Šta je arsen? Definicija, formula, svojstva. Arsen element. Svojstva arsena. Upotreba arsena Kom elementu pripada arsen?

Arsen (ime dolazi od riječi miš, koji se koristi za mamac miševa) je trideset treći element periodnog sistema. Odnosi se na polumetale. U kombinaciji sa kiselinom, ne stvara soli, jer je supstanca koja stvara kiselinu. Može formirati alotropske modifikacije. Arsen ima tri trenutno poznate strukture kristalne rešetke. Žuti arsen pokazuje svojstva tipičnog nemetala, amorfni arsen je crn, a najstabilniji metalni arsen je siv. U prirodi se najčešće nalazi u obliku spojeva, rjeđe u slobodnom stanju. Najčešći su spojevi arsena sa metalima (arsenidi), kao što su arsenovo gvožđe (arsenopirit, otrovni pirit), nikal (kupfernikl, nazvan tako zbog sličnosti sa rudom bakra). Arsen je niskoaktivan element, nerastvorljiv u vodi, a njegovi spojevi su klasifikovani kao slabo rastvorljive supstance. Oksidacija arsena se dešava tokom zagrijavanja na sobnoj temperaturi, ova reakcija se odvija vrlo sporo.

Sva jedinjenja arsena su veoma jaki toksini koji negativno utiču ne samo na gastrointestinalni trakt, već i na nervni sistem. Istorija poznaje mnoge senzacionalne slučajeve trovanja arsenom i njegovim derivatima. Jedinjenja arsena su se koristila kao otrov ne samo u srednjovjekovnoj Francuskoj, već su bila poznata čak iu starom Rimu i Grčkoj. Popularnost arsena kao snažnog otrova objašnjava se činjenicom da ga je gotovo nemoguće otkriti u hrani; Kada se zagrije, pretvara se u arsenov oksid. Dijagnosticiranje trovanja arsenom prilično je teško, jer ima slične simptome kao i razne bolesti. Najčešće se trovanje arsenom miješa s kolerom.

Gdje se koristi arsen?

Uprkos njihovoj toksičnosti, derivati ​​arsena koriste se ne samo za mamac miševa i štakora. Pošto čisti arsen ima visoku električnu provodljivost, koristi se kao dodatak koji daje potrebnu vrstu provodljivosti poluvodičima kao što su germanijum i silicijum. U obojenoj metalurgiji arsen se koristi kao aditiv, koji leguri daje čvrstoću, tvrdoću i otpornost na koroziju u plinovitom okruženju. U staklarstvu se dodaje u malim količinama da posvijetli staklo, osim toga, dio je poznatog „bečkog stakla“. Nikelin se koristi za bojenje stakla u zeleno. U industriji štavljenja, spojevi arsenik sulfata koriste se prilikom obrade kože za uklanjanje dlačica. Arsen je dio lakova i boja. U industriji obrade drveta arsen se koristi kao antiseptik. U pirotehnici, „grčka vatra“ se proizvodi od jedinjenja arsena sulfida i koristi se u proizvodnji šibica. Neka jedinjenja arsena koriste se kao hemijska ratna sredstva. Toksična svojstva arsena koriste se u stomatološkoj praksi za uništavanje zubne pulpe. U medicini se preparati arsena koriste kao lijek koji podiže ukupni tonus organizma, da stimuliše povećanje broja crvenih krvnih zrnaca. Arsen djeluje inhibitorno na stvaranje leukocita, pa se koristi u liječenju nekih oblika leukemije. Poznat je ogroman broj medicinskih preparata koji se baziraju na arsenu, ali su u poslednje vreme postepeno zamenjeni manje toksičnim lekovima.

Uprkos svojoj toksičnosti, arsen je jedan od najvažnijih elemenata. Kada radite s njegovim priključcima, morate se pridržavati sigurnosnih pravila, što će pomoći u izbjegavanju neželjenih posljedica.

Hvala ti

Stranica pruža referentne informacije samo u informativne svrhe. Dijagnoza i liječenje bolesti moraju se provoditi pod nadzorom specijaliste. Svi lijekovi imaju kontraindikacije. Konsultacija sa specijalistom je obavezna!

Opće informacije

Jedinstvenost arsenik je da se može naći svuda - u stijenama, mineralima, vodi, zemljištu, životinjama i biljkama. Čak se naziva i sveprisutnim elementom. Arsen je rasprostranjen u različitim geografskim regionima Zemlje zbog hlapljivosti njegovih jedinjenja i njihove visoke rastvorljivosti u vodi. Ako je klima u regionu vlažna, element se ispere iz zemlje, a zatim odnese podzemnim vodama. Površinske vode i duboke rijeke sadrže od 3 µg/l do 10 µg/l supstance, a morske i okeanske vode sadrže mnogo manje, oko 1 µg/l.

Arsen se u odraslom ljudskom tijelu nalazi u količinama od približno 15 mg. Najviše se nalazi u jetri, plućima, tankom crijevu i epitelu. Apsorpcija supstance se dešava u želucu i crevima.
Antagonisti supstance su fosfor, sumpor, selen, vitamini E, C, kao i neke aminokiseline. Zauzvrat, ova supstanca ometa tjelesnu apsorpciju selena, cinka, vitamina A, E, C i folne kiseline.
Tajna njegovih prednosti je u njegovoj količini: u maloj dozi obavlja niz korisnih funkcija; a kod velikih je moćan otrov.

Funkcije:

• Poboljšanje apsorpcije fosfora i azota.
• Stimulacija hematopoeze.
• Slabljenje oksidativnih procesa.
• Interakcija sa proteinima, lipoičnom kiselinom, cisteinom.

Dnevna potreba za ovom tvari je mala - od 30 do 100 mcg.

