ما هو الزرنيخ؟ الخصائص والخصائص والتطبيق. الموسوعة الكبرى للنفط والغاز

الزرنيخ

الزرنيخ-أ؛ م.

1. العنصر الكيميائي (As) هو مادة صلبة سامة ذات لون رمادي لامع تدخل في العديد من المعادن. أكسيد الزرنيخ. الحصول على الزرنيخ.

2. منتج طبي يحتوي على هذه المادة أو مركباتها (يستخدم كمقوي عام ومضاد للميكروبات وغيرها). العلاج بالزرنيخ. آثار الزرنيخ على النهايات العصبية.

◁ الزرنيخ، أوه، أوه. اتصالات م. حمض م. م المخدرات. التسمم م.الزرنيخ، أوه، أوه. عفا عليها الزمنالزرنيخ، أوه، أوه. ● الاسم الروسي لهذا العنصر يأتي من كلمة "الماوس"، لأنه. تم استخدام الزرنيخ على نطاق واسع لقتل الجرذان والفئران.

الزرنيخ

(lat. الزرنيخ)، العنصر الكيميائي للمجموعة الخامسة من الجدول الدوري. الاسم الروسي يأتي من "الفأر" (تم استخدام مستحضرات الزرنيخ لإبادة الفئران والجرذان). أشكال عدة تعديلات. الزرنيخ العادي (ما يسمى بالمعادن أو الرمادي) عبارة عن بلورات هشة ذات لمعان فضي. الكثافة 5.74 جم/سم3، تتسامى عند 615 درجة مئوية. في الهواء يتأكسد ويتلاشى. يستخرج من خامات الكبريتيد (معادن الزرنيوبيرايت، الأوربيمنت، الريجار). مكون من السبائك مع النحاس والرصاص والقصدير وغيرها ومواد أشباه الموصلات. مركبات الزرنيخ نشطة من الناحية الفسيولوجية وسامة. كان بمثابة أحد المبيدات الحشرية الأولى (انظر، على سبيل المثال، الزرنيخات المعدنية). تستخدم مركبات الزرنيخ غير العضوية في الطب كعوامل مقوية ومقوية عامة، في حين تستخدم المركبات العضوية كمركبات مضادة للميكروبات ومضادة للأوالي (في علاج مرض الزهري، وداء الأميبات، وما إلى ذلك).

الزرنيخ

الزرنيخ (باللاتينية الزرنيخ، من الزرنيخ اليوناني - قوي)، كما (اقرأ "الزرنيخ")، عنصر كيميائي برقم ذري 33، الكتلة الذرية 74.9216. يوجد نظير واحد مستقر، 75 As، في الطبيعة. يقع في المجموعة VA في الفترة الرابعة من الجدول الدوري للعناصر. التكوين الإلكتروني للطبقة الخارجية 4 س 2 ص 3 . حالات الأكسدة +3، +5، -3 (التكافؤ III، V).
نصف القطر الذري 0.148 نانومتر. نصف قطر الأيون As 3- هو 0.191 نانومتر، والأيون As 3+ هو 0.072 نانومتر (رقم التنسيق 4)، والأيون As 5+ هو 0.047 نانومتر (6). طاقات التأين المتتابعة هي 9.82، 18.62، 28.35، 50.1 و 62.6 فولت. بولينج السالبية الكهربية (سم.بولينج لينوس) 2.1. اللافلزية.
مرجع تاريخي
لقد عرف الإنسان الزرنيخ منذ العصور القديمة، عندما تم استخدام معادن الأوربيمنت كأصباغ. (سم.أوريبيجمينت)كما 2س3 وريجار (سم.رهج الغار)كما 4 S 4 (توجد إشارات عنها في أرسطو) (سم.أرسطو).
لاحظ الكيميائيون عند تكليس كبريتيد الزرنيخ في الهواء أن تكوين ما يسمى بالأكسيد الأبيض هو 2 O 3:
2As 2 S 3 +9O 2 =2As2O 3 +6SO 2
وهذا الأكسيد سم قوي يذوب في الماء والخمر.
كما تم الحصول عليه لأول مرة بشكل حر بواسطة الكيميائي الألماني أ. فون بولدستندت في القرن الثالث عشر عن طريق تسخين أكسيد الزرنيخ بالفحم:
كما 2 يا 3 +3С=2As+3СО
ولتصوير الزرنيخ، استخدموا علامة الثعبان المتلوي بفم مفتوح.
التواجد في الطبيعة
الزرنيخ هو عنصر تتبع. المحتوى الموجود في القشرة الأرضية هو 1.7·10-4% من الكتلة. هناك 160 معدنًا معروفًا يحتوي على الزرنيخ. نادرا ما توجد في حالتها الأصلية. معدن ذو أهمية صناعية - الزرنيخبيريت (سم.أرسينوبيرايت) FeAsS. كما يوجد غالباً في خامات الرصاص والنحاس والفضة.
إيصال
يتعرض الخام المخصب للتحميص التأكسدي، ثم يتطاير مثل 2 O 3 ويتسامي. يتم تقليل هذا الأكسيد بالكربون. لتنقيته، يتم تقطيره في فراغ، ثم تحويله إلى كلوريد متطاير AsCl 3، والذي يتم اختزاله بالهيدروجين (سم.هيدروجين). يحتوي الزرنيخ الناتج على 10 -5 -10 -6% شوائب بالوزن.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الزرنيخ عبارة عن مادة رمادية هشة ذات بريق معدني (الزرنيخ) مع شبكة بلورية معينة الشكل، أ= 0.4135 نانومتر و = 54.13 درجة. الكثافة 5.74 كجم/دم3.
عند تسخينه إلى 600 درجة مئوية، يتسامى. عندما يتم تبريد البخار، يظهر تعديل جديد - الزرنيخ الأصفر. فوق 270 درجة مئوية، تتحول جميع أشكال As إلى الزرنيخ الأسود.
كما لا يمكن صهره إلا في أمبولات محكمة الغلق تحت الضغط. تبلغ نقطة الانصهار 817 درجة مئوية عند ضغط بخار مشبع يبلغ 3.6 ميجا باسكال.
يشبه هيكل الزرنيخ الرمادي هيكل الأنتيمون الرمادي ويشبه في هيكله الفوسفور الأسود.
الزرنيخ نشط كيميائيا. عند تخزينه في الهواء، يشتعل مسحوقه ليشكل أكسيدًا حمضيًا مثل 2 O 3 . يوجد هذا الأكسيد في أبخرة على شكل ثنائيات As 4 O 6.
مع التجفيف الدقيق لحمض الزرنيخ H 3 AsO 4، يتم الحصول على أعلى أكسيد الزرنيخ الحمضي مثل 2 O 5، والذي يطلق الأكسجين بسهولة عند تسخينه (سم.الأكسجين), ويتحول إلى As 2 O 3 .
يتوافق الأكسيد As 2 O 3 مع أحماض orthoarsenic H 3 AsO 3 والأحماض الضعيفة metaarsenic HAsO 2 ، والتي توجد فقط في المحاليل. أملاحهم هي الزرنيخات.
تمييع حمض النيتريك (سم.حمض النيتريك)يتأكسد إلى H 3 AsO 3 وحمض النيتريك المركز - إلى H 3 AsO 4. كما أنه لا يتفاعل مع القلويات ويذوب في الماء.
عندما يتم تسخين As وH2، يتكون غاز الزرنيخ (سم.هيدريد الزرنيخ) AsH3. مع الفلورايد (سم.الفلور)والكلور (سم.الكلور)كما يتفاعل مع الاشتعال الذاتي. عندما يتفاعل مع الكبريت (سم.الكبريت)، السيلينيوم (سم.السيلينيوم)والتيلوريوم (سم.التيلوريوم)تتشكل مركبات الكالكوجينيدات: (سم.مركبات الكالكوجينيدات)ك2س5، ك2س3، ك4س4، ك2س3، ك2تي3، موجود في حالة زجاجية. هم أشباه الموصلات.
مع العديد من المعادن، كأشكال الزرنيخيدات (سم.الزرنيخيدات). زرنيخيد الغاليوم GaAs والإنديوم InAs - أشباه الموصلات (سم.أشباه الموصلات).
يُعرف عدد كبير من مركبات الزرنيخ العضوية، والتي يوجد فيها رابطة كيميائية مثل - C: الزرنيخ العضوي R نرماد 3 ن (ن= 1.3)، tetraorganodiarsines R 2 As - AsR 2 وغيرها.
طلب
وبما أنه ذو نقاوة عالية فإنه يستخدم في تصنيع المواد شبه الموصلة. كما يضاف في بعض الأحيان إلى الفولاذ كمادة مضافة لصناعة السبائك.
في عام 1909، عالم الأحياء الدقيقة الألماني P. Ehrlich (سم.إيرليك بول)حصل على "الدواء 606"، وهو علاج فعال للملاريا والزهري والحمى الراجعة.
العمل الفسيولوجي
الزرنيخ وجميع مركباته سامة. في التسمم بالزرنيخ الحاد، لوحظ القيء وآلام البطن والإسهال والاكتئاب في الجهاز العصبي المركزي. المساعدة والترياق للتسمم بالزرنيخ: تناول المحاليل المائية Na 2 S 2 O 3. غسل المعدة بتناول الحليب والجبن. الترياق المحدد هو يونيثيول. الحد الأقصى المسموح به لتركيز الزرنيخ في الهواء هو 0.5 ملجم/م3. العمل مع الزرنيخ في صناديق مغلقة باستخدام الملابس الواقية. بسبب سميتها العالية، استخدمت ألمانيا مركبات الزرنيخ كعوامل سامة في الحرب العالمية الأولى.
في المناطق التي يوجد بها فائض من الزرنيخ في التربة والمياه، يتراكم في الغدة الدرقية لدى البشر ويسبب تضخم الغدة الدرقية المتوطن.

القاموس الموسوعي. 2009 .

