Grupa arsenu. Właściwości chemiczne arsenu

Niektórzy, którzy w średniowieczu zmarli na cholerę, nie umarli na nią. Objawy choroby są podobne do tych zatrucie arszenikiem.

Uświadomiwszy sobie to, średniowieczni biznesmeni zaczęli oferować trójtlenek pierwiastka jako truciznę. Substancja. Dawka śmiertelna wynosi tylko 60 gramów.

Podzielono je na porcje, podawane przez kilka tygodni. W rezultacie nikt nie podejrzewał, że mężczyzna nie zmarł na cholerę.

Smak arsenu nie jest odczuwalny w małych dawkach, znajdujących się np. w jedzeniu lub napojach. We współczesnych realiach oczywiście nie ma cholery.

Ludzie nie muszą martwić się arszenikiem. To raczej myszy muszą się bać. Substancja toksyczna to rodzaj trucizny dla gryzoni.

Nawiasem mówiąc, element został nazwany na ich cześć. Słowo „arszenik” istnieje tylko w krajach rosyjskojęzycznych. Oficjalna nazwa substancji to arsen.

Oznaczenie w – As. Numer seryjny to 33. Na jego podstawie możemy założyć pełną listę właściwości arsenu. Ale nie zakładajmy. Na pewno przyjrzymy się temu problemowi.

Właściwości arsenu

Łacińska nazwa elementu tłumaczy się jako „silny”. Najwyraźniej odnosi się to do wpływu substancji na organizm.

Po zatruciu zaczynają się wymioty, trawienie jest zaburzone, żołądek się obraca, a funkcjonowanie układu nerwowego jest częściowo zablokowane. nie należy do słabszych.

Zatrucie następuje dowolną alotropową formą substancji. Alltropia to istnienie przejawów tej samej rzeczy, które różnią się strukturą i właściwościami. element. Arsen najbardziej stabilny w postaci metalicznej.

Stalowo-szare romboedry są delikatne. Jednostki mają charakterystyczny metaliczny wygląd, lecz w kontakcie z wilgotnym powietrzem matowieją.

Arsen - metal, którego gęstość wynosi prawie 6 gramów na centymetr sześcienny. Pozostałe formy elementu mają niższy wskaźnik.

Na drugim miejscu jest amorficzny arsen. Charakterystyka elementu: - kolor prawie czarny.

Gęstość tej formy wynosi 4,7 grama na centymetr sześcienny. Zewnętrznie materiał przypomina.

Zwykły stan arsenu dla zwykłych ludzi jest żółty. Krystalizacja sześcienna jest niestabilna i staje się amorficzna po podgrzaniu do 280 stopni Celsjusza lub pod wpływem prostego światła.

Dlatego żółte są miękkie, jak w ciemności. Pomimo koloru kruszywa są przezroczyste.

Z szeregu modyfikacji elementu jasno wynika, że jest to tylko połowa metalu. Oczywista odpowiedź na to pytanie brzmi: „ Arsen jest metalem lub niemetalem", NIE.

Reakcje chemiczne służą jako potwierdzenie. 33. pierwiastek ma charakter kwasotwórczy. Jednak samo przebywanie w kwasie nie daje.

Metale zachowują się inaczej. W przypadku arsenu nie sprawdzają się nawet przy kontakcie z jednym z najsilniejszych.

Związki solne „rodzą się” podczas reakcji arsenu z metalami aktywnymi.

Dotyczy to środków utleniających. 33. substancja oddziałuje tylko z nimi. Jeśli partner nie ma wyraźnych właściwości utleniających, interakcja nie nastąpi.

Dotyczy to nawet alkaliów. To jest, arsen jest pierwiastkiem chemicznym całkiem obojętny. Jak zatem można to osiągnąć, skoro lista reakcji jest bardzo ograniczona?

Wydobycie arsenu

Arsen wydobywa się jako produkt uboczny innych metali. Są one rozdzielone, pozostawiając 33. substancję.

W naturze są związki arsenu z innymi pierwiastkami. To z nich wydobywa się 33. metal.

Proces jest opłacalny, ponieważ razem z arsenem często występują , i .

Występuje w postaci ziarnistych mas lub sześciennych kryształów koloru cyny. Czasami występuje żółty odcień.

Związek arsenu I metal Ferrum ma „brata”, w którym zamiast 33. substancji znajduje się . To zwykły piryt o złotym kolorze.

Kruszywa są podobne do wersji arsenowej, ale nie mogą służyć jako ruda arsenu, chociaż zawierają również arsen jako zanieczyszczenie.

Nawiasem mówiąc, arszenik występuje również w zwykłej wodzie, ale znowu jako zanieczyszczenie.

Ilość pierwiastka na tonę jest tak mała, że nawet wydobycie produktów ubocznych nie ma sensu.

Gdyby światowe zasoby arsenu były równomiernie rozłożone w skorupie ziemskiej, wynosiłyby one zaledwie 5 gramów na tonę.

Zatem pierwiastek nie jest powszechny, jego ilość jest porównywalna z , , .

Jeśli spojrzysz na metale, z którymi arsen tworzy minerały, to nie dotyczy to tylko kobaltu i niklu.

Całkowita liczba minerałów 33. pierwiastka sięga 200. Znaleziono również natywną postać tej substancji.

Jego obecność tłumaczy się obojętnością chemiczną arsenu. Tworząc obok elementów, z którymi nie ma reakcji, bohater pozostaje w doskonałej izolacji.

W tym przypadku często otrzymuje się agregaty w kształcie igieł lub sześciennych. Zwykle rosną razem.

Stosowanie arsenu

Pierwiastek, do którego należy arsen podwójny, nie tylko wykazujący właściwości zarówno metalu, jak i niemetalu.

Postrzeganie żywiołu przez ludzkość jest również dwoiste. W Europie 33. substancja zawsze była uważana za truciznę.

W 1733 r. wydali nawet dekret zakazujący sprzedaży i zakupu arsenu.

W Azji „trucizna” jest stosowana przez lekarzy od 2000 lat w leczeniu łuszczycy i kiły.

Współcześni lekarze udowodnili, że 33. element atakuje białka wywołujące onkologię.

W XX wieku niektórzy europejscy lekarze również stanęli po stronie Azjatów. Na przykład w 1906 roku zachodni farmaceuci wynaleźli lek salwarsan.

Stał się pierwszym w oficjalnej medycynie i był stosowany przeciwko wielu chorobom zakaźnym.

To prawda, że rozwija się odporność na lek, jak każde stałe przyjmowanie arsenu w małych dawkach.

Skuteczne są 1-2 kursy leku. Jeśli rozwinęła się odporność, ludzie mogą przyjąć śmiertelną dawkę pierwiastka i przeżyć.

Oprócz lekarzy 33. pierwiastkiem zainteresowali się metalurdzy i zaczęli go dodawać do produkcji śrutu.

Sporządza się go na podstawie zawartej w metale ciężkie. Arsen zwiększa ołów i pozwala, aby jego plamy przyjęły kulisty kształt podczas rzucania. Jest to prawidłowe, co poprawia jakość frakcji.

Arsen można znaleźć także w termometrach, a raczej w nich. Nazywa się wiedeńskim, zmieszanym z tlenkiem 33. substancji.

Związek służy jako środek klarujący. Arsen był również używany przez dmuchaczy szkła w starożytności, ale jako dodatek matujący.

Szkło staje się nieprzezroczyste, gdy występuje w nim znaczna domieszka pierwiastka toksycznego.

Zachowując proporcje, wielu dmuchaczy szkła zachorowało i przedwcześnie zmarło.

A specjaliści garbarni używają siarczków arsen.

Element główny podgrupy Niektóre farby zawierają grupę 5 układu okresowego. W przemyśle skórzanym arsen pomaga usuwać włosy.

Cena arsenu

Czysty arsen jest najczęściej oferowany w postaci metalicznej. Ceny ustalane są za kilogram lub tonę.

1000 gramów kosztuje około 70 rubli. Dla hutników oferują gotowe np. arsen i miedź.

W tym przypadku pobierają 1500-1900 rubli za kilogram. Anhydryt arsenu sprzedawany jest również w kilogramach.

Stosowany jest jako lek na skórę. Środek jest nekrotyczny, to znaczy odrętwia dotknięty obszar, zabijając nie tylko czynnik wywołujący chorobę, ale także same komórki. Metoda jest radykalna, ale skuteczna.

Ludzie znali arsen pierwiastkowy i toksyczne właściwości jego związków od bardzo dawna. Do takiego wniosku można dojść wiedząc, że stosowaną do dziś metodę określania śmierci w wyniku zatrucia arszenikiem stworzył James Marshais w 1836 roku.

Arsen, czyli „król trucizn”, to prosta substancja, rzadko występująca w przyrodzie w postaci wolnej. Jest to metal o delikatnej strukturze, w kolorze szarym z lekko zielonkawym odcieniem i wyraźnym stalowym połyskiem.

W stanie krystalicznym jest podobny do innych metali i ma dobrą przewodność cieplną i elektryczną, ale jego właściwości niemetaliczne są znacznie bardziej wyraźne. Na przykład każdy wodorotlenek arsenu jest kwasem.

Arsen pierwiastkowy, jak również każdy z jego związków, jest niezwykle trujący, ale uzyskanie takich substancji jest dość trudne, ponieważ reaguje z zdecydowaną większością metali i niemetali tylko w bardzo wysokich temperaturach.

Przez tysiące lat pierwiastkowy metaliczny arsen i jego tlenki mylono z tą samą substancją. Jasność przyniosła dopiero końcówka XVIII wieku. W układzie okresowym chemicznym nazwa arsenu (33As) brzmi jak arsen, od łacińskiego arsenicum - bezpośredniego zapożyczenia z języka greckiego, co z kolei jest przekształceniem zarnika. Właśnie tak starożytni Persowie i Asyryjczycy nazywali dobrze znany żółty orpiment (siarczek arsenu).

Pochodzenie rosyjskiej nazwy przypisuje się ludowym zwrotom „mysz” i „trucizna”, ponieważ tlenek przez długi czas był jedyną skuteczną substancją do zwalczania gryzoni.

Produkcja i zastosowania

Do chwili obecnej wiadomo, że arsen zawiera nieco ponad 200 minerałów. W większości przypadków występuje w złożach rud srebra, miedzi lub ołowiu. Jednakże minerałem mającym podstawowe znaczenie przemysłowe jest piryt arsenu lub arsenopiryt.

Wśród licznych sposobów otrzymywania metalicznego (szarego) arsenu znajduje się prażenie arsenopirytu z późniejszą redukcją jego tlenku przy użyciu węgla antracytowego, jednak główną część surowca przerabia się na arsen biały lub trójtlenek arsenu – bezwodnik arsenu.

Zastosowanie szarego arsenu, srebrzystego, grubokrystalicznego metalu, jest szczególnie ważne w produkcji metalurgicznej, ponieważ wykorzystuje się go:

jako topnik lub dodatek stopowy do produkcji niektórych stopów;
jako dodatek zwiększający twardość wyrobów ołowianych i miedzianych oraz zwiększający napięcie powierzchniowe ciekłego ołowiu.

Zastosowanie arsenu III – trójtlenku arsenu, jest znacznie szersze:

w rolnictwie – zaprawianie nasion, zwalczanie chorób roślin, niszczenie szkodników owadzich i gryzoni;
w przemyśle szklarskim - produkcja szkła łatwotopliwego, bezbarwnego, a także w produkcji luster;
w przemyśle skórzanym – konserwacja skór;
w laboratoryjnych analizach chemicznych sole arsenu są odczynnikami analitycznymi;
zabezpieczenie przed gniciem wyrobów drewnianych do użytku zewnętrznego - podkłady, słupy, płoty;
nierozpuszczalne sole arsenu stosuje się do produkcji materiałów na półprzewodniki, w tym membrany jonoselektywne;
produkcja bojowych środków chemicznych – trwałego lewizytu i trująco-dymnego adamsytu;
w medycynie – do produkcji leków, a także w leczeniu stomatologicznym – jako środek znieczulający.

Bezpieczeństwo przemysłowe

Obecnie zatwierdzone są następujące podstawowe środki bezpieczeństwa podczas pracy z arsenem:

pełna szczelność sprzętu;
stosowanie intensywnej wentylacji w celu usunięcia gazów, proszków i pyłów oraz wykonywanie analiz powietrza według ustalonego harmonogramu;
stosowanie środków ochrony indywidualnej: okularów, rękawic, specjalnych kombinezonów, a w razie potrzeby maski przeciwgazowej;

Każda gałąź produkcji ma swoje szczególne zasady, a szkolenia BHP pracowników przeprowadzane są za podpisem corocznie, raz na kwartał. Kobietom i chłopcom poniżej 18 roku życia nie wolno pracować z arszenikiem, a mężczyźni mają obowiązek poddawać się kwartalnym badaniom lekarskim.

Możliwe przyczyny zatrucia

Czy w dzisiejszych czasach można się zatruć arszenikiem? Oczywiście, że tak, ponieważ żaden z pracowników nie jest ubezpieczony od następstw nieszczęśliwych wypadków przy pracy, a przy stosowaniu na co dzień trucizn na bazie arsenu może on przypadkowo przedostać się do organizmu. Czasami odnotowuje się celowe przypadki zatrucia - samobójstwa lub morderstwa. Wszystkie te epizody są klasyfikowane jako ostre zatrucie.

Do zatrucia arszenikiem może dojść także w wyniku zawodowego narażenia na małe dawki, a także długotrwałego spożycia skażonej wody lub przyjmowania leków. Takie zatrucia są klasyfikowane jako przewlekłe.

Do szczególnej, podostrej kategorii zatruć zaliczają się przypadki kontaktu osoby z adamsytem, który w niektórych krajach jest wykorzystywany przez policję do rozpędzania masowych demonstracji. W truciznach zaliczanych do bojowych środków chemicznych adamsyt zajmuje miejsce wśród sternitów – związków drażniących górne drogi oddechowe.

