Mis on arseen? Definitsioon, valem, omadused. Arseeni element. Arseeni omadused. Arseeni kasutamine Millise elemendi hulka arseen kuulub?

Arseen (nimi pärineb sõnast hiir, kasutatakse hiirte söödaks) on perioodilisuse tabeli kolmekümne kolmas element. Viitab poolmetallidele. Happega kombineerituna ei moodusta see sooli, olles hapet moodustav aine. Võib moodustada allotroopseid modifikatsioone. Arseenil on kolm praegu teadaolevat kristallvõre struktuuri. Kollasel arseenil on tüüpilise mittemetalli omadused, amorfne arseen on must ja kõige stabiilsem metalliline arseen on hall. Looduses leidub seda kõige sagedamini ühenditena, harvem vabas olekus. Kõige levinumad on arseeni ühendid metallidega (arseniidid), näiteks arseenraud (arsenopüriit, mürgine püriit), nikkel (kupfernikkel, mida nimetatakse vasemaagi sarnasuse tõttu). Arseen on madala aktiivsusega element, vees lahustumatu ja selle ühendeid klassifitseeritakse vähelahustuvateks aineteks. Arseeni oksüdatsioon toimub kuumutamisel toatemperatuuril, see reaktsioon kulgeb väga aeglaselt.

Kõik arseeniühendid on väga tugevad toksiinid, millel on negatiivne mõju mitte ainult seedetraktile, vaid ka närvisüsteemile. Ajalugu teab palju sensatsioonilisi arseeni ja selle derivaatidega mürgitamise juhtumeid. Arseeniühendeid kasutati mürgina mitte ainult keskaegsel Prantsusmaal, neid tunti isegi Vana-Roomas ja Kreekas. Arseeni kui tugeva mürgi populaarsust seletatakse asjaoluga, et seda on toidus peaaegu võimatu tuvastada. Kuumutamisel muutub see arseenoksiidiks. Arseenimürgistuse diagnoosimine on üsna keeruline, kuna sellel on erinevate haigustega sarnased sümptomid. Kõige sagedamini aetakse arseenimürgistus segi kooleraga.

Kus arseeni kasutatakse?

Vaatamata nende toksilisusele ei kasutata arseeni derivaate mitte ainult hiirte ja rottide peibutamiseks. Kuna puhtal arseenil on kõrge elektrijuhtivus, kasutatakse seda lisandina, mis annab pooljuhtidele, nagu germaanium ja räni, nõutavat tüüpi juhtivuse. Värvilises metallurgias kasutatakse lisandina arseeni, mis annab sulamitele tugevuse, kõvaduse ja korrosioonikindluse gaasilises keskkonnas. Klaasi valmistamisel lisatakse seda väikestes kogustes klaasi heledamaks muutmiseks, lisaks on see osa kuulsast “Viini klaasist”. Nikkeliini kasutatakse klaasi roheliseks värvimiseks. Parkimistööstuses kasutatakse nahkade töötlemisel karvade eemaldamiseks arseensulfaatühendeid. Arseen on osa lakkide ja värvide koostises. Puidutööstuses kasutatakse arseeni antiseptikuna. Pürotehnikas valmistatakse “Kreeka tuld” arseensulfiidühenditest ja seda kasutatakse tikkude valmistamisel. Mõnda arseeniühendit kasutatakse keemiliste sõjavahenditena. Arseeni toksilisi omadusi kasutatakse hambaravis hambapulbi hävitamiseks. Meditsiinis kasutatakse arseenipreparaate organismi üldist toonust tõstva ravimina, et stimuleerida punaste vereliblede arvu suurenemist. Arseenil on leukotsüütide moodustumist pärssiv toime, seetõttu kasutatakse seda teatud leukeemia vormide ravis. Arseenil põhinevaid meditsiinilisi preparaate on teada tohutult, kuid viimasel ajal on need järk-järgult asendatud vähemtoksiliste ravimitega.

Vaatamata mürgisusele on arseen üks olulisemaid elemente. Selle ühendustega töötades peate järgima ohutuseeskirju, mis aitavad vältida soovimatuid tagajärgi.

Aitäh

Sait pakub viiteteavet ainult informatiivsel eesmärgil. Haiguste diagnoosimine ja ravi peab toimuma spetsialisti järelevalve all. Kõigil ravimitel on vastunäidustused. Vajalik on konsultatsioon spetsialistiga!

Üldine informatsioon

Unikaalsus arseen on see, et seda võib leida kõikjal – kivimites, mineraalides, vees, pinnases, loomades ja taimedes. Seda nimetatakse isegi kõikjalolevaks elemendiks. Arseen on jaotunud Maa erinevates geograafilistes piirkondades, kuna selle ühendid on lenduvad ja vees hästi lahustuvad. Kui piirkonna kliima on niiske, pestakse element maapinnast välja ja seejärel viiakse põhjavesi minema. Pinnaveed ja sügavad jõed sisaldavad ainet 3 µg/l kuni 10 µg/l ning mere- ja ookeanivesi tunduvalt vähem, umbes 1 µg/l.

Arseeni leidub täiskasvanud inimese kehas ligikaudu 15 mg. Suurem osa sellest leidub maksas, kopsudes, peensooles ja epiteelis. Aine imendumine toimub maos ja sooltes.
Aine antagonistideks on fosfor, väävel, seleen, vitamiinid E, C, samuti mõned aminohapped. Aine omakorda halvendab seleeni, tsingi, A-, E-, C-vitamiini ja foolhappe omastamist organismis.
Selle eeliste saladus on selle koguses: väikeses annuses täidab see mitmeid kasulikke funktsioone; ja suurtes on see võimas mürk.

Funktsioonid:

• Fosfori ja lämmastiku omastamise parandamine.
• Hematopoeesi stimuleerimine.
• Oksüdatiivsete protsesside nõrgenemine.
• Koostoime valkude, lipoehappe, tsüsteiiniga.

Selle aine päevane vajadus on väike - 30 kuni 100 mikrogrammi.