المرادفات:

انظر ما هو "الزرنيخ" في القواميس الأخرى:

الزرنيخ- (أرسينوم، أرسينيوم، أرسينيكوم)، شبه فلز صلب، رمز. مثل؛ في. الخامس. 74.96. في الجدول الدوري للعناصر يحتل المركز 33 بالترتيب، في الصف الخامس من المجموعة الخامسة. المركبات الطبيعية لـ M. مع الكبريت (الريالغار والأوربيمنت) كانت معروفة في... ... الموسوعة الطبية الكبرى

الزرنيخ- انظر الزرنيخ (ع). نظرًا لاستخدام الزرنيخ ومركباته على نطاق واسع في الاقتصاد الوطني، فهو موجود في مياه الصرف الصحي الناتجة عن مختلف الصناعات: الصناعات المعدنية والكيميائية الصيدلانية والنسيج والزجاج والجلود والصناعات الكيماوية... أمراض الأسماك: دليل

الزرنيخ- (الزرنيخ الخام) مادة صلبة تستخرج من الزرنيخ البريت الطبيعي. وهو موجود في شكلين رئيسيين: أ) عادي، ما يسمى بالزرنيخ المعدني، على شكل بلورات لامعة بلون الفولاذ، هشة، غير ... المصطلحات الرسمية

- (الرمز As)، عنصر شبه معدني سام من المجموعة الخامسة من الجدول الدوري؛ ربما تم الحصول عليه في عام 1250. وتستخدم المركبات التي تحتوي على الزرنيخ كسم للقوارض والحشرات وكقاتل للأعشاب الضارة. وهي تستخدم أيضا... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

- (الزرنينيوم)، كما، عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من النظام الدوري، العدد الذري 33، الكتلة الذرية 74.9216؛ غير معدني رمادي، أصفر أو أسود، نقطة انصهاره 817 درجة مئوية، يتسامى عند 615 درجة مئوية. يستخدم الزرنيخ لإنتاج أشباه الموصلات ... ... الموسوعة الحديثة

الزرنيخ- (الزرنينيوم)، عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من النظام الدوري، العدد الذري 33، الكتلة الذرية 74.9216؛ غير معدني رمادي، أصفر أو أسود، نقطة انصهاره 817 درجة مئوية، يتسامى عند 615 درجة مئوية. يستخدم الزرنيخ لإنتاج أشباه الموصلات ... ... القاموس الموسوعي المصور

الزرنيخ- الكيمياء. العنصر، الرمز باسم (lat. Arsenicum)، في. ن. 33، في. م.74.92؛ غير المعدنية، موجودة في عدة تعديلات متآصلة، الكثافة 5720 كجم / م 3. في الظروف العادية، فإن الأكثر مقاومة للمواد الكيميائية هو ما يسمى بالزرنيخ المعدني أو الرمادي. موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

- (lat. Arsenicum) كعنصر كيميائي للمجموعة الخامسة من النظام الدوري، العدد الذري 33، الكتلة الذرية 74.9216. الاسم الروسي من الفأر (تم استخدام مستحضرات الزرنيخ لإبادة الفئران والجرذان). أشكال عدة تعديلات. الزرنيخ العادي... القاموس الموسوعي الكبير

الزرنيخ، الزرنيخ، رر. لا زوج 1. عنصر كيميائي، مادة صلبة، سامة بجرعات كبيرة، تتواجد عادة في المعادن المختلفة، المستخدمة. للأغراض الكيميائية والفنية والطبية. 2. عقار هذه المادة موصوف لـ... ... قاموس أوشاكوف التوضيحي

الزرنيخ (أم) قاموس المرادفات الروسية. اسم الزرنيخ عدد المرادفات: 12 زرنيخ (2) زرنيخ ... قاموس المرادفات

الزرنيخ هو سم كلاسيكي للسموم في العصور الوسطى والحديثة
والطب في الطب الرياضي والتأهيلي الحديث
الحجارة والمعادن السامة والسامة

الزرنيخ(lat. Arsenicum)، كعنصر كيميائي للمجموعة الخامسة من النظام الدوري لمندليف، العدد الذري 33، الكتلة الذرية 74.9216؛ بلورات رمادية الصلب. يتكون العنصر من نظير واحد مستقر 75 As. سامة بأي شكل من الأشكال، الطب.

مرجع تاريخي.

وكانت المركبات الطبيعية للزرنيخ مع الكبريت (orpiment As 2 S 3، regar As 4 S 4) معروفة لدى شعوب العالم القديم، الذين استخدموا هذه المعادن كأدوية ودهانات. كان منتج حرق كبريتيد الزرنيخ معروفًا أيضًا - أكسيد الزرنيخ (III) مثل 2 O 3 ("الزرنيخ الأبيض").

تم العثور على اسم الزرنيخون بالفعل في بداية عصرنا؛ إنه مشتق من الزرنيخ اليوناني - قوي وشجاع ويستخدم لتعيين مركبات الزرنيخ (بناءً على تأثيرها على الجسم). ويعتقد أن الاسم الروسي يأتي من "mysh" ("الموت" - بعد استخدام مستحضرات الزرنيخ لقتل الياك، وكذلك إبادة الفئران والجرذان). يعود تاريخ الإنتاج الكيميائي للزرنيخ الحر إلى عام 1250 م. في عام 1789، أدرج أ. لافوازييه الزرنيخ في قائمة العناصر الكيميائية.

الزرنيخ. إيداع Belorechenskoye، الشمال. القوقاز، روسيا. ~10x7 سم الصورة: أ.أ. إيفسيف.

توزيع الزرنيخ في الطبيعة.

متوسط ​​​​محتوى الزرنيخ في القشرة الأرضية (كلارك) هو 1.7 * 10 -4٪ (حسب الكتلة)، وبمثل هذه الكميات فهو موجود في معظم الصخور النارية. بما أن مركبات الزرنيخ تتطاير عند درجات حرارة عالية (التسامي البركاني الجاف على الباثوليثات)، فإن العنصر يتطاير إلى الغلاف الجوي والهواء على شكل أبخرة معدنية (سراب - الهواء الموجود أسفل التموجات) ولا يتراكم أثناء عمليات الحمم البركانية المنصهرة التي تتصاعد من خلال الشقوق والأنابيب ; يتم تركيزه وترسبه من الأبخرة والمياه العميقة الساخنة على محفزات تكوين البلورات - الحديد المعدني (مع S و Se و Sb و Fe و Co و Ni و Cu وعناصر أخرى).

أثناء الانفجارات البركانية (أثناء التسامي الجاف للزرنيخ)، يدخل الزرنيخ في شكل مركباته المتطايرة إلى الغلاف الجوي. وبما أن الزرنيخ متعدد التكافؤ، فإن هجرته تتأثر ببيئة الأكسدة والاختزال. في ظل ظروف الأكسدة على سطح الأرض، يتم تشكيل الزرنيخات (كما 5+) والزرنيخات (كما 3+).

هذه معادن نادرة توجد في مناطق رواسب الزرنيخ. يعتبر الزرنيخ الأصلي ومعادن As2+ أقل شيوعًا. من بين المعادن ومركبات الزرنيخ (حوالي 180)، يعتبر زرنيخ البيريت FeAsS ذو أهمية صناعية (ذرة الحديد هي مركز تكوين البيريت، وصيغة البداية "البلورة المفردة" هي Fe + (As + S)).

الوريد الزرنيخبيريت. منجم تريفونوفسكايا، رواسب كوتشكارسكوي (Au)، بلاست، جنوب الأورال، روسيا. الزرنيخ. الصورة: أ.أ. إيفسيف.

الكميات الصغيرة من الزرنيخ ضرورية للحياة. ومع ذلك، في مناطق رواسب الزرنيخ ونشاط البراكين الشابة، تحتوي التربة في بعض الأماكن على ما يصل إلى 1٪ من الزرنيخ، وهو ما يرتبط بأمراض الماشية وموت النباتات. يعد تراكم الزرنيخ نموذجيًا بشكل خاص بالنسبة للمناظر الطبيعية في السهوب والصحاري، حيث يكون الزرنيخ غير نشط في التربة. في المناخات الرطبة وعندما تسقى النباتات والتربة، يتم غسل الزرنيخ من التربة.

يوجد في المادة الحية متوسط ​​3·10 -5% زرنيخ، وفي الأنهار 3·10 -7%. يترسب الزرنيخ الذي تحمله الأنهار إلى المحيط بسرعة نسبية. يوجد في مياه البحر زرنيخ بنسبة 1 * 10 -7٪ (يوجد هناك الكثير من الذهب الذي يزيحه)، ولكن في الطين والصخر يوجد الزرنيخ (على طول ضفاف الأنهار والخزانات، وفي التكوينات الطينية السوداء وعلى طول حواف المحاجر) – 6.6*10 – 4%. غالبًا ما يتم إثراء خامات الحديد الرسوبية والمنغنيز الحديدي وعقيدات الحديد الأخرى بالزرنيخ.

الخصائص الفيزيائية للزرنيخ.

يحتوي الزرنيخ على العديد من التعديلات المتآصلة. في ظل الظروف العادية، الأكثر استقرارًا هو ما يسمى بالزرنيخ المعدني أو الرمادي (α-As) - الرمادي الفولاذي قابل للكسرالكتلة البلورية (حسب الخصائص - مثل البيريت، مزيج الذهب، البيريت الحديد)؛ عندما ينكسر حديثًا، يكون له بريق معدني في الهواء، وسرعان ما يصبح باهتًا، لأنه مغطى بطبقة رقيقة من As 2 O 3 .

نادرًا ما يُطلق على الزرنيخ اسم مزيج الفضة - حالة كتبة القيصر أ.م. رومانوف في منتصف القرن السابع عشر، "الفضة"، غير القابلة للطرق، تأتي على شكل مسحوق، ويمكن طحنها - سم لقيصر كل روسيا. أشهر فضيحة إسبانية في حانة السموم بالقرب من مطحنة دون كيشوت على الطريق المؤدي إلى ألمادن بإسبانيا حيث يتم استخراج الزنجفر الأحمر في القارة الأوروبية (فضائح بيع العذارى في إقليم كراسنودار بالاتحاد الروسي القرية من نوفي، الزنجفر الأحمر البلوري، لا أريد العمل).

ارسينوبيريت. دروز من بلورات منشورية مع كريات الكالسيت. فرايبرغ، ساكسونيا، ألمانيا. الصورة: أ.أ. إيفسيف.

الشبكة البلورية للزرنيخ الرمادي هي شكل معيني (a = 4.123Å، الزاوية α = 54 o 10"، x = 0.226)، متعددة الطبقات. الكثافة 5.72 جم/سم 3 (عند 20 درجة مئوية)، المقاومة الكهربائية 35 * 10 -8 أوم *م، أو 35*10 -6 أوم*سم، معامل درجة الحرارة للمقاومة الكهربائية 3.9·10 -3 (0 درجة -100 درجة مئوية)، صلابة برينل 1470 MN/m2، أو 147 كجم ثقلي/مم 2 (3- 4) وفقًا لموسي)؛ فالزرنيخ ذو قدرة مغناطيسية.

تحت الضغط الجوي، يتصاعد الزرنيخ عند 615 درجة مئوية دون ذوبان، حيث أن النقطة الثلاثية لـ α-As تقع عند 816 درجة مئوية وضغط 36 درجة.

يتكون بخار الزرنيخ من 4 جزيئات تصل درجة حرارتها إلى 800 درجة مئوية، وأكثر من 1700 درجة مئوية - فقط مثل 2. عندما يتكثف بخار الزرنيخ على سطح مبرد بالهواء السائل، يتشكل الزرنيخ الأصفر - بلورات شفافة شمعية ناعمة بكثافة 1.97 جم/سم 3، تشبه في خصائصها الفسفور الأبيض.

وعند تعرضه للضوء أو الحرارة المنخفضة يتحول إلى الزرنيخ الرمادي. التعديلات الزجاجية غير المتبلورة معروفة: الزرنيخ الأسود والزرنيخ البني، والذي يتحول عند تسخينه فوق 270 درجة مئوية إلى زرنيخ رمادي

الخواص الكيميائية للزرنيخ.

تكوين الإلكترونات الخارجية لذرة الزرنيخ هو 3d 10 4s 2 4p 3. في المركبات، يحتوي الزرنيخ على حالات أكسدة +5 و+3 و-3. الزرنيخ الرمادي أقل نشاطًا كيميائيًا من الفوسفور. عند تسخينه في الهواء فوق 400 درجة مئوية، يحترق الزرنيخ ويتكون على شكل 2O3.