Inną częstą przyczyną zatruć arszenikiem jest zbieranie grzybów w miejscach niszczenia broni chemicznej lub pozbawione skrupułów usuwanie odpadów zawierających arszenik. W owocnikach grzybów rosnących na takich obszarach stężenie arsenu przekracza dopuszczalny limit 1000 razy, ale smak i zapach nie różnią się od tych samych grzybów rosnących na sąsiednich „czystych” obszarach. Co więcej, naukowcy doszli do wniosku, że grzybnie preferują gleby bogate w arsen, dlatego spożywanie grzybów zakupionych z drugiej ręki bez odpowiednich analiz laboratoryjnych jest dość lekkomyślne.

Nie zapominajmy, że ostre, podostre lub przewlekłe zatrucie arszenikiem może być również spowodowane niewłaściwym myciem warzyw lub owoców, ponieważ preparaty na bazie arsenu są aktywnie wykorzystywane do zwalczania gryzoni w magazynach.

Wpływ arsenu na organizm ludzki

Arsen szybko i łatwo przenika przez skórę, płuca i przewód pokarmowy, natomiast związki nieorganiczne, trójtlenek arsenu, wchłaniają się łatwiej niż organiczne. Najbardziej niebezpiecznym gazem dla człowieka jest gaz arsenowy lub wodór arsenowy. W czystej postaci arsyna niczym nie pachnie, dlatego przed użyciem do produkcji dodaje się do niej specjalną domieszkę, po której nabiera zapachu czosnku.

Po wniknięciu do środka, w ciągu 24 godzin arsen oddziałuje na wszystkie narządy wewnętrzne, wnikając do nich przez krwioobieg, a po 2 tygodniach jego ślady można znaleźć w kościach, skórze, włosach i paznokciach.

Eliminacja arsenu z organizmu zajmuje dużo czasu, ponieważ tylko około 7% jest wydalane z kałem. I pomimo tego, że mocz wydala się w 93%, nawet po zażyciu pojedynczej dawki, to po 10 dniach nadal są w nim obecne jego ślady.

Niezależnie od drogi penetracji arsen działa w następujący sposób:

Gdy znajdzie się w osoczu krwi, tworzy silne wiązanie z hemoglobiną;
poprzez naczynia krwionośne dociera do wszystkich narządów, w tym do tkanek układu nerwowego;
powoduje zaburzenie biochemii oddychania komórkowego.

Objawy

Charakterystyczne objawy zatrucia arszenikiem zależą od dawki otrzymanej substancji.

Dawka śmiertelna dla osoby w wyniku zatrucia arsenem po spożyciu trójtlenku arsenu wynosi od 50 do 340 mg. Jego wartość zależy bezpośrednio od stanu zdrowia i wagi osoby, a także od rodzaju użytej substancji toksycznej.

W przypadku wodoru arsenowego wskaźniki śmiertelne są następujące:

wdychanie gazu przez 15 minut o stężeniu 0,6 mg/l;
5 min – 1,3 mg/l;
kilka oddechów – 2-4 mg/l;
natychmiast – 5 mg/l.

Objawy zatrucia zależą od rodzaju zmiany:

Ostra forma– w ustach pojawia się metaliczny posmak, któremu towarzyszy pieczenie w gardle i skurcze krtani. Skóra staje się niebieskawa, a twardówka oczu i dłoni żółknie. Występują spadki ciśnienia krwi i silne ataki zawrotów głowy. Rozwija się ostra niewydolność nerek i wątroby. Dotkliwie boli żołądek i pojawia się niekontrolowana biegunka, która szybko usuwa płyny z organizmu, co skutkuje odwodnieniem. W ciężkich przypadkach możliwe: skurcz lub obrzęk płuc, paraliż, utrata przytomności i śpiączka.
Postać podostra– silne podrażnienie oczu i błon śluzowych prowadzące do łzawienia oczu i „kataru”. Kichanie, kaszel i ucisk w klatce piersiowej. Możliwe są nudności i wymioty z metalicznym posmakiem w ustach. Szczególnie mocno boli mnie głowa.
Forma przewlekła– stany anemiczne, ogólne złe samopoczucie i szybkie zmęczenie fizyczne. Występuje osłabienie kończyn, utrata wrażliwości obwodowej, drętwienie obszarów skóry i „mrowienie”. Na całym ciele rozwija się trwały trądzik różowaty, teleangiektazje i pajączki. Możliwe są niebezpieczne konsekwencje - rozwój encefalopatii i toksycznego zapalenia wątroby. Ze względu na wysoką rakotwórczość arsen może być impulsem do rozwoju nowotworów.

Typowym objawem przewlekłego zatrucia arszenikiem są białe paski na paznokciach.

U mężczyzn, którzy przez długi czas wykonują prace niebezpieczne, zatrucie arszenikiem powoduje objawy i następujące zmiany:

hiperkeratoza - nadmierny rozrost powierzchniowych warstw skóry;
suchość, łuszczenie się i łuszczenie się skóry na wszystkich częściach ciała;
wzmożona czerwona pigmentacja na skroniach, powiekach, szyi, pod pachami, sutkach i mosznie;
Na paznokciach pojawiają się poprzeczne białe paski.

Zatrucie arszenikiem w stomatologii

Arsen stosowany jest w medycynie jako składnik niektórych leków o działaniu miejscowym i ogólnym. Może powodować podrażnienie, kauteryzację lub znieczulenie oraz działać jako regulator metabolizmu i hematopoezy. Preparaty na bazie organicznych związków arsenu mają szerokie zastosowanie w chemioterapii, spirochetozie i innych licznych chorobach wywołanych przez pierwotniaki, a także w leczeniu kiły, gorączki nawracającej, malarii i dusznicy bolesnej Simanovsky-Vincentego.

Ponieważ pasty arszenikowe są nadal stosowane w stomatologii domowej, wiele osób dręczy pytania: po co się je stosuje i czy podczas leczenia stomatologicznego możliwe jest zatrucie arszenikiem, jak długo można przechowywać arszenik w zębie i co się stanie, jeśli arszenik zostanie połknięty z zęba ząb? Odpowiedzmy krótko i po kolei:

po arszeniku nerw w zębie umiera;
szare pasty arszenikowe stosowane są w prywatnych gabinetach stomatologicznych jako środek znieczulający do dewitalizacji miazgi, jeśli nie można zastosować nowoczesnych środków ze względu na ich nietolerancję, a w gabinetach publicznych jest to możliwe albo w staromodny sposób, albo ze względu na ich taniość;
Nawet dziecka nie można zatruć pastą arszenikową podczas leczenia stomatologicznego;
Pasty dewitalizujące możesz trzymać na zębach jednokorzeniowych maksymalnie 24 godziny, a na pozostałych tylko do 48 godzin, w przeciwnym razie ząb stanie się czarny;
Pastę Depulpin można przechowywać przez 2 tygodnie;
Jeśli zjesz watę z pastą arszenikową, nic złego się nie stanie, ale nadal lepiej postępować zgodnie z następującymi procedurami:
- dokładnie przepłukać jamę ustną i jamę zęba letnim naparem z rumianku lub słabo stężonym roztworem sody;
- umieść suchy wacik w jamie zęba;
- opcjonalne, ale dla „uspokojenia duszy”, jeśli masz, weź dowolny sorbent lub wypij szklankę mleka, możesz zjeść 100 g twarogu;
- wkrótce odwiedź lekarza.

Na notatce. Nie należy znosić bólu zęba pod wypełnieniem pastą arszenikową. Nieplanowana wizyta u dentysty jest konieczna.

Pierwsza pomoc w przypadku zatrucia

Jak zachować się w przypadku zatrucia arszenikiem i jak usunąć go z organizmu? Udzielając pierwszej pomocy, należy przestrzegać następującego algorytmu:

Wezwij pogotowie i wpuść do pomieszczenia świeże powietrze.
Podaj środek wymiotny.
Obficie przepłucz żołądek.
Podawać mleko z ubitym białkiem lub dowolny dostępny sorbent.
Połóż gorącą podkładkę grzewczą na brzuchu.
Jeśli jesz, wypij kilka szklanek roztworu - 1 łyżkę palonej magnezji rozpuść w 200 ml wody.
Zabrania się picia kwaśnych napojów i wdychania amoniaku.
Jeśli występują skurcze, aktywnie pocieraj kończyny.

Czy istnieje antidotum na arszenik i gdzie mogę je zdobyć?

W centrach medycznych przedsiębiorstw, w których stosuje się arsen, apteczka spółki joint venture musi zawierać określone antidotum - unitol.

W przypadku nieostrożnego zatrucia domowego należy zgłosić swoje podejrzenia lekarzowi ratownictwa medycznego, aby zespół mógł zastosować leczenie natychmiast po przybyciu na miejsce.

Leczenie

Działania terapeutyczne zależą od ciężkości zatrucia. W przypadku ostrego zatrucia stosuje się zastrzyki dimerkaprolu (unitolu):

pierwszego dnia co 6 godzin 2-3 mg/kg;
2-5 dni po zatruciu - co 12 godzin;
6-10 dni – 1 raz dziennie.

W przypadku ciężkich objawów dawkę unitolu zwiększa się do 3-5 mg/kg.

W celu łagodzenia bólu brzucha stosuje się zastrzyki atropiny z morfiną, a w celu zapobiegania odpływowi płynów z organizmu stosuje się kroplomierze roztworu soli fizjologicznej z glukozą i adrenaliną, dożylne podanie chlorku wapnia i tiosiarczanu sodu. W przypadku bólu brzucha podaje się zastrzyki morfiny z atropiną. W przypadku ostrej niewydolności nerek stosuje się hemodializę i/lub wymienną transfuzję krwi.

W leczeniu przewlekłych postaci zatruć D-penicylaminę stosuje się w ciągu 5 dni.

Treść artykułu

ARSEN– pierwiastek chemiczny z grupy V układu okresowego, należy do rodziny azotowej. Względna masa atomowa 74,9216. W naturze arsen jest reprezentowany tylko przez jeden stabilny nuklid 75 As. Sztucznie uzyskano także ponad dziesięć jego radioaktywnych izotopów o okresach półtrwania od kilku minut do kilku miesięcy. Typowe stopnie utlenienia związków to –3, +3, +5. Nazwa arsenu w języku rosyjskim wiąże się ze stosowaniem jego związków do tępienia myszy i szczurów; Łacińska nazwa Arsenicum pochodzi od greckiego „arsen” – silny, potężny.

Informacje historyczne.

Arsen należy do pięciu pierwiastków „alchemicznych” odkrytych w średniowieczu (co zaskakujące, cztery z nich – As, Sb, Bi i P – znajdują się w tej samej grupie układu okresowego – piątej). Jednocześnie związki arsenu były znane już w starożytności, wykorzystywano je do produkcji farb i leków. Szczególnie interesujące jest zastosowanie arsenu w metalurgii.

Kilka tysięcy lat temu epoka kamienia ustąpiła miejsca epoce brązu. Brąz jest stopem miedzi i cyny. Historycy uważają, że pierwszy brąz odlano w dolinie Tygrysu i Eufratu, gdzieś pomiędzy 30. a 25. wiekiem. PNE. W niektórych rejonach wytapiano brąz o szczególnie cennych właściwościach – był lepiej odlewany i łatwiejszy do kucia. Jak odkryli współcześni naukowcy, był to stop miedzi zawierający od 1 do 7% arsenu i nie więcej niż 3% cyny. Prawdopodobnie początkowo, podczas wytapiania, bogaty w rudę miedzi malachit został pomylony z produktami wietrzenia niektórych minerałów miedziowo-arsenowych, także zielonych siarczków. Doceniając niezwykłe właściwości stopu, starożytni rzemieślnicy poszukiwali minerałów arsenu. Do poszukiwań wykorzystaliśmy właściwość takich minerałów polegającą na wydzielaniu specyficznego zapachu czosnku po podgrzaniu. Jednak z biegiem czasu zaprzestano wytapiania brązu arszenikowego. Najprawdopodobniej stało się to z powodu częstego zatrucia podczas wypalania minerałów zawierających arsen.

Oczywiście arsen był znany w odległej przeszłości tylko w postaci minerałów. Tak więc w starożytnych Chinach do rzeźbienia w kamieniu używano stałego minerału realgar (siarczek o składzie As 4 S 4, realgar po arabsku oznacza „pył kopalniany”), ale po podgrzaniu lub wystawieniu na działanie światła „pogorszył się”, ponieważ zamienił się w As 2 S 3. W IV wieku. PNE. Arystoteles opisał ten minerał pod nazwą „sandarak”. W I wieku OGŁOSZENIE Rzymski pisarz i naukowiec Pliniusz Starszy oraz rzymski lekarz i botanik Dioscorides opisali minerał lubpiment (siarczek arsenu As 2 S 3). W tłumaczeniu z łaciny nazwa minerału oznacza „złotą farbę”: używano go jako żółtego barwnika. W XI wieku alchemicy wyróżnili trzy „odmiany” arsenu: tzw. arsen biały (tlenek As 2 O 3), arsen żółty (siarczek As 2 S 3) i arsen czerwony (siarczek As 4 S 4). Arsen biały otrzymywano poprzez sublimację zanieczyszczeń arsenowych podczas prażenia rud miedzi zawierających ten pierwiastek. Kondensując z fazy gazowej, tlenek arsenu osiadł w postaci białej powłoki. Biały arsen był używany od czasów starożytnych do zabijania szkodników, a także...

W XIII wieku Albert von Bolstedt (Albert Wielki) otrzymał substancję metalopodobną poprzez ogrzewanie żółtego arsenu z mydłem; Być może był to pierwszy przykład arsenu w postaci prostej substancji uzyskanej sztucznie. Ale ta substancja naruszyła mistyczne „połączenie” siedmiu znanych metali z siedmioma planetami; Prawdopodobnie dlatego alchemicy uważali arszenik za „bękartowy metal”. Jednocześnie odkryli jej właściwość nadawania miedzi białego koloru, co dało podstawę do nazwania jej „środkiem wybielającym Venus (tj. miedzi).

