Cal é o arsénico? Características, propiedades e aplicacións

Arsénico - grupo nitróxeno elemento (Grupo 15 da táboa periódica). Este brillo metálico gris substancia quebradiça (α-arsénico) cunha estrutura cristalina romboédrica. Cando Calefacción a 600 ° C Como sublima. Despois de arrefriar, a vapor, unha nova modificación - arsénico amarelo. Por riba de 270 ° C todo Como está movendo o arsénico negro.

Historia do descubrimento

O feito de que este arsénico era coñecido moito antes do recoñecemento dos seus elementos químicos. O IV c. BC. e. Aristóteles falou dunha sustancia chamada "sandarak", que está acreditado agora a ser realgar ou sulfuro de arsénico. E no BC I século. e. Pliniy Starshy e autores Pedany Dioscoride descrito auripigment - colorante As ₂ S _3. En XI en. n. e. diferían tres variedades "arsénico" branco (A ₄ O _6), amarelo (As ₂ S _3), e vermello (A ₄ S _4). O produto en si, probablemente foi illado por primeira vez no século XIII, Albert o grande, que observou a aparición de substancia tipo metálico cando Ars, tamén coñecido como A ₂ S ₃ foi Calefacción con auga e xabón. Pero a confianza no feito de que o científico natural foi pura arsénico, non. A primeira evidencia real de distribución de puro elemento é datado a 1649. farmacéutico alemán Iogann Shreder preparado arsénico, quentando o na presenza de monóxido de carbono. Posteriormente Nicolas Lemery, médico e químico francés observada a formación deste elemento por quecemento dunha mestura dun óxido, e xabóns de potasio. A principios do século XVIII, arsénico xa era coñecido como un semi-metal orixinal.

predominio

codia e da terra é baixa concentración de arsénico foi de 1,5 ppm. Se pode atopar no chan e minerais e pode entrar no aire, auga e solo debido á erosión eólica e hídrica. Ademais, un elemento entra na atmosfera a partir doutras fontes. Como resultado de erupcións volcánicas no aire é liberado preto de 3 mil. Arsénico T anuais, microorganismos formar 20 mil. T metilarsina volátil dun ano, e como resultado da queima de combustibles fósiles no mesmo período é asignado 80 mil. T.

A pesar do feito de que os - Como un veleno letal, é un compoñente importante da potencia dalgúns animais e, finalmente, humano, aínda que a dose necesaria non excede 0,01 mg / día.

Arsénico é moi difícil para traducir-se nun estado soluble en auga ou volátil. O feito de que é moi móbil, quere dicir que unha gran concentración da sustancia en calquera lugar non pode aparecer. Por unha banda, iso é bo, pero por outra - a facilidade con que se espalla, é a razón que a contaminación por arsénico está facendo un problema maior. Debido ás actividades humanas, principalmente a través de minería e de fusión, migra elemento xeralmente inmobles, e agora se pode atopar non só en lugares da súa concentrao natural.

A cantidade de arsénico na codia é de aproximadamente 5 g por tonelada. No espazo, estímase que a concentración de 4 átomos de átomos de silicio por millón. Este elemento está amplamente distribuído. Unha pequena cantidade está presente no estado nativo. Tipicamente, a formación de 90-98% de pureza arsénico ocorren en conxunto con metais como antimonio e prata. A maior parte, con todo, é unha parte de máis de 150 minerais diferentes - sulfuros, arsenetos, sulphoarsenides e arsenito. Arsenopirita FeAsS é un dos minerais como de rolamento máis comúns. Outros compostos de arsénico común - minerais realgar Como ₄ S _4, auripigment As ₂ S _3, Feás loellingite e enargite ₂ Cu ₃ ass _4. Tamén óxido de arsénico común. A maior parte deste material é un subproduto da fundición de cobre, chumbo, cobalto, e minerais de ouro.

Na natureza, hai só un isótopo estable de arsénico - ⁷⁵ Como. Entre os isótopos radioactivos artificiais liberados ⁷⁶ Como c vida media de 26,4 horas. Arsénio-72, -74 e -76 son utilizados en diagnósticos médicos.

produción e uso industrial

Metal arsénico arsenopirita preparado por calefacción a 650-700 ° C, sen acceso de aire. Se arsenopirite e outros minerais metálicos Calefacción con osíxeno, o Como reacciona facilmente con eles na forma de composto pronto sublima Como ₄ O _6, tamén coñecida como "arsénico branco". vapores de óxido foron recollidos e condensados, e subsecuentemente re-purificado por sublimación. Máis Como se produce por redución de carbono de arsénico branco así obtido.