يتحد الزرنيخ مباشرة مع الهالوجينات؛ وفي الظروف العادية، يكون AsF5 غازًا؛ AsF 3، AsCl 3، AsBr 3 - سوائل متطايرة عديمة اللون؛ AsI 3 و As 2 I 4 عبارة عن بلورات حمراء. عندما يتم تسخين الزرنيخ مع الكبريت، يتم الحصول على الكبريتيدات: البرتقالي والأحمر مثل 4 S 4 والأصفر الليموني مثل 2 S 3.

كبريتيد الفضة الأصفر الشاحب As 2S 5 ( أرسنوبيرايت) يتم ترسيبه عن طريق تمرير H 2 S إلى محلول مبرد بالثلج من حمض الزرنيخ (أو أملاحه) في حمض الهيدروكلوريك المدخن: 2H 3 AsO 4 + 5H 2 S = As 2 S 5 + 8H 2 O؛ عند حوالي 500 درجة مئوية يتحلل إلى As2S3 والكبريت.

جميع كبريتيد الزرنيخ غير قابلة للذوبان في الماء والأحماض المخففة. تقوم عوامل الأكسدة القوية (مخاليط HNO 3 + HCl، HCl + KClO 3) بتحويلها إلى خليط من H 3 AsO 4 وH 2 SO 4.

كما يذوب كبريتيد 2 S 3 بسهولة في كبريتيدات وكبريتيدات الأمونيوم والفلزات القلوية، ويشكل أملاح الأحماض - ثيوزرنيك H 3 AsS 3 وثيوزرنيك H 3 AsS 4 .

مع الأكسجين، ينتج الزرنيخ أكاسيد: أكسيد الزرنيخ (III) مثل 2 O 3 - أنهيدريد الزرنيخ وأكسيد الزرنيخ (V) مثل 2 O 5 - أنهيدريد الزرنيخ. الأول منها يتشكل بفعل الأكسجين على الزرنيخ أو كبريتيده، على سبيل المثال 2As 2 S 3 + 9O 2 = 2As 2 O 3 + 6SO 2.

حيث تتكثف أبخرة 2O3 لتشكل كتلة زجاجية عديمة اللون، والتي تصبح معتمة مع مرور الوقت بسبب تكوين بلورات مكعبة صغيرة، كثافتها 3.865 جم/سم 3 . تتوافق كثافة البخار مع الصيغة As 4 O 6؛ فوق 1800 درجة مئوية يتكون البخار من 2O3.

يذوب 2.1 جم من As 2O3 في 100 جم من الماء (عند درجة حرارة 25 درجة مئوية). أكسيد الزرنيخ (III) هو مركب مذبذب مع غلبة الخواص الحمضية. من المعروف أن الأملاح (الزرنيخات) المقابلة لأحماض الزرنيخ العظمي H 3 AsO 3 والميتازرنيك HAsO 2؛ ولم يتم الحصول على الأحماض نفسها. فقط الفلز القلوي وزرنيخيت الأمونيوم قابلان للذوبان في الماء.

نظرًا لأن 2 O 3 والزرنيخات عادةً ما تكون عوامل اختزال (على سبيل المثال، As 2 O 3 + 2I 2 + 5H 2 O = 4HI + 2H 3 AsO 4)، ولكنها يمكن أيضًا أن تكون عوامل مؤكسدة (على سبيل المثال، As 2 O 3 + 3C) = 2As + 3CO ).

يتم تحضير أكسيد الزرنيخ (V) عن طريق تسخين حمض الزرنيخ H3AsO4 (حوالي 200 درجة مئوية). وهو عديم اللون، عند درجة حرارة 500 درجة مئوية تقريبًا يتحلل إلى 2O3 وO2. يتم الحصول على حمض الزرنيخ من خلال عمل HNO 3 المركز على As أو As 2 O 3.

أملاح حمض الزرنيخ (الزرنيخات) غير قابلة للذوبان في الماء، باستثناء أملاح الفلزات القلوية والأمونيوم. من المعروف أن الأملاح تتوافق مع الأحماض orthoarsenic H 3 AsO 4 و metaarsenic HAsO 3 و pyroarsenic H 4 As 2 O 7 ؛ لم يتم الحصول على الحمضين الأخيرين في حالة حرة. عند خلطه مع المعادن، يشكل الزرنيخ في الغالب مركبات (الزرنيخيدات).

الحصول على الزرنيخ.

يتم إنتاج الزرنيخ صناعياً عن طريق تسخين بيريت الزرنيخ:

FeAsS = FeS + As

أو (في كثير من الأحيان) تخفيض As 2 O 3 بالفحم. يتم تنفيذ كلتا العمليتين في معوجات مصنوعة من الطين المقاوم للحرارة ومتصلة بجهاز استقبال لتكثيف بخار الزرنيخ.

يتم الحصول على أنهيدريد الزرنيخ عن طريق التحميص التأكسدي لخامات الزرنيخ أو كمنتج ثانوي لتحميص الخامات متعددة الفلزات، والتي تحتوي دائمًا تقريبًا على الزرنيخ. أثناء التحميص التأكسدي، تتشكل أبخرة 2O3، والتي تتكثف في غرف التجميع.

تتم تنقية الخام مثل 2 O 3 بالتسامي عند درجة حرارة 500-600 درجة مئوية. ويتم استخدام تنقيته مثل 2 O 3 لإنتاج الزرنيخ ومستحضراته.

استخدام الزرنيخ.

يتم إدخال إضافات صغيرة من الزرنيخ (0.2-1.0٪ بالوزن) في الرصاص المستخدم لإنتاج طلقات البندقية (يزيد الزرنيخ من التوتر السطحي للرصاص المنصهر، مما يجعل اللقطة تأخذ شكلًا قريبًا من الشكل الكروي؛ يزيد الزرنيخ قليلاً من التوتر السطحي للرصاص المنصهر)، صلابة الرصاص). كبديل جزئي للأنتيمون، يتم تضمين الزرنيخ في بعض سبائك البابيت والطباعة.

الزرنيخ النقي ليس سامًا، لكن جميع مركباته القابلة للذوبان في الماء أو التي يمكن أن تدخل في المحلول تحت تأثير عصير المعدة تكون شديدة السمية؛ الهيدروجين الزرنيخ خطير بشكل خاص. من بين مركبات الزرنيخ المستخدمة في الإنتاج، يعتبر أنهيدريد الزرنيخ هو الأكثر سمية.

تقريبا جميع خامات كبريتيد المعادن غير الحديدية، وكذلك بيريت الحديد (الكبريت)، تحتوي على خليط من الزرنيخ. لذلك، أثناء تحميصها التأكسدي، يتشكل دائمًا مع ثاني أكسيد الكبريت SO 2، حيث يتكون دائمًا 2 O 3؛ ويتكثف معظمه في قنوات الدخان، ولكن في غياب مرافق المعالجة أو انخفاض كفاءتها، تحمل غازات العادم من قمائن الخام كميات ملحوظة من As 2 O 3.

الزرنيخ النقي، على الرغم من أنه ليس سامًا، يتم تغطيته دائمًا بطبقة سامة مثل 2O3 عند تخزينه في الهواء. في حالة عدم وجود تهوية جيدة، فإن نقش المعادن (الحديد والزنك) بأحماض الكبريتيك أو الهيدروكلوريك الصناعية التي تحتوي على الزرنيخ أمر خطير للغاية، لأنه ينتج الهيدروجين الزرنيخي.

الزرنيخ في الجسم.

كعنصر تتبع، الزرنيخ موجود في كل مكان في الطبيعة الحية. متوسط ​​محتوى الزرنيخ في التربة هو 4*10 -4%، في رماد النبات - 3*10 -5%. محتوى الزرنيخ في الكائنات البحرية أعلى منه في الكائنات الأرضية (في الأسماك 0.6-4.7 ملغ لكل 1 كجم من المادة الخام، يتراكم في الكبد).

تم العثور على أكبر كمية منه (لكل 1 جرام من الأنسجة) في الكلى والكبد (عند تناوله لا يتراكم في الدماغ). يوجد الكثير من الزرنيخ في الرئتين والطحال والجلد والشعر. قليل نسبيًا - في السائل النخاعي والدماغ (بشكل رئيسي في الغدة النخامية) والغدد التناسلية وغيرها.

يوجد الزرنيخ بشكل رئيسي في الأنسجة جزء البروتين("حجر لاعبي كمال الأجسام والرياضيين")، ناهيك عن ذلك - في الأحماض القابلة للذوبان ولا يوجد سوى جزء صغير منه في جزء الدهون. يستخدم لعلاج الحثل العضلي التدريجي - لا يتراكم في الدماغ والعظام (المنشطات الرياضية، يعالج الرهائن وسجناء معسكرات الاعتقال مثل "أوشفيتز" في بولندا، الاتحاد الأوروبي، 1941-1944).

ويشارك الزرنيخ في تفاعلات الأكسدة والاختزال: التحلل التأكسدي للكربوهيدرات البيولوجية المعقدة والسكريات، والتخمر، وتحلل السكر، وما إلى ذلك. يحسن القدرات العقلية (يعزز عملية تكسير السكريات في الدماغ). تستخدم مركبات الزرنيخ في الكيمياء الحيوية كمثبطات إنزيمية محددة لدراسة التفاعلات الأيضية. يعزز انهيار الأنسجة البيولوجية (يسرع). يتم استخدامه بنشاط في طب الأسنان والأورام - للقضاء على الخلايا والأورام السرطانية سريعة النمو والشيخوخة المبكرة.

خليط (سبيكة كبريتيد صلبة) من الثاليوم والزرنيخ والرصاص: هتشينسونيت (هتشينسونيت)

الصيغة المعدنية هي (Pb, Tl)S` Ag2S * 5 As2 S5 - مركب كبريتيد وملح كربيد الأدسينيد. المعين. البلورات منشورية على شكل إبرة. انقسام مثالي حسب (010). الركام على شكل إبرة شعاعية، حبيبية. صلابة 1.5-2. الثقل النوعي 4.6. أحمر. تألق الماس. في الرواسب الحرارية المائية مع الدولوميت، مع الكبريتيدات والزرنيخات من الزنك، الحديد، كما وsulfoarsenides. نتيجة التسامي الجاف الكبريتي والزرنيخ للصهارة من خلال الكالديرا والفتحات البركانية المفتوحة، وكذلك التسامي الجاف من خلال الشقوق في البلوتونيتات الصهارية العميقة من الصهارة الساخنة للأرض. يحتوي على الفضة. وهو أحد العشرة الخطيرة جداً على صحة الإنسان والحيوان ومن الحجارة والمعادن المسرطنة التي تتبلور في الظروف الحديثة من بين صخور أخرى على شكل مواد ضارة وخطرة على الصحة (إذا تم التعامل معها دون إذن) وخامات خادعة الجمال. في الصورة - هاتشينسونيت مع الأوربيمنت.