Arsen został jednoznacznie zidentyfikowany jako odrębna substancja w połowie XVII wieku, kiedy niemiecki farmaceuta Johann Schroeder uzyskał go w stosunkowo czystej postaci poprzez redukcję tlenku węglem drzewnym. Później francuski chemik i lekarz Nicolas Lemery uzyskał arszenik poprzez ogrzewanie mieszaniny jego tlenku z mydłem i potasem. W XVIII wieku arszenik był już dobrze znany jako niezwykły „półmetal”. W 1775 r. szwedzki chemik K.V. Scheele uzyskał kwas arsenowy i gazowy wodór arsenowy, a w 1789 r. A.L. Lavoisier ostatecznie uznał arsen za niezależny pierwiastek chemiczny. W 19-stym wieku odkryto związki organiczne zawierające arsen.

Arsen w przyrodzie.

W skorupie ziemskiej jest niewiele arsenu - około 5,10 -4% (czyli 5 g na tonę), mniej więcej tyle samo, co germanu, cyny, molibdenu, wolframu czy bromu. Arsen często występuje w minerałach razem z żelazem, miedzią, kobaltem i niklem.

Skład minerałów utworzonych przez arsen (a znanych jest ich około 200) odzwierciedla „półmetaliczne” właściwości tego pierwiastka, który może znajdować się zarówno na dodatnim, jak i ujemnym stopniu utlenienia i łączyć się z wieloma pierwiastkami; w pierwszym przypadku arsen może odgrywać rolę metalu (na przykład w siarczkach), w drugim - niemetalu (na przykład w arsenkach). Złożony skład szeregu minerałów arsenu odzwierciedla jego zdolność z jednej strony do częściowego zastępowania atomów siarki i antymonu w sieci krystalicznej (promienie jonowe S–2, Sb–3 i As–3 są bliskie i wynoszą 0,182, 0,208 i 0,191 nm), z drugiej – atomy metali. W pierwszym przypadku atomy arsenu mają raczej ujemny stopień utlenienia, w drugim - dodatni.

Elektroujemność arsenu (2,0) jest niewielka, ale wyższa niż antymonu (1,9) i większości metali, dlatego stopień utlenienia –3 obserwuje się dla arsenu tylko w arsenkach metali, a także w stibarsenie SbAs i przerostach tego minerału czyste kryształy antymonu lub arsenu (allemontyt mineralny). Wiele związków arsenu z metalami, sądząc po ich składzie, to raczej związki międzymetaliczne niż arsenki; niektóre z nich mają zmienną zawartość arsenu. Arsenki mogą jednocześnie zawierać kilka metali, których atomy przy małych promieniach jonów zastępują się nawzajem w sieci krystalicznej w dowolnych proporcjach; w takich przypadkach we wzorze mineralnym symbole pierwiastków podaje się oddzielone przecinkami. Wszystkie arsenki mają metaliczny połysk, są nieprzezroczystymi, ciężkimi minerałami, a ich twardość jest niska.

Przykładami naturalnych arsenków (znanych jest ich około 25) są minerały löllingit FeAs 2 (analog pirytu FeS 2), skutterudyt CoAs 2–3 i skutterudyt niklu NiAs 2–3, nikiel (czerwony piryt niklu) NiAs, rammelsbergit ( biały piryt niklu) NiAs 2 , szafloryt (speys kobalt) CoAs 2 i klinosaffloryt (Co,Fe,Ni)As 2, langizyt (Co,Ni)As, sperrylit PtAs 2, maucheryt Ni 11 As 8, oregonit Ni 2 FeAs 2, algodonit Cu 6 As. Ze względu na dużą gęstość (ponad 7 g/cm3) geolodzy zaliczają wiele z nich do minerałów „superciężkich”.

Najpopularniejszym minerałem arsenu jest arsenopiryt (piryt arsenu). FeAsS można uznać za produkt zastąpienia siarki w pirycie FeS 2 atomami arsenu (zwykły piryt też zawsze zawiera trochę arsenu). Takie związki nazywane są sulfosalami. Podobnie minerały kobaltyna (połysk kobaltu) CoAsS, glaukodot (Co,Fe)AsS, gersdorfit (połysk niklu) NiAsS, enargit i luzonit o tym samym składzie, ale różnej budowie Cu 3 AsS 4, proustyt Ag 3 AsS 3 – ważny ruda srebra, czasami nazywana „rubinowym srebrem” ze względu na swój jasnoczerwony kolor, często znajduje się w górnych warstwach srebrnych żył, gdzie znajdują się wspaniałe, duże kryształy tego minerału. Sulfosole mogą zawierać także metale szlachetne z grupy platynowców; Są to minerały osarsyt (Os,Ru)AsS, ruarsyt RuAsS, irarsyt (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS, platarsyt (Pt,Rh,Ru)AsS, hollingworthyt (Rd,Pt,Pd)AsS. Czasami rolę atomów siarki w takich podwójnych arsenkach pełnią atomy antymonu, np. w seinajokicie (Fe,Ni)(Sb,As) 2, arsenopalladinicie Pd 8 (As,Sb) 3, polibazycie arsenu (Ag,Cu) 16 (Ar,Sb) 2 S 11.

Ciekawa jest struktura minerałów, w których arsen występuje jednocześnie z siarką, ale pełni raczej rolę metalu, grupując się z innymi metalami. Są to minerały: arsenosulwanit Cu 3 (As,V)S 4, arsenogauchekornit Ni 9 BiAsS 8, freibergit (Ag,Cu,Fe) 12 (Sb,As) 4 S 13, tennantyt (Cu,Fe) 12 As 4 S 13 , argentotennantyt (Ag,Cu) 10 (Zn,Fe) 2 (As,Sb) 4 S 13, goldfieldite Cu 12 (Te,Sb,As) 4 S 13, żyrodyt (Cu,Zn,Ag) 12 (As,Sb ) 4 (Se, S) 13 . Można sobie wyobrazić, jak złożoną strukturę ma sieć krystaliczna wszystkich tych minerałów.

Arsen ma wyraźnie dodatni stopień utlenienia w naturalnych siarczkach - żółty orpiment As 2 S 3 , pomarańczowo-żółty dimorfit As 4 S 3 , pomarańczowo-czerwony realgar As 4 S 4 , karminowoczerwony getchellit AsSbS 3 , a także w bezbarwnym tlenku As 2 O 3, który występuje w postaci minerałów arsenolitu i klaudetytu o różnych strukturach krystalicznych (powstają w wyniku wietrzenia innych minerałów arsenu). Zazwyczaj minerały te występują w postaci małych wtrąceń. Ale w latach 30. XX w. W południowej części pasma Wierchojańskiego znaleziono ogromne kryształy orpimentu o wielkości do 60 cm i wadze do 30 kg.

W naturalnych solach kwasu arsenu H 3 AsO 4 - arseniany (znanych jest około 90 z nich) stopień utlenienia arsenu wynosi +5; przykłady obejmują jasnoróżową erytrynę (kolor kobaltu) Co 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, zielony annabergit Ni 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, skorodyt Fe III AsO 4 2H 2 O i prostysyt Fe II 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, brązowo-czerwony gazparyt (Ce,La,Nd)ArO 4, bezbarwny goernezyt Mg 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, rooseweltyt BiAsO 4 i kettigit Zn 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, a także tyle soli zasadowych, na przykład oliwnit Cu 2 AsO 4 (OH), arsenobismit Bi 2 (AsO 4)(OH) 3. Ale naturalne arsenity - pochodne kwasu arsenowego H 3 AsO 3 - są bardzo rzadkie.

W środkowej Szwecji znajdują się słynne kamieniołomy żelaza i manganu Langbanov, w których odnaleziono i opisano ponad 50 próbek minerałów arsenianowych. Niektórych z nich nie można znaleźć nigdzie indziej. Powstały niegdyś w wyniku reakcji kwasu arsenowego H 3 AsO 4 z pirokroitem Mn(OH) 2 w niezbyt wysokich temperaturach. Zazwyczaj arseniany są produktami utleniania rud siarczkowych. Z reguły nie mają zastosowania przemysłowego, ale niektóre z nich są bardzo piękne i zdobią zbiory mineralogiczne.

W nazwach wielu minerałów arsenu można znaleźć nazwy miejscowości (Lölling w Austrii, Freiberg w Saksonii, Seinäjoki w Finlandii, Skutterud w Norwegii, Allemon we Francji, kanadyjska kopalnia Langis i kopalnia Getchell w Nevadzie, Oregon w USA itp.). ), nazwiska geologów, chemików, polityków itp. (niemiecki chemik Karl Rammelsberg, handlarz minerałami z Monachium William Maucher, właściciel kopalni Johann von Gersdorff, francuski chemik F. Claudet, angielscy chemicy John Proust i Smithson Tennant, kanadyjski chemik F. L. Sperry, prezydent USA Roosevelt itp.), nazwy roślin (a więc , nazwa minerału szafran pochodzi od szafranu), początkowe litery nazw pierwiastków - arsen, osm, ruten, iryd, pallad, platyna, korzenie greckie („erythros” - czerwony, „enargon” - widoczny, „ lithos” - kamień) itp. i tak dalej.

Ciekawą starożytną nazwą minerału niklu (NiAs) jest kupfernikiel. Średniowieczni niemieccy górnicy nazywali Nikiel złym duchem gór, a „kupfernickel” (Kupfernickel, z niemieckiego Kupfer – miedź) - „cholerną miedź”, „fałszywą miedź”. Miedziano-czerwone kryształy tej rudy wyglądały bardzo podobnie do rudy miedzi; Używano go w produkcji szkła do barwienia szkła na zielono. Ale nikt nie był w stanie wydobyć z niego miedzi. Rudę tę badał szwedzki mineralog Axel Kronstedt w 1751 roku i wyizolował z niej nowy metal, nazywając go niklem.

Ponieważ arsen jest chemicznie całkowicie obojętny, występuje również w stanie naturalnym – w postaci stopionych igieł lub kostek. Taki arsen zawiera zwykle od 2 do 16% zanieczyszczeń - najczęściej są to Sb, Bi, Ag, Fe, Ni, Co. Łatwo go zmielić na proszek. W Rosji geolodzy znaleźli rodzimy arszenik w Transbaikalii w regionie Amur, występuje on także w innych krajach.

Arsen jest wyjątkowy, ponieważ występuje wszędzie – w minerałach, skałach, glebie, wodzie, roślinach i zwierzętach i nie bez powodu nazywany jest „wszechobecnym”. Rozmieszczenie arsenu w różnych regionach globu zostało w dużej mierze zdeterminowane podczas powstawania litosfery przez lotność jego związków w wysokich temperaturach, a także procesy sorpcji i desorpcji w glebach i skałach osadowych. Arsen łatwo migruje, czemu sprzyja dość duża rozpuszczalność niektórych jego związków w wodzie. W wilgotnym klimacie arsen jest wypłukiwany z gleby i odprowadzany przez wody gruntowe, a następnie rzeki. Średnia zawartość arsenu w rzekach wynosi 3 µg/l, w wodach powierzchniowych – około 10 µg/l, w wodach morskich i oceanicznych – tylko około 1 µg/l. Wyjaśnia to stosunkowo szybkie wytrącanie się jego związków z wody z akumulacją w osadach dennych, na przykład w konkrecjach żelazomanganu.

W glebach zawartość arsenu wynosi zwykle od 0,1 do 40 mg/kg. Jednak na obszarach, gdzie występują rudy arsenu, a także na obszarach wulkanicznych, gleba może zawierać dużo arsenu - do 8 g/kg, jak w niektórych obszarach Szwajcarii i Nowej Zelandii. W takich miejscach roślinność obumiera, a zwierzęta chorują. Jest to typowe dla stepów i pustyń, gdzie arszenik nie jest wypłukiwany z gleby. W stosunku do średniej zawartości wzbogacone są także skały ilaste – zawierają czterokrotnie więcej arsenu niż przeciętnie. W naszym kraju maksymalne dopuszczalne stężenie arsenu w glebie wynosi 2 mg/kg.

Arsen może być wynoszony z gleby nie tylko przez wodę, ale także przez wiatr. Aby jednak tego dokonać, musi najpierw przekształcić się w lotne związki arsenu. Przekształcenie to następuje w wyniku tzw. biometylacji – dodania grupy metylowej w celu utworzenia wiązania C–As; ten proces enzymatyczny (znany jest ze związków rtęci) zachodzi przy udziale koenzymu metylokobalaminy, metylowanej pochodnej witaminy B 12 (występuje także w organizmie człowieka). Biometylacja arsenu zachodzi zarówno w wodzie słodkiej, jak i morskiej i prowadzi do powstania związków organoarsenowych - kwasu metyloarsenowego CH 3 AsO(OH) 2, kwasu dimetyloarsenowego (dimetyloarsenowego lub kakodylowego) (CH 3) 2 As(O)OH, trimetyloarsyny ( CH 3) 3 As i jego tlenek (CH 3) 3 As = O, które również występują w przyrodzie. Stosując metylokobalaminę znakowaną 14C i wodoroarsenian sodu znakowany 74As Na2HAsO4 wykazano, że jeden ze szczepów metanobakterii redukuje i metyluje tę sól do lotnej dimetyloarsyny. W rezultacie powietrze na terenach wiejskich zawiera średnio 0,001 – 0,01 µg/m 3 arsenu, w miastach, gdzie nie występuje specyficzne zanieczyszczenie – do 0,03 µg/m 3, a w pobliżu źródeł zanieczyszczeń (metalami nieżelaznymi) huty, elektrownie, pracujące na węglu o dużej zawartości arsenu itp.) stężenie arsenu w powietrzu może przekraczać 1 μg/m 3 . Intensywność depozycji arsenu na terenach lokalizacji ośrodków przemysłowych wynosi 40 kg/km 2 rocznie.