Arsen kao hemijski element

Arsen je klasifikovan kao hemijski element V grupe periodnog sistema i pripada porodici azota. U prirodnim uslovima, ova supstanca je predstavljena jedinim stabilnim nuklidom. Više od deset radioaktivnih izotopa arsena je umjetno dobiveno, sa širokim rasponom vrijednosti poluraspada - od nekoliko minuta do nekoliko mjeseci. Formiranje pojma povezano je s njegovom upotrebom za istrebljenje glodara - miševa i štakora. Latinski naziv Arsenicum (As) izvedeno od grčke riječi " arsen", Šta znači: moćan, jak.

Istorijski podaci

Arsen u svom čistom obliku otkriven je tokom alhemijskih eksperimenata u srednjem vijeku. A njegovi spojevi su poznati ljudima od davnina, oni su se koristili za proizvodnju lijekova i boja. Danas se arsen na posebno svestran način koristi u metalurgiji.

Istoričari su jedan od perioda ljudskog razvoja nazvali bronzanim periodom. U to vrijeme ljudi su prešli s kamenog oružja na poboljšano bronzano oružje. Bronza je jedinjenje ( legura) lim sa bakrom. Prema istoričarima, prva bronza je izlivena u dolini Tigra i Eufrata, oko 30. veka. BC. U zavisnosti od procentualnog sastava komponenti uključenih u leguru, bronza koju su izlili različiti kovači mogla je imati različita svojstva. Naučnici su otkrili da je najbolja bronza s vrijednim svojstvima legura bakra koja sadrži do 3% kalaja i do 7% arsena. Takva bronca se lako lijevala i bolje je kovala. Vjerojatno je tijekom topljenja ruda bakra pomiješana sa produktima trošenja minerala bakar-arsen sulfida, koji su imali sličan izgled. Drevni majstori su cijenili dobra svojstva legure, a zatim su namjerno tražili nalazišta minerala arsena. Da bismo ih pronašli, koristili smo specifično svojstvo ovih minerala da pri zagrijavanju daju miris bijelog luka. Ali s vremenom je prestalo topljenje bronze koja sadrži jedinjenja arsena. Najvjerojatnije se to dogodilo zbog činjenice da se trovanje vrlo često događalo prilikom ispaljivanja tvari koje sadrže arsen.

Naravno, u dalekoj prošlosti ovaj element je bio poznat samo u obliku svojih minerala. U staroj Kini su poznavali čvrsti mineral zvan realgar, koji je, kako je sada poznato, sulfid sastava As4S4. riječ " realgar"prevedeno sa arapskog znači" rudnika prašine" Ovaj mineral se koristio za klesanje kamena, ali je imao jedan značajan nedostatak: na svjetlu ili pri zagrijavanju, realgar se „kvario“, jer se pod utjecajem toplinske reakcije pretvarao u sasvim drugu tvar, As2S3.

Naučnik i filozof Aristotel u 4. veku BC. dao ime ovom mineralu - “ sandarac" Tri veka kasnije, rimski naučnik i pisac Plinije Stariji zajedno sa doktorom i botaničarom Dioscorides opisao još jedan mineral tzv orpiment. Latinski naziv minerala je preveden “ zlatna boja" Ovaj mineral je korišten kao žuta boja.

U srednjem veku, alhemičari su izolovali tri oblika supstance: žuti arsen ( je sulfid As2S3), crvena ( sulfid As4S4) i bijelo ( oksid As2O3). Bijela nastaje sublimacijom nekih nečistoća arsena tokom pečenja bakrenih ruda koje sadrže ovaj element. Kondenzirao se iz gasne faze i taložio u obliku bijelog premaza, nakon čega je sakupljen.

U 13. veku, alhemičari su zagrejali žuti arsen i sapun da bi proizveli supstancu nalik metalu koja je možda bila prvi primer čiste supstance proizvedene veštački. Ali nastala supstanca prekršila je ideje alhemičara o mističnoj "vezi" sedam njima poznatih metala sa sedam astronomskih objekata - planeta; zato su alhemičari nastalu supstancu nazvali "nelegitimnim metalom". Primijetili su jedno zanimljivo svojstvo u vezi s tim - supstanca je mogla dati bakru bijelu boju.

Arsen je jasno identifikovan kao samostalna supstanca početkom 17. veka, kada je farmaceut Johann Schröder prilikom redukcije oksida ugljenom, dobio sam ga u čistom obliku. Nekoliko godina kasnije, francuski lekar i hemičar Nicola Lemery uspjeli dobiti ovu supstancu zagrijavanjem njenog oksida u mješavini s potašom i sapunom. U sljedećem stoljeću već je bio dobro poznat i nazivan neobičnim „polumetalom“.

švedski naučnik Scheele eksperimentalno dobijen arsenov vodonik i arsenska kiselina. U isto vrijeme A.L. Lavoisier prepoznao ovu supstancu kao samostalan hemijski element.

Biti u prirodnim uslovima

Element se često nalazi u prirodnim uslovima u jedinjenjima sa bakrom, kobaltom, niklom i gvožđem. U zemljinoj kori ga nema mnogo – oko 5 grama po toni, što je otprilike isto koliko i kalaja, molibdena, germanijuma, volframa i broma.

Sastav minerala koji ovaj hemijski element formira ( danas ih ima više od 200), zbog “polumetalnih” svojstava elementa. Može se naći iu negativnom iu pozitivnom oksidacionom stanju i stoga se lako kombinuje sa mnogim drugim elementima; u pozitivnoj oksidaciji, arsen igra ulogu metala ( na primjer, u sulfidima), ako je negativan – nemetalni ( u arsenidima). Minerali koji sadrže arsen imaju složen sastav. Sam element može zamijeniti atome antimona, sumpora i metala u kristalnoj rešetki.