معادن سامة. هاتشينسونيت - سمي على اسم عالم المعادن هاتشينسون من جامعة كامبريدج ويشبه الرصاص في المظهر (يمكن استخدامه للحماية من الإشعاع). افتتح في عام 1861. خليط قاتل (سبيكة صلبة) من الثاليوم والزرنيخ والرصاص. يمكن أن يؤدي الاتصال بهذا المعدن إلى تساقط الشعر (الثعلبة والصلع والصلع) وأمراض جلدية معقدة والموت. جميع مكوناته الرئيسية سامة. يشبه إلى حد كبير الرصاص والفضة الأصلية والبيريت ("البيريت الجاف") والأرسينوبيرايت. وهو أيضًا مشابه للستيبنيت (مركب الأنتيمون، وهو أيضًا سام جدًا). تشبه أيضًا الزيوليت. الهتشينسونيت هو خليط كربيد خطير ومذهل من الثاليوم والرصاص والزرنيخ. ثلاثة معادن خام نادرة ومكلفة للغاية وقيمة تشكل مزيجًا سامًا وقاتلًا من المعادن التي يجب التعامل معها بأقصى قدر من العناية. يؤثر على الدماغ والقلب والكبد في وقت واحد.

الثاليوم هو نظير الرصاص المظلم. يشبه هذا المعدن الدهني الكثيف الرصاص في كتلته الذرية، ولكنه أكثر فتكًا. الثاليوم هو معدن نادر يظهر في مركبات شديدة السمية تتكون من مجموعات غريبة من العناصر (السبائك الصلبة). تعد تأثيرات التعرض للثاليوم أكثر خطورة من الرصاص، وتشمل تساقط الشعر (الثعلبة والصلع)، والأمراض الخطيرة الناجمة عن ملامسة الجلد، وفي كثير من الحالات الوفاة. تم تسمية هاتشينسونيت على اسم جون هاتشينسون، عالم المعادن الشهير في جامعة كامبريدج. يمكن العثور على هذا المعدن في المناطق الجبلية في أوروبا، وفي أغلب الأحيان في رواسب الخام. معدن شائع في طب الأسنان الطبي وما إلى ذلك. مدمنو الكحول يخافون من المعدن.

يُطلق على الهتشنسونيت (هتشنسونيت) أحيانًا مازحًا اسم "الكحول الجاف" أو "الكحول الصلب"، و"الكحول الصلب" (وليس فقط بسبب الآثار الضارة للتسمم المسكر على الجسم وصحة الإنسان). الصيغة الكيميائية للكحول الغذائي (الكحول) هي C2 H5 (OH). يحتوي Hutchinsonite (Hutchinsonite) على صيغة كيميائية - 5 As2 S5 * (Pb، Tl) S` Ag2 S أو 5 As2 S5 * (Pb، Tl) S` Ag Ag S. أحيانًا تتم إعادة كتابة صيغة Hutchinsonite (Hutchinsonite) بشكل مختلف - As2 S5 * (Pb) + As2 S5 * (Tl) + As2 S5 * S + As2 S5 * Ag + As2 S5 * AgS. يتم أيضًا إجراء الفصل الكيميائي للمكونات في الإنتاج وفقًا لنوع الكحولات المختلفة (طبقات من التخصيب الميكانيكي، مختلفة في الكتلة والوزن، والتي يتم سحقها بالموجات فوق الصوتية وفصلها في جهاز طرد مركزي أو على منصة اهتزاز - فيلم الرعب "الأجانب" "). من الممكن وجود اختلافات أخرى مماثلة في الصيغة الكيميائية (يختلف التركيب).

أدر 6.1
المواد السامة (السم)
خطر التسمم عن طريق الاستنشاق أو ملامسة الجلد أو الابتلاع. خطرة على البيئة المائية أو نظام الصرف الصحي
استخدم الكمامة عند مغادرة السيارة في حالة الطوارئ

أدر 3
سوائل قابلة للإشتعال
خطر الحريق. خطر الانفجار. يمكن أن تنفجر الحاويات عند تسخينها (خطير للغاية - يحترق بسهولة)

أدر 2.1
الغازات القابلة للاشتعال
خطر الحريق. خطر الانفجار. قد يكون تحت الضغط. خطر الاختناق. قد يسبب حروقًا و/أو قضمة الصقيع. يمكن أن تنفجر الحاويات عند تسخينها (خطير للغاية - لا تحترق عمليًا)
استخدم الغطاء. تجنب المناطق السطحية المنخفضة (الثقوب والأراضي المنخفضة والخنادق)
الماس الأحمر، رقم ADR، لهب أسود أو أبيض

أدر 2.2
اسطوانة غازغازات غير قابلة للاشتعال وغير سامة.
خطر الاختناق. قد يكون تحت الضغط. يمكن أن تسبب قضمة الصقيع (على غرار الحروق - الشحوب والبثور والغرغرينا الغازية السوداء - الصرير). يمكن أن تنفجر الحاويات عند تسخينها (خطيرة للغاية - انفجار من شرارة، لهب، تطابق، عمليا لا تحترق)
استخدم الغطاء. تجنب المناطق السطحية المنخفضة (الثقوب والأراضي المنخفضة والخنادق)
الماس الأخضر، رقم ADR، أسطوانة غاز سوداء أو بيضاء (الأسطوانة، نوع الترمس)

أدر 2.3
الغازات السامة. جمجمة وعظمتين متقاطعتين
خطر التسمم. قد يكون تحت الضغط. قد يسبب حروقًا و/أو قضمة الصقيع. يمكن أن تنفجر الحاويات عند تسخينها (خطير للغاية - انتشار فوري للغازات في جميع أنحاء المنطقة المحيطة)
استخدم الكمامة عند مغادرة السيارة في حالة الطوارئ. استخدم الغطاء. تجنب المناطق السطحية المنخفضة (الثقوب والأراضي المنخفضة والخنادق)
الماس الأبيض، رقم ADR، جمجمة سوداء وعظمتين متقاطعتين

اسم البضائع الخطرة بشكل خاص أثناء النقل	رقم الأمم المتحدة	فصل ADR
أكسيد الزرنيخ (III) ثالث أكسيد الأرسين	1561	6.1
	1685	6.1
	1557	6.1
	1561	6.1
حمض الزرنيخ الكالسيوم، مركب الزرنيخ، صلب، N.Z.K. غير العضوية بما في ذلك: الزرنيخ، n.c.c.، الزرنيخ، n.c.c.، كبريتيدات الأرسين، n.c.c.	1557	6.1
زرنيخات الكالسيوم زرنيخات الكالسيوم	1573	6.1
زرنيخات الكالسيوم	1573	6.1
خليط من زرنيخات الكالسيوم وزرنيخات الكالسيوم، صلب	1574	6.1
زرنيخيت الكالسيوم	1557	6.1
زرنيخات الأمونيوم	1546	6.1
أنهيدريد الزرنيخ ثالث أكسيد الأرسين	1561	6.1
أرسين	1558	6.1
غبار الزرنيخ	1562	6.1
الهيدروجين أرسين أرسين	2188	2
محلول أرسين-صودا	1556	6.1
بروميد أرسين	1555	6.1
خامس أكسيد الأرسين	1559	6.1
مركب أرسين، سائل، N.Z.K. غير العضوية، بما في ذلك: زرنيخات، غير مصنفة، الزرنيخ، غير مصنفة، ولكن كبريتيدات الأرسين، غير مصنفة.	1556	6.1
مجمع أرسين، صلب، N.Z.K. غير العضوية، بما في ذلك: زرنيخات، غير مصنفة، الزرنيخ، غير مصنفة، ولكن كبريتيدات الأرسين، غير مصنفة.	1557	6.1
ثالث أكسيد الأرسين	1561	6.1
أرسين ثلاثي كلوريد	1560	6.1
أرسين	2188	2
الحديد (الثاني) زرنيخات	1608	6.1
الحديد (الثالث) زرنيخات	1606	6.1
الحديد (III) الزرنيخ	1607	6.1
زرنيخات البوتاسيوم	1677	6.1
زرنيخ البوتاسيوم	1678	6.1
حمض الزرنيخ، صلب	1554	6.1
حمض الزرنيخ، السائل	1553	6.1
زرنيخات المغنيسيوم	1622	6.1
زرنيخ النحاس	1586	6.1
أسيتو أرسينيت النحاس	1585	6.1
حمض زرنيخ الصوديوم، زرنيخ الصوديوم الصلب	2027	6.1
حمض زرنيخ الصوديوم. زرنيخات الصوديوم	1685	6.1
أزيد الصوديوم	1687	6.1
زرنيخات الصوديوم	1685	6.1
زرنيخ الصوديوم الصلبة	2027	6.1
محلول مائي من زرنيخ الصوديوم	1686	6.1
زرنيخيد القصدير	1557	6.1
القصدير الزرنيخ القصدير الزرنيخ	1557	6.1
	2760	3
مبيد آفات سائل يحتوي على الأرسين، قابل للاشتعال، سام، ذو نقطة وميض أقل من 23 درجة مئوية	2760	3
مبيد حشري يحتوي على الأرسين، صلب وسام	2759	6.1
مبيد حشري سائل وسام يحتوي على الأرسين	2994	6.1
مبيد آفات يحتوي على الأرسين، سائل، سام، قابل للاشتعال، بنقطة وميض لا تقل عن 23 درجة مئوية	2993	6.1
الزئبق (الثاني) زرنيخات	1623	6.1
الرصاص ارسيناثي	1617	6.1
زرنيخ الرصاص	1618	6.1
أرسين - مركب عضوي، سائل، N.C.C.	3280	6.1
مركب أرسين عضوي، صلب، N.Z.K.*	3465	6.1
الزرنيخ الفضي	1683	6.1
زرنيخ السترونتيوم	1691	6.1
زرنيخات الزنك، زرنيخيت الزنك أو زرنيخات الزنك وخليط زرنيخات الزنك	1712	6.1

وكانت المركبات الطبيعية للزرنيخ مع الكبريت (orpiment As 2S 3، regar As 4 S 4) معروفة لدى شعوب العالم القديم، الذين استخدموا هذه المعادن كأدوية ودهانات. كان منتج حرق كبريتيد الزرنيخ معروفًا أيضًا - أكسيد الزرنيخ (III) مثل 2 O 3 ("الزرنيخ الأبيض"). تم العثور على اسم الزرنيكون بالفعل في أرسطو؛ إنه مشتق من الزرنيخ اليوناني - قوي وشجاع ويستخدم للإشارة إلى مركبات الزرنيخ (بسبب تأثيرها القوي على الجسم). ويعتقد أن الاسم الروسي يأتي من كلمة "الفأر" (بعد استخدام مستحضرات الزرنيخ لإبادة الفئران والجرذان). يُنسب إنتاج الزرنيخ في الحالة الحرة إلى ألبرتوس ماغنوس (حوالي 1250). في عام 1789، أدرج أ. لافوازييه الزرنيخ في قائمة العناصر الكيميائية.

توزيع الزرنيخ في الطبيعة.متوسط ​​محتوى الزرنيخ في القشرة الأرضية (كلارك) هو 1.7·10 -4% (من حيث الكتلة)، وبمثل هذه الكميات فهو موجود في معظم الصخور النارية. وبما أن مركبات الزرنيخ تتطاير عند درجات حرارة عالية، فإن العنصر لا يتراكم أثناء العمليات المنصهرة؛ ويتركز، ويترسب من المياه العميقة الساخنة (مع S، Se، Sb، Fe، Co، Ni، Cu وعناصر أخرى). أثناء الانفجارات البركانية، يدخل الزرنيخ إلى الغلاف الجوي على شكل مركباته المتطايرة. وبما أن الزرنيخ متعدد التكافؤ، فإن هجرته تتأثر بشكل كبير ببيئة الأكسدة والاختزال. في ظل ظروف الأكسدة على سطح الأرض، يتم تشكيل الزرنيخات (كما 5+) والزرنيخات (كما 3+). هذه معادن نادرة توجد فقط في مناطق رواسب الزرنيخ. يعتبر الزرنيخ الأصلي ومعادن As2+ أقل شيوعًا. من بين معادن الزرنيخ العديدة (حوالي 180)، فقط الزرنيخ بيريت FeAsS له أهمية صناعية أساسية.