Powstawanie lotnych związków arsenu (na przykład trimetyloarsyna wrze już w temperaturze zaledwie 51 ° C) nastąpiło w XIX wieku. liczne zatrucia, ponieważ arszenik był zawarty w tynku, a nawet zielonej farbie do tapet. Zieleń Scheele'a stosowano wcześniej w postaci farby Cu 3 (AsO 3) 2 N H 2 O i zieleń paryska lub Schweyfurt Cu 4 (AsO 2) 6 (CH 3 COO) 2. W warunkach dużej wilgotności i pojawienia się pleśni z takiej farby powstają lotne pochodne arsenu. Uważa się, że proces ten mógł być przyczyną powolnego zatruwania Napoleona w ostatnich latach jego życia (jak wiadomo, we włosach Napoleona znaleziono arszenik półtora wieku po jego śmierci).

Arsen występuje w zauważalnych ilościach w niektórych wodach mineralnych. Normy rosyjskie stanowią, że zawartość arsenu w wodach mineralnych przeznaczonych do celów leczniczych nie powinna przekraczać 700 µg/l. W Jermuk może być kilka razy większy. Wypicie jednej lub dwóch szklanek „arszenikowej” wody mineralnej nie wyrządzi szkody osobie: aby zostać śmiertelnie zatrutym, trzeba wypić na raz trzysta litrów... Ale jasne jest, że takiej wody nie można pić stale zwykłej wody.

Chemicy odkryli, że arsen w wodach naturalnych występuje w różnych postaciach, co jest istotne z punktu widzenia jego analizy, metod migracji, a także różnej toksyczności tych związków; Zatem związki arsenu trójwartościowego są 25–60 razy bardziej toksyczne niż arszenik pięciowartościowy. Związki As(III) w wodzie występują najczęściej w postaci słabego kwasu arsenu H 3 AsO 3 ( rK a = 9,22), a związek As(V) – w postaci znacznie silniejszego kwasu arsenowego H 3 AsO 4 ( rK a = 2,20) i jego deprotonowane aniony H 2 AsO 4 – i HAsO 4 2–.

Żywa materia zawiera średnio 6,10–6% arsenu, czyli 6 µg/kg. Niektóre wodorosty mogą koncentrować arszenik w takim stopniu, że stają się niebezpieczne dla ludzi. Co więcej, glony te mogą rosnąć i rozmnażać się w czystych roztworach kwasu arsenowego. Takie algi są stosowane w niektórych krajach azjatyckich jako lek na szczury. Nawet w czystych wodach norweskich fiordów glony mogą zawierać do 0,1 g/kg arsenu. U ludzi arsen występuje w tkance mózgowej i mięśniach oraz gromadzi się we włosach i paznokciach.

Właściwości arsenu.

Chociaż arsen wygląda jak metal, jest raczej niemetalem: nie tworzy soli, na przykład z kwasem siarkowym, ale sam jest pierwiastkiem kwasotwórczym. Dlatego pierwiastek ten nazywany jest często półmetalem. Arsen występuje w kilku formach alotropowych i pod tym względem jest bardzo podobny do fosforu. Najbardziej stabilnym z nich jest arsen szary, bardzo krucha substancja, która świeżo rozkruszona ma metaliczny połysk (stąd nazwa „arsen metaliczny”); jego gęstość wynosi 5,78 g/cm3. Po mocnym podgrzaniu (do 615°C) sublimuje bez topienia (to samo zachowanie jest charakterystyczne dla jodu). Pod ciśnieniem 3,7 MPa (37 atm) arsen topi się w temperaturze 817°C, czyli znacznie wyższej od temperatury sublimacji. Przewodność elektryczna szarego arsenu jest 17 razy mniejsza niż miedzi, ale 3,6 razy większa niż rtęci. Wraz ze wzrostem temperatury jego przewodność elektryczna, podobnie jak w przypadku typowych metali, maleje - w przybliżeniu w takim samym stopniu jak w przypadku miedzi.

Jeżeli pary arsenu zostaną bardzo szybko schłodzone do temperatury ciekłego azotu (–196°C), otrzymamy przezroczystą, miękką żółtą substancję przypominającą żółty fosfor, a jej gęstość (2,03 g/cm 3) jest znacznie niższa niż gęstość arsenu szarego . Pary arsenu i arsen żółty składają się z cząsteczek As 4, które mają kształt czworościanu - i tu analogia z fosforem. W temperaturze 800°C zauważalna dysocjacja pary zaczyna się od utworzenia dimerów As 2, a w temperaturze 1700° C pozostają tylko cząsteczki As 2. Po podgrzaniu i wystawieniu na działanie światła ultrafioletowego żółty arsen szybko zmienia kolor na szary wraz z wydzieleniem ciepła. Kiedy pary arsenu skraplają się w obojętnej atmosferze, powstaje kolejna amorficzna forma tego pierwiastka, koloru czarnego. Jeśli na szkle osadzą się opary arsenu, powstaje warstwa lustrzana.

Struktura zewnętrznej powłoki elektronowej arsenu jest taka sama jak azotu i fosforu, ale w przeciwieństwie do nich ma 18 elektronów w przedostatniej powłoce. Podobnie jak fosfor może tworzyć trzy wiązania kowalencyjne (konfiguracja 4s 2 4p 3), pozostawiając samotną parę na atomie As. Znak ładunku atomu As w związkach z wiązaniami kowalencyjnymi zależy od elektroujemności sąsiednich atomów. Udział samotnej pary w tworzeniu kompleksów jest w przypadku arsenu znacznie trudniejszy w porównaniu z azotem i fosforem.

Jeżeli w atomie As zaangażowane są orbitale d, możliwe jest sparowanie elektronów 4s w celu utworzenia pięciu wiązań kowalencyjnych. Możliwość ta jest praktycznie realizowana tylko w połączeniu z fluorem - w pentafluorku AsF 5 (znany jest również pentachloryl AsCl 5, ale jest on wyjątkowo niestabilny i szybko rozkłada się nawet w temperaturze –50 ° C).

W suchym powietrzu arsen jest stabilny, ale w wilgotnym zanika i pokrywa się czarnym tlenkiem. Podczas sublimacji pary arsenu łatwo spalają się w powietrzu niebieskim płomieniem, tworząc ciężkie białe pary bezwodnika arsenu As 2 O 3. Tlenek ten jest jednym z najpowszechniejszych odczynników zawierających arsen. Ma właściwości amfoteryczne:

As 2 O 3 + 6HCl ® 2AsCl 3 + 3H 2 O,

2 O 3 + 6NH 4OH ® 2(NH 4) 3 AsO 3 + 3H 2 O.

Utlenianie As 2 O 3 powoduje powstanie kwaśnego tlenku – bezwodnika arsenu:

Jako 2 O 3 + 2HNO 3 ® Jako 2 O 5 + H 2 O + NO 2 + NO.

W reakcji z sodą powstaje wodoroarsenian sodu, który znajduje zastosowanie w medycynie:

Jako 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O ® 2Na 2 HAsO 4 + 2CO 2 .

Czysty arsen jest całkowicie obojętny; nie mają na nią wpływu woda, zasady i kwasy, które nie mają właściwości utleniających. Rozcieńczony kwas azotowy utlenia go do kwasu ortoarsenowego H 3 AsO 3 , a stężony kwas azotowy utlenia go do kwasu ortoarsenowego H 3 AsO 4:

3As + 5HNO 3 + 2H 2O® 3H 3 AsO 4 + 5NO.

Tlenek arsenu(III) reaguje podobnie:

3As 2 O 3 + 4HNO 3 + 7H 2 O ® 6H 3 AsO 4 + 4NO.

Kwas arsenowy jest kwasem średnio mocnym, nieco słabszym od kwasu fosforowego. Natomiast kwas arsenowy jest bardzo słaby, co odpowiada siłą kwasowi borowemu H 3 BO 3. W jego roztworach panuje równowaga H 3 AsO 3 HAsO 2 + H 2 O. Kwas arsenawy i jego sole (arseniany) są silnymi środkami redukującymi:

HAsO 2 + I 2 + 2H 2 O ® H 3 AsO 4 + 2HI.

Arsen reaguje z halogenami i siarką. Chlorek AsCl3 jest bezbarwną oleistą cieczą, która dymi w powietrzu; hydrolizowany wodą: AsCl 3 + 2H 2 O ® HAsO 2 + 3HCl. Znane są bromek AsBr 3 i jodek AsI 3, które również rozkładają się pod wpływem wody. W reakcjach arsenu z siarką powstają siarczki o różnym składzie - aż do Ar 2 S 5. Siarczki arsenu rozpuszczają się w zasadach, roztworze siarczku amonu i stężonym kwasie azotowym, na przykład:

As 2 S 3 + 6KOH ® K 3 AsO 3 + K 3 AsS 3 + 3H 2 O,

2 S 3 + 3(NH 4) 2 S® 2(NH 4) 3 AsS 3,

2 S 5 + 3(NH 4) 2 S® 2(NH 4) 3 AsS 4,

As 2 S 5 + 40HNO 3 + 4H 2 O® 6H 2 AsO 4 + 15H 2 SO 4 + 40NO.

W reakcjach tych powstają tioarsenity i tioarseniany - sole odpowiednich tiokwasów (podobnie jak kwas tiosiarkowy).

W reakcji arsenu z metalami aktywnymi powstają arsenki podobne do soli, które hydrolizują wodą.Reakcja zachodzi szczególnie szybko w środowisku kwaśnym z utworzeniem arsenu: Ca 3 As 2 + 6HCl ® 3CaCl 2 + 2AsH 3 . Arsenki metali o niskiej aktywności - GaAs, InAs itp. mają diamentową sieć atomową. Arsyna to bezbarwny, bezwonny, silnie trujący gaz, ale zanieczyszczenia nadają mu zapach czosnku. Arsyna rozkłada się powoli na pierwiastki już w temperaturze pokojowej i szybko po podgrzaniu.

Arsen tworzy wiele związków arsenoorganicznych, na przykład tetrametylodiarsynę (CH 3) 2 As – As(CH 3) 2. Już w 1760 roku dyrektor fabryki porcelany Serves, Louis Claude Cadet de Gassicourt, destylując octan potasu z tlenkiem arsenu(III), niespodziewanie otrzymał dymiącą ciecz zawierającą arsen o odrażającym zapachu, którą nazwano alarzyną, czyli płynem Cadeta. Jak się później okazało, ciecz ta zawierała pierwsze otrzymane organiczne pochodne arsenu: tzw. tlenek kakodylu, który powstał w wyniku reakcji

4CH 3 COOK + As 2 O 3 ® (CH 3) 2 As–O–As(CH 3) 2 + 2K 2 CO 3 + 2CO 2 i diakodyl (CH 3) 2 As–As(CH 3) 2 . Kakodyl (od greckiego „kakos” – zły) był jednym z pierwszych rodników odkrytych w związkach organicznych.

W 1854 roku paryski profesor chemii Auguste Kaur zsyntetyzował trimetyloarsynę poprzez działanie jodku metylu na arsenek sodu: 3CH 3 I + AsNa 3 ® (CH 3) 3 As + 3NaI.

Następnie do syntez wykorzystano trójchlorek arsenu, np.

(CH 3) 2 Zn + 2AsCl 3 ® 2(CH 3) 3 As + 3ZnCl 2.

W 1882 roku otrzymano aromatyczne arsyny przez działanie metalicznego sodu na mieszaninę halogenków arylu i trójchlorku arsenu: 3C 6 H 5 Cl + AsCl 3 + 6Na ® (C 6 H 5) 3 As + 6NaCl. Chemia organicznych pochodnych arsenu rozwinęła się najintensywniej w latach 20. XX wieku, kiedy niektóre z nich miały działanie przeciwdrobnoustrojowe, drażniące i pęcherzowe. Obecnie zsyntetyzowano dziesiątki tysięcy związków arsenoorganicznych.

Otrzymywanie arsenu.

Arsen otrzymywany jest głównie jako produkt uboczny przerobu rud miedzi, ołowiu, cynku i kobaltu, a także podczas wydobycia złota. Niektóre rudy polimetaliczne zawierają do 12% arsenu. Gdy takie rudy zostaną podgrzane do 650–700 ° C bez dostępu powietrza, arsen sublimuje, a po podgrzaniu na powietrzu powstaje lotny tlenek Gdy powstaje 2 O 3 - „biały arsen”. Jest on kondensowany i ogrzewany węglem, a arsen ulega redukcji. Produkcja arsenu jest produkcją szkodliwą. Wcześniej, gdy słowo „ekologia” było znane tylko wąskim specjalistom, do atmosfery uwalniany był „biały arszenik”, który osadzał się na sąsiednich polach i lasach. Gazy spalinowe zakładów arsenu zawierają od 20 do 250 mg/m 3 As 2 O 3, podczas gdy zwykle powietrze zawiera około 0,00001 mg/m 3. Za średnie dobowe dopuszczalne stężenie arsenu w powietrzu uznaje się zaledwie 0,003 mg/m3. Paradoksalnie już teraz to nie fabryki produkujące arsen znacznie bardziej zanieczyszczają środowisko, ale przedsiębiorstwa hutnictwa metali nieżelaznych i elektrownie spalające węgiel. Osady denne w pobliżu hut miedzi zawierają ogromne ilości arsenu – do 10 g/kg. Arsen może przedostawać się do gleby także wraz z nawozami fosforowymi.

I kolejny paradoks: otrzymują więcej arszeniku, niż jest to wymagane; To dość rzadki przypadek. W Szwecji „niepotrzebny” arsen zmuszano nawet do zakopywania w żelbetowych pojemnikach w głęboko opuszczonych kopalniach.

Głównym przemysłowym minerałem arsenu jest arsenopiryt FeAsS. Duże złoża miedzi i arsenu występują w Gruzji, Azji Środkowej i Kazachstanie, USA, Szwecji, Norwegii i Japonii, złoża arsenu i kobaltu w Kanadzie oraz złoża arsenu i cyny w Boliwii i Anglii. Ponadto złoża złota i arsenu znane są w USA i Francji. Rosja posiada liczne złoża arsenu w Jakucji, Uralu, Syberii, Zabajkaliach i Czukotce.

Oznaczanie arsenu.