Mnoga jedinjenja metala i arsena, sudeći po njihovom sastavu, češće su intermetalna jedinjenja nego arsenidi; Neki od njih se razlikuju po promjenjivom sadržaju glavnog elementa. Nekoliko metala može istovremeno biti prisutno u arsenidima, a atomi ovih metala, sa bliskim ionskim radijusima, mogu zamijeniti jedni druge u kristalnoj rešetki u proizvoljnim omjerima. Svi minerali klasifikovani kao arsenidi imaju metalni sjaj. Oni su neprozirni, teški, a njihova tvrdoća je niska.

Primjer prirodnih arsenida ( ima ih oko 25) može poslužiti mineralima kao što su skuterudit, saflorit, rammelsbergit, niklskuterudit, niklin, lolingit, sperilit, maučerit, algodonit, langizit, klinosaflorit. Ovi arsenidi imaju veliku gustinu i pripadaju grupi „superteških“ minerala.

Najčešći mineral je arsenopirit ( ili, kako se još naziva, arsenički pirit). Ono što se hemičarima čini zanimljivim je struktura onih minerala u kojima je arsen prisutan istovremeno sa sumporom i u kojima igra ulogu metala, budući da je grupisan sa drugim metalima. Ovi minerali su arsenosulvanit, girodit, arsenogaučekornit, freibergit, goldfieldit, tenantit, argentotennantit. Struktura ovih minerala je veoma složena.

Prirodni sulfidi kao što su realgar, orpiment, dimorfit, getchelit, imaju pozitivno oksidaciono stanje As ( lat. oznaka arsena). Ovi minerali se pojavljuju kao male inkluzije, iako su kristali velike veličine i težine povremeno iskopani u nekim područjima.

Zanimljiva je činjenica da prirodne soli arsenske kiseline, nazvane arsenati, izgledaju vrlo različito. Eritrit ima kobaltnu boju, dok su skorodit, annabergit i simpsit zeleni. A görnezit, köttigitite i rooseveltite su potpuno bezbojni.

U centralnom regionu Švedske postoje kamenolomi u kojima se kopa ruda feromangana. U ovim kamenolomima pronađeno je i opisano više od pedeset uzoraka minerala koji su arsenati. Neki od ovih arsenata nisu pronađeni nigdje drugdje. Stručnjaci vjeruju da su ovi minerali nastali na niskim temperaturama kao rezultat interakcije arsenske kiseline s drugim supstancama. Arsenati su produkti oksidacije određenih sulfidnih ruda. Obično nemaju nikakvu vrijednost osim estetske vrijednosti. Takvi minerali su ukrasi mineraloških zbirki.

Nazivi minerala su davani na različite načine: neki od njih su dobili imena po naučnicima i istaknutim političkim ličnostima; drugi su dobili imena po lokalitetu na kojem su pronađeni; treći su nazivani grčkim terminima koji označavaju njihova osnovna svojstva ( na primjer boja); četvrti su imenovani skraćenicama koje su označavale početna slova imena ostalih elemenata.

Na primjer, zanimljivo je formiranje drevnog imena za takav mineral kao što je nikal. Ranije se zvao kupfernikl. Nemački rudari koji su radili na razvoju bakra pre pet do šest vekova sujeverno su se plašili zlog planinskog duha, kojeg su zvali nikl. njemačka riječ " kupfer"značio" bakar" Kupfernikl su zvali „đavolji“ ili „lažni“ bakar. Ova ruda je bila vrlo slična bakru, ali se iz nje nije mogao dobiti bakar. Ali pronašao je svoju primjenu u proizvodnji stakla. Uz njegovu pomoć staklo je obojeno zelenom bojom. Kasnije je iz ove rude izolovan novi metal i nazvan nikal.

Čisti arsen je prilično inertan u svojim hemijskim svojstvima i može se naći u svom prirodnom stanju. Izgleda kao spojene igle ili kocke. Takav grumen se lako samlje u prah. Sadrži do 15% nečistoća ( kobalt, gvožđe, nikl, srebro i drugi metali).

Sadržaj As u zemljištu se po pravilu kreće od 0,1 mg/kg do 40 mg/kg. U područjima gdje se nalazi ruda arsena i na području vulkana, tlo može sadržavati vrlo velike količine As - do 8 g/kg. Upravo to je stopa u nekim područjima Novog Zelanda i Švicarske. U takvim područjima flora umire, a životinje obolijevaju. Ista situacija je tipična za pustinje i stepe, gdje se arsen ne ispire iz tla. U poređenju sa prosječnim sadržajem, obogaćenim se smatraju i glinene stijene, jer sadrže četiri puta više tvari arsena.

Ako se čista tvar kao rezultat biometilacije pretvori u hlapljivo organoarsensko jedinjenje, onda se iz tla prenosi ne samo vodom, već i vjetrom. Biometilacija je dodavanje metil grupe da bi se formirala C–As veza. Ovaj proces se provodi uz sudjelovanje supstance metilkobalamin - metilirani derivat vitamina B12. Biometilacija As se dešava i u morskoj i u slatkoj vodi. To dovodi do stvaranja organskih jedinjenja kao što su metilarsonska i dimetilarsinska kiselina.

U onim područjima gdje nema specifičnog zagađenja, koncentracija arsena je 0,01 μg/m3, au industrijskim područjima gdje se nalaze elektrane i fabrike, koncentracija dostiže nivo od 1 μg/m3. U područjima gdje se nalaze industrijski centri, taloženje arsena je intenzivno i iznosi do 40 kg/m2. km godišnje.

Hlapljiva jedinjenja arsena, kada njihova svojstva još nisu bila u potpunosti proučena, donosila su mnogo nevolja ljudima. Masovna trovanja nisu bila neuobičajena ni u 19. vijeku. Ali doktori nisu znali razloge trovanja. A otrovna supstanca je bila sadržana u zelenim bojama za tapete i gipsu. Visoka vlažnost dovela je do stvaranja plijesni. Pod uticajem ova dva faktora nastajale su isparljive organoarsenske supstance.