كميات صغيرة من الزرنيخ ضرورية للحياة. ومع ذلك، في مناطق رواسب الزرنيخ ونشاط البراكين الشابة، تحتوي التربة في بعض الأماكن على ما يصل إلى 1٪ من الزرنيخ، وهو ما يرتبط بأمراض الماشية وموت النباتات. يعد تراكم الزرنيخ أمرًا نموذجيًا بشكل خاص بالنسبة للمناظر الطبيعية في السهوب والصحاري، حيث يكون الزرنيخ غير نشط في التربة. في المناخات الرطبة، يتم غسل الزرنيخ بسهولة من التربة.

يوجد في المادة الحية متوسط ​​3·10 -5% زرنيخ، وفي الأنهار 3·10 -7%. يترسب الزرنيخ الذي تحمله الأنهار إلى المحيط بسرعة نسبية. يوجد في مياه البحر فقط 1.10 -7% من الزرنيخ، ولكن في الطين والصخر الزيتي تبلغ 6.6.10 -4%. غالبًا ما يتم إثراء خامات الحديد الرسوبية وعقيدات المنغنيز الحديدي بالزرنيخ.

الخصائص الفيزيائية للزرنيخ.يحتوي الزرنيخ على العديد من التعديلات المتآصلة. في ظل الظروف العادية، الأكثر استقرارًا هو ما يسمى بالزرنيخ المعدني أو الرمادي (α-As) - كتلة بلورية هشة ذات لون رمادي-فولاذي؛ عندما ينكسر حديثًا، يكون له بريق معدني في الهواء، وسرعان ما يصبح باهتًا، لأنه مغطى بطبقة رقيقة من As 2 O 3 . الشبكة البلورية للزرنيخ الرمادي هي ذات شكل معين (a = 4.123Å، الزاوية α = 54°10"، x == 0.226)، متعددة الطبقات. الكثافة 5.72 جم/سم 3 (عند 20 درجة مئوية)، المقاومة الكهربائية 35·10 -8 أوم م، أو 35 10 -6 أوم سم، معامل درجة الحرارة للمقاومة الكهربائية 3.9 10 -3 (0 درجة -100 درجة مئوية)، صلابة برينل 1470 مليون / م 2، أو 147 كجم ثقل / مم 2 (3 -4 حسب Moocy ) تحت الضغط الجوي، يتصاعد الزرنيخ عند 615 درجة مئوية دون ذوبان، حيث أن النقطة الثلاثية α-As تقع عند 816 درجة مئوية وضغط 36 درجة مئوية يتكون من ما يصل إلى 800 درجة مئوية على شكل 4 جزيئات ، فوق 1700 درجة مئوية - فقط من As 2. عندما يتكثف بخار الزرنيخ على سطح مبرد بالهواء السائل، يتكون الزرنيخ الأصفر - بلورات شمعية شفافة بكثافة 1.97 جم / سم 3، تشبه في خصائصها ضوء الفوسفور الأبيض أو عند تسخينه قليلاً يتحول إلى زرنيخ رمادي اللون ومن المعروف أيضاً تعديلات زجاجية غير متبلورة: الزرنيخ الأسود والزرنيخ البني، والذي يتحول إلى زرنيخ رمادي عند تسخينه فوق 270 درجة مئوية.

الخواص الكيميائية للزرنيخ.تكوين الإلكترونات الخارجية لذرة الزرنيخ هو 3d 10 4s 2 4p 3. في المركبات، يحتوي الزرنيخ على حالات أكسدة +5 و+3 و-3. الزرنيخ الرمادي أقل نشاطًا كيميائيًا من الفوسفور. عند تسخينه في الهواء فوق 400 درجة مئوية، يحترق الزرنيخ ويتكون على شكل 2O3. يتحد الزرنيخ مباشرة مع الهالوجينات؛ وفي الظروف العادية، يكون AsF5 غازًا؛ AsF 3، AsCl 3، AsBr 3 - سوائل عديمة اللون شديدة التقلب؛ AsI 3 و As 2 I 4 عبارة عن بلورات حمراء. عندما يتم تسخين الزرنيخ مع الكبريت، يتم الحصول على الكبريتيدات: البرتقالي والأحمر مثل 4 S 4 والأصفر الليموني مثل 2 S 3. يتم ترسيب كبريتيد أصفر شاحب مثل 2 S 5 عن طريق تمرير H 2 S إلى محلول مبرد بالثلج من حمض الزرنيخ (أو أملاحه) في حمض الهيدروكلوريك المدخن: 2H 3 AsO 4 + 5H 2 S = As 2 S 5 + 8H 2 O ; عند حوالي 500 درجة مئوية يتحلل إلى As 2S 3 والكبريت. جميع كبريتيد الزرنيخ غير قابلة للذوبان في الماء والأحماض المخففة. تقوم عوامل الأكسدة القوية (مخاليط HNO 3 + HCl، HCl + KClO 3) بتحويلها إلى خليط من H 3 AsO 4 وH 2 SO 4. كما يذوب كبريتيد 2 S 3 بسهولة في كبريتيدات وكبريتيدات الأمونيوم والفلزات القلوية، ويشكل أملاح الأحماض - ثيوزرنيك H 3 AsS 3 وثيوزرنيك H 3 AsS 4 . مع الأكسجين، ينتج الزرنيخ أكاسيد: أكسيد الزرنيخ (III) مثل 2 O 3 - أنهيدريد الزرنيخ وأكسيد الزرنيخ (V) مثل 2 O 5 - أنهيدريد الزرنيخ. الأول منها يتشكل بفعل الأكسجين على الزرنيخ أو كبريتيده، على سبيل المثال 2As 2 S 3 + 9O 2 = 2As 2 O 3 + 6SO 2. حيث تتكثف أبخرة 2O3 لتشكل كتلة زجاجية عديمة اللون، والتي تصبح معتمة مع مرور الوقت بسبب تكوين بلورات مكعبة صغيرة، كثافتها 3.865 جم/سم 3 . تتوافق كثافة البخار مع الصيغة As 4 O 6؛ فوق 1800 درجة مئوية يتكون البخار من 2O3. يذوب 2.1 جرام من As 2 O 3 في 100 جرام من الماء (عند 25 درجة مئوية). أكسيد الزرنيخ (III) هو مركب مذبذب مع غلبة الخواص الحمضية. من المعروف أن الأملاح (الزرنيخات) المقابلة لأحماض الزرنيخ العظمي H 3 AsO 3 والميتازرنيك HAsO 2؛ ولم يتم الحصول على الأحماض نفسها. فقط الفلز القلوي وزرنيخيت الأمونيوم قابلان للذوبان في الماء. نظرًا لأن 2 O 3 والزرنيخات عادةً ما تكون عوامل اختزال (على سبيل المثال، As 2 O 3 + 2I 2 + 5H 2 O = 4HI + 2H 3 AsO 4)، ولكنها يمكن أيضًا أن تكون عوامل مؤكسدة (على سبيل المثال، As 2 O 3 + 3C) = 2As + 3CO ).

يتم الحصول على أكسيد الزرنيخ (V) عن طريق تسخين حمض الزرنيخ H3AsO4 (حوالي 200 درجة مئوية). وهو عديم اللون، عند حوالي 500 درجة مئوية يتحلل إلى 2O3 وO2. يتم الحصول على حمض الزرنيخ من خلال عمل HNO 3 المركز على As أو As 2 O 3. أملاح حمض الزرنيخ (الزرنيخات) غير قابلة للذوبان في الماء، باستثناء أملاح الفلزات القلوية والأمونيوم. من المعروف أن الأملاح تتوافق مع الأحماض orthoarsenic H 3 AsO 4 و metaarsenic HAsO 3 و pyroarsenic H 4 As 2 O 7 ؛ لم يتم الحصول على الحمضين الأخيرين في حالة حرة. عند خلطه مع المعادن، يشكل الزرنيخ في الغالب مركبات (الزرنيخيدات).

الحصول على الزرنيخ.يتم إنتاج الزرنيخ صناعياً عن طريق تسخين بيريت الزرنيخ:

FeAsS = FeS + As

أو (في كثير من الأحيان) تخفيض As 2 O 3 بالفحم. يتم تنفيذ كلتا العمليتين في معوجات مصنوعة من الطين الحراري، متصلة بجهاز استقبال لتكثيف بخار الزرنيخ. يتم الحصول على أنهيدريد الزرنيخ عن طريق التحميص التأكسدي لخامات الزرنيخ أو كمنتج ثانوي لتحميص الخامات متعددة الفلزات، والتي تحتوي دائمًا تقريبًا على الزرنيخ. أثناء التحميص التأكسدي، تتشكل أبخرة 2O3، والتي تتكثف في غرف التجميع. تتم تنقية الخام مثل 2 O 3 بالتسامي عند درجة حرارة 500-600 درجة مئوية. يتم تنقيته باستخدام 2O3 لإنتاج الزرنيخ ومستحضراته.

استخدام الزرنيخ.تضاف إضافات صغيرة من الزرنيخ (0.2-1.0% من حيث الوزن) إلى الرصاص المستخدم في إنتاج طلقات البندقية (يزيد الزرنيخ من التوتر السطحي للرصاص المنصهر، مما يجعل الرصاصة تكتسب شكلًا قريبًا من الشكل الكروي؛ ويزيد الزرنيخ من الصلابة قليلاً من الرصاص). كبديل جزئي للأنتيمون، يتم تضمين الزرنيخ في بعض سبائك البابيت والطباعة.

الزرنيخ النقي ليس سامًا، ولكن جميع مركباته القابلة للذوبان في الماء أو التي يمكن أن تتحول إلى محلول تحت تأثير عصير المعدة تكون سامة للغاية؛ الهيدروجين الزرنيخ خطير بشكل خاص. من بين مركبات الزرنيخ المستخدمة في الإنتاج، يعتبر أنهيدريد الزرنيخ هو الأكثر سمية. يوجد خليط الزرنيخ في جميع خامات كبريتيد المعادن غير الحديدية تقريبًا، وكذلك بيريت الحديد (الكبريت). لذلك، أثناء تحميصها التأكسدي، يتشكل دائمًا مع ثاني أكسيد الكبريت SO 2، حيث يتكون دائمًا 2 O 3؛ ويتكثف معظمه في قنوات الدخان، ولكن في غياب مرافق المعالجة أو انخفاض كفاءتها، تحمل غازات العادم من قمائن الخام كميات ملحوظة من As 2 O 3. الزرنيخ النقي، على الرغم من أنه ليس سامًا، إلا أنه دائمًا ما يكون مغطى بطبقة سامة مثل 2O3 عند تخزينه في الهواء. في غياب التهوية المناسبة، يعد نقش المعادن (الحديد والزنك) بأحماض الكبريتيك أو الهيدروكلوريك الصناعية التي تحتوي على الزرنيخ أمرًا خطيرًا للغاية، لأنه ينتج الهيدروجين الزرنيخي.