Arseen kui keemiline element

Arseen on klassifitseeritud perioodilisuse tabeli V rühma keemiliseks elemendiks ja kuulub lämmastiku perekonda. Looduslikes tingimustes esindab seda ainet ainus stabiilne nukliid. Kunstlikult on saadud enam kui tosin arseeni radioaktiivset isotoopi, millel on lai poolestusaeg - mõnest minutist paari kuuni. Termini kujunemist seostatakse selle kasutamisega näriliste – hiirte ja rottide – hävitamiseks. Ladinakeelne nimi Arseen (As) tuletatud kreeka sõnast " arsen", Mida tähendab: võimas, tugev.

Ajalooline teave

Arseen puhtal kujul avastati keskajal alkeemiliste katsete käigus. Ja selle ühendid on inimestele teada juba pikka aega, neid kasutati ravimite ja värvide tootmiseks. Tänapäeval kasutatakse arseeni metallurgias eriti mitmekülgselt.

Ajaloolased nimetasid üht inimkonna arenguperioodi pronksiperioodiks. Sel ajal läksid inimesed kivirelvadelt üle täiustatud pronksrelvadele. Pronks on ühend ( sulam) tina vasega. Ajaloolaste sõnul valati esimene pronks Tigrise ja Eufrati orus umbes 30. sajandil. eKr. Sõltuvalt sulamis sisalduvate komponentide protsentuaalsest koostisest võib erinevate seppade valatud pronksil olla erinevad omadused. Teadlased on leidnud, et parim väärtuslike omadustega pronks on vasesulam, mis sisaldab kuni 3% tina ja kuni 7% arseeni aineid. Sellist pronksi oli kerge valada ja paremini sepistada. Tõenäoliselt aeti vasemaak sulatamise ajal segi vask-arseensulfiidmineraalide ilmastikuproduktidega, millel oli sarnane välimus. Muistsed käsitöölised hindasid sulami häid omadusi ja otsisid seejärel sihikindlalt arseeni mineraalide leiukohti. Nende leidmiseks kasutasime nende mineraalide spetsiifilist omadust eraldada kuumutamisel küüslaugulõhna. Kuid aja jooksul arseeniühendeid sisaldava pronksi sulatamine lakkas. Tõenäoliselt juhtus see seetõttu, et arseeni sisaldavate ainete tulistamisel tekkis väga sageli mürgistus.

Muidugi tunti seda elementi kauges minevikus ainult selle mineraalide kujul. Vana-Hiinas teadsid nad tahket mineraali nimega realgar, mis, nagu praegu teada, on sulfiid koostisega As4S4. sõna" realgar"Araabia keelest tõlgitud tähendab" minu tolm" Seda mineraali kasutati kivi nikerdamiseks, kuid sellel oli üks oluline puudus: valguse käes või kuumutamisel "riknes realgar", kuna termilise reaktsiooni mõjul muutus see täiesti erinevaks aineks As2S3.

Teadlane ja filosoof Aristoteles 4. sajandil eKr. andis sellele mineraalile oma nime - " sandarac" Kolm sajandit hiljem Rooma teadlane ja kirjanik Plinius vanem koos arsti ja botaanikuga Dioscorides kirjeldas teist mineraali nimega orpiment. Mineraali ladinakeelne nimi on tõlgitud " kuldne värv" Seda mineraali kasutati kollase värvainena.

Keskajal eraldasid alkeemikud aine kolme vormi: kollase arseeni ( olles As2S3 sulfiid), punane ( sulfiid As4S4) ja valge ( oksiid As2O3). Valge moodustub seda elementi sisaldavate vasemaakide röstimisel mõningate arseenilisandite sublimatsioonil. See kondenseerus gaasifaasist ja settis valge katte kujul, misjärel see koguti.

13. sajandil kuumutasid alkeemikud kollast arseeni ja seepi, et saada metallitaolist ainet, mis võis olla esimene näide kunstlikult toodetud puhtast ainest. Kuid saadud aine rikkus alkeemikute ideid neile teadaoleva seitsme metalli müstilisest "seost" seitsme astronoomilise objektiga - planeetidega; Seetõttu nimetasid alkeemikud saadud ainet ebaseaduslikuks metalliks. Nad märkasid selle juures üht huvitavat omadust – aine võib anda vasele valge värvi.

Arseen tuvastati iseseisva ainena selgelt 17. sajandi alguses, kui apteeker Johann Schröder oksiidi söega redutseerides sain selle puhtal kujul. Mõni aasta hiljem prantsuse arst ja keemik Nicola Lemeryõnnestus see aine saada, kuumutades selle oksiidi segus kaaliumkloriidi ja seebiga. Järgmisel sajandil oli see juba hästi tuntud ja seda nimetati ebatavaliseks "poolmetalliks".

Rootsi teadlane Scheele katseliselt saadud arseeni vesinikgaas ja arseenhape. Samal ajal A.L. Lavoisier tunnustas seda ainet iseseisva keemilise elemendina.

Looduslikes tingimustes viibimine

Seda elementi leidub sageli looduslikes tingimustes vase, koobalti, nikli ja rauaga ühendites. Seda pole maapõues palju – umbes 5 grammi tonni kohta, mis on umbes sama palju kui tina, molübdeeni, germaaniumi, volframi ja broomi.

Mineraalide koostis, mida see keemiline element moodustab ( täna on neid üle 200) elemendi "poolmetalliliste" omaduste tõttu. See võib olla nii negatiivses kui ka positiivses oksüdatsiooniastmes ja seetõttu kombineeritakse seda kergesti paljude teiste elementidega; positiivses oksüdatsioonis mängib arseen metalli rolli ( näiteks sulfiidides), kui negatiivne – mittemetall ( arseniidides). Arseeni sisaldavad mineraalid on keerulise koostisega. Element ise võib asendada antimoni, väävli ja metalli aatomeid kristallvõres.

Paljud metallide ja arseeni ühendid, otsustades nende koostise järgi, on tõenäolisemalt intermetallilised ühendid kui arseniidid; Mõned neist eristuvad põhielemendi muutuva sisu poolest. Arseniidides võib samaaegselt esineda mitu metalli ja nende metallide aatomid, mille ioonraadiused on tihedad, võivad kristallvõres üksteist suvalises vahekorras asendada. Kõigil arseniidideks klassifitseeritud mineraalidel on metalliline läige. Need on läbipaistmatud, rasked ja nende kõvadus on madal.