Jakościową reakcją na arsen jest wytrącanie żółtego siarczku As 2 S 3 z roztworów kwasu chlorowodorowego. Ślady oznacza się metodą reakcji Marcha lub metodą Gutzeita: paski papieru nasączonego HgCl 2 ciemnieją w obecności arsyny, która redukuje sublimat do rtęci.

W ostatnich dziesięcioleciach opracowano różne czułe metody analityczne, które pozwalają określić ilościowo minimalne stężenia arsenu, na przykład w wodach naturalnych. Należą do nich płomieniowa spektrometria absorpcyjna atomowa, atomowa spektrometria emisyjna, spektrometria mas, atomowa spektrometria fluorescencyjna, analiza aktywacji neutronów... Jeżeli w wodzie jest bardzo mało arsenu, konieczne może być wstępne zagęszczenie próbek. Wykorzystując takie stężenie, grupa charkowskich naukowców z Narodowej Akademii Nauk Ukrainy opracowała w 1999 roku metodę ekstrakcyjnej fluorescencji rentgenowskiej do oznaczania arsenu (a także selenu) w wodzie pitnej z czułością do 2,5–5 μg /l.

W celu oddzielnego oznaczenia związków As(III) i As(V) najpierw oddziela się je od siebie znanymi metodami ekstrakcyjnymi i chromatograficznymi, a także stosując selektywne uwodornienie. Ekstrakcję zwykle przeprowadza się przy użyciu ditiokarbaminianu sodu lub ditiokarbaminianu pirolidyny amonu. Związki te tworzą z As(III) nierozpuszczalne w wodzie kompleksy, które można ekstrahować chloroformem. Arsen można następnie ponownie przekształcić w fazę wodną poprzez utlenianie kwasem azotowym. W drugiej próbce arsenian przekształca się w arsenin za pomocą środka redukującego, a następnie przeprowadza się podobną ekstrakcję. W ten sposób wyznacza się „arsen całkowity”, a następnie odejmując pierwszy wynik od drugiego, wyznacza się As(III) i As(V). Jeśli w wodzie znajdują się organiczne związki arsenu, zwykle przekształca się je w metylodiodarzynę CH 3 AsI 2 lub dimetylojodarsynę (CH 3) 2 AsI, które określa się jedną lub drugą metodą chromatograficzną. Zatem za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej można określić nanogramowe ilości substancji.

Wiele związków arsenu można analizować tzw. metodą wodorkową. Polega na selektywnej redukcji analitu do lotnego arsenu. W ten sposób nieorganiczne arsenity są redukowane do AsH 3 przy pH 5 – 7 i przy pH

Metoda aktywacji neutronowej jest również czuła. Polega na napromieniowaniu próbki neutronami, podczas gdy jądra 75 As wychwytują neutrony i przekształcają się w radionuklid 76 As, który jest wykrywany na podstawie charakterystycznej radioaktywności z okresem półtrwania wynoszącym 26 godzin. W ten sposób można wykryć w próbce do 10–10% arsenu, tj. 1 mg na 1000 ton substancji

Stosowanie arsenu.

Około 97% wydobywanego arsenu wykorzystuje się w postaci jego związków. Czysty arszenik jest rzadko używany. Na całym świecie rocznie produkuje się i wykorzystuje zaledwie kilkaset ton arsenu metalicznego. Arsen w ilości 3% poprawia jakość stopów łożyskowych. Dodatki arsenu do ołowiu znacznie zwiększają jego twardość, co wykorzystuje się przy produkcji akumulatorów i kabli ołowiowych. Niewielkie dodatki arsenu zwiększają odporność na korozję i poprawiają właściwości termiczne miedzi i mosiądzu. Wysoko oczyszczony arsen wykorzystuje się do produkcji urządzeń półprzewodnikowych, w których jest on stopowany krzemem lub germanem. Arsen stosowany jest także jako domieszka, która nadaje „klasycznym” półprzewodnikom (Si, Ge) określony rodzaj przewodności.

Arsen stosowany jest także jako cenny dodatek w metalurgii metali nieżelaznych. Zatem dodatek 0,2...1% As do ołowiu znacznie zwiększa jego twardość. Od dawna zauważono, że jeśli do roztopionego ołowiu doda się odrobinę arsenu, to podczas odlewania śrutu uzyskuje się kule o prawidłowym kulistym kształcie. Dodatek 0,15...0,45% arsenu do miedzi zwiększa jej wytrzymałość na rozciąganie, twardość i odporność na korozję podczas pracy w środowisku gazowym. Ponadto arsen zwiększa płynność miedzi podczas odlewania i ułatwia proces ciągnienia drutu. Arsen dodaje się do niektórych rodzajów brązu, mosiądzu, babbitu i stopów drukarskich. Jednocześnie arszenik bardzo często szkodzi hutnikom. Przy produkcji stali i wielu metali nieżelaznych celowo komplikują proces, aby usunąć cały arsen z metalu. Obecność arsenu w rudzie powoduje, że produkcja jest szkodliwa. Szkodliwy podwójnie: po pierwsze, dla zdrowia ludzkiego; po drugie, w przypadku metali - znaczne zanieczyszczenia arsenem pogarszają właściwości prawie wszystkich metali i stopów.

Coraz szerzej stosowane są różne związki arsenu, produkowane rocznie w dziesiątkach tysięcy ton. Ponieważ tlenek 2 O 3 jest stosowany w produkcji szkła jako rozjaśniacz do szkła. Już starożytni szklarze wiedzieli, że biały arszenik powoduje, że szkło jest „matowe”, tzn. nieprzejrzysty. Jednak niewielkie dodatki tej substancji wręcz przeciwnie, rozjaśniają szkło. Arsen jest nadal zawarty w recepturach niektórych szkieł, na przykład szkła „wiedeńskiego” do termometrów.

Związki arsenu stosuje się jako środek antyseptyczny do ochrony przed psuciem i konserwacją skór, futer i pluszaków, do impregnacji drewna oraz jako składnik farb przeciwporostowych do dna statków. W tym celu stosuje się sole kwasów arsenu i arsenu: Na 2 HAsO 4, PbHAsO 4, Ca 3 (AsO 3) 2 itp. Aktywność biologiczna pochodnych arsenu zainteresowała lekarzy weterynarii, agronomów oraz specjalistów służby sanitarno-epidemiologicznej. W rezultacie pojawiły się zawierające arsen stymulatory wzrostu i produktywności zwierząt gospodarskich, środki przeciwrobacze i leki stosowane w profilaktyce chorób młodych zwierząt w gospodarstwach hodowlanych. Związki arsenu (As 2 O 3, Ca 3 As 2, Na 3 As, zieleń paryska) stosuje się do zwalczania owadów, gryzoni i chwastów. Wcześniej takie zastosowania były szeroko rozpowszechnione, szczególnie na drzewach owocowych, plantacjach tytoniu i bawełny, do usuwania wszy i pcheł zwierząt gospodarskich, wspomagania wzrostu produkcji drobiu i trzody chlewnej oraz do suszenia bawełny przed zbiorami. Nawet w starożytnych Chinach uprawy ryżu traktowano tlenkiem arsenu, aby chronić je przed szczurami i chorobami grzybiczymi, a tym samym zwiększyć plony. Natomiast w Wietnamie Południowym wojska amerykańskie stosowały kwas kakodylowy (Agent Blue) jako defoliant. Obecnie, ze względu na toksyczność związków arsenu, ich zastosowanie w rolnictwie jest ograniczone.

Ważnymi obszarami zastosowania związków arsenu jest produkcja materiałów półprzewodnikowych i mikroukładów, światłowodów, hodowanie monokryształów do laserów i elektroniki filmowej. Gaz arsynowy służy do wprowadzania niewielkich, ściśle dozowanych ilości tego pierwiastka do półprzewodników. Arsenki galu GaAs i indu InAs są wykorzystywane do produkcji diod, tranzystorów i laserów.

Arsen ma również ograniczone zastosowanie w medycynie. . Izotopy arsenu 72 As, 74 As i 76 As z dogodnymi do badań okresami półtrwania (odpowiednio 26 godzin, 17,8 dnia i 26,3 godziny) służą do diagnozowania różnych chorób.

Ilia Leenson

Dziękuję

Na stronie znajdują się informacje referencyjne wyłącznie w celach informacyjnych. Diagnozowanie i leczenie chorób musi odbywać się pod nadzorem specjalisty. Wszystkie leki mają przeciwwskazania. Wymagana konsultacja ze specjalistą!

Informacje ogólne

Wyjątkowość arsen polega na tym, że można go znaleźć wszędzie – w skałach, minerałach, wodzie, glebie, zwierzętach i roślinach. Nazywa się go nawet żywiołem wszechobecnym. Arsen występuje w różnych regionach geograficznych Ziemi ze względu na lotność jego związków i ich wysoką rozpuszczalność w wodzie. Jeśli w regionie panuje wilgotny klimat, pierwiastek jest wymywany z gruntu, a następnie odprowadzany przez wody gruntowe. Wody powierzchniowe i głębiny rzek zawierają od 3 µg/l do 10 µg/l tej substancji, a wody morskie i oceaniczne zawierają znacznie mniej, bo około 1 µg/l.

Arsen występuje w organizmie dorosłego człowieka w ilościach około 15 mg. Większość znajduje się w wątrobie, płucach, jelicie cienkim i nabłonku. Wchłanianie substancji następuje w żołądku i jelitach.
Antagonistami substancji są fosfor, siarka, selen, witaminy E, C, a także niektóre aminokwasy. Substancja z kolei upośledza wchłanianie przez organizm selenu, cynku, witamin A, E, C i kwasu foliowego.
Sekret jego zalet tkwi w ilości: w małej dawce spełnia szereg przydatnych funkcji; a w dużych jest potężną trucizną.

Funkcje:

Poprawa wchłaniania fosforu i azotu.
Stymulacja hematopoezy.
Osłabienie procesów oksydacyjnych.
Interakcja z białkami, kwasem liponowym, cysteiną.

Dzienne zapotrzebowanie na tę substancję jest niewielkie – od 30 do 100 mcg.

Arsen jako pierwiastek chemiczny

Arsen zaliczany jest do pierwiastków chemicznych V grupy układu okresowego i należy do rodziny azotów. W warunkach naturalnych substancja ta jest reprezentowana przez jedyny stabilny nuklid. Sztucznie uzyskano kilkanaście radioaktywnych izotopów arsenu o szerokim zakresie wartości okresu półtrwania - od kilku minut do kilku miesięcy. Powstanie tego terminu wiąże się z jego zastosowaniem do tępienia gryzoni - myszy i szczurów. Nazwa łacińska Arsen (jako) pochodzi od greckiego słowa „ arsenał", Co znaczy: potężny, silny.

Informacje historyczne

Arsen w czystej postaci odkryto podczas eksperymentów alchemicznych w średniowieczu. A jego związki były ludziom znane od dawna, wykorzystywano je do produkcji leków i farb. Obecnie arsen jest stosowany w metalurgii w sposób szczególnie wszechstronny.

Historycy nazywają jeden z okresów rozwoju człowieka okresem brązu. W tym czasie ludzie przeszli z broni kamiennej na ulepszoną broń z brązu. Brąz jest związkiem ( stop) cyna z miedzią. Według historyków pierwszy brąz odlano w dolinie Tygrysu i Eufratu około XX wieku. PNE. W zależności od procentowego składu składników wchodzących w skład stopu, brąz odlewany przez różnych kowali może mieć różne właściwości. Naukowcy odkryli, że najlepszym brązem o cennych właściwościach jest stop miedzi zawierający do 3% cyny i do 7% substancji arsenu. Taki brąz był łatwy do odlania i lepiej kuty. Prawdopodobnie podczas wytapiania rudę miedzi mylono z produktami wietrzenia minerałów siarczku miedzi i arsenu, które miały podobny wygląd. Starożytni rzemieślnicy docenili dobre właściwości stopu i dlatego celowo poszukiwali złóż minerałów arsenu. Aby je znaleźć, wykorzystaliśmy specyficzną właściwość tych minerałów, polegającą na wydzielaniu czosnkowego zapachu po podgrzaniu. Ale z biegiem czasu zaprzestano wytapiania brązu zawierającego związki arsenu. Najprawdopodobniej stało się to ze względu na fakt, że zatrucie bardzo często występowało podczas wypalania substancji zawierających arsen.

Oczywiście w odległej przeszłości pierwiastek ten był znany tylko w postaci minerałów. W starożytnych Chinach znali stały minerał zwany realgarem, który jak obecnie wiadomo jest siarczkiem o składzie As4S4. Słowo " realgar„przetłumaczone z języka arabskiego oznacza” mój pył" Minerał ten był używany do rzeźbienia w kamieniu, miał jednak jedną istotną wadę: pod wpływem światła lub pod wpływem ogrzewania realgar „psuł się”, ponieważ pod wpływem reakcji termicznej zamieniał się w zupełnie inną substancję, As2S3.

Naukowiec i filozof Arystoteles w IV wieku PNE. nadał nazwę temu minerałowi - „ sandarac" Trzy wieki później rzymski naukowiec i pisarz Pliniusz Starszy wspólnie z lekarzem i botanikiem Dioskorides opisał inny minerał zwany orpiment. Łacińska nazwa minerału jest tłumaczona „ złota farba" Minerał ten był używany jako żółty barwnik.

W średniowieczu alchemicy wyodrębnili trzy formy tej substancji: żółty arsen ( będący siarczkiem As2S3), czerwony ( siarczek As4S4) i biały ( tlenek As2O3). Biel powstaje w wyniku sublimacji niektórych zanieczyszczeń arsenem podczas prażenia rud miedzi zawierających ten pierwiastek. Skroplony z fazy gazowej osiadł w postaci białej powłoki, po czym został zebrany.

W XIII wieku alchemicy podgrzewali żółty arszenik i mydło, aby wytworzyć substancję przypominającą metal, która mogła być pierwszym przykładem czystej substancji wytwarzanej sztucznie. Ale powstała substancja naruszyła idee alchemików dotyczące mistycznego „połączenia” siedmiu znanych im metali z siedmioma obiektami astronomicznymi - planetami; dlatego alchemicy nazwali powstałą substancję „nielegalnym metalem”. Zauważyli w nim jedną interesującą właściwość – substancja może nadawać miedzi biały kolor.