الزرنيخ في الجسم.كعنصر تتبع، الزرنيخ موجود في كل مكان في الطبيعة الحية. متوسط ​​محتوى الزرنيخ في التربة هو 4·10 -4%، في رماد النبات - 3·10 -5%. محتوى الزرنيخ في الكائنات البحرية أعلى منه في الكائنات الأرضية (في الأسماك 0.6-4.7 مجم لكل 1 كجم من المادة الخام، يتراكم في الكبد). متوسط ​​محتوى الزرنيخ في جسم الإنسان هو 0.08-0.2 ملغم/كغم. في الدم، يتركز الزرنيخ في خلايا الدم الحمراء، حيث يرتبط بجزيء الهيموجلوبين (ويحتوي جزء الجلوبين على ضعف كمية الهيم). توجد أكبر كمية منه (لكل 1 جرام من الأنسجة) في الكلى والكبد. يوجد الكثير من الزرنيخ في الرئتين والطحال والجلد والشعر. قليل نسبيًا - في السائل النخاعي والدماغ (الغدة النخامية بشكل أساسي) والغدد التناسلية وغيرها. في الأنسجة، يوجد الزرنيخ في جزء البروتين الرئيسي، وبنسبة أقل بكثير في الجزء القابل للذوبان في الحمض، ويوجد جزء صغير فقط منه في جزء الدهون. ويشارك الزرنيخ في تفاعلات الأكسدة والاختزال: التحلل التأكسدي للكربوهيدرات المعقدة، والتخمر، وتحلل السكر، وما إلى ذلك. وتستخدم مركبات الزرنيخ في الكيمياء الحيوية كمثبطات إنزيمية محددة لدراسة التفاعلات الأيضية.

الزرنيخ هو عنصر كيميائي من مجموعة النيتروجين (المجموعة 15 من الجدول الدوري). وهي مادة رمادية معدنية وهشة (α-الزرنيخ) مع شبكة بلورية معينة السطوح. عند تسخينه إلى 600 درجة مئوية، يتسامى. عندما يتم تبريد البخار، يظهر تعديل جديد - الزرنيخ الأصفر. فوق 270 درجة مئوية، تتحول جميع أشكال As إلى الزرنيخ الأسود.

تاريخ الاكتشاف

كان الزرنيخ معروفًا قبل فترة طويلة من التعرف عليه كعنصر كيميائي. في القرن الرابع. قبل الميلاد ه. ذكر أرسطو مادة تسمى سانداراك، والتي يعتقد الآن أنها ريجار، أو كبريتيد الزرنيخ. وفي القرن الأول الميلادي. ه. وصف الكاتبان بليني الأكبر وبيدانيوس ديوسقوريدس الأوربيمنت - الصبغة بأنها 2S3. في القرن الحادي عشر ن. ه. كان هناك ثلاثة أنواع من "الزرنيخ": الأبيض (As 4 O 6)، والأصفر (As 2 S 3)، والأحمر (As 4 S 4). ربما تم عزل العنصر نفسه لأول مرة في القرن الثالث عشر بواسطة ألبرتوس ماغنوس، الذي لاحظ ظهور مادة تشبه المعدن عندما تم تسخين الزرنيخ، وهو اسم آخر لـ As 2 S 3، بالصابون. ولكن ليس من المؤكد أن هذا العالم الطبيعي حصل على الزرنيخ النقي. يعود أول دليل حقيقي على العزلة النقية إلى عام 1649. قام الصيدلي الألماني يوهان شرودر بتحضير الزرنيخ عن طريق تسخين أكسيده في وجود الفحم. وفي وقت لاحق، لاحظ نيكولا ليميري، وهو طبيب وكيميائي فرنسي، تكوين هذا العنصر الكيميائي عن طريق تسخين خليط من أكسيده والصابون والبوتاس. بحلول بداية القرن الثامن عشر، كان الزرنيخ معروفًا بالفعل بأنه شبه معدن فريد من نوعه.

انتشار

وفي القشرة الأرضية يكون تركيز الزرنيخ منخفضًا ويبلغ 1.5 جزء في المليون. وهو موجود في التربة والمعادن ويمكن إطلاقه في الهواء والماء والتربة من خلال تآكل الرياح والمياه. بالإضافة إلى ذلك، يدخل العنصر إلى الغلاف الجوي من مصادر أخرى. نتيجة للانفجارات البركانية، يتم إطلاق حوالي 3 آلاف طن من الزرنيخ في الهواء سنويًا، وتنتج الكائنات الحية الدقيقة 20 ألف طن من الميثيلارسين المتطاير سنويًا، ونتيجة لاحتراق الوقود الأحفوري يتم إطلاق 80 ألف طن على مدار العام. الفترة نفسها.

على الرغم من أنه سم قاتل، إلا أنه عنصر مهم في النظام الغذائي لبعض الحيوانات، وربما البشر، على الرغم من أن الجرعة المطلوبة لا تتجاوز 0.01 ملغم / يوم.

من الصعب للغاية تحويل الزرنيخ إلى حالة قابلة للذوبان في الماء أو متطايرة. وحقيقة أنها متحركة تمامًا تعني أن تركيزات كبيرة من المادة لا يمكن أن تظهر في أي مكان واحد. من ناحية، يعد هذا أمرًا جيدًا، ولكن من ناحية أخرى، فإن سهولة انتشاره هي السبب في أن التلوث بالزرنيخ أصبح مشكلة أكبر. بسبب النشاط البشري، وخاصة من خلال التعدين والصهر، يهاجر العنصر الكيميائي غير المتحرك عادة ويمكن العثور عليه الآن في أماكن أخرى غير تركيزه الطبيعي.

وتبلغ كمية الزرنيخ الموجودة في القشرة الأرضية حوالي 5 جرام لكل طن. وفي الفضاء يقدر تركيزه بـ 4 ذرات لكل مليون ذرة سيليكون. هذا العنصر منتشر على نطاق واسع. توجد كمية صغيرة منه في حالته الأصلية. وكقاعدة عامة، توجد تكوينات الزرنيخ بنقاء 90-98٪ مع معادن مثل الأنتيمون والفضة. ومع ذلك، يتم تضمين معظمه في أكثر من 150 معدنًا مختلفًا - الكبريتيدات والزرنيخيدات والسلفوارسينيدات والزرنيخات. يعد Arsenopyrite FeAsS أحد أكثر المعادن المحتوية على المادة شيوعًا. مركبات الزرنيخ الشائعة الأخرى هي معادن رغارجار As 4 S 4، والأوربيمنت As 2 S 3، والليلنجيت FeAs 2، والإنارجيت Cu 3 As S 4. أكسيد الزرنيخ شائع أيضًا. معظم هذه المادة هي نتيجة ثانوية لصهر خامات النحاس والرصاص والكوبالت والذهب.

في الطبيعة، لا يوجد سوى نظير واحد مستقر للزرنيخ - 75 As. ومن بين النظائر المشعة الاصطناعية، يبرز الزرنيخ 76، كما هو الحال مع عمر النصف البالغ 26.4 ساعة، في التشخيص الطبي.

الإنتاج الصناعي والتطبيق

يتم الحصول على الزرنيخ المعدني عن طريق تسخين الزرنيخ بيريت إلى 650-700 درجة مئوية دون وصول الهواء. إذا تم تسخين الزرنيخ البيريت وغيره من الخامات المعدنية مع الأكسجين، فإنه يتحد معه بسهولة ويشكل بسهولة تسامي مثل 4 O 6، المعروف أيضًا باسم "الزرنيخ الأبيض". يتم جمع بخار الأكسيد وتكثيفه، ثم تنقيته لاحقًا بالتسامي المتكرر. يتم إنتاج معظم As عن طريق اختزاله بالكربون من الزرنيخ الأبيض الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة.

الاستهلاك العالمي لمعدن الزرنيخ صغير نسبيًا - بضع مئات من الأطنان فقط سنويًا. معظم ما يتم استهلاكه يأتي من السويد. يتم استخدامه في علم المعادن بسبب خصائصه المعدنية. يتم استخدام حوالي 1% من الزرنيخ في إنتاج رصاص الرصاص لأنه يعمل على تحسين استدارة القطرة المنصهرة. تتحسن خصائص السبائك الحاملة القائمة على الرصاص حرارياً وميكانيكياً عندما تحتوي على حوالي 3٪ من الزرنيخ. إن وجود كميات صغيرة من هذا العنصر الكيميائي في سبائك الرصاص يؤدي إلى تصلبها لاستخدامها في البطاريات ودروع الكابلات. تزيد شوائب الزرنيخ الصغيرة من مقاومة التآكل والخصائص الحرارية للنحاس والنحاس. في شكله النقي، يستخدم العنصر الكيميائي As في طلاء البرونز وفي الألعاب النارية. للزرنيخ عالي النقاء تطبيقات في تكنولوجيا أشباه الموصلات، حيث يتم استخدامه مع السيليكون والجرمانيوم، وفي شكل زرنيخيد الغاليوم (GaAs) في الثنائيات والليزر والترانزستورات.

كاتصالات

نظرًا لأن تكافؤ الزرنيخ هو 3 و5، وله نطاق من حالات الأكسدة من -3 إلى +5، فيمكن للعنصر تكوين أنواع مختلفة من المركبات. وأهم أشكاله ذات الأهمية التجارية هي As 4 O 6 و As 2 O 5 . أكسيد الزرنيخ، المعروف بالزرنيخ الأبيض، هو منتج ثانوي لتحميص خامات النحاس والرصاص وبعض المعادن الأخرى، بالإضافة إلى خامات الزرنيخبيريت والكبريتيد. إنها المادة الأولية لمعظم المركبات الأخرى. كما أنه يستخدم في المبيدات الحشرية، كعامل إزالة اللون في إنتاج الزجاج، وكمادة حافظة للجلود. يتشكل خامس أكسيد الزرنيخ عندما يتعرض الزرنيخ الأبيض لعامل مؤكسد (مثل حمض النيتريك). وهو المكون الرئيسي في المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب والمواد اللاصقة المعدنية.

الأرسين (AsH 3)، وهو غاز سام عديم اللون يتكون من الزرنيخ والهيدروجين، هو مادة أخرى معروفة. يتم الحصول على المادة، التي تسمى أيضًا هيدروجين الزرنيخ، عن طريق التحلل المائي للزرنيخيدات المعدنية واختزال المعادن من مركبات الزرنيخ في المحاليل الحمضية. وقد وجد استخدامه كمادة إشابة في أشباه الموصلات وكعامل حربي كيميائي. وفي الزراعة، يعتبر حمض الزرنيخ (H 3 AsO 4) وزرنيخات الرصاص (PbHAsO 4) وزرنيخات الكالسيوم [Ca 3 (AsO 4) 2]، التي تستخدم لتعقيم التربة ومكافحة الآفات، ذات أهمية كبيرة.

الزرنيخ هو عنصر كيميائي يشكل العديد من المركبات العضوية. على سبيل المثال، يتم استخدام الكاكودين (CH 3) 2 As−As(CH 3) 2 في تحضير حمض الكاكوديلك المجفف (عامل التجفيف) المستخدم على نطاق واسع. تستخدم المركبات العضوية المعقدة للعنصر في علاج بعض الأمراض، مثل الزحار الأميبي الناتج عن الكائنات الحية الدقيقة.