Looduslike arseniidide näide ( neid on umbes 25) võib kasutada selliseid mineraale nagu skutterudiit, saffloriit, rammelsbergiit, nikelskutterudiit, nikliin, löllingiit, sperrüliit, maucheriit, algodoniit, langiit, klinosaffloriit. Need arseniidid on suure tihedusega ja kuuluvad "üliraskete" mineraalide rühma.

Levinuim mineraal on arsenopüriit ( või, nagu seda ka nimetatakse, arseenpüriit). Keemikute jaoks tundub huvitav nende mineraalide struktuur, milles arseeni esineb samaaegselt väävliga ja milles see mängib metalli rolli, kuna see on rühmitatud teiste metallidega. Need mineraalid on arsenosulfaniit, gürodiit, arsenogauchekorniit, freibergiit, kuldfīldiit, tennantiit, argentotennantiit. Nende mineraalide struktuur on väga keeruline.

Looduslikel sulfiididel, nagu realgar, orpiment, dimorfiit, getšelliit, on positiivne oksüdatsiooniaste nagu ( lat. arseeni tähistus). Need mineraalid näivad olevat väikeste kandmistena, kuigi mõnes piirkonnas on aeg-ajalt kaevandatud suurte mõõtmete ja kaaluga kristalle.

Huvitav fakt on see, et arseenhappe looduslikud soolad, mida nimetatakse arsenaatideks, näevad välja väga erinevad. Erütritool on koobaltivärviga, skorodiit, annabergiit ja simplesiit on aga rohelised. Ja görnesiit, kettigiit ja rooseveltiit on täiesti värvitud.

Rootsi keskosas on karjäärid, kus kaevandatakse ferromangaanimaaki. Nendest karjääridest leiti ja kirjeldati üle viiekümne arsenaadiks oleva mineraali proovi. Mõnda neist arsenaatidest pole kusagilt mujalt leitud. Eksperdid usuvad, et need mineraalid tekkisid madalatel temperatuuridel arseenhappe koosmõjul teiste ainetega. Arsenaadid on teatud sulfiidmaakide oksüdatsiooniproduktid. Tavaliselt pole neil muud väärtust kui esteetiline väärtus. Sellised mineraalid on mineraloogiliste kollektsioonide kaunistused.

Mineraalide nimetusi anti erinevalt: osa neist nimetati teadlaste ja silmapaistvate poliitiliste tegelaste järgi; teised said nime selle paikkonna järgi, kust nad leiti; veel teisi nimetati kreekakeelsete terminitega, mis tähistasid nende põhiomadusi ( näiteks värv); neljandaid nimetati lühenditega, mis tähistasid teiste elementide nimede algustähti.

Näiteks on huvitav iidse nime moodustamine sellisele mineraalile nagu nikkel. Varem nimetati seda kupfernickeliks. Saksa kaevurid, kes töötasid vase väljatöötamise nimel viis kuni kuus sajandit tagasi, kartsid ebausklikult kurja mäevaimu, mida nad nimetasid nikliks. saksa sõna" kupfer"tähendas" vask" Nad kutsusid "neetud" või "võltsitud" vaske Kupfernickeliks. See maak oli väga sarnane vasele, kuid vaske sellest ei saanud. Kuid see on leidnud oma rakenduse klaasi valmistamisel. Selle abiga värviti klaas roheliseks. Seejärel eraldati sellest maagist uus metall ja seda nimetati nikliks.

Puhas arseen on oma keemiliste omaduste poolest üsna inertne ja seda võib leida oma olekus. See näeb välja nagu sulatatud nõelad või kuubikud. Sellist tükikest on lihtne pulbriks jahvatada. See sisaldab kuni 15% lisandeid ( koobalt, raud, nikkel, hõbe ja muud metallid).

Reeglina on As sisaldus mullas vahemikus 0,1 mg/kg kuni 40 mg/kg. Piirkondades, kus esineb arseenimaaki ja vulkaanide piirkonnas, võib pinnas sisaldada väga suures koguses As - kuni 8 g/kg. Täpselt selline määr on leitud mõnes Uus-Meremaa ja Šveitsi piirkonnas. Sellistes piirkondades sureb taimestik ja loomad haigestuvad. Sama olukord on tüüpiline kõrbetele ja steppidele, kus arseeni mullast välja ei uhu. Võrreldes keskmise sisaldusega loetakse rikastatuks ka savised kivimid, mis sisaldavad neli korda rohkem arseeni.

Kui puhas aine muudetakse biometüleerimise tulemusena lenduvaks arseeniorgaaniliseks ühendiks, siis viiakse see pinnasest välja mitte ainult vee, vaid ka tuule abil. Biometüülimine on metüülrühma lisamine C-As sideme moodustamiseks. See protsess viiakse läbi metüülkobalamiini - vitamiini B12 metüülitud derivaadi - osalusel. As biometüülimine toimub nii mere- kui ka magevees. See viib organoarseenühendite, näiteks metüülarsoon- ja dimetüülarsiinhappe moodustumiseni.

Nendes piirkondades, kus spetsiifilist reostust ei esine, on arseeni kontsentratsioon 0,01 μg/m3 ning tööstuspiirkondades, kus asuvad elektrijaamad ja tehased, ulatub kontsentratsioon tasemeni 1 μg/m3. Piirkondades, kus asuvad tööstuskeskused, on arseeni sadestumine intensiivne ja ulatub kuni 40 kg/m2. km aastas.

Lenduvad arseeniühendid, kui nende omadusi polnud veel täielikult uuritud, tõid inimestele palju probleeme. Massilised mürgistused polnud haruldased ka 19. sajandil. Kuid arstid ei teadnud mürgituse põhjuseid. Ja mürgist ainet sisaldas roheline tapeedivärv ja krohv. Kõrge õhuniiskus viis hallituse tekkeni. Nende kahe teguri mõjul tekkisid lenduvad arseenorgaanilised ained.