O consumo mundial de arsénico metálico é relativamente pequeno - só algúns centenares de toneladas ao ano. Moito do que é consumido, vén de Suecia. Utilízase na metalurxia debido ás súas propiedades metalóides. Preto de 1% do arsénico é utilizado na fabricación de granalla de chumbo, xa que mellora o redondeo das gotículas fundidas. As propiedades da liga de coxinete a base de chumbo son melloradas tanto nas características térmicas e mecánicas de cando conteñen preto de 3% de arsénico. A presenza de pequenas cantidades deste elemento en ligas de chumbo adereza los para uso en baterías ea armadura do cable. Pequenas impurezas son arsénico resistencia á corrosión e aumento de propiedades térmicas de cobre e latón. A química elemental puro como bronce é usado para aplicación de revestimentos e en pirotecnia. Altamente arsénico atopa aplicación en tecnoloxía de semicondutores, onde se usa con silicio e xermanio, así como en forma de arsenieto de galio (GaAs) nos diodos, transistores e láseres.

como compostos

Unha vez que o arsénico e Valencia 3 e 5, e ten varios estados de oxidación de -3 a 5, o elemento pode formar varios tipos de compostos. Os máis importantes significado comercial seus óxidos básicos, formas de que son a A ₄ O ₆ e As ₂ O _5. óxido arsenioso, vulgarmente coñecido como arsénico branco, - un subproduto torrefacção minerais de cobre, chumbo e algúns outros metais, así como minerais sulfuro e arsenopirite. El é o material de partida para a maioría dos outros compostos. Ademais, é utilizado en pesticidas, usados axente descolorante na fabricación de vidro e conservante para o coiro. pentóxido de arsénico está formado cando exposta ao oxidante (por exemplo, ácido nítrico) de arsénico branco. É o principal ingrediente de insecticidas, herbicidas e adhesivo para o metal.

Arsina (ASH _3), de gas tóxico incoloro que consiste en hidróxeno e arsénico, - é outra sustancia coñecida. A substancia, tamén chamado de hidróxeno arsénico son preparados por hidrólise dos arsenietos de metal, ea recuperación de metais dende compostos de arsénico en solucións ácidas. El atopou aplicación como dopante en semicondutores e gas velenoso militar. Na agricultura, o ácido arsénico gran importancia (H ₃ aso _4), arseniato de chumbo (PbHAsO ₄₎ e arseniato de calcio [Ca ₃ (ASO _{4) 2],} que se usan para esterilizar o control das pragas do chan e.

elemento formación dunha pluralidade de compostos orgánicos - arsénico. Kakodin _{(CH3) 2} A-A _{(CH 3) 2,} por exemplo, utilizada na preparación dun dessecante amplamente utilizado (axente de secado) - ácido Cacodílico. composto orgánico complexo dun elemento usado no tratamento de certas enfermidades como a disentería amebiana causada por microorganismos.

propiedades físicas

Que é arsénico en termos das súas propiedades físicas? No seu estado máis estable, que é unha cor gris aceiro sólido quebradizo cunha baixa condutividade térmica e eléctrica. Aínda que algunhas formas de como son de metal-like, a súa asignación para non-metais - unha caracterización máis precisa de arsénico. Existen outros tipos de arsénico, pero eles non son moi ben estudada, a forma metastable especialmente amarelo, que consiste en moléculas como _4, como o fósforo branco P _4. sublima arsénico a unha temperatura de 613 ° C, e como un vapor que existe como moléculas como _{4, os} cales non se dissociam a unha temperatura duns 800 º C. disociación completa de moléculas na medida ₂ ten lugar a 1700 ° C.

estrutura atómica e capacidade de formar enlaces

fórmula arsénico electrónico - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4P ^{3 -} como nitróxeno e fósforo, que ten cinco electróns na capa exterior, pero que se diferencia delas en presenza de 18 electróns no penúltimo escudo no canto de dous ou oito. A adición de 10 cargas positivas no núcleo durante o recheo cinco 3D-orbitais moitas veces provoca diminución xeral da nube de electróns e crecentes elementos de Electronegatividade. Arsénico na táboa periódica pode ser comparada con outros grupos, que demostran claramente este estándar. Por exemplo, é xeralmente aceptado que o cinc é máis electronegativo que magnesio e galio - que o aluminio. Con todo, o grupo seguinte, esa diferenza diminúe, e moitos non están de acordo co feito de que a Alemaña electronegatividade de silicio, a pesar da abundancia de evidencias químicas. Esta transición de 8 a membrana 18 de culas de fósforo ao arsénico pode aumentar a Electronegatividade, pero permanece controverso.