الخصائص الفيزيائية

ما هو الزرنيخ من حيث خصائصه الفيزيائية؟ في حالته الأكثر استقرارًا، يكون مادة صلبة هشة ذات لون رمادي فولاذي مع موصلية حرارية وكهربائية منخفضة. على الرغم من أن بعض أشكال As تشبه المعدن، إلا أن تصنيفها على أنها غير معدنية يعد وصفًا أكثر دقة للزرنيخ. هناك أشكال أخرى من الزرنيخ، لكنها لم تتم دراستها بشكل جيد، وخاصة الشكل الأصفر شبه المستقر، الذي يتكون من 4 جزيئات، مثل الفوسفور الأبيض P 4 . يتصاعد الزرنيخ عند درجة حرارة 613 درجة مئوية، ويوجد على شكل بخار على شكل 4 جزيئات، لا تنفصل حتى درجة حرارة حوالي 800 درجة مئوية. يحدث التفكك الكامل إلى جزيئين عند درجة حرارة 1700 درجة مئوية.

التركيب الذري والقدرة على تكوين الروابط

الصيغة الإلكترونية للزرنيخ - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 - تشبه النيتروجين والفوسفور من حيث وجود خمسة إلكترونات في الغلاف الخارجي، ولكنها تختلف عنهم في وجود 18 إلكترونًا في الغلاف قبل الأخير قذيفة بدلا من اثنين أو ثمانية. إن إضافة 10 شحنات موجبة إلى النواة أثناء ملء المدارات الخمسة ثلاثية الأبعاد غالبًا ما يؤدي إلى انخفاض إجمالي في السحابة الإلكترونية وزيادة في السالبية الكهربية للعناصر. ويمكن مقارنة الزرنيخ الموجود في الجدول الدوري بالمجموعات الأخرى التي توضح هذا النمط بوضوح. على سبيل المثال، من المقبول عمومًا أن الزنك أكثر سالبية كهربية من المغنيسيوم، والجاليوم أكثر من الألومنيوم. ومع ذلك، في المجموعات اللاحقة يتناقص هذا الاختلاف، ولا يتفق الكثيرون على أن الجرمانيوم أكثر سالبية كهربية من السيليكون، على الرغم من وفرة الأدلة الكيميائية. قد يؤدي انتقال مماثل من الغلاف المكون من 8 إلى 18 عنصرًا من الفوسفور إلى الزرنيخ إلى زيادة السالبية الكهربية، لكن هذا لا يزال مثيرًا للجدل.

يشير التشابه بين الغلاف الخارجي لـ As وP إلى أنهما يمكن أن يشكلا 3 لكل ذرة في وجود زوج إلكترون إضافي غير مرتبط. ولذلك يجب أن تكون حالة الأكسدة +3 أو -3، اعتمادًا على السالبية الكهربية المتبادلة النسبية. يشير هيكل الزرنيخ أيضًا إلى إمكانية استخدام المدار الخارجي d لتوسيع الثماني، مما يسمح للعنصر بتكوين 5 روابط. ويتحقق فقط عند التفاعل مع الفلور. إن وجود زوج إلكترون حر لتكوين مركبات معقدة (من خلال التبرع بالإلكترون) في الذرة أقل وضوحًا منه في الفوسفور والنيتروجين.

الزرنيخ مستقر في الهواء الجاف، لكنه يتحول إلى أكسيد أسود في الهواء الرطب. تحترق أبخرتها بسهولة وتتكون على شكل 2O3. ما هو الزرنيخ الحر؟ لا يتأثر عمليا بالماء والقلويات والأحماض غير المؤكسدة، ولكنه يتأكسد بحمض النيتريك إلى حالة +5. تتفاعل الهالوجينات والكبريت مع الزرنيخ، وتشكل العديد من المعادن الزرنيخيدات.

الكيمياء التحليلية

يمكن الكشف عن مادة الزرنيخ نوعياً على شكل أوربيمنت أصفر يترسب تحت تأثير محلول 25% من حمض الهيدروكلوريك. يتم تحديد آثار As عادة عن طريق تحويلها إلى الزرنيخ، والتي يمكن اكتشافها باستخدام اختبار مارش. يتحلل الزرنيخ حرارياً ليشكل مرآة سوداء للزرنيخ داخل أنبوب ضيق. وفقا لطريقة Gutzeit، فإن العينة المشربة بالزرنيخ تصبح داكنة بسبب إطلاق الزئبق.

الخصائص السمية للزرنيخ

تختلف سمية العنصر ومشتقاته بشكل كبير، من الزرنيخ شديد السمية ومشتقاته العضوية إلى ببساطة As، وهو عنصر خامل نسبيًا. يتم إثبات ماهية الزرنيخ من خلال استخدام مركباته العضوية كعوامل حربية كيميائية (لويزيت) ومنتفخة ومزيلة للأوراق (العامل الأزرق يعتمد على خليط مائي من 5٪ حمض الكاكوديلك و 26٪ من ملح الصوديوم).

وبشكل عام فإن مشتقات هذا العنصر الكيميائي تهيج الجلد وتسبب التهاب الجلد. يوصى أيضًا بالحماية من استنشاق الغبار المحتوي على الزرنيخ، ولكن معظم حالات التسمم تحدث عن طريق الابتلاع. الحد الأقصى المسموح به لتركيز كما هو الحال في الغبار خلال يوم عمل مدته ثماني ساعات هو 0.5 ملجم/م3. بالنسبة للأرسين، يتم تقليل الجرعة إلى 0.05 جزء في المليون. وبالإضافة إلى استخدام مركبات هذا العنصر الكيميائي كمبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية، فإن استخدام الزرنيخ في علم الصيدلة مكن من الحصول على السلفارسان، وهو أول دواء ناجح ضد مرض الزهري.

التأثيرات الصحية

الزرنيخ هو أحد العناصر الأكثر سمية. توجد المركبات غير العضوية لهذه المادة الكيميائية بشكل طبيعي بكميات صغيرة. يمكن أن يتعرض الناس للزرنيخ من خلال الطعام والماء والهواء. قد يحدث التعرض أيضًا من خلال ملامسة الجلد للتربة أو الماء الملوث.

الأشخاص الذين يعملون به، ويعيشون في منازل مبنية من الخشب المعالج به، وفي الأراضي الزراعية التي استخدمت فيها المبيدات الحشرية في الماضي، هم أيضًا عرضة للتعرض.

يمكن أن يسبب الزرنيخ غير العضوي مجموعة متنوعة من الآثار الصحية لدى البشر، مثل تهيج المعدة والأمعاء، وانخفاض إنتاج خلايا الدم الحمراء والبيضاء، وتغيرات الجلد، وتهيج الرئة. ويشتبه في أن تناول كميات كبيرة من هذه المادة قد يزيد من فرص الإصابة بالسرطان، وخاصة سرطان الجلد والرئتين والكبد والجهاز اللمفاوي.

التركيزات العالية جدًا من الزرنيخ غير العضوي تسبب العقم والإجهاض لدى النساء، والتهاب الجلد، وانخفاض مقاومة الجسم للعدوى، ومشاكل في القلب وتلف الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذا العنصر الكيميائي أن يلحق الضرر بالحمض النووي.

الجرعة المميتة من الزرنيخ الأبيض هي 100 ملغ.

المركبات العضوية للعنصر لا تسبب السرطان أو تلف الشفرة الوراثية، ولكن الجرعات العالية يمكن أن تضر بصحة الإنسان، على سبيل المثال، تسبب اضطرابات عصبية أو آلام في البطن.

خصائص كما

الخصائص الكيميائية والفيزيائية الرئيسية للزرنيخ هي كما يلي:

• العدد الذري هو 33
• الوزن الذري - 74.9216.
• نقطة انصهار الشكل الرمادي هي 814 درجة مئوية عند ضغط 36 ضغط جوي.
• تبلغ كثافة الشكل الرمادي 5.73 جم/سم3 عند 14 درجة مئوية.
• تبلغ كثافة الشكل الأصفر 2.03 جم/سم3 عند 18 درجة مئوية.
• الصيغة الإلكترونية للزرنيخ هي 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
• حالات الأكسدة -3، +3، +5.
• تكافؤ الزرنيخ هو 3.5.

الزرنيخ في جسم الإنسان: الدور، المصادر، النقص والزائدة

الزرنيخ (As) هو عنصر كيميائي برقم ذري 33. في شكله العنصري، يكون شبه معدن هشًا إلى حد ما، ذو لون فولاذي مع صبغة خضراء.

أصبح الإنسان على دراية بالزرنيخ منذ وقت طويل جدًا. غالبًا ما يوجد الزرنيخ في شكل حر. يعتبر الزرنيخ في شكله الأولي وفي شكل مركبات سمًا قويًا، لكن الناس عرفوا عن سمية الزرنيخ ومركباته مؤخرًا نسبيًا، حيث استخدموها لفترة طويلة حتى كدواء. نظرًا لأن الزرنيخ في الطبيعة غالبًا ما يكون مصحوبًا بمعادن القصدير، فقد حدث التسمم بالزرنيخ ببساطة من مياه الشرب والنبيذ في أوعية القصدير.

كان الزرنيخ يستخدم في كثير من الأحيان لإبادة القوارض، ومنه حصل على اسمه الروسي (من الكلمتين "فأر" و"سم").

هناك نسخة مفادها أن نابليون بعد إشارته إلى الأب. لقد تسممت سانت هيلانة بالزرنيخ.

تم إثبات حقيقة أن الزرنيخ عنصر كيميائي مستقل في عام 1789 بواسطة ج. براندت وأ. لافوازييه. وحتى ذلك الوقت، كان حتى الكيميائيون العلميون يعتقدون أن الزرنيخ وأكسيده هما نفس المادة.

العنصر الكيميائي المعني موجود في الطبيعة في شكل مشتت. ويبلغ متوسط ​​نسبة كتلته في القشرة الأرضية 1.7%10-4%، وفي المحيطات العالمية يبلغ تركيزه حوالي 0.003 ملغم/لتر. ومع ذلك، يمكن أيضًا العثور على الزرنيخ في شكله الأصلي، ثم يكون له مظهر قشور رمادية أو حبيبات عقيدية كثيفة ذات لمعان معدني. يحصي الجيولوجيون حوالي 200 معدن زرنيخ. في كثير من الأحيان يصاحب الرصاص والنحاس والفضة في الخامات. معادن الزرنيخ الأكثر شيوعًا هي الريغار (برتقالي-أحمر، شفاف) والأوربيمنت (أصفر ليموني)، ولكن للأغراض الصناعية، يستخدم الزرنيخ بيريت، المعروف أيضًا باسم بيريت الزرنيخ، وكذلك اللولينجيت (بيريت الزرنيخ) والسكوروديت بشكل أساسي لاستخراج الزرنيخ. . يتم استرداد جزء كبير من الزرنيخ كمنتج ثانوي أثناء تعدين الذهب والرصاص والزنك والنحاس والقصدير والمعادن الأخرى.