Postoji pretpostavka da je proces stvaranja hlapljivih organoarsenih derivata mogao uzrokovati odloženo trovanje cara Napoleonšto je dovelo do njegove smrti. Ova pretpostavka se zasniva na činjenici da su 150 godina nakon njegove smrti u njegovoj kosi pronađeni tragovi arsena.

Arsenske supstance se nalaze u umjerenim količinama u nekim mineralnim vodama. Općeprihvaćeni standardi utvrđuju da u ljekovitim mineralnim vodama koncentracija arsena ne smije biti veća od 70 µg/l. U principu, čak i ako je koncentracija supstance veća, može dovesti do trovanja samo uz stalnu, dugotrajnu upotrebu.

Arsen se može naći u prirodnim vodama u različitim jedinjenjima i oblicima. Trovalentni arsen, na primjer, mnogo je puta otrovniji od petovalentnog arsena.

Neke morske alge mogu akumulirati arsen u takvim koncentracijama da su opasne za ljude. Takve alge mogu lako rasti, pa čak i razmnožavati se u kiseloj sredini arsena. U nekim zemljama se koriste kao sredstva za kontrolu štetočina ( protiv pacova).

Hemijska svojstva

Arsen se ponekad naziva metalom, ali u stvarnosti je više nemetal. Ne stvara soli u kombinaciji s kiselinama, ali je sama po sebi supstanca koja stvara kiseline. Zbog toga se naziva i polumetal. Kao i fosfor, arsen može postojati u različitim alotropnim oblicima.

Jedan od ovih oblika je sivi arsen, prilično krhka supstanca. Njegova fraktura ima svijetli metalni sjaj ( stoga, njegovo drugo ime je "metal arsenik"). Električna provodljivost ovog polumetala je 17 puta manja od bakra, ali u isto vrijeme 3,6 puta veća od žive. Što je temperatura viša, to je niža električna provodljivost. Ovo tipično svojstvo metala karakteristično je i za ovaj polumetal.

Ako se para arsena kratko vrijeme ohladi na temperaturu od –196 stepeni ( ovo je temperatura tečnog azota), dobićete meku, prozirnu, žutu supstancu koja izgleda kao žuti fosfor. Gustoća ove supstance je mnogo manja od gustine metala arsena. Žuti arsen i pare arsena sastoje se od molekula koji imaju oblik tetraedra ( one. piramidalnog oblika sa četiri baze). Molekuli fosfora imaju isti oblik.

Pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, kao i kada se zagrije, žuti arsen trenutno prelazi u siv; Ova reakcija oslobađa toplotu. Ako se pare kondenziraju u inertnoj atmosferi, tada nastaje drugi oblik ovog elementa - amorfni. Ako se para arsena taloži na staklo, formira se zrcalni film.

Struktura elektronske vanjske ljuske ovog elementa je ista kao i kod fosfora i dušika. Arsen, kao i fosfor, može formirati tri kovalentne veze.

Ako je vazduh suv, tada As ima stabilan oblik. Od vlažnog zraka postaje dosadan i na vrhu se prekriva crnim oksidom. Kada se zapali, para arsena lako gori plavim plamenom.

Kao što je u svom čistom obliku prilično inertan; alkalije, voda i razne kiseline koje nemaju oksidirajuća svojstva ne utječu ni na koji način. Ako uzmete razrijeđenu dušičnu kiselinu, ona će oksidirati čisti A u ortoarsenovu kiselinu, a ako uzmete koncentriranu dušičnu kiselinu, oksidiraće je u ortoarsensku kiselinu.

Kao što reaguje sa sumporom i halogenima. U reakcijama sa sumporom nastaju sulfidi različitog sastava.

Arsen je kao otrov

Sva jedinjenja arsena su otrovna.

Akutno trovanje ovim supstancama manifestuje se bolovima u stomaku, dijarejom, povraćanjem i depresijom centralnog nervnog sistema. Simptomi intoksikacije ovom supstancom vrlo su slični simptomima kolere. Stoga su se u sudskoj praksi u prošlosti često susreli slučajevi upotrebe arsena kao otrova. Najuspješnije korišćeno otrovno jedinjenje u kriminalne svrhe je arsenik trioksid.

U onim područjima gdje postoji višak tvari u vodi i tlu, ona se akumulira u štitnoj žlijezdi ljudi. Kao rezultat toga, razvijaju endemsku strumu.

Trovanje arsenom

Simptomi trovanja arsenom uključuju metalni ukus u ustima, povraćanje i jak bol u abdomenu. Kasnije se mogu javiti napadi ili paraliza. Trovanje može dovesti do smrti. Najrasprostranjeniji i najpoznatiji protuotrov za trovanje arsenom je mlijeko. Glavni protein mlijeka je kazein. S arsenom stvara nerastvorljivo jedinjenje koje se ne apsorbira u krv.

Do trovanja dolazi:
1. Prilikom udisanja spojeva arsena u obliku prašine ( najčešće - u nepovoljnim proizvodnim uslovima).
2. Prilikom pijenja zatrovane vode i hrane.
3. Prilikom upotrebe određenih lijekova. Višak tvari se taloži u koštanoj srži, plućima, bubrezima, koži i crijevnom traktu. Postoji veliki broj dokaza da su neorganska jedinjenja arsena kancerogena. Zbog dugotrajne konzumacije vode ili lijekova otrovane arsenom, može se razviti rak kože niskog stupnja ( Bowenov rak) ili hemangioendoteliom jetre.