Oletatakse, et lenduvate orgaaniliste arseeni derivaatide moodustumise protsess võis põhjustada keisri hilinenud mürgistuse. Napoleon mis viis ta surmani. See oletus põhineb asjaolul, et 150 aastat pärast tema surma leiti tema juustest arseeni jälgi.

Arseeni aineid leidub mõnes mineraalvees mõõdukas koguses. Üldtunnustatud standardid näevad ette, et ravimineraalvees ei tohi arseeni kontsentratsioon olla suurem kui 70 µg/l. Põhimõtteliselt, isegi kui aine kontsentratsioon on kõrgem, võib see põhjustada mürgistuse ainult pideva pikaajalise kasutamise korral.

Arseeni leidub looduslikes vetes mitmesugustes ühendites ja vormides. Näiteks kolmevalentne arseen on kordades mürgisem kui viievalentne arseen.

Mõned merevetikad võivad koguda arseeni sellises kontsentratsioonis, et need on inimestele ohtlikud. Sellised vetikad võivad kergesti kasvada ja isegi paljuneda happelises arseenikeskkonnas. Mõnes riigis kasutatakse neid kahjuritõrjevahenditena ( rottide vastu).

Keemilised omadused

Arseeni nimetatakse mõnikord metalliks, kuid tegelikult on see pigem mittemetall. See ei moodusta hapetega kombineerimisel sooli, kuid on iseenesest hapet moodustav aine. Sellepärast nimetatakse seda ka poolmetalliks. Nagu fosfor, võib arseen eksisteerida erinevates allotroopsetes vormides.

Üks neist vormidest on hall arseen, üsna habras aine. Selle murrul on särav metalliline läige ( seetõttu on selle teine ​​nimi "arseenmetall"). Selle poolmetalli elektrijuhtivus on 17 korda väiksem kui vasel, kuid samal ajal 3,6 korda suurem kui elavhõbedal. Mida kõrgem on temperatuur, seda madalam on elektrijuhtivus. See tüüpiline metallide omadus on iseloomulik ka sellele poolmetallile.

Kui arseeniauru jahutatakse lühikeseks ajaks temperatuurini –196 kraadi ( see on vedela lämmastiku temperatuur), saate pehme, läbipaistva kollase aine, mis näeb välja nagu kollane fosfor. Selle aine tihedus on palju väiksem kui arseenmetallil. Kollane arseen ja arseeniaurud koosnevad molekulidest, millel on tetraeedri kuju ( need. püramiidi kuju nelja alusega). Fosfori molekulid on sama kujuga.

Ultraviolettkiirguse mõjul, aga ka kuumutamisel muutub kollane arseen koheselt halliks; See reaktsioon vabastab soojust. Kui aurud kondenseeruvad inertses atmosfääris, moodustub selle elemendi teine ​​vorm - amorfne. Kui arseeniaur sadestub klaasile, tekib peegelkile.

Selle elemendi elektroonilise väliskesta struktuur on sama, mis fosforil ja lämmastikus. Arseen, nagu ka fosfor, võib moodustada kolm kovalentset sidet.

Kui õhk on kuiv, on As stabiilne vorm. See muutub niiskest õhust tuhmiks ja kattub pealt musta oksiidiga. Süttimisel põleb arseeniaur kergesti sinise leegiga.

Kuna puhtal kujul on see üsna inertne; leelised, vesi ja mitmesugused happed, millel ei ole oksüdeerivaid omadusi, ei mõjuta seda kuidagi. Kui võtate lahjendatud lämmastikhapet, oksüdeerub see puhtalt nagu ortoarseenhape ja kui võtate kontsentreeritud lämmastikhapet, oksüdeerib see selle ortoarseenhappeks.

Kuna reageerib väävli ja halogeenidega. Reaktsioonides väävliga tekivad erineva koostisega sulfiidid.

Arseen on nagu mürk

Kõik arseeniühendid on mürgised.

Äge mürgistus nende ainetega väljendub kõhuvalu, kõhulahtisuse, oksendamise ja kesknärvisüsteemi depressioonina. Selle ainega mürgistuse sümptomid on väga sarnased koolera sümptomitega. Seetõttu on kohtupraktikas varem sageli ette tulnud arseeni mürgina kasutamise juhtumeid. Kõige edukamalt kuritegelikul eesmärgil kasutatav mürgine ühend on arseentrioksiid.

Nendes piirkondades, kus vees ja pinnases on ainet ülemäära, koguneb see inimeste kilpnäärmesse. Selle tulemusena areneb neil endeemiline struuma.

Arseeni mürgistus

Arseenimürgistuse sümptomiteks on metallimaitse suus, oksendamine ja tugev kõhuvalu. Hiljem võivad tekkida krambid või halvatus. Mürgistus võib lõppeda surmaga. Arseenimürgistuse kõige laiemalt kättesaadav ja tuntuim vastumürk on piim. Piima peamine valk on kaseiin. See moodustab arseeniga lahustumatu ühendi, mis ei imendu verre.

Mürgistus ilmneb:
1. Arseeniühendite sissehingamisel tolmu kujul ( kõige sagedamini - ebasoodsates tootmistingimustes).
2. Mürgistatud vee ja toidu joomisel.
3. Teatud ravimite kasutamisel. Liigne aine ladestub luuüdis, kopsudes, neerudes, nahas ja sooltes. On palju tõendeid selle kohta, et anorgaanilised arseeniühendid on kantserogeensed. Pikaajalise arseeniga mürgitatud vee või ravimite tarbimise tõttu võib tekkida madala astme nahavähk ( Boweni vähk) või maksa hemangioendotelioom.

Ägeda mürgistuse korral on esmaabina vajalik maoloputus. Statsionaarsetes tingimustes tehakse neerude puhastamiseks hemodialüüsi. Ägeda ja kroonilise mürgistuse korral kasutatakse Unithioli - universaalset antidooti. Lisaks kasutatakse antagonistlikke aineid: väävel, seleen, tsink, fosfor; ning vitamiinide ja aminohapete kompleks on kohustuslik.