Similaridade A medida que a cuncha exterior e P indica que poden formar tres enlaces covalentes por átomo en presenza de par de electróns non ligado adicional. A oxidación debe, polo tanto, ser tres ou -3, dependendo da Electronegatividade relativamente mutuo. A estrutura de arsénico tamén suxire a posibilidade de utilizar un orbitais d externos para a expansión do octeto que permite que o elemento para formar un 5 lazos. Realízase só na reacción con flúor. A presenza dun par de electróns libres para a formación de compostos complexos (por doazón de electróns) Como no átomo aparece moito menor que o fósforo e nitróxeno.

Arsénico é estable en aire seco, pero en húmido cuberto con óxido de negro. Os seus vapores son queimados facilmente formar as ₂ O _3. Que é arsénico no estado libre? El practicamente non está exposto á auga, ás bases e aos ácidos non-oxidantes, pero é oxidado con ácido nítrico a un estado 5. Desde arsénico reaccionar halóxenos, xofre, e moitos metais formar arsenetos.

química analítica

A sustancia pode ser detectado cualitativamente arsénico como un orpiment amarelo precipita baixo a acción dunha solución de ácido clorhídrico ao 25%. Trazos de medida, xeralmente determinada pola súa conversión a arsina, o que pode ser detectado polo ensaio de marzo. Arsina descomposición térmicamente para formar un espello negro de arsénico no tubo estreito. Polo método sonda Gutzeit impregnado con cloruro de mercurio , baixo a acción de arsina escurecida pola precipitación de mercurio.

características toxicolóxicas do arsénico

toxicidade móbil e os seus derivados son amplamente varía dentro dunha ampla gama de arsina moi tóxicos e os seus derivados orgánicos simplemente como, o que é relativamente inerte. Que é o arsénico, o devandito uso dos seus compostos orgánicos como axentes de guerra química (lewisite) e axente desfolhante burbulla ( "azul axente" en base a unha mestura acuosa de 5% de ácido Cacodílico, sal sódico do 26% da mesma).

En xeral, os derivados do presente elemento irritar a pel e causar dermatite. Tamén recomenda protección inhalación de po que conteñen arsénico, pero a maioría envelenamento ocorre cando inxerido. A concentración máxima permisible de A en po por día oito horas é de 0,5 mg / m ^3. Para a dose de arsina redúcese a 0,05 partes por millón. Ademais do uso dos compostos do elemento como herbicidas e pesticidas, aplicación arsénico en farmacoloxía produciu salvarsan - primeiro fármaco exitosa contra a sífilis.

Impacto na saúde

Arsénico é un dos elementos máis tóxicos. compostos inorgánicos do produto químico atopado por suposto en pequenas cantidades. Os usuarios poden ser expostos ao arsénico través dos alimentos, da auga e do aire. A exposición tamén pode ocorrer mediante o contacto da pel co chan ou a auga contaminada.

o contido de arsénico é moi pobre en alimentos. Con todo, os seus niveis en peixe e marisco pode ser moi alta, xa que absorben elemento activo química da auga na que viven. Unha cantidade significativa de arsénico inorgánico en peixes pode ser un perigo para a saúde humana.

Os efectos de sustancias tamén están suxeitos ás persoas que traballan con eles, viven en casas construídas de madeira tratada con eles, e en terras agrícolas, que no pasado pesticidas utilizados.

arsénico inorgánico pode causar varios efectos para a saúde, como irritación do estómago e do intestino, diminución da produción de glóbulos vermellos e brancos, alteracións da pel e irritación pulmonar. Suponse que a absorción de unha cantidade significativa desta sustancia pode aumentar as posibilidades de desenvolver cancro, especialmente cancro de pel, pulmón, fígado e sistema linfático.

Moi altas concentracións de arsénico inorgánico son a causa de infertilidade e aborto en mulleres, dermatite, da redución da resistencia a infeccións, problemas de corazón e danos cerebrais. Ademais, este elemento é capaz de danar o ADN.

a dose letal arsénico branco é de 100 mg.

O composto orgánico dun elemento ou cancro, ou danar o código xenético non causan, pero as doses elevadas poden causar danos á saúde humana, como a causar trastornos do sistema nervioso ou dor no abdome.

como propiedades

química básica e propiedades físicas de arsénico seguinte:

• número atómico - 33.
• peso atómico - 74,9216.
• Punto de fusión moho gris - 814 ° C a unha presión de 36 atmosferas.
• Densidade moho gris - 5,73 g / ^cm3 a 14 º C.
• A densidade da forma amarelo - 2,03 g / ^cm3 a 18 º C.
• fórmula arsénico Electrónico - 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3P ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4P _^3.
• estado de oxidación - -3, 3, 5.
• Valencia de arsénico - 3, 5.