U slučaju akutnog trovanja potrebno je ispiranje želuca kao prva pomoć. U stacionarnim uslovima radi se hemodijaliza za čišćenje bubrega. Za primjenu kod akutnih i kroničnih trovanja koristi se Unithiol - univerzalni protuotrov. Dodatno se koriste antagonističke supstance: sumpor, selen, cink, fosfor; a obavezan je i kompleks vitamina i aminokiselina.

Simptomi predoziranja i nedostatka

Mogući znaci nedostatka arsena manifestuju se smanjenjem koncentracije triglicerida u krvi, povećanjem plodnosti i pogoršanjem razvoja i rasta organizma.

Arsen je vrlo toksična supstanca, jedna doza od 50 mg može biti smrtonosna. Predoziranje se manifestuje razdražljivošću, alergijama, glavoboljom, dermatitisom, ekcemom, konjuktivitisom, depresijom respiratorne funkcije i nervnog sistema, te oštećenjem funkcije jetre. Predoziranje nekom supstancom povećava rizik od razvoja raka.

Izvorom elementa smatraju se: biljni i životinjski proizvodi, morski plodovi, žitarice, žitarice, duhan, vino, pa čak i voda za piće.

Nema potrebe da brinete o unosu ovog mikroelementa u našu ishranu – nalazi se u gotovo svim proizvodima životinjskog i biljnog porekla, osim u rafinisanom šećeru. Dolazi nam u dovoljnim količinama sa hranom. Proizvodi koji su njime posebno bogati, poput škampa, jastoga, jastoga - da biste izbjegli predoziranje, treba jesti umjereno kako ne biste unijeli preveliku količinu otrova.

Jedinjenja arsena mogu ući u ljudski organizam s mineralnom vodom, morskim plodovima, sokovima, vinima od grožđa, lijekovima, herbicidima i pesticidima. Ova supstanca se akumulira uglavnom u retikuloendotelnom sistemu, kao iu plućima, koži i bubrezima. Nedovoljnim dnevnim unosom neke supstance u organizam smatra se 1 mcg/dan. Prag toksičnosti je približno 20 mg.

Velika količina elementa nalazi se u ribljem ulju i, začudo, u vinima. U normalnoj vodi za piće sadržaj supstance je nizak i nije opasan po zdravlje - približno 10 µg/l. Neki regioni sveta ( Meksiko, Tajvan, Indija, Bangladeš) su poznate po tome što imaju visok nivo arsena u vodi za piće ( 1 mg/l), pa se tamo ponekad dešavaju masovna trovanja građana.

Arsen sprječava gubitak fosfora u tijelu. Vitamin D je regulacijski faktor u procesu metabolizma fosfora i kalcija, a arsen zauzvrat reguliše metabolizam fosfora.

Poznato je i da se neki oblici alergija razvijaju zbog nedostatka arsena u organizmu.

Element u tragovima se koristi za povećanje apetita u slučaju anemije. Za trovanje selenom, arsen je odličan protivotrov. Eksperimentalne studije na miševima pokazale su da precizno izračunate doze supstance pomažu u smanjenju učestalosti raka.

Kada se koncentracija nekog elementa u tlu ili hrani poveća, dolazi do intoksikacije. Teška intoksikacija može dovesti do ozbiljnih bolesti kao što su rak larinksa ili leukemija. Štaviše, povećaće se i broj umrlih.

Poznato je da se 80% supstance koja sa hranom uđe u organizam šalje u gastrointestinalni trakt i odatle ulazi u krv, a preostalih 20% do nas stiže preko kože i pluća.

Dan nakon ulaska u tijelo, više od 30% tvari se izlučuje iz njega zajedno s urinom, a oko 4% zajedno sa izmetom. Prema klasifikaciji, arsen je klasifikovan kao imunotoksični, uslovno esencijalni element. Dokazano je da supstanca učestvuje u gotovo svim važnim biohemijskim procesima.

Arsen u stomatologiji

Ova supstanca se često koristi za liječenje zubnih bolesti kao što je karijes. Karijes počinje kada se vapnenačke soli zubne cakline počnu razbijati i oslabljen zub napadnu patogeni. Utječući na mekani unutrašnji dio zuba, mikrobi formiraju karijesnu šupljinu.
Ako se u ovoj fazi bolesti karijesna šupljina očisti i ispuni materijalom za punjenje, zub će ostati “živ”. A ako pustite da proces ide svojim tokom, karijesna šupljina stiže do tkiva koje sadrži krvne, nervne i limfne žile. To se zove pulpa.

Razvija se upala pulpe, nakon čega je jedini način da se spriječi daljnje širenje bolesti uklanjanje živca. Za ovu manipulaciju je potreban arsen.

Pulpa se izlaže zubnim instrumentom, na nju se stavlja zrno paste koja sadrži arsenovu kiselinu i ona difundira u pulpu gotovo trenutno. Dan kasnije zub umire. Sada se pulpa može ukloniti potpuno bezbolno, korijenski kanali i pulpna komora mogu se napuniti posebnom antiseptičkom pastom, a zub se može zapečatiti.

Arsen u liječenju leukemije

Arsen se prilično uspješno koristi u liječenju blažih oblika leukemije, kao iu periodu primarne egzacerbacije, u kojem još nije uočeno naglo povećanje slezine i limfnih čvorova. Smanjuje ili čak potiskuje patološko stvaranje leukocita, stimulira crvenu hematopoezu i oslobađanje crvenih krvnih stanica na periferiju.

Dobijanje arsena

Dobija se kao nusproizvod preradom ruda olova, bakra, kobalta i cinka, kao i prilikom iskopavanja zlata. Neke od polimetalnih ruda sadrže i do 12% arsena. Ako se zagreju na 650 - 700 stepeni, onda u nedostatku vazduha dolazi do sublimacije. Ako se zagrije na zraku, nastaje "bijeli arsen", koji je hlapljiv oksid. Podvrgava se kondenzaciji i zagrijava ugljem, tokom ove reakcije se smanjuje arsen. Dobijanje ovog elementa je štetna proizvodnja.