Üleannustamise ja puudulikkuse sümptomid

Võimalikud arseenipuuduse tunnused väljenduvad triglütseriidide kontsentratsiooni languses veres, viljakuse suurenemises ning organismi arengu ja kasvu halvenemises.

Arseen on väga mürgine aine, ühekordne annus 50 mg võib lõppeda surmaga. Üleannustamine avaldub ärrituvuse, allergiate, peavalude, dermatiidi, ekseemi, konjunktiviidi, hingamisfunktsiooni ja närvisüsteemi pärssimise ning maksatalitluse häiretena. Aine üledoos suurendab vähiriski.

Elemendi allikaks peetakse taimseid ja loomseid saadusi, mereande, teravilja, teravilja, tubakat, veini ja isegi joogivett.

Selle mikroelemendi meie toidulauale sattumise pärast pole vaja karta – seda leidub peaaegu kõigis loomse ja taimse päritoluga toodetes, välja arvatud rafineeritud suhkrus. Seda tuleb meile piisavas koguses koos toiduga. Eriti selle poolest rikkad tooted, nagu krevetid, homaar, homaarid – üledoosi vältimiseks tuleks süüa mõõdukalt, et mitte liigses koguses mürki sisse võtta.

Arseeniühendid võivad inimkehasse sattuda mineraalvee, mereandide, mahlade, viinamarjaveinide, ravimite, herbitsiidide ja pestitsiididega. See aine koguneb peamiselt retikuloendoteliaalsüsteemi, samuti kopsudesse, nahka ja neerudesse. Aine ebapiisavaks ööpäevaseks tarbimiseks organismis loetakse 1 mcg/päevas. Toksilisuse lävi on ligikaudu 20 mg.

Suur hulk elementi leidub kalaõlis ja kummalisel kombel ka veinides. Tavalises joogivees on aine sisaldus madal ja tervisele mitteohtlik - ligikaudu 10 µg/l. Mõned maailma piirkonnad ( Mehhiko, Taiwan, India, Bangladesh) on kurikuulsad selle poolest, et nende joogivees on palju arseeni ( 1 mg/l) ja seetõttu toimub seal mõnikord kodanike massilisi mürgistusi.

Arseen ei lase kehal fosforit kaotada. D-vitamiin on fosfori-kaltsiumi metabolismi reguleeriv tegur ja arseen omakorda fosfori ainevahetust.

Samuti on teada, et mõned allergiavormid arenevad välja arseeni puuduse tõttu organismis.

Mikroelementi kasutatakse aneemia korral söögiisu tõstmiseks. Seleenimürgistuse korral on arseen suurepärane vastumürk. Hiirtel tehtud katseuuringud on näidanud, et aine täpselt arvutatud doosid aitavad vähendada vähki haigestumist.

Kui elemendi kontsentratsioon mullas või toidus suureneb, tekib mürgistus. Raske mürgistus võib põhjustada tõsiseid haigusi nagu kõrivähk või leukeemia. Lisaks suureneb ka surmajuhtumite arv.

On teada, et 80% toiduga kehasse sattuvast ainest suunatakse seedetrakti ja sealt verre ning ülejäänud 20% jõuab meieni läbi naha ja kopsude.

Päev pärast kehasse sisenemist eritub sellest üle 30% ainest koos uriiniga ja umbes 4% koos väljaheitega. Klassifikatsiooni järgi klassifitseeritakse arseen immunotoksiliseks, tinglikult hädavajalikuks elemendiks. On tõestatud, et aine osaleb peaaegu kõigis olulistes biokeemilistes protsessides.

Arseen hambaravis

Seda ainet kasutatakse sageli hambahaiguste, näiteks kaariese, raviks. Kaaries algab siis, kui hambaemaili lubjarikkad soolad hakkavad lagunema ja nõrgenenud hammast ründavad haigustekitajad. Mõjutades hamba pehmet siseosa, moodustavad mikroobid kaariese õõnsuse.
Kui haiguse selles staadiumis kaariese õõnsus puhastatakse ja täidetakse täidisega, jääb hammas "elusaks". Ja kui lasta protsessil omasoodu kulgeda, jõuab karioosne õõnsus verd, närvi- ja lümfisoont sisaldavasse koesse. Seda nimetatakse tselluloosiks.

Tekib pulbipõletik, misjärel ainsaks võimaluseks haiguse edasist levikut vältida on närv eemaldada. Selle manipuleerimise jaoks on vaja arseeni.

Pulp paljastatakse hambaraviinstrumendiga, sellele asetatakse arseenhapet sisaldav pasta tera, mis hajub peaaegu silmapilkselt paberimassi. Päev hiljem hammas sureb. Nüüd saab pulbi täiesti valutult eemaldada, juurekanalid ja pulbikambri täita spetsiaalse antiseptilise pastaga ning hamba plommida.

Arseen leukeemia ravis

Arseeni kasutatakse üsna edukalt leukeemia kergete vormide raviks, samuti esmase ägenemise perioodil, mille puhul ei ole veel täheldatud põrna ja lümfisõlmede järsku suurenemist. See vähendab või isegi pärsib leukotsüütide patoloogilist moodustumist, stimuleerib punaste vereloomet ja punaste vereliblede vabanemist perifeeriasse.

Arseeni saamine

Seda saadakse plii-, vase-, koobalti- ja tsingimaakide töötlemise kõrvalsaadusena, samuti kullakaevandamise käigus. Mõned polümetallimaagid sisaldavad kuni 12% arseeni. Kui neid kuumutatakse temperatuurini 650–700 kraadi, siis õhu puudumisel toimub sublimatsioon. Õhus kuumutamisel moodustub valge arseen, mis on lenduv oksiid. See kondenseeritakse ja kuumutatakse kivisöega, mille käigus arseeni redutseeritakse. Selle elemendi saamine on kahjulik tootmine.

