și de recuperare a metalelor din compuși ai arsenicului în soluții acide. El si-a gasit ca un dopant în semiconductori și gaze otravă militare. În agricultură, acid mare importanță arsenic (H3 ASO4), arseniat de plumb (PbHAsO4) și arseniat de calciu [Ca3 (ASO4) 2], care se utilizează pentru sterilizarea solului și combaterea dăunătorilor.

element chimic care formează o multitudine de compuși organici - arsen. Kakodin (CH3) 2 As-As (CH3) 2. de exemplu, utilizată în prepararea unui agent deshidratant utilizat pe scară largă (agent de uscare) - acid cacodilic. compus organic complex al unui element utilizat în tratamentul anumitor boli, cum ar fi dizenteria amoebice cauzate de microorganisme.

proprietățile fizice

Ce este arsenicul în ceea ce privește proprietățile sale fizice? In starea sa cea mai stabila, este o culoare gri casant oțel solid cu o conductivitate termică și electrică scăzută. Deși unele forme de cum sunt metal cum ar fi, misiunea lui de a nemetale - o caracterizare mai exactă a arsenic. Există și alte tipuri de arsenic, dar acestea nu sunt foarte bine studiate, în special sub formă metastabilă galben, constând din molecule de AS4. cum ar fi P4 fosfor alb. sublimează de arsen la o temperatură de 613 ° C, și în forma în care există ca o pereche de molecule AS4. care nu disociază la o temperatură de aproximativ 800 ° C AS2 privind disocierea completă a moleculei are loc la 1700 ° C

Structura atomică și capacitatea de a forma legături

Formula arsenic electronic - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 - cum ar fi azot și fosfor, care are cinci electroni în învelișul exterior, dar diferă de acestea în prezența a 18 electroni în coajă penultimul în loc de două sau opt. Adăugarea de 10 sarcini pozitive în miez în timpul umplerii cinci 3d-orbitali cauzează adesea scăderea generală a norului de electroni și creșterea elementelor electronegativitate. Arsenicul în tabelul periodic pot fi comparate cu alte grupuri, care demonstrează în mod clar acest model. De exemplu, este în general acceptat că zincul este mai electronegativ decât magneziul și galiu - decât aluminiul. Cu toate acestea, în grupul următor, această diferență scade, și mulți nu sunt de acord cu faptul că Germania electronegativitate de siliciu, în ciuda abundenței de probe chimice. Această tranziție de la 8 la 18 cu membrana celulelor de fosfor la arsenic poate crește electronegativitatea, dar rămâne controversată.

Similaritatea Deoarece mantaua exterioară și P indică faptul că ele pot forma trei legături covalente per atom în prezența perechi suplimentare de electroni nelegat. De aceea, oxidarea trebuie să fie 3 sau -3, în funcție de electronegativitatea relativă reciprocă. Structura arsenic sugerează, de asemenea, posibilitatea de a folosi un extern d-orbitali pentru extinderea octetul care permite elementului pentru a forma un 5 legături. Se realizează numai în reacția cu fluor. Prezența unei perechi de electroni libere pentru formarea compușilor complecși (prin donare de electroni) La fel ca în atom apare mult mai mică decât fosfor și azot.

Arsenicul este stabil în aer uscat, dar în umed acoperit cu oxid negru. vaporii săi arde cu ușurință, formând AS2 O3. Ce este arsenicul în stare liberă? Nu este practic expus la apă, baze și acizi inoxidanți, dar este oxidat cu acid azotic la o stare de +5. Deoarece arsenic reacționează halogeni, sulf și multe metale formează arsenides.

chimie analitică

Substanța poate fi detectată calitativ arsenic ca orpiment galben precipită sub acțiunea unei soluții de acid clorhidric 25%. Urmele de Ca, de obicei, determinată prin conversia sa la arsina, care poate fi detectată prin testul martie. Arsina este descompus termic pentru a forma o oglindă neagră de arsenic în interiorul tubului îngust. Prin metoda sondei Gutzeit impregnat cu clorură de mercur sub acțiunea arsina întunecat datorită precipitării mercurului.

Caracteristici toxicologice arsenic

toxicitatea celulară și derivații săi sunt larg variază într-o gamă largă, de la arsina extrem de toxice și derivații săi organici pur și simplu ca, care este relativ inert. Aceasta este arsenic, a declarat utilizarea compușilor săi organici ca agenți de război chimic (levizită) și agent defoliant blister ( „albastru agent“, bazat pe un amestec apos de 5% de acid cacodilic, sare de sodiu de 26% din aceasta).

În general, derivații acestui element chimic irita pielea si cauza dermatita. De asemenea, recomandat de protecție de la inhalarea de praf cu conținut de arsenic, dar cele mai multe intoxicatii se produce atunci când sunt ingerate. Concentrația maximă admisibilă Ca în praf pe zi de opt ore este de 0,5 mg / m 3. Doza arsina se reduce la 0,05 părți per milion. Pe lângă utilizarea compușilor elementului chimic ca erbicide și pesticide, aplicarea arsen în farmacologie a dat salvarsan - primul medicament de succes împotriva sifilis.

Impactul asupra sănătății

Arsenicul este unul dintre elementele cele mai toxice. Compuși anorganici ai produsului chimic gasit in mod natural in cantitati mici. Utilizatorii pot fi expuși la arsenic prin alimente, apă și aer. Expunerea poate apărea la contactul pielii cu solul contaminat sau apa.

Efectele substanțelor sunt supuse persoanele care lucrează cu ei, trăiesc în case construite din lemn tratat cu ei, și pe terenurile agricole, care în trecut a folosit pesticide.

arsenic anorganic poate provoca diverse efecte asupra sănătății, cum ar fi iritarea stomacului și intestinelor, scăderea producției de celule sanguine roșii și albe, schimbarea pielii și iritații pulmonare. Se presupune că absorbția unei cantități semnificative a acestei substanțe poate crește șansele de a dezvolta cancer, in special cancer de piele, plămân, ficat și sistemul limfatic.

concentrații foarte mari de arsenic anorganic sunt cauza infertilitate si avort spontan la femei, dermatita, scăderea rezistenței la infecții, probleme cardiace si leziuni ale creierului. Mai mult, acest element chimic este capabil de a deteriora ADN-ului.

doza letala de arsen alb este de 100 mg.

Compusul organic al unui element sau a cancerului sau deteriora codul genetic nu cauzează, dar doze mari poate provoca efecte adverse asupra sănătății umane, cum ar fi de a provoca tulburări nervoase sau dureri la nivelul abdomenului.

Ca proprietăți

Proprietățile fizice ale arsenicului în urma chimice de bază și:

• Numărul atomic - 33.
• greutate atomică - 74.9216.
• Punct de topire mucegai gri - 814 ° C, la o presiune de 36 atmosfere.
• Densitate mucegai gri - 5,73 g / cm3 la 14 ° C
• Densitatea formei galbene - 2,03 g / cm3 la 18 ° C
• Formula arsenic Electronic - 1s 2s 2 2 2 2p 6 3s 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
• starea de oxidare - -3, +3, +5.
• Valența arsenic - 3, 5.