Ranije, prije razvoja ekologije kao nauke, "bijeli arsen" je ispuštan u atmosferu u velikim količinama, a potom se taložio na drveću i biljkama. Dozvoljena koncentracija u zraku je 0,003 mg/m3, dok u blizini industrijskih objekata koncentracija dostiže 200 mg/m3. Čudno je da životnu sredinu najviše zagađuju one fabrike koje proizvode arsen, već elektrane i preduzeća obojene metalurgije. Donji sedimenti u blizini topionica bakra sadrže velike količine elementa - do 10 g/kg.

Još jedan paradoks je da se ova supstanca proizvodi u većim količinama nego što je potrebno. Ovo je rijetka pojava u rudarskoj industriji metala. Višak se mora odložiti u velike metalne kontejnere, skrivene u napuštenim starim rudnicima.

Arsenopirit je vrijedan industrijski mineral. Velika nalazišta bakra i arsena nalaze se u Centralnoj Aziji, Gruziji, SAD, Japanu, Norveškoj, Švedskoj; zlato-arsen - u SAD-u, Francuskoj; arsen-kobalt - na Novom Zelandu, Kanada; arsen-kalaj - u Engleskoj i Boliviji.

Određivanje arsena

Kvalitativna reakcija na arsen sastoji se od taloženja žutih sulfida iz otopina klorovodične kiseline. Tragovi se određuju metodom Gutzeit ili Marshovom reakcijom: papirnate trake natopljene HgCl2 mijenjaju boju u tamnu u prisustvu arsina, što sublimaciju reducira u živu.

U proteklih pola stoljeća razvijene su različite osjetljive analitičke tehnike ( spektrometrija), zahvaljujući kojima se mogu detektovati čak i male količine arsena. Ako je u vodi vrlo malo tvari, tada se uzorci prethodno koncentrišu.

Neki spojevi se analiziraju metodom selektivnog hidrida. Ova metoda uključuje selektivnu redukciju analita u isparljivo jedinjenje arsin. Isparljivi arsini se zamrzavaju u posudi ohlađenoj tečnim dušikom. Zatim, polaganim zagrijavanjem sadržaja posude, možete osigurati da različiti arsini ispare odvojeno jedan od drugog.

Industrijska primjena

Oko 98% svega iskopanog arsena ne koristi se u svom čistom obliku. Ali njegovi spojevi su stekli popularnost i koriste se u raznim industrijama. Na stotine tona supstance se iskopa i koristi godišnje. Dodaje se legurama ležajeva radi poboljšanja kvaliteta, koristi se u izradi kablova i olovnih baterija za povećanje tvrdoće, a koristi se u legurama sa germanijumom ili silicijumom u proizvodnji poluprovodničkih uređaja. Arsen se koristi kao dodatak koji daje određenu vrstu provodljivosti "klasičnim" poluprovodnicima.

Arsen je vrijedan materijal u obojenoj metalurgiji. Kada se doda olovo u količini od 1%, povećava se tvrdoća legure. Ako u rastopljeno olovo dodate malo arsena, tada u procesu bacanja udarca izlaze sferne kuglice pravilnog oblika. Aditivi bakru povećavaju njegovu čvrstoću, otpornost na koroziju i tvrdoću. Zahvaljujući ovom aditivu, povećava se fluidnost bakra, što olakšava proces izvlačenja žice.

Kao što se dodaje nekim vrstama mesinga, bronze, štamparskih legura i babita. Ali ipak, metalurzi pokušavaju isključiti ovaj aditiv iz procesa proizvodnje, jer je vrlo štetan za ljude. Štaviše, štetan je i za metale, jer prisustvo arsena u velikim količinama narušava svojstva mnogih legura i metala.

Oksidi se koriste u proizvodnji stakla kao izbjeljivači stakla. Čak su i drevni duvači stakla znali da bijeli arsen doprinosi neprozirnosti stakla. Međutim, njegovi mali dodaci, naprotiv, posvjetljuju staklo. Arsen je i dalje uključen u recepturu za pravljenje nekih čaša, na primjer, „bečkog“ stakla od kojeg se prave termometri.

Jedinjenja arsena koriste se kao antiseptik za zaštitu od kvarenja, kao i za očuvanje krzna, koža, plišanih životinja; za stvaranje antivegetativnih boja za vodeni transport; za impregnaciju drveta.

Biološka aktivnost nekih As derivata zainteresovala je agronome, radnike sanitarno-epidemioloških službi i veterinare. Kao rezultat, stvoreni su lijekovi koji sadrže arsen, koji su bili stimulansi produktivnosti i rasta; lijekovi za prevenciju bolesti stoke; anthelmintici.

Zemljoposjednici u staroj Kini tretirali su usjeve riže arsenik oksidom kako bi ih zaštitili od gljivičnih bolesti i pacova, te tako zaštitili usjeve. Sada je, zbog toksičnosti supstanci koje sadrže arsen, njihova upotreba u poljoprivredi ograničena.

Najvažnije oblasti upotrebe supstanci koje sadrže arsen su proizvodnja mikro krugova, poluvodičkih materijala i optičkih vlakana, filmska elektronika, kao i uzgoj specijalnih monokristala za lasere. U tim slučajevima se po pravilu koristi gasoviti arsin. Indijum i galijum arsenidi se koriste u proizvodnji dioda, tranzistora i lasera.

U tkivima i organima element se uglavnom nalazi u proteinskoj frakciji, mnogo manje u frakciji rastvorljivoj u kiselinama, a samo mali deo je u frakciji lipida. Učesnik je redoks reakcija bez njega, oksidativna razgradnja složenih ugljikohidrata je nemoguća. Učestvuje u fermentaciji i glikolizi. Jedinjenja ove supstance se koriste u biohemiji kao specifični inhibitori enzima, koji su potrebni za proučavanje metaboličkih reakcija. Neophodan je ljudskom tijelu kao element u tragovima.