Varem, enne ökoloogia kui teaduse arengut, paisati "valget arseeni" atmosfääri suurtes kogustes ning seejärel settis see puudele ja taimedele. Lubatud kontsentratsioon õhus on 0,003 mg/m3, tööstusrajatiste läheduses ulatub kontsentratsioon 200 mg/m3. Kummalisel kombel ei saasta keskkonda kõige enam arseeni tootvad tehased, vaid elektrijaamad ja värvilise metallurgia ettevõtted. Vasesulatusahjude lähedal asuvad põhjasetted sisaldavad elementi suures koguses – kuni 10 g/kg.

Teine paradoks on see, et seda ainet toodetakse suuremas koguses, kui seda vajatakse. See on metallikaevandustööstuses haruldane juhtum. Ülejääk tuleb visata suurtesse metallkonteineritesse, peites need kasutusest väljasolevatesse vanadesse kaevandustesse.

Arsenopüriit on väärtuslik tööstuslik mineraal. Suuri vase-arseeni leiukohti leidub Kesk-Aasias, Gruusias, USA-s, Jaapanis, Norras, Rootsis; kuld-arseen - USA-s, Prantsusmaal; arseen-koobalt - Uus-Meremaal, Kanadas; arseen-tina - Inglismaal ja Boliivias.

Arseeni määramine

Kvalitatiivne reaktsioon arseenile seisneb kollaste sulfiidide sadestamises vesinikkloriidhappe lahustest. Jäljed määratakse Gutzeiti meetodil või Marshi reaktsioonil: HgCl2-ga leotatud paberiribad muudavad arsiini juuresolekul värvi tumedaks, mis taandab sublimaadi elavhõbedaks.

Viimase poole sajandi jooksul on välja töötatud mitmesuguseid tundlikke analüüsitehnikaid ( spektromeetria), tänu millele saab tuvastada isegi väikeses koguses arseeni. Kui vees on väga vähe ainet, siis proovid eelkontsentreeritakse.

Mõnda ühendit analüüsitakse selektiivhüdriidi meetodil. See meetod hõlmab analüüdi selektiivset redutseerimist lenduvaks ühendiks arsiiniks. Lenduvad arsiinid külmutatakse vedela lämmastikuga jahutatud anumas. Seejärel saate konteineri sisu aeglaselt kuumutades tagada, et erinevad arsiinid aurustuvad üksteisest eraldi.

Tööstuslik rakendus

Umbes 98% kogu kaevandatud arseenist ei kasutata puhtal kujul. Kuid selle ühendid on populaarsust kogunud ja neid kasutatakse erinevates tööstusharudes. Aastas kaevandatakse ja kasutatakse sadu tonne ainet. Seda lisatakse laagrisulamitele kvaliteedi parandamiseks, kasutatakse kaablite ja pliiakude valmistamisel kõvaduse suurendamiseks ning germaaniumi või räni sulamites pooljuhtseadmete tootmisel. Arseeni kasutatakse lisandina, mis annab "klassikalistele" pooljuhtidele teatud tüüpi juhtivuse.

Arseen on väärtuslik materjal värvilises metallurgias. Kui lisada pliile koguses 1%, suureneb sulami kõvadus. Kui lisada sulale pliile veidi arseeni, siis tulevad haavli valamise käigus välja korrapärase kujuga sfäärilised pallid. Vase lisandid suurendavad selle tugevust, korrosioonikindlust ja kõvadust. Tänu sellele lisandile suureneb vase voolavus, mis hõlbustab traadi tõmbamise protsessi.

Nagu lisatakse teatud tüüpi messingile, pronksile, trükisulamitele ja babbittidele. Kuid siiski püüavad metallurgid selle lisandi tootmisprotsessist välja jätta, kuna see on inimestele väga kahjulik. Lisaks on see kahjulik ka metallidele, kuna suurtes kogustes arseeni sisaldus kahjustab paljude sulamite ja metallide omadusi.

Oksiide kasutatakse klaasi valmistamisel klaasi valgendajatena. Isegi iidsed klaasipuhurid teadsid, et valge arseen suurendab klaasi läbipaistmatust. Kuid selle väikesed lisandid muudavad klaasi heledamaks. Arseen sisaldub endiselt mõne klaasi valmistamise retseptis, näiteks “Viini” klaasis, mida kasutatakse termomeetrite valmistamiseks.

Arseeniühendeid kasutatakse antiseptikuna kaitseks riknemise eest, samuti karusnahkade, nahkade, topiste säilitamiseks; saastumisvastaste värvide loomiseks veetranspordi jaoks; puidu immutamiseks.

Mõnede As-i derivaatide bioloogiline aktiivsus on huvitanud agronoome, sanitaar- ja epidemioloogiateenistuse töötajaid ning veterinaararste. Selle tulemusena loodi arseeni sisaldavad preparaadid, mis olid produktiivsuse ja kasvu stimulandid; ravimid kariloomade haiguste ennetamiseks; anthelmintikumid.

Vana-Hiina maaomanikud töötlesid riisikultuure arseenoksiidiga, et kaitsta neid seenhaiguste ja rottide eest ning kaitsta seeläbi saaki. Nüüd on arseeni sisaldavate ainete mürgisuse tõttu nende kasutamine põllumajanduses piiratud.

Arseeni sisaldavate ainete olulisemad kasutusvaldkonnad on mikroskeemide, pooljuhtmaterjalide ja fiiberoptika tootmine, kileelektroonika, samuti laserite jaoks spetsiaalsete monokristallide kasvatamine. Nendel juhtudel kasutatakse reeglina gaasilist arsiini. Indium- ja galliumarseniidi kasutatakse dioodide, transistoride ja laserite valmistamisel.

Kudedes ja elundites leidub elementi peamiselt valgufraktsioonis, palju vähem on seda happes lahustuvas fraktsioonis ja vaid väike osa sellest on lipiidide fraktsioonis. Ta osaleb redoksreaktsioonides, ilma selleta on komplekssete süsivesikute oksüdatiivne lagunemine võimatu. See osaleb fermentatsioonis ja glükolüüsis. Selle aine ühendeid kasutatakse biokeemias spetsiifiliste ensüümi inhibiitoritena, mis on vajalikud metaboolsete reaktsioonide uurimiseks. See on inimkehale vajalik mikroelemendina.