يتم تطوير رواسب كبيرة من هذا العنصر الكيميائي في جورجيا وكازاخستان وآسيا الوسطى وبريطانيا العظمى وفرنسا والسويد والنرويج واليابان والولايات المتحدة الأمريكية وكندا وبوليفيا. كما أن روسيا غنية برواسب الزرنيخ التي تم اكتشافها في جبال الأورال وسيبيريا وترانسبيكاليا وتشوكوتكا وياكوتيا.

لماذا نحتاج إلى الزرنيخ إذا كان سامًا جدًا؟

الزرنيخ هو أحد مكونات سبائك الرصاص المستخدمة في إنتاج الطلقات لأغراض صناعة السبائك. تزداد صلابة الرصاص بمقدار أمر من حيث الحجم.

يستخدم الزرنيخ النقي كيميائيا لتخليق أشباه الموصلات.

توجد كبريتيد الزرنيخ في الدهانات المستخدمة في الدهانات والدباغة (لإزالة الشعر من الجلد).

يستخدم معدن الريجار في الألعاب النارية لإنتاج النار "اليونانية" ("الهندية"). وعندما يتم مزجه مع الملح الصخري أو الكبريت، يتم الحصول على خليط ينتج لهبًا أبيض لامعًا عند حرقه.

اللويزيت هو أحد عوامل الحرب الكيميائية التي تحتوي على الزرنيخ.

وحتى بداية القرن العشرين، كان الزرنيخ يستخدم في صناعة أدوية علاج مرض الزهري، ولكن بسبب سميته العالية، تم استبداله لاحقا بأدوية أخرى.

ومع ذلك، فإن الزرنيخ ليس قاتلًا فحسب، بل معالجًا أيضًا. في الجرعات الصغيرة، يتم استخدامه في علاج فقر الدم وبعض الأمراض الخطيرة الأخرى، حيث أن له تأثير محفز على تكون الدم ووظائف محددة أخرى في الجسم. في طب الأسنان، يستخدم الزرنيخ كعامل ناخر لالتهاب لب السن، مما يقتل العصب الملتهب في قناة الأسنان. ومع ذلك، نظرًا لتوسع سوق مسكنات الألم والأدوية القاتلة للأعصاب، أصبح استخدام الزرنيخ أقل فأقل في طب الأسنان.

دور الزرنيخ في جسم الإنسان

الزرنيخ هو سم مناعي أساسي مشروط لجسم الإنسان. ومع ذلك، في الجرعات الصغيرة فمن الضروري.

إن الاحتياجات اليومية لجسم الإنسان البالغ من الزرنيخ هي 12-15 ميكروغرام، وعندما يتم تناوله بجرعات أقل من 1 ميكروغرام في اليوم، قد يتطور نقصه. يحتوي جسم الإنسان على حوالي 15 ملغ من الزرنيخ.

يدخل الزرنيخ جسم الإنسان بشكل رئيسي عن طريق الطعام ومياه الشرب (حوالي 80%)، وغالباً بكميات زائدة. يتم امتصاص الزرنيخ بسرعة من الجهاز الهضمي. ويتلقى الشخص أكثر من 10% من الزرنيخ من خلال الهواء المستنشق وحوالي 1% من خلال الجلد.

عند دخول الجسم عبر الجهاز الهضمي، تدخل مركبات الزرنيخ غير العضوية إلى الكبد، حيث تتم ميثليتها.

يتراكم الزرنيخ في الكبد والرئتين والجلد والأمعاء الدقيقة. بعد 24 ساعة، يتم إخراج حوالي 30% من الزرنيخ المتناول في البول، وحوالي 4% يتم إخراجه عبر الأمعاء. يتم إخراج الباقي لاحقًا عبر الأمعاء أو يتم إخراجه من خلال العرق وتساقط الشعر وتقشير الجلد والصفراء. وقد ثبت أيضًا أن الزرنيخ يتراكم في الجهاز الشبكي البطاني، نظرًا لأن الزرنيخ يرتبط بمجموعات بروتينات SH، والتي تكون أكثر وفرة في هذه الأنسجة.

لقد ثبت أن الزرنيخ، من خلال تنظيم استقلاب الفوسفور والكالسيوم، يمنع فقدان الجسم للفسفور. وفي هذا الصدد فهو يشبه فيتامين د.

يرتبط الزرنيخ بالبروتينات المحتوية على الكبريت والسيستين والجلوتاثيون وحمض الليبويك والمركبات الأخرى المحتوية على الكبريت.

على ما يبدو (ليس من المعروف بعد على وجه اليقين) أن الزرنيخ يشارك في بعض التفاعلات الأنزيمية، ويعمل كبديل للفسفور. من ناحية أخرى، يعتبر الزرنيخ مثبطًا، حيث يتفاعل مع مجموعات السلفهيدريل من إنزيمات معينة.

يؤثر هذا العنصر الكيميائي على عمليات الأكسدة التي تحدث في الميتوكوندريا، ويشارك في استقلاب الحمض النووي، أي في تركيب البروتينات، وهو ضروري لتكوين الهيموجلوبين، على الرغم من أنه ليس جزءًا من هذا البروتين.

في الحيوانات العليا، بما في ذلك البشر، يعمل الزرنيخ كمحفز محتمل لتخليق الميتالوثيونين مع كلوريد الكادميوم.

حتى وقت قريب، كان يعتقد أن الجرعات المجهرية للزرنيخ يمكن أن تحفز نمو الأنسجة العظمية، حتى بعد انتهاء فترة النمو العام. ومع ذلك، دحض المزيد من الأبحاث هذا الافتراض.

وتجرى حاليا أبحاث على الزرنيخ لعلاج السرطان بمركباته.

مضادات الزرنيخ هي الكبريت والسيلينيوم والفوسفور والأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت والفيتامينات C و E. في حالة التسمم بالسيلينيوم، يمكن للزرنيخ أن يكون بمثابة ترياق فعال.

ويستخدم الزرنيخ في علاج مرض النوم في المرحلة الأخيرة.

تستخدم المياه المعدنية الزرنيخية في علاج فقر الدم وعدد من أمراض الجهاز الهضمي.

الزرنيخ جزء من الموميو، وهي مادة عضوية معدنية ذات أصل طبيعي.

مصادر الزرنيخ في جسم الإنسان

تم العثور على تركيزات مرتفعة من الزرنيخ في الأطعمة التالية:

• النبيذ (ما يصل إلى 1 ملغم/لتر أو أكثر) والعصائر (بسبب استخدام المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب في مزارع العنب)؛
• الأسماك (خاصة الأسماك البحرية - ما يصل إلى 10 ملغم/كغم) والمأكولات البحرية (الروبيان، جراد البحر، الكريل، جراد البحر، المحار، الأعشاب البحرية)، زيت السمك؛
• الأرز البري؛
• الحبوب والخبز.
• عدس؛
• الجزر والعنب والزبيب والفراولة.

وفي مياه الشرب، يكون تركيز الزرنيخ ضمن الحدود الطبيعية، حيث تتم مراقبة ذلك عن كثب من قبل السلطات التنظيمية. ومع ذلك، في بعض البلدان الفقيرة (الهند وبنغلاديش وتايوان والمكسيك وأمريكا الوسطى)، وبسبب الاستخدام الواسع النطاق لعوامل مكافحة آفات المحاصيل، تتجاوز مستويات الزرنيخ في مياه الشرب 1 ملغم / لتر، مما يسبب حالات تسمم جماعية وانتشار مرض يسمى " القدم السوداء".

نقص الزرنيخ في جسم الإنسان

لم يتم دراسة عواقب نقص الزرنيخ في الجسم بما فيه الكفاية. هناك اقتراحات بحدوث نقص في هذا العنصر المعدني:

• التهاب الجلد.
• فقر الدم (فقر الدم) ؛
• انخفاض تركيز الدهون الثلاثية في مصل الدم.

قد تنمو الحيوانات التي تعاني من نقص الزرنيخ بشكل سيئ ولا تحمل الجنين حتى نهايته.

الزرنيخ الزائد في جسم الإنسان

أكثر مركبات الزرنيخ سمية هو الهيدريد (الزرنيخ). في المرتبة الثانية من حيث السمية هي المركبات العضوية للزرنيخ ثلاثي التكافؤ.

عند تناوله، يتداخل الزرنيخ مع امتصاص الزنك والسيلينيوم والفيتامينات A وC وE وبعض الأحماض الأمينية.

أسباب الزرنيخ الزائدفي جسم الإنسان قد يكون هناك:

• تعاطي الأدوية التي تحتوي على الزرنيخ، والتسمم بالمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب التي تحتوي عليه؛
• العمل في الصناعات الخطرة التي تنطوي على زيادة تركيز الزرنيخ في الهواء أو الاتصال المباشر بمركباته، بما في ذلك إنتاج المبيدات الحشرية، وتعدين الذهب، وصهر سبائك الزرنيخ، وما إلى ذلك؛
• نقص السيلينيوم، مما يحفز بالإضافة إلى ذلك تراكم الزرنيخ (الحلقة المفرغة)؛
• خلل تنظيم استقلاب الزرنيخ.
• التدخين؛
• تعاطي نبيذ العنب.

أعراض وعواقب التسمم الحاد بالزرنيخ:

• طعم معدني في الفم.
• القيء والإسهال.
• ألم شديد في البطن؛
• انحلال الدم داخل الأوعية الدموية.
• فشل الكبد والكلى الحاد.
• صدمة قلبية؛
• اكتئاب الجهاز العصبي والشلل والتشنجات والموت.

في التسمم بالزرنيخ المزمنذُكر:

• التهيج؛
• صداع؛
• تفاعلات جلدية حساسية، التهاب الجلد، الأكزيما، القرحات، الحكة، فرط التقرن الراحي الأخمصي، تصبغ الجلد؛
• التهاب الملتحمة؛
• آفات الأوعية الدموية (التهاب بطانة الأوعية الدموية، اعتلال الكلية.
• تلف الجهاز التنفسي (التليف، تمزق الحاجز الأنفي، الحساسية).

قد تعاني الحيوانات المصابة بالتسمم بالزرنيخ المزمن من خصوبة غير طبيعية بسبب زيادة النشاط الجنسي والخصوبة.

العواقب طويلة المدى للزرنيخ الزائدنكون:

• سرطان الكبد والحنجرة والعينين والجلد (سرطان بوين) والدم.
• تلف نخاع العظام والجهاز الهضمي.
• تقرحات الجلد.
• الأضرار التي لحقت الرئتين والكلى.
• تضخم الغدة الدرقية المتوطن.
• التهاب الكبد الدهني.
• انخفاض حدة السمع عند الأطفال.
• أمراض الجهاز العصبي (اضطرابات النطق، اعتلال الدماغ، التشنجات، الذهان، ضعف تنسيق الحركات؛
• انتهاك الكأس العضلي.
• التهاب الأعصاب.
• نقص المناعة.

في حالة التسمم بالزرنيخ، يجب عليك شطف المعدة على الفور وتناول الترياق (محلول مائي من ثيوكبريتات الصوديوم، يونيثيول). في حالة عدم وجود مساعدة متخصصة، يمكن أن يساعد بروتين الحليب - الكازين، لذلك يوصى بشرب الحليب و (أو) تناول الجبن في أقرب وقت ممكن. يتضمن العلاج التأهيلي تناول مكملات السيلينيوم.