Neki koji su umrli od kolere u srednjem vijeku nisu umrli od nje. Simptomi bolesti su slični onima trovanje arsenom.

Shvativši to, srednjovjekovni biznismeni počeli su da nude trioksid elementa kao otrov. Supstanca. Smrtonosna doza je samo 60 grama.

Podijeljeni su na porcije, davane tokom nekoliko sedmica. Kao rezultat toga, niko nije sumnjao da čovjek nije umro od kolere.

Okus arsena ne osjeća se u malim dozama, na primjer, u hrani ili piću. U savremenoj stvarnosti, naravno, nema kolere.

Ljudi ne moraju da brinu o arsenu. Umjesto toga, miševi su ti koji se moraju bojati. Otrovna supstanca je vrsta otrova za glodare.

Inače, element je nazvan u njihovu čast. Riječ "arsen" postoji samo u zemljama ruskog govornog područja. Službeni naziv supstance je arsenicum.

Oznaka u – As. Serijski broj je 33. Na osnovu njega možemo pretpostaviti kompletnu listu svojstava arsena. Ali nemojmo pretpostavljati. Razmotrićemo problem sigurno.

Svojstva arsena

Latinski naziv elementa prevodi se kao "snažan". Očigledno, ovo se odnosi na učinak supstance na tijelo.

Kod intoksikacije počinje povraćanje, probava je poremećena, stomak se okreće, a funkcionisanje nervnog sistema je delimično blokirano. nije jedan od slabih.

Trovanje nastaje bilo kojim od alotropnih oblika tvari. Alltropija je postojanje manifestacija iste stvari koje su različite po strukturi i svojstvima. element. Arsenic najstabilniji u metalnom obliku.

Čeličnosivi romboedari su krhki. Jedinice imaju karakterističan metalni izgled, ali u kontaktu s vlažnim zrakom postaju dosadne.

Arsen - metal, čija je gustina skoro 6 grama po kubnom centimetru. Preostali oblici elementa imaju niži indikator.

Na drugom mjestu je amorfna arsenik. Karakteristike elemenata: - gotovo crna boja.

Gustoća ovog oblika je 4,7 grama po kubnom centimetru. Spolja, materijal je sličan.

Uobičajeno stanje arsena za obične ljude je žuto. Kubična kristalizacija je nestabilna i postaje amorfna kada se zagreje na 280 stepeni Celzijusa, ili pod uticajem jednostavne svetlosti.

Stoga su žute meke, kao u mraku. Uprkos boji, agregati su providni.

Iz brojnih modifikacija elementa jasno je da je to samo pola metala. Očigledan odgovor na pitanje je: “ Arsen je metal ili nemetal“, ne

Hemijske reakcije služe kao potvrda. 33. element stvara kiselinu. Međutim, sam boravak u kiselini ne daje.

Metali rade stvari drugačije. U slučaju arsena, ne djeluju čak ni pri kontaktu s jednim od najjačih.

Jedinjenja nalik solima „rađaju se“ tokom reakcija arsena sa aktivnim metalima.

To se odnosi na oksidirajuća sredstva. 33. supstanca je u interakciji samo s njima. Ako partner nema izražena oksidirajuća svojstva, interakcija se neće dogoditi.

Ovo se čak odnosi i na alkalije. To je, arsen je hemijski element prilično inertan. Kako ga onda dobiti ako je lista reakcija vrlo ograničena?

Iskopavanje arsena

Arsen se kopa kao nusproizvod drugih metala. Oni su odvojeni, ostavljajući 33. supstancu.

U prirodi postoje spojevi arsena sa drugim elementima. Iz njih se vadi 33. metal.

Proces je isplativ, jer zajedno s arsenom često postoje , , i .

Nalazi se u zrnatim masama ili kubičnim kristalima boje kalaja. Ponekad postoji žuta nijansa.

Jedinjenje arsena I metal Ferrum ima "brata", u kojem se umjesto 33. supstance nalazi . Ovo je običan pirit zlatne boje.

Agregati su slični verziji arsena, ali ne mogu poslužiti kao ruda arsena, iako sadrže i arsen kao nečistoću.

Arsen se, inače, nalazi i u običnoj vodi, ali opet kao nečistoća.

Količina elementa po toni je tako mala, ali čak ni eksploatacija nusproizvoda nema smisla.

Kada bi svjetske rezerve arsena bile ravnomjerno raspoređene u zemljinoj kori, to bi bilo samo 5 grama po toni.

Dakle, element nije uobičajen, njegova količina je uporediva sa , , .

Ako pogledate metale sa kojima arsen formira minerale, to nije samo arsen, već i kobalt i nikl.

Ukupan broj minerala 33. elementa dostiže 200. Pronađen je i izvorni oblik supstance.

Njegovo prisustvo se objašnjava hemijskom inertnošću arsena. Formirajući se pored elemenata kojima nisu obezbeđene reakcije, junak ostaje u sjajnoj izolaciji.

U ovom slučaju često se dobivaju igličasti ili kubični agregati. Obično rastu zajedno.

Upotreba arsena

Element kojem pripada arsen dvostruko, ne samo da pokazuje svojstva metala i nemetala.

Percepcija elementa od strane čovječanstva je također dvojna. U Evropi se 33. supstanca oduvek smatrala otrovom.

Godine 1733. čak su izdali dekret o zabrani prodaje i kupovine arsena.

U Aziji, "otrov" ljekari koriste već 2000 godina u liječenju psorijaze i sifilisa.