Mõned, kes surid keskajal koolerasse, ei surnud sellesse. Haiguse sümptomid on sarnased arseeni mürgistus.

Olles seda mõistnud, hakkasid keskaegsed ärimehed elemendi trioksiidi mürgina pakkuma. Aine. Surmav annus on vaid 60 grammi.

Need jagati portsjoniteks, anti mitme nädala jooksul. Seetõttu ei kahtlustanud keegi, et mees koolerasse ei surnud.

Arseeni maitse ei ole tunda väikestes annustes, näiteks toidus või jookides. Kaasaegses reaalsuses koolerat muidugi pole.

Inimesed ei pea arseeni pärast muretsema. Pigem peavad kartma hiired. Mürgine aine on närilistele mõeldud mürk.

Muide, element on nimetatud nende auks. Sõna "arseen" on olemas ainult vene keelt kõnelevates riikides. Aine ametlik nimetus on arsenicum.

Nimetus keeles – As. Seerianumber on 33. Selle põhjal võime eeldada arseeni omaduste täielikku loetelu. Aga ärgem oletagem. Uurime probleemi kindlasti.

Arseeni omadused

Elemendi ladinakeelne nimi tõlgitakse kui "tugev". Ilmselt viitab see aine mõjule organismile.

Joobeseisundis algab oksendamine, seedimine on häiritud, magu pöördub, närvisüsteemi talitlus on osaliselt blokeeritud. ei kuulu nõrkade hulka.

Mürgistus tekib aine mis tahes allotroopse vormi tõttu. Alltroopia on ühe ja sama asja ilmingute olemasolu, mis on struktuurilt ja omadustelt erinevad. element. Arseen kõige stabiilsem metalli kujul.

Terashallid romboeedrilised on haprad. Seadmetel on iseloomulik metalliline välimus, kuid kokkupuutel niiske õhuga muutuvad need tuhmiks.

Arseen on metall, mille tihedus on peaaegu 6 grammi kuupsentimeetri kohta. Ülejäänud elemendi vormidel on madalam indikaator.

Teisel kohal on amorfne arseen. Elemendi omadused: - peaaegu must värv.

Selle vormi tihedus on 4,7 grammi kuupsentimeetri kohta. Väliselt sarnaneb materjal.

Tavainimeste jaoks tavaline arseeni olek on kollane. Kuubikujuline kristalliseerumine on ebastabiilne ja muutub amorfseks kuumutamisel kuni 280 kraadi Celsiuse järgi või lihtsa valguse mõjul.

Seetõttu on kollased pehmed, nagu pimedas. Vaatamata värvile on täitematerjalid läbipaistvad.

Elemendi mitmete modifikatsioonide põhjal on selge, et see on ainult pool metallist. Ilmne vastus küsimusele on: " Arseen on metall või mittemetall", ei.

Keemilised reaktsioonid toimivad kinnitusena. 33. element on hapet moodustav. Happes olemine ise aga ei anna.

Metallid teevad asju erinevalt. Arseeni puhul ei tule need välja isegi kokkupuutel ühe tugevamaga.

Soolataolised ühendid "sünnivad" arseeni ja aktiivsete metallide reaktsioonide käigus.

See viitab oksüdeerivatele ainetele. 33. aine suhtleb ainult nendega. Kui partneril ei ole väljendunud oksüdeerivaid omadusi, siis interaktsiooni ei toimu.

See kehtib isegi leeliste kohta. See on, arseen on keemiline elementüsna inertne. Kuidas siis seda saada, kui reaktsioonide loetelu on väga piiratud?

Arseeni kaevandamine

Arseeni kaevandatakse teiste metallide kõrvalsaadusena. Need eraldatakse, jättes alles 33. aine.

Looduses on arseeni ühendid teiste elementidega. Just neilt ammutatakse 33. metall.

Protsess on tulus, sest koos arseeniga on sageli , , ja .

Seda leidub granuleeritud massides või tinavärvi kuupkristallides. Mõnikord on kollane toon.

Arseeni ühend Ja metallist Ferrumil on “vend”, milles 33. aine asemel on . See on tavaline kuldse värviga püriit.

Täitematerjalid on sarnased arseeni versiooniga, kuid ei saa olla arseenimaagid, kuigi need sisaldavad ka lisandina arseeni.

Arseeni, muide, juhtub ka tavalises vees, kuid jällegi lisandina.

Elemendi kogus tonni kohta on nii väike, kuid isegi kõrvalsaaduste kaevandamisel pole mõtet.

Kui maailma arseenivarud jaotuksid maapõues ühtlaselt, oleks seda vaid 5 grammi tonni kohta.

Niisiis, element ei ole tavaline, selle kogus on võrreldav , , .

Kui vaadata metalle, millega arseen moodustab mineraale, siis see pole ainult koobalti ja nikli puhul.

33. elemendi mineraalide koguarv ulatub 200-ni. Leitakse ka aine natiivset vormi.

Selle olemasolu seletatakse arseeni keemilise inertsusega. Moodustades elementide kõrval, millega reaktsioone ei toimu, jääb kangelane suurepärasesse isolatsiooni.

Sel juhul saadakse sageli nõelakujulisi või kuubikujulisi agregaate. Tavaliselt kasvavad nad koos.

Arseeni kasutamine

Element arseen kuulub kahesugused, mitte ainult nii metalli kui ka mittemetalli omadustega.

Ka inimkonna taju elemendist on kahetine. Euroopas on 33. ainet alati peetud mürgiks.

1733. aastal andsid nad isegi välja dekreedi, millega keelati arseeni müük ja ostmine.

Aasias on arstid "mürki" kasutanud psoriaasi ja süüfilise ravis 2000 aastat.

Kaasaegsed arstid on tõestanud, et 33. element ründab valke, mis provotseerivad onkoloogiat.

20. sajandil asusid asiaatide poolele ka mõned Euroopa arstid. Näiteks 1906. aastal leiutasid lääne apteekrid ravimi salvarsan.