Arsen został wyraźnie zidentyfikowany jako niezależna substancja na początku XVII wieku, kiedy był farmaceutą Johanna Schrödera redukując tlenek węglem drzewnym, otrzymałem go w czystej postaci. Kilka lat później francuski lekarz i chemik Nicola Lemery udało się uzyskać tę substancję poprzez ogrzewanie jej tlenku w mieszaninie z potasem i mydłem. W następnym stuleciu był już powszechnie znany i nazywany niezwykłym „półmetalem”.

Szwedzki naukowiec Scheele otrzymany eksperymentalnie arsenowy wodór i kwas arsenowy. W tym samym czasie GLIN. Lavoisiera uznał tę substancję za niezależny pierwiastek chemiczny.

Będąc w naturalnych warunkach

Pierwiastek często występuje w warunkach naturalnych w związkach z miedzią, kobaltem, niklem i żelazem. W skorupie ziemskiej jest go niewiele – około 5 gramów na tonę, czyli mniej więcej tyle samo, co cyna, molibden, german, wolfram i brom.

Skład minerałów tworzących ten pierwiastek chemiczny ( dziś jest ich ponad 200), ze względu na „półmetaliczne” właściwości pierwiastka. Może znajdować się zarówno na ujemnym, jak i dodatnim stopniu utlenienia, dlatego łatwo łączy się z wieloma innymi pierwiastkami; w utlenianiu dodatnim arsen pełni rolę metalu ( na przykład w siarczkach), jeśli ujemna – niemetalowa ( w arsenkach). Minerały zawierające arsen mają złożony skład. Sam pierwiastek może zastąpić atomy antymonu, siarki i metalu w sieci krystalicznej.

Wiele związków metali i arsenu, sądząc po ich składzie, to raczej związki międzymetaliczne niż arsenki; Niektóre z nich wyróżniają się zmienną zawartością głównego elementu. W arsenkach może jednocześnie występować kilka metali, a atomy tych metali, przy małych promieniach jonów, mogą zastępować się nawzajem w sieci krystalicznej w dowolnych proporcjach. Wszystkie minerały zaliczane do arsenków mają metaliczny połysk. Są nieprzezroczyste, ciężkie i mają niską twardość.

Przykład naturalnych arsenków ( jest ich około 25) mogą służyć takie minerały jak skutterudyt, szafran, rammelsbergit, nikielskutterudyt, nikiel, löllingit, sperrylit, maucheryt, algodonit, langizyt, klinosaffloryt. Arsenki te mają dużą gęstość i należą do grupy minerałów „superciężkich”.

Najpopularniejszym minerałem jest arsenopiryt ( lub, jak to się nazywa, piryt arsenu). Interesująca dla chemików jest budowa tych minerałów, w których arsen występuje jednocześnie z siarką i w których pełni rolę metalu, gdyż jest zgrupowany razem z innymi metalami. Minerały te to arsenosulwanit, gyrodyt, arsenogauchekornit, freibergit, goldfieldite, tennantyt, argentotennantyt. Struktura tych minerałów jest bardzo złożona.

Naturalne siarczki, takie jak realgar, orpiment, dimorfit, getchellit, mają dodatni stopień utlenienia As ( łac. oznaczenie arsenu). Minerały te pojawiają się w postaci małych wtrąceń, chociaż na niektórych obszarach czasami wydobywano kryształy o dużych rozmiarach i wadze.

Ciekawostką jest to, że naturalne sole kwasu arsenowego, zwane arsenianami, wyglądają zupełnie inaczej. Erytrytol ma kolor kobaltowy, natomiast skorodyt, annabergit i simplezyt mają kolor zielony. Görnesite, köttigitite i rooseveltite są całkowicie bezbarwne.

W środkowym regionie Szwecji znajdują się kamieniołomy, w których wydobywa się rudę żelazomanganu. W kamieniołomach tych odnaleziono i opisano ponad pięćdziesiąt próbek minerałów z grupy arsenianów. Niektórych z tych arsenianów nie znaleziono nigdzie indziej. Eksperci uważają, że minerały te powstały w niskich temperaturach w wyniku interakcji kwasu arsenowego z innymi substancjami. Arseniany są produktami utleniania niektórych rud siarczkowych. Zwykle nie mają one żadnej wartości poza wartością estetyczną. Minerały takie stanowią ozdobę zbiorów mineralogicznych.

Nazwy minerałów nadano na różne sposoby: niektóre z nich zostały nazwane na cześć naukowców i wybitnych osobistości politycznych; inne zostały nazwane na cześć miejscowości, w której je znaleziono; jeszcze inne nazwano greckimi terminami oznaczającymi ich podstawowe właściwości ( na przykład kolor); czwarte nazwano skrótami oznaczającymi pierwsze litery nazw pozostałych elementów.

Na przykład interesujące jest powstanie starożytnej nazwy takiego minerału jak nikiel. Wcześniej nazywał się kupfernickel. Niemieccy górnicy, którzy pięć do sześciu wieków temu zajmowali się wydobyciem miedzi, przesądnie bali się złego ducha gór, którego nazywali Niklem. Niemieckie słowo „ kupfer" oznaczał " miedź" Nazywali „cholerną” lub „fałszywą” miedzią Kupfernickel. Ruda ta była bardzo podobna do miedzi, jednak miedzi nie można było z niej uzyskać. Ale znalazł zastosowanie w produkcji szkła. Z jego pomocą szkło zostało pomalowane na zielono. Następnie z tej rudy wyizolowano nowy metal, który nazwano niklem.

Czysty arsen jest dość obojętny pod względem właściwości chemicznych i można go znaleźć w stanie natywnym. Wygląda jak stopione igły lub kostki. Taki bryłek łatwo zmielić na proszek. Zawiera aż 15% zanieczyszczeń ( kobalt, żelazo, nikiel, srebro i inne metale).

Z reguły zawartość As w glebie waha się od 0,1 mg/kg do 40 mg/kg. Na obszarach występowania rud arsenu oraz w rejonie wulkanów gleba może zawierać bardzo duże ilości As – aż do 8 g/kg. Jest to dokładnie stawka występująca w niektórych obszarach Nowej Zelandii i Szwajcarii. Na takich obszarach flora obumiera, a zwierzęta chorują. Ta sama sytuacja jest typowa dla pustyń i stepów, gdzie arszenik nie jest wypłukiwany z gleby. W porównaniu ze średnią zawartością skały ilaste są również uważane za wzbogacone, ponieważ zawierają czterokrotnie więcej substancji arsenu.

Jeżeli czysta substancja w wyniku biometylacji przekształca się w lotny związek arsenoorganiczny, wówczas jest ona usuwana z gleby nie tylko przez wodę, ale także przez wiatr. Biometylacja polega na dodaniu grupy metylowej w celu utworzenia wiązania C – As. Proces ten odbywa się z udziałem substancji metylokobalaminy – metylowanej pochodnej witaminy B12. Biometylacja As zachodzi zarówno w wodzie morskiej, jak i słodkiej. Prowadzi to do powstawania związków organoarsenowych, takich jak kwasy metyloarsonowy i dimetyloarsenowy.

Na obszarach, gdzie nie występują specyficzne zanieczyszczenia, stężenie arsenu wynosi 0,01 μg/m3, a na terenach przemysłowych, gdzie zlokalizowane są elektrownie i fabryki, stężenie osiąga poziom 1 μg/m3. Na terenach, na których zlokalizowane są ośrodki przemysłowe, depozycja arsenu jest intensywna i dochodzi do 40 kg/m2. km rocznie.

Lotne związki arsenu, gdy ich właściwości nie zostały jeszcze w pełni zbadane, sprawiały ludziom wiele kłopotów. Masowe zatrucia nie były rzadkością nawet w XIX wieku. Ale lekarze nie znali przyczyn zatrucia. A toksyczna substancja znajdowała się w zielonej farbie do tapet i tynku. Wysoka wilgotność doprowadziła do powstania pleśni. Pod wpływem tych dwóch czynników powstały lotne substancje arsenoorganiczne.

Przypuszcza się, że proces powstawania lotnych pochodnych arsenu organicznego mógł być przyczyną opóźnionego zatrucia cesarza Napoleon co doprowadziło do jego śmierci. Założenie to opiera się na fakcie, że 150 lat po jego śmierci w jego włosach znaleziono ślady arsenu.

W niektórych wodach mineralnych substancje arsenu występują w umiarkowanych ilościach. Ogólnie przyjęte normy stanowią, że w leczniczych wodach mineralnych stężenie arsenu nie powinno przekraczać 70 µg/l. W zasadzie nawet przy większym stężeniu substancji może dojść do zatrucia jedynie przy stałym, długotrwałym stosowaniu.

Arsen można znaleźć w wodach naturalnych w różnych związkach i postaciach. Na przykład arsen trójwartościowy jest wielokrotnie bardziej toksyczny niż arsen pięciowartościowy.

Niektóre wodorosty mogą gromadzić arsen w takich stężeniach, że są niebezpieczne dla ludzi. Takie glony mogą łatwo rosnąć, a nawet rozmnażać się w kwaśnym środowisku arsenu. W niektórych krajach stosuje się je jako środki do zwalczania szkodników ( przeciwko szczurom).

Właściwości chemiczne

Arsen jest czasami nazywany metalem, ale w rzeczywistości jest bardziej niemetalem. W połączeniu z kwasami nie tworzy soli, ale sam w sobie jest substancją kwasotwórczą. Dlatego nazywany jest również półmetalem. Podobnie jak fosfor, arsen może występować w różnych formach alotropowych.

Jedną z takich form jest szary arszenik, dość delikatna substancja. Jego pęknięcie ma jasny, metaliczny połysk ( dlatego jego drugie imię to „arsen metaliczny”). Przewodność elektryczna tego półmetalu jest 17 razy mniejsza niż miedzi, ale jednocześnie 3,6 razy większa niż rtęci. Im wyższa temperatura, tym niższa przewodność elektryczna. Ta typowa właściwość metali jest również charakterystyczna dla tego półmetalu.

Jeśli opary arsenu zostaną schłodzone na krótki czas do temperatury –196 stopni ( jest to temperatura ciekłego azotu), otrzymasz miękką, przezroczystą, żółtą substancję, która wygląda jak żółty fosfor. Gęstość tej substancji jest znacznie niższa niż gęstość metalu arsenu. Żółty arsen i opary arsenu składają się z cząsteczek o kształcie czworościanu ( te. kształt piramidy z czterema podstawami). Cząsteczki fosforu mają ten sam kształt.

Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, a także po podgrzaniu, żółty arszenik natychmiast zmienia się w szary; W tej reakcji wydziela się ciepło. Jeśli pary skraplają się w obojętnej atmosferze, powstaje inna forma tego pierwiastka - amorficzna. Jeśli na szkle osadzą się opary arsenu, powstaje warstwa lustrzana.

Struktura elektronicznej powłoki zewnętrznej tego pierwiastka jest taka sama jak w przypadku fosforu i azotu. Arsen, podobnie jak fosfor, może tworzyć trzy wiązania kowalencyjne.

Jeśli powietrze jest suche, As ma stabilną formę. Staje się matowy pod wpływem wilgotnego powietrza i pokrywa się czarnym tlenkiem na wierzchu. Po zapaleniu pary arsenu łatwo spalają się niebieskim płomieniem.

W czystej postaci jest całkiem obojętny; zasady, woda i różne kwasy, które nie mają właściwości utleniających, nie mają na niego żadnego wpływu. Jeśli weźmiesz rozcieńczony kwas azotowy, utleni się on czysty As do kwasu ortoarsenawego, a jeśli weźmiesz stężony kwas azotowy, utleni się go do kwasu ortoarsenawego.

Reaguje z siarką i halogenami. W reakcjach z siarką powstają siarczki o różnym składzie.

Arsen jest jak trucizna

Wszystkie związki arsenu są trujące.

Ostre zatrucie tymi substancjami objawia się bólem brzucha, biegunką, wymiotami i depresją ośrodkowego układu nerwowego. Objawy zatrucia tą substancją są bardzo podobne do objawów cholery. Dlatego też w praktyce sądowej w przeszłości często spotykano się z przypadkami użycia arsenu jako trucizny. Najskuteczniej stosowanym trującym związkiem do celów przestępczych jest trójtlenek arsenu.

Na obszarach, gdzie występuje nadmiar substancji w wodzie i glebie, gromadzi się ona w tarczycy ludzi. W rezultacie rozwija się wole endemiczne.

Zatrucie arszenikiem

Objawy zatrucia arszenikiem obejmują metaliczny posmak w ustach, wymioty i silny ból brzucha. Później mogą wystąpić drgawki lub paraliż. Zatrucie może prowadzić do śmierci. Najpowszechniej dostępnym i znanym antidotum na zatrucie arszenikiem jest mleko. Głównym białkiem mleka jest kazeina. Tworzy z arsenem nierozpuszczalny związek, który nie wchłania się do krwi.

Zatrucie następuje:
1. Podczas wdychania związków arsenu w postaci pyłu ( najczęściej - w niesprzyjających warunkach produkcyjnych).
2. Podczas picia zatrutej wody i jedzenia.
3. Podczas stosowania niektórych leków. Nadmiar substancji odkłada się w szpiku kostnym, płucach, nerkach, skórze i przewodzie pokarmowym. Istnieje wiele dowodów na to, że nieorganiczne związki arsenu są rakotwórcze. W wyniku długotrwałego spożywania wody zatrutej arsenem lub leków może rozwinąć się rak skóry o niskim stopniu złośliwości ( Rak Bowena) lub naczyniak krwionośny wątroby.

W przypadku ostrego zatrucia jako pierwszą pomoc konieczne jest płukanie żołądka. W warunkach stacjonarnych hemodializę przeprowadza się w celu oczyszczenia nerek. Do stosowania w ostrych i przewlekłych zatruciach stosuje się Unitiol – uniwersalne antidotum. Dodatkowo stosuje się substancje antagonistyczne: siarkę, selen, cynk, fosfor; a kompleks witamin i aminokwasów jest obowiązkowy.