Moderni doktori su dokazali da 33. element napada proteine ​​koji izazivaju onkologiju.

U 20. veku, neki evropski lekari su takođe stali na stranu Azijata. 1906. godine, na primjer, zapadni farmaceuti izumili su lijek salvarsan.

Postao je prvi u službenoj medicini i koristio se protiv brojnih zaraznih bolesti.

Istina, razvija se imunitet na lijek, kao i svaki stalni unos arsena u malim dozama.

Efikasna su 1-2 kursa lijeka. Ako se razvije imunitet, ljudi mogu uzeti smrtonosnu dozu elementa i ostati živi.

Pored doktora, za 33. element su se zainteresovali i metalurzi koji su počeli da ga dodaju za proizvodnju sačme.

Izrađuje se na bazi koja je uključena u teški metali. Arsenic povećava olovo i omogućava njegovim prskanjima da poprime sferni oblik prilikom bacanja. To je ispravno, što poboljšava kvalitetu frakcije.

Arsen se može naći i u termometrima, odnosno u njima. Zove se bečki, pomiješan sa oksidom 33. supstance.

Jedinjenje služi kao bistrilo. Arsen su koristili i antički duvači stakla, ali kao dodatak za matiranje.

Staklo postaje neprozirno kada postoji značajna primjesa toksičnog elementa.

Promatrajući proporcije, mnogi staklari su se razboljeli i prerano umrli.

A stručnjaci za kožare koriste sulfide arsenik.

Element main podgrupe Grupa 5 periodnog sistema je uključena u neke boje. U industriji kože, arsenicum pomaže u uklanjanju dlačica.

Cijena arsena

Čisti arsen se najčešće nudi u metalnom obliku. Cijene su određene po kilogramu ili toni.

1000 grama košta oko 70 rubalja. Za metalurge nude gotove, na primjer, arsen i bakar.

U ovom slučaju naplaćuju 1500-1900 rubalja po kilogramu. Anhidrit arsena se također prodaje u kilogramima.

Koristi se kao lijek za kožu. Uzročnik je nekrotičan, odnosno umrtvljuje zahvaćeno područje, ubijajući ne samo uzročnika bolesti, već i same ćelije. Metoda je radikalna, ali efikasna.

DEFINICIJA

Arsenic- trideset treći element periodnog sistema. Oznaka - Od latinskog "arsenicum". Smješten u četvrtom periodu, VA grupa. Odnosi se na polumetale. Nuklearni naboj je 33.

Arsen se u prirodi javlja uglavnom u spojevima s metalima ili sumporom i samo rijetko u slobodnom stanju. Sadržaj arsena u zemljinoj kori je 0,0005%.

Arsen se obično dobija iz arsenovog pirita FeAsS.

Atomska i molekularna masa arsena

Relativna molekulska težina supstance(M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa date molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa(A r) - koliko je puta prosječna masa atoma nekog kemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da u slobodnom stanju arsen postoji u obliku monoatomskih As molekula, vrijednosti njegove atomske i molekularne mase se poklapaju. One su jednake 74,9216.

Alotropija i alotropske modifikacije arsena

Kao i fosfor, arsen postoji u nekoliko alotropnih oblika. Brzim hlađenjem pare (sastoji se od As 4 molekula) nastaje nemetalna frakcija - žuti arsen (gustina 2,0 g/cm 3), izomorfan bijelom fosforu i, kao i on, rastvorljiv u ugljičnom disulfidu. Ova modifikacija je manje stabilna od bijelog fosfora, a kada je izložena svjetlosti ili slabom zagrijavanju lako se pretvara u metalnu modifikaciju - sivi arsen (Sl. 1). Formira čelično-sivu krhku kristalnu masu s metalnim sjajem kada je svježe slomljena. Gustina je 5,75 g/cm3. Kada se zagrije pod normalnim pritiskom, sublimira. Ima metalnu električnu provodljivost.

Rice. 1. Sivi arsen. Izgled.

Izotopi arsena

Poznato je da se u prirodi arsen može naći u obliku jedinog stabilnog izotopa 75 As. Maseni broj je 75, jezgro atoma sadrži trideset tri protona i četrdeset dva neutrona.

Postoje oko 33 umjetna nestabilna izotopa arsena, kao i deset izomernih stanja jezgara, među kojima je najdugovječniji izotop 73 As sa poluživotom od 80,3 dana.

Joni arsena

Vanjski energetski nivo atoma arsena ima pet elektrona, koji su valentni elektroni:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 .

Kao rezultat hemijske interakcije, arsen odustaje od svojih valentnih elektrona, tj. je njihov donor, i pretvara se u pozitivno nabijeni ion:

As 0 -3e → As 3+ ;

Kao 0 -5e → Kao 5+ .

Molekul i atom arsena

U slobodnom stanju, arsen postoji u obliku monoatomskih As molekula. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekul arsena:

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte

Arsen formira dva oksida. Maseni udio arsena u njima je 65,2% i 75,7%. Odredite ekvivalentne mase arsena u oba oksida.

Rješenje

Uzmimo masu svakog arsenikovog oksida kao 100 g Pošto je sadržaj arsena naznačen u masenim procentima, prvi oksid sadrži 65,2 g arsena i 34,8 g kiseonika (100 - 65,2 = 34,8); u 100 g drugog oksida, arsenik čini 75,7 g, a kiseonik - 24,3 g (100 - 75,7 = 24,3). Ekvivalentna masa kiseonika je 8. Primijenimo zakon ekvivalenata za prvi oksid: M eq (As) = 65,2 / 34,8 × 8 = 15 g/mol. Proračun za drugi oksid se provodi na sličan način: m (As) / m(O) = M eq (As) / M eq (O); M eq (As) = m (As) / m(O) × M eq (O); M eq (As) = 75,7 / 24,3 × 8 = 25 g/mol.