Sellest sai esimene ametlikus meditsiinis ja seda kasutati mitmete nakkushaiguste vastu.

Tõsi, immuunsus ravimi suhtes, nagu iga pidev arseeni tarbimine väikestes annustes, on välja töötatud.

1-2 ravimikuuri on efektiivne. Kui immuunsus on välja kujunenud, võivad inimesed võtta surmava annuse elementi ja jääda ellu.

Lisaks arstidele hakkasid 33. elemendi vastu huvi tundma metallurgid, kes hakkasid seda haavli tootmiseks lisama.

See on valmistatud alusel, mis sisaldub raskemetallid. Arseen suurendab pliid ja võimaldab selle pritsmetel võtta valamisel kerakuju. See on õige, mis parandab fraktsiooni kvaliteeti.

Arseeni leidub ka termomeetrites, õigemini nendes. Seda nimetatakse Viiniks, segatuna 33. aine oksiidiga.

Ühend toimib selgitajana. Arseeni kasutasid ka antiikajast klaasipuhujad, kuid matistava lisandina.

Klaas muutub läbipaistmatuks, kui seal on märkimisväärne mürgise elemendi segu.

Proportsioone jälgides jäid paljud klaasipuhujad haigeks ja surid enneaegselt.

Ja parkimistöökodade spetsialistid kasutavad sulfiide arseen.

Element peamine alarühmad Perioodilise tabeli 5. rühm sisaldub mõnes värvis. Nahatööstuses aitab arseen eemaldada juukseid.

Arseeni hind

Puhast arseeni pakutakse kõige sagedamini metallilisel kujul. Hinnad on määratud kilogrammi või tonni kohta.

1000 grammi maksab umbes 70 rubla. Metallurgidele pakuvad nad valmis, näiteks arseeni ja vaske.

Sel juhul küsivad nad 1500-1900 rubla kilo kohta. Arseenanhüdriiti müüakse ka kilogrammides.

Seda kasutatakse naharavimina. Agens on nekrootiline, see tähendab, et see tuimastab kahjustatud piirkonda, tappes mitte ainult haiguse tekitajat, vaid ka rakke endid. Meetod on radikaalne, kuid tõhus.

MÄÄRATLUS

Arseen- perioodilise tabeli kolmekümne kolmas element. Nimetus – nagu ladinakeelsest sõnast "arsenicum". Asub neljandas perioodis, VA grupp. Viitab poolmetallidele. Tuumalaeng on 33.

Arseen esineb looduses enamasti metallide või väävliga ühendites ja harva vabas olekus. Arseeni sisaldus maakoores on 0,0005%.

Arseeni saadakse tavaliselt arseenipüriidist FeAsS.

Arseeni aatom- ja molekulmass

Aine suhteline molekulmass(M r) on arv, mis näitab, mitu korda on antud molekuli mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist ja elemendi suhteline aatommass(A r) - mitu korda on keemilise elemendi aatomite keskmine mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist.

Kuna vabas olekus eksisteerib arseen monoatomiliste molekulidena, langevad selle aatom- ja molekulmassi väärtused kokku. Need on võrdsed 74,9216-ga.

Arseeni allotroopia ja allotroopsed modifikatsioonid

Nagu fosfor, eksisteerib arseen mitmes allotroopses vormis. Auru kiirel jahutamisel (mis koosneb 4-st As-molekulist) moodustub mittemetalliline fraktsioon - kollane arseen (tihedus 2,0 g / cm 3), isomorfne kuni valge fosfor ja sarnaselt süsinikdisulfiidis lahustuv. See modifikatsioon on vähem stabiilne kui valge fosfor ning valguse või madala kuumutamise korral muutub see kergesti metalli modifikatsiooniks - halliks arseeniks (joonis 1). See moodustab terashalli rabeda kristalse massi, millel on värskelt purunemisel metalliline läige. Tihedus on 5,75 g/cm3. Normaalse rõhu all kuumutamisel sublimeerub. Omab metallilist elektrijuhtivust.

Riis. 1. Hall arseen. Välimus.

Arseeni isotoobid

On teada, et looduses võib arseeni leida ainsa stabiilse isotoobi 75 As kujul. Massiarv on 75, aatomi tuum sisaldab kolmkümmend kolm prootonit ja nelikümmend kaks neutronit.

Seal on umbes 33 kunstlikku ebastabiilset arseeni isotoopi, samuti kümme tuumade isomeerset olekut, mille hulgas on pikima elueaga isotoop 73 As, mille poolestusaeg on 80,3 päeva.

Arseeni ioonid

Arseeni aatomi välisenergia tasemel on viis elektroni, mis on valentselektronid:

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

Keemilise interaktsiooni tulemusena loovutab arseen oma valentselektronid, s.o. on nende doonor ja muutub positiivselt laetud iooniks:

Nagu 0 -3e → Nagu 3+ ;

Nagu 0 -5e → Nagu 5+ .

Arseeni molekul ja aatom

Vabas olekus eksisteerib arseen monoatomiliste molekulidena. Siin on mõned omadused, mis iseloomustavad arseeni aatomit ja molekuli:

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus

Arseen moodustab kaks oksiidi. Arseeni massiosa neis on 65,2% ja 75,7%. Määrake arseeni ekvivalentmass mõlemas oksiidis.

Lahendus

Võtame iga arseenoksiidi massiks 100 g. Kuna arseenisisaldus on näidatud massiprotsendina, sisaldab esimene oksiid 65,2 g arseeni ja 34,8 g hapnikku (100 - 65,2 = 34,8). 100 g teises oksiidis moodustab arseen 75,7 g ja hapnik - 24,3 g (100 - 75,7 = 24,3). Hapniku ekvivalentmass on 8. Rakendame esimese oksiidi jaoks ekvivalentide seadust: M ekv (As) = 65,2 / 34,8 × 8 = 15 g/mol. Teise oksiidi arvutamine toimub sarnaselt: m (As) / m (O) = M ekv (As) / M ekv (O); M eq (As) = m (As) / m (O) × M ekv (O); M ekv (As) = 75,7 / 24,3 × 8 = 25 g/mol.