Objawy przedawkowania i niedoboru

Możliwe objawy niedoboru arsenu objawiają się spadkiem stężenia trójglicerydów we krwi, wzrostem płodności oraz pogorszeniem rozwoju i wzrostu organizmu.

Arsen jest substancją silnie toksyczną; pojedyncza dawka 50 mg może być śmiertelna. Przedawkowanie objawia się drażliwością, alergiami, bólami głowy, zapaleniem skóry, egzemą, zapaleniem spojówek, depresją funkcji oddechowych i układu nerwowego oraz zaburzeniami czynności wątroby. Przedawkowanie substancji zwiększa ryzyko zachorowania na raka.

Za źródło pierwiastka uważa się: produkty roślinne i zwierzęce, owoce morza, zboża, zboża, tytoń, wino, a nawet wodę pitną.

Nie ma co się martwić, czy ten mikroelement znajdzie się w naszej diecie – występuje on niemal we wszystkich produktach pochodzenia zwierzęcego i roślinnego, za wyjątkiem rafinowanego cukru. Przychodzi do nas w wystarczających ilościach z pożywieniem. Produkty szczególnie w nią bogate, np. krewetki, homary, homary – aby uniknąć przedawkowania, należy jeść z umiarem, aby nie spożyć nadmiernej ilości trucizny.

Związki arsenu mogą przedostawać się do organizmu człowieka wraz z wodą mineralną, owocami morza, sokami, winami winogronowymi, lekami, herbicydami i pestycydami. Substancja ta gromadzi się głównie w układzie siateczkowo-śródbłonkowym, a także w płucach, skórze i nerkach. Za niewystarczającą dzienną dawkę substancji do organizmu uznaje się 1 mcg/dzień. Próg toksyczności wynosi około 20 mg.

Duża ilość tego pierwiastka występuje w oleju rybnym i, co dziwne, w winach. W normalnej wodzie pitnej zawartość substancji jest niska i niegroźna dla zdrowia - około 10 µg/l. Niektóre regiony świata (np. Meksyk, Tajwan, Indie, Bangladesz) są znane z wysokiego poziomu arsenu w wodzie pitnej ( 1 mg/l), dlatego czasami dochodzi tam do masowych zatruć obywateli.

Arsen zapobiega utracie fosforu przez organizm. Witamina D jest czynnikiem regulującym przebieg metabolizmu fosforu i wapnia, a arsen z kolei reguluje metabolizm fosforu.

Wiadomo również, że niektóre formy alergii rozwijają się z powodu niedoboru arsenu w organizmie.

Pierwiastek śladowy stosuje się w celu zwiększenia apetytu w przypadku anemii. W przypadku zatrucia selenem doskonałym antidotum jest arsen. Badania eksperymentalne na myszach wykazały, że precyzyjnie wyliczone dawki substancji pomagają zmniejszyć zachorowalność na nowotwory.

Gdy wzrasta stężenie pierwiastka w glebie lub żywności, następuje zatrucie. Ciężkie zatrucie może prowadzić do poważnych chorób, takich jak rak krtani czy białaczka. Co więcej, wzrośnie także liczba zgonów.

Wiadomo, że 80% substancji, która dostaje się do organizmu wraz z pożywieniem, trafia do przewodu pokarmowego i stamtąd trafia do krwi, a pozostałe 20% dociera do nas przez skórę i płuca.

Doby po wejściu do organizmu ponad 30% substancji jest z niego wydalane wraz z moczem i około 4% z kałem. Zgodnie z klasyfikacją arsen zaliczany jest do pierwiastków immunotoksycznych, warunkowo niezbędnych. Udowodniono, że substancja bierze udział w niemal wszystkich ważnych procesach biochemicznych.

Arsen w stomatologii

Substancja ta jest często stosowana w leczeniu chorób zębów, takich jak próchnica. Próchnica zaczyna się, gdy sole wapienne szkliwa zębów zaczynają się rozkładać, a osłabiony ząb zostaje zaatakowany przez patogeny. Oddziałując na miękką wewnętrzną część zęba, drobnoustroje tworzą ubytek próchnicowy.
Jeśli na tym etapie choroby ubytek próchnicowy zostanie oczyszczony i wypełniony materiałem wypełniającym, ząb pozostanie „żywy”. Jeśli pozwolisz temu procesowi toczyć się samoczynnie, jama próchnicowa dotrze do tkanki zawierającej naczynia krwionośne, nerwowe i limfatyczne. Nazywa się to pulpą.

Rozwija się zapalenie miazgi, po którym jedynym sposobem zapobiegania dalszemu rozprzestrzenianiu się choroby jest usunięcie nerwu. Do tej manipulacji potrzebny jest arszenik.

Miazga zostaje odsłonięta instrumentem stomatologicznym, nałożona na nią ziarenka pasty zawierającej kwas arsenowy, która niemal natychmiast przenika do miazgi. Dzień później ząb obumiera. Teraz miazgę można usunąć całkowicie bezboleśnie, kanały korzeniowe i komorę miazgi można wypełnić specjalną pastą antyseptyczną, a ząb można uszczelnić.

Arsen w leczeniu białaczki

Arsen z powodzeniem stosuje się w leczeniu łagodnych postaci białaczki, a także w okresie pierwotnego zaostrzenia, w którym nie zaobserwowano jeszcze ostrego powiększenia śledziony i węzłów chłonnych. Zmniejsza lub nawet hamuje patologiczne powstawanie leukocytów, stymuluje hematopoezę czerwonych krwinek i uwalnianie czerwonych krwinek na obwód.

Otrzymywanie arsenu

Otrzymuje się go jako produkt uboczny przerobu rud ołowiu, miedzi, kobaltu i cynku, a także podczas wydobycia złota. Niektóre rudy polimetaliczne zawierają do 12% arsenu. Jeśli zostaną podgrzane do 650 - 700 stopni, wówczas przy braku sublimacji powietrza nastąpi. Po podgrzaniu na powietrzu tworzy się „biały arsen”, który jest lotnym tlenkiem. Jest on kondensowany i ogrzewany węglem, podczas którego następuje redukcja arsenu. Pozyskiwanie tego pierwiastka jest produkcją szkodliwą.

Wcześniej, przed rozwojem ekologii jako nauki, „biały arsen” był uwalniany do atmosfery w dużych ilościach, a następnie osadzał się na drzewach i roślinach. Dopuszczalne stężenie w powietrzu wynosi 0,003 mg/m3, natomiast w pobliżu obiektów przemysłowych stężenie osiąga 200 mg/m3. Co dziwne, środowisko jest najbardziej zanieczyszczone nie przez fabryki produkujące arsen, ale przez elektrownie i przedsiębiorstwa metalurgii metali nieżelaznych. Osady denne w pobliżu hut miedzi zawierają duże ilości tego pierwiastka – do 10 g/kg.

Kolejnym paradoksem jest to, że substancja ta jest produkowana w większych ilościach niż jest to wymagane. Jest to rzadkie zjawisko w przemyśle wydobywczym metali. Nadmiar należy utylizować w dużych metalowych pojemnikach, ukrywając je w nieczynnych starych kopalniach.

Arsenopiryt jest cennym minerałem przemysłowym. Duże złoża miedzi i arsenu występują w Azji Środkowej, Gruzji, USA, Japonii, Norwegii, Szwecji; złoto-arsen - w USA, Francji; arsen-kobalt - w Nowej Zelandii, Kanadzie; arsen-cyna - w Anglii i Boliwii.

Oznaczanie arsenu

Jakościowa reakcja na arsen polega na wytrącaniu się żółtych siarczków z roztworów kwasu solnego. Ślady oznacza się metodą Gutzeita lub reakcją Marsha: paski papieru nasączone HgCl2 zmieniają barwę na ciemną w obecności arsyny, która redukuje sublimat do rtęci.

W ciągu ostatniego półwiecza opracowano wiele czułych technik analitycznych (np. spektrometria), dzięki czemu można wykryć nawet niewielkie ilości arsenu. Jeśli w wodzie jest bardzo mało substancji, próbki są wstępnie zagęszczane.

Niektóre związki analizuje się selektywną metodą wodorkową. Metoda ta polega na selektywnej redukcji analitu do lotnego związku arsyny. Lotne arsyny zamraża się w pojemniku chłodzonym ciekłym azotem. Następnie, powoli podgrzewając zawartość pojemnika, możesz mieć pewność, że różne arsyny odparują oddzielnie od siebie.

Aplikacja na skalę przemysłową

Około 98% całego wydobywanego arsenu nie jest wykorzystywane w czystej postaci. Ale jego związki zyskały popularność i są stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Rocznie wydobywa się i wykorzystuje setki ton tej substancji. Dodawany jest do stopów łożyskowych w celu poprawy jakości, stosowany przy produkcji kabli i akumulatorów ołowiowych w celu zwiększenia twardości oraz stosowany w stopach z germanem lub krzemem do produkcji urządzeń półprzewodnikowych. Arsen stosowany jest jako domieszka nadająca „klasycznym” półprzewodnikom określony rodzaj przewodności.

Arsen jest cennym materiałem w metalurgii metali nieżelaznych. Po dodaniu ołowiu w ilości 1%, twardość stopu wzrasta. Jeśli do roztopionego ołowiu dodasz odrobinę arsenu, wówczas w trakcie rzucania strzału wyjdą kuliste kulki o regularnym kształcie. Dodatki do miedzi zwiększają jej wytrzymałość, odporność na korozję i twardość. Dzięki temu dodatkowi zwiększa się płynność miedzi, co ułatwia proces ciągnienia drutu.

Jako dodatek do niektórych rodzajów mosiądzu, brązu, stopów drukarskich i babbitów. Mimo to hutnicy starają się wykluczyć ten dodatek z procesu produkcyjnego, ponieważ jest on bardzo szkodliwy dla ludzi. Ponadto jest również szkodliwy dla metali, ponieważ obecność arsenu w dużych ilościach pogarsza właściwości wielu stopów i metali.

Tlenki są stosowane w produkcji szkła jako rozjaśniacze do szkła. Nawet starożytni dmuchacze szkła wiedzieli, że biały arsen przyczynia się do nieprzezroczystości szkła. Jednak wręcz przeciwnie, drobne jego dodatki rozjaśniają szkło. Arsen nadal jest zawarty w przepisie na niektóre szklanki, na przykład szkło „wiedeńskie”, używane do produkcji termometrów.

Związki arsenu stosuje się jako środek antyseptyczny w celu ochrony przed zepsuciem, a także do konserwacji futer, skór, pluszaków; do tworzenia farb przeciwporostowych do transportu wodnego; do impregnacji drewna.

Aktywność biologiczna niektórych pochodnych As zainteresowała agronomów, pracowników służb sanitarnych i epidemiologicznych oraz lekarzy weterynarii. W rezultacie powstały leki zawierające arsen, które były stymulatorami produktywności i wzrostu; leki stosowane w profilaktyce chorób zwierząt gospodarskich; środki przeciwrobacze.

Właściciele gruntów w starożytnych Chinach leczyli uprawy ryżu tlenkiem arsenu, aby chronić je przed chorobami grzybiczymi i szczurami, a tym samym chronić plony. Obecnie, ze względu na toksyczność substancji zawierających arsen, ich zastosowanie w rolnictwie jest ograniczone.

Do najważniejszych obszarów zastosowań substancji zawierających arsen zalicza się produkcję mikroukładów, materiałów półprzewodnikowych i światłowodów, elektroniki filmowej, a także hodowlę specjalnych monokryształów do laserów. W takich przypadkach z reguły stosuje się gazowy arsen. Arsenki indu i galu są wykorzystywane do produkcji diod, tranzystorów i laserów.

W tkankach i narządach pierwiastek występuje głównie we frakcji białkowej, znacznie mniej we frakcji rozpuszczalnej w kwasach, a tylko niewielka część we frakcji lipidowej. Bierze udział w reakcjach redoks, bez niego niemożliwy jest oksydacyjny rozkład węglowodanów złożonych. Bierze udział w fermentacji i glikolizie. Związki tej substancji wykorzystywane są w biochemii jako specyficzne inhibitory enzymów, potrzebne do badania reakcji metabolicznych. Jest niezbędny dla organizmu ludzkiego jako pierwiastek śladowy.

Arsen(łac. arsenicum), as, pierwiastek chemiczny grupy V układu okresowego Mendelejewa, liczba atomowa 33, masa atomowa 74,9216; stalowoszare kryształy. Pierwiastek składa się z jednego stabilnego izotopu 75 as.

Odniesienie historyczne. Naturalne związki minerałów z siarką (orpiment jako 2 s 3, realgar jako 4 s 4) były znane ludom starożytnego świata, które wykorzystywały te minerały jako leki i farby. Znany był także produkt spalania siarczków M. – tlenek M. (iii) jako 2 o 3 („biały M.”). Imię arsenik on występuje już u Arystotelesa; pochodzi z języka greckiego. a rsen - silny, odważny i służył do oznaczenia związków M (ze względu na ich silny wpływ na organizm). Uważa się, że rosyjska nazwa pochodzi od słowa „mysz” (od użycia preparatów M. do tępienia myszy i szczurów). Przypisuje się otrzymanie M. w stanie wolnym Alberta Wielkiego(około 1250). W 1789 r. Lavoisiera umieścił M. na liście pierwiastków chemicznych.

Dystrybucja w przyrodzie. Średnia zawartość metalu w skorupie ziemskiej (clarke) wynosi 1,7 × 10 -4% (wagowo), w takich ilościach występuje on w większości skał magmowych. Ponieważ związki M. są lotne w wysokich temperaturach, pierwiastek nie kumuluje się podczas procesów magmowych; koncentruje się, wytrącając się z gorących wód głębokich (wraz z s, se, sb, fe, co, ni, cu i innymi pierwiastkami). Podczas erupcji wulkanów minerały przedostają się do atmosfery w postaci lotnych związków. Ponieważ M. jest wielowartościowy, na jego migrację duży wpływ ma środowisko redoks. W utleniających warunkach powierzchni ziemi tworzą się arseniany (jako 5+) i arseniany (jako 3+). Są to minerały rzadkie, występujące jedynie na obszarach złóż minerałów, jeszcze rzadziej spotykane są minerały rodzime i minerały w formie 2+. Spośród licznych minerałów M. (około 180) tylko feas arsenopirytowy ma podstawowe znaczenie przemysłowe.

Niewielkie ilości M. są niezbędne do życia. Jednak na obszarach ze złożami minerałów i działalnością młodych wulkanów gleby w niektórych miejscach zawierają do 1% metalu, co jest związane z chorobami zwierząt gospodarskich i obumieraniem roślinności. Akumulacja M. jest szczególnie charakterystyczna dla krajobrazów stepów i pustyń, w glebach, w których M. jest nieaktywny. W wilgotnym klimacie M. łatwo się zmywa z gleby.

W materii żywej średnio 3 × 10 -5% M, w rzekach 3 × 10 -7%. M., sprowadzony rzekami do oceanu, osiada stosunkowo szybko. W wodzie morskiej jest tylko 1 x 10 -7% M, ale w iłach i łupkach jest to 6,6 x 10 -4%. Osadowe rudy żelaza i konkrecje żelazomanganu są często wzbogacone w M.

Fizyczne i chemiczne właściwości. M. ma kilka modyfikacji alotropowych. W normalnych warunkach najbardziej stabilna jest tzw. metaliczna lub szara M. (a -as) - stalowo-szara, krucha masa krystaliczna; świeżo pęknięty ma metaliczny połysk, na powietrzu szybko blaknie, ponieważ pokrywa się cienką warstwą około 2 o 3. Sieć krystaliczna szarego M. jest romboedryczna ( A= 4,123 a, kąt a = 54°10”, X= 0,226), warstwowy. Gęstość 5,72 g/cm3(w 20°c), opór elektryczny 35 10 -8 om? M lub 35 10 -6 om? cm, współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego 3,9 10 -3 (0°-100°c), twardość Brinella 1470 Mn/m 2 lub 147 kgf/mm2(3-4 według Mohsa); M. diamagnetyczny. Pod ciśnieniem atmosferycznym metal sublimuje w temperaturze 615°C bez topienia, ponieważ punkt potrójny a -as leży w temperaturze 816°C i pod ciśnieniem 36°C Na. M. para składa się z 4 cząsteczek do 800°C, powyżej 1700°C - tylko z 2. Kiedy para metalu skrapla się na powierzchni chłodzonej ciekłym powietrzem, powstaje metal żółty - przezroczyste kryształy, miękkie jak wosk, o gęstości 1,97 g/cm3, podobny we właściwościach do białego fosfor. Pod wpływem światła lub słabego ogrzewania zmienia się w szare M. Znane są również modyfikacje szklano-amorficzne: czarne M. i brązowe M., które po podgrzaniu powyżej 270°C zmieniają się w szare M.

Konfiguracja zewnętrznych elektronów atomu M. 3 D 10 4 S 2 4 P 3. W związkach M ma stopnie utlenienia + 5, + 3 i – 3. Szary M jest znacznie mniej aktywny chemicznie niż fosfor. Po podgrzaniu w powietrzu powyżej 400°C M pali się, tworząc 2 o 3. M łączy się bezpośrednio z halogenami; w normalnych warunkach asf 5 - gaz; asf 3, ascl 3, asbr 3 - bezbarwne, bardzo lotne ciecze; asi 3 i jak 2 l 4 - czerwone kryształy. Po ogrzaniu M. z siarką otrzymuje się następujące siarczki: pomarańczowo-czerwony jako 4 s 4 i cytrynowo-żółty jako 2 s 3. Bladożółty siarczek as 2 s 5 wytrąca się poprzez przejście h 2 s do schłodzonego lodem roztworu kwasu arsenu (lub jego soli) w dymiącym kwasie solnym: 2h 3 aso 4 + 5h 2 s = as 2 s 5 + 8h 2 o ; W temperaturze około 500°C rozkłada się na 2 s 3 i siarkę. Wszystkie siarczki M. są nierozpuszczalne w wodzie i rozcieńczonych kwasach. Silne utleniacze (mieszaniny hno 3 + hcl, hcl + kclo 3) przekształcają je w mieszaninę h 3 aso 4 i h 2 so 4. Siarczek jako 2 s 3 łatwo rozpuszcza się w siarczkach i polisiarczkach amonu i metali alkalicznych, tworząc sole kwasów - tioarsen h 3 ass 3 i tioarsen h 3 ass 4. Z tlenem M. wytwarza tlenki: M. tlenek (iii) jako 2 o 3 - bezwodnik arsenu i M. tlenek (v) jako 2 o 5 - bezwodnik arsenu. Pierwszy z nich powstaje w wyniku działania tlenu na metal lub jego siarczki, na przykład 2as 2 s 3 + 9o 2 = 2as 2 o 3 + 6so 2. Gdy pary 2 o 3 skraplają się w bezbarwną szklistą masę, która z czasem staje się nieprzezroczysta w wyniku tworzenia się małych sześciennych kryształów, gęstość 3,865 g/cm3. Gęstość pary odpowiada wzorowi 4 o 6: powyżej 1800°C para składa się z 2 o 3. Na 100 G woda rozpuszcza się 2.1 G jako 2 o 3 (w 25°C). M. tlenek (iii) jest związkiem amfoterycznym, z przewagą właściwości kwasowych. Znane są sole (arsenyny) odpowiadające kwasom ortoarsenowym h 3 aso 3 i metaarsenowym haso 2; same kwasy nie zostały otrzymane. W wodzie rozpuszczają się tylko arseniany metali alkalicznych i amonu. jako 2 o 3 i arsenity są zwykle środkami redukującymi (na przykład jako 2 o 3 + 2i 2 + 5h 2 o = 4hi + 2h 3 aso 4), ale mogą być również środkami utleniającymi (na przykład jako 2 o 3 + 3c = 2as + 3co).

Tlenek M. (v) otrzymuje się przez ogrzewanie kwasu arsenowego h3aso4 (około 200°C). Jest bezbarwny, w temperaturze około 500°C rozkłada się na 2 o 3 i o 2. Kwas arsenowy otrzymuje się przez działanie stężonego hno 3 na as lub as 2 o 3. Sole kwasu arsenu (arseniany) są nierozpuszczalne w wodzie, z wyjątkiem soli metali alkalicznych i soli amonowych. Znane są sole, które odpowiadają kwasom ortoarsenowym h3 aso 4, metaarsenowym haso 3 i kwasowi piroarsenowemu h4 jako 2 o 7; dwa ostatnie kwasy nie otrzymano w stanie wolnym. Po stopieniu z metalami metal tworzy głównie związki ( arsenki).

Odbiór i użycie . M. jest produkowany przemysłowo poprzez ogrzewanie pirytu arsenu:

feass = fes + as

lub (rzadziej) redukcja as 2 o 3 węglem. Obydwa procesy prowadzi się w retortach z gliny ogniotrwałej, podłączonych do odbiornika kondensacji par M. Bezwodnik arsenu otrzymuje się w wyniku utleniającego prażenia rud arsenu lub jako produkt uboczny prażenia rud polimetalicznych, które prawie zawsze zawierają M. Podczas prażenie utleniające, w wyniku którego tworzą się pary 2 o 3, które skraplają się w komorach wyłapujących. Surowy w postaci 2 o 3 oczyszcza się przez sublimację w temperaturze 500-600°C. Oczyszczony w postaci 2 o 3 używany jest do produkcji M. i jego preparatów.

Do ołowiu używanego do produkcji śrutu armatniego wprowadza się niewielkie dodatki M (0,2-1,0% wag.) (M zwiększa napięcie powierzchniowe roztopionego ołowiu, dzięki czemu śrut uzyskuje kształt zbliżony do kuli; M nieznacznie zwiększa twardość ołowiu). Jako częściowy substytut antymonu, M. wchodzi w skład niektórych babbitów i stopów drukarskich.

Czysty M. nie jest trujący, ale wszystkie jego związki rozpuszczalne w wodzie lub mogące rozpuścić się pod wpływem soku żołądkowego są wyjątkowo trujące; szczególnie niebezpieczne wodór arsenowy. Spośród związków M stosowanych w produkcji najbardziej toksyczny jest bezwodnik arsenu. Prawie wszystkie rudy siarczkowe metali nieżelaznych, a także piryt żelaza (siarki), zawierają domieszki metali. Dlatego podczas ich utleniającego prażenia wraz z dwutlenkiem siarki zawsze powstaje tzw. 2, as 2 o 3; Większość z nich skrapla się w kanałach dymowych, ale przy braku lub niskiej wydajności urządzeń do przetwarzania, gazy spalinowe z pieców do wypalania rudy unoszą zauważalne ilości rzędu 2 o 3. Czysty M., chociaż nie jest trujący, zawsze pokryty jest trującą powłoką w stosunku 2 do 3, gdy jest przechowywany w powietrzu. W przypadku braku odpowiedniej wentylacji trawienie metali (żelaza, cynku) przemysłowymi kwasami siarkowymi lub chlorowodorowymi zawierającymi domieszkę metali jest niezwykle niebezpieczne, ponieważ powoduje wytwarzanie wodoru arsenowego.

SA Pogodin.

M. w ciele. Jak mikroelement M. jest wszechobecny w żywej przyrodzie. Średnia zawartość M w glebie wynosi 4 · 10 -4%, w popiele roślinnym - 3 · 10 -5%. Zawartość M w organizmach morskich jest wyższa niż w organizmach lądowych (w rybach 0,6-4,7 mg w 1 kg surowa substancja gromadzi się w wątrobie). Średnia zawartość M w organizmie człowieka wynosi 0,08-0,2 mg/kg. We krwi M. koncentruje się w erytrocytach, gdzie wiąże się z cząsteczką hemoglobiny (a frakcja globiny zawiera dwa razy więcej niż hem). Największa jego ilość (w przeliczeniu na 1 G tkanka) znajduje się w nerkach i wątrobie. Dużo M. znajduje się w płucach i śledzionie, skórze i włosach; stosunkowo mało - w płynie mózgowo-rdzeniowym, mózgu (głównie przysadce mózgowej), gonadach itp. W tkankach M. występuje w głównej frakcji białkowej, znacznie mniej we frakcji rozpuszczalnej w kwasach, a tylko niewielka jej część jest występuje we frakcji lipidowej. M. uczestniczy w reakcjach redoks: oksydacyjnym rozkładzie węglowodanów złożonych, fermentacji, glikolizie itp. Związki M. znajdują zastosowanie w biochemii jako specyficzne inhibitory enzymy do badania reakcji metabolicznych.

M. w medycynie. Związki organiczne M. (aminarson, miarasenol, novarsenal, osarsol) są stosowane głównie w leczeniu kiły i chorób pierwotniakowych. Nieorganiczne preparaty M. - arsenin sodu (arsenian sodu), arsenin potasu (arsenian potasu), bezwodnik arsenu jako 2 o 3, są przepisywane jako ogólne środki wzmacniające i tonizujące. Nieorganiczne preparaty M. stosowane miejscowo mogą powodować efekt martwiczy bez uprzedniego podrażnienia, dzięki czemu proces ten jest prawie bezbolesny; Ta właściwość, która jest najbardziej widoczna w postaci 2 o 3, jest wykorzystywana w stomatologii do niszczenia miazgi zębowej. Nieorganiczne preparaty M. stosuje się także w leczeniu łuszczycy.

Sztucznie uzyskane izotopy promieniotwórcze M. 74 as (t 1 / 2 = 17,5 dni) i 76 jako (t 1 / 2 = 26,8 H) służą celom diagnostycznym i terapeutycznym. Za ich pomocą wyjaśnia się lokalizację guzów mózgu i określa stopień radykalności ich usunięcia. Radioaktywny M. jest czasami stosowany w chorobach krwi itp.

Zgodnie z zaleceniami Międzynarodowej Komisji Ochrony Przed Promieniowaniem maksymalna dopuszczalna zawartość 76 w organizmie wynosi 11 Mccurie. Według norm sanitarnych przyjętych w ZSRR maksymalne dopuszczalne stężenia 76 w zbiornikach wodnych i otwartych wynoszą 1 10 -7 curie/l, w powietrzu pomieszczeń pracy 5 10 -11 curie/l. Wszystkie preparaty M. są bardzo trujące. W przypadku ostrego zatrucia obserwuje się silny ból brzucha, biegunkę i uszkodzenie nerek; Możliwe są zapaść i drgawki. W przypadku zatruć przewlekłych najczęściej występują zaburzenia żołądkowo-jelitowe, nieżyt błon śluzowych dróg oddechowych (zapalenie gardła, zapalenie krtani, zapalenie oskrzeli), zmiany skórne (osustka, przebarwienie, nadmierne rogowacenie) i zaburzenia wrażliwości; możliwy jest rozwój niedokrwistości aplastycznej. W leczeniu zatruć lekami M. największe znaczenie ma unitiol.

Działania zapobiegające zatruciom przemysłowym powinny mieć na celu przede wszystkim mechanizację, uszczelnienie i odpylenie procesu technologicznego, stworzenie skutecznej wentylacji oraz zapewnienie pracownikom środków ochrony indywidualnej przed narażeniem na pył. Konieczne są regularne badania lekarskie pracowników. Wstępne badania lekarskie przeprowadzane są przy zatrudnieniu, a w przypadku pracowników – raz na pół roku.

Oświetlony.: Remi G., Kurs chemii nieorganicznej, przeł. z języka niemieckiego, t. 1, M., 1963, s. 23. 700-712; Pogodin SA, Arsen, w książce: Krótka encyklopedia chemiczna, t. 3, M., 1964; Ogólnie substancje szkodliwe w przemyśle. wyd. N. V. Lazareva, wyd. 6, część 2, Leningrad, 1971.

pobierz streszczenie