Ce este arsenicul? Definiție, formulă, proprietăți. Element de arsenic. Proprietățile arsenicului. Utilizarea arsenului Cărui element aparține arsenicul?

Arsenul (numele provine de la cuvântul șoarece, folosit pentru a momeli șoarecii) este al treizeci și treilea element al tabelului periodic. Se referă la semimetale. Atunci când este combinat cu un acid, acesta nu formează săruri, fiind o substanță acidizantă. Poate forma modificări alotrope. Arsenicul are trei structuri cristaline cunoscute în prezent. Arsenicul galben prezintă proprietățile unui nemetalic tipic, arsenicul amorf este negru, iar cel mai stabil arsen metalic este gri. În natură, se găsește cel mai adesea sub formă de compuși, mai rar în stare liberă. Cei mai des întâlniți sunt compușii arsenului cu metale (arsenide), precum fierul arsenic (arsenopirit, pirita otrăvitoare), nichelul (kupfernickel, numit așa datorită asemănării sale cu minereul de cupru). Arsenicul este un element slab activ, insolubil în apă, iar compușii săi sunt clasificați ca substanțe ușor solubile. Oxidarea arsenului are loc în timpul încălzirii la temperatura camerei, această reacție se desfășoară foarte lent.

Toți compușii de arsenic sunt toxine foarte puternice care au un efect negativ nu numai asupra tractului gastrointestinal, ci și asupra sistemului nervos. Istoria cunoaște multe cazuri senzaționale de otrăvire cu arsenic și derivații săi. Compușii de arsenic au fost folosiți ca otravă nu numai în Franța medievală, ci erau cunoscuți chiar și în Roma antică și Grecia. Popularitatea arsenicului ca o otravă puternică se explică prin faptul că este aproape imposibil de detectat în alimente, nu are nici miros, nici gust. Când este încălzit, se transformă în oxid de arsenic. Diagnosticarea intoxicației cu arsen este destul de dificilă, deoarece are simptome similare cu diferite boli. Cel mai adesea, intoxicația cu arsen este confundată cu holera.

Unde este folosit arsenicul?

În ciuda toxicității lor, derivații de arsen sunt folosiți nu numai pentru momeli șoareci și șobolani. Deoarece arsenul pur are o conductivitate electrică ridicată, este folosit ca dopant care conferă tipul necesar de conductivitate semiconductorilor, cum ar fi germaniul și siliciul. În metalurgia neferoasă, arsenul este utilizat ca aditiv, care conferă aliajelor rezistență, duritate și rezistență la coroziune într-un mediu gazos. În fabricarea sticlei, se adaugă în cantități mici pentru a străluci sticla în plus, face parte din faimoasa „sticlă de la Viena”. Nichelina este folosită pentru a colora sticla verde. În industria tăbăcirii, compușii cu sulfat de arsen sunt utilizați la prelucrarea pieilor pentru a îndepărta firele de păr. Arsenicul face parte din lacuri și vopsele. În industria prelucrării lemnului, arsenul este folosit ca antiseptic. În pirotehnică, „focul grecesc” este făcut din compuși de sulfură de arsen și folosit la producerea chibriturilor. Unii compuși de arsenic sunt utilizați ca agenți de război chimic. Proprietățile toxice ale arsenului sunt folosite în practica stomatologică pentru a ucide pulpa dentară. În medicină, preparatele cu arsenic sunt folosite ca medicament care mărește tonusul general al organismului, pentru a stimula creșterea numărului de globule roșii. Arsenicul are un efect inhibitor asupra formării leucocitelor, de aceea este utilizat în tratamentul unor forme de leucemie. Se cunosc un număr imens de preparate medicale care au la bază arsenic, dar recent au fost înlocuite treptat cu medicamente mai puțin toxice.

În ciuda toxicității sale, arsenul este unul dintre cele mai esențiale elemente. Când lucrați cu conexiunile sale, trebuie să respectați regulile de siguranță, care vă vor ajuta să evitați consecințele nedorite.

Mulțumesc

Site-ul oferă informații de referință doar în scop informativ. Diagnosticul și tratamentul bolilor trebuie efectuate sub supravegherea unui specialist. Toate medicamentele au contraindicații. Este necesară consultarea unui specialist!

Informații generale

Unicitatea arsenic este că poate fi găsit peste tot - în roci, minerale, apă, sol, animale și plante. Este chiar numit elementul omniprezent. Arsenicul este distribuit în diferite regiuni geografice ale Pământului datorită volatilității compușilor săi și solubilității ridicate a acestora în apă. Dacă clima regiunii este umedă, elementul este spălat din pământ și apoi dus de apele subterane. Apele de suprafață și râurile de adâncime conțin de la 3 µg/l până la 10 µg/l de substanță, iar apa de mare și ocean conțin mult mai puțin, aproximativ 1 µg/l.

Arsenicul apare în corpul uman adult în cantități de aproximativ 15 mg. Cea mai mare parte se găsește în ficat, plămâni, intestinul subțire și epiteliu. Absorbția substanței are loc în stomac și intestine.
Antagoniștii substanței sunt fosforul, sulful, seleniul, vitaminele E, C, precum și unii aminoacizi. La rândul său, substanța afectează absorbția de către organism a seleniului, zincului, vitaminelor A, E, C și acidului folic.
Secretul beneficiilor sale este în cantitate: într-o doză mică îndeplinește o serie de funcții utile; iar în cele mari este o otravă puternică.

Functii:

• Îmbunătățirea absorbției fosforului și azotului.
• Stimularea hematopoiezei.
• Slăbirea proceselor oxidative.
• Interacțiune cu proteine, acid lipoic, cisteină.

Necesarul zilnic pentru această substanță este mic - de la 30 la 100 mcg.

Arsenicul ca element chimic

Arsenicul este clasificat ca un element chimic din grupa V a tabelului periodic și aparține familiei azotului. În condiții naturale, această substanță este reprezentată de singurul nuclid stabil. Au fost obținuți artificial mai mult de o duzină de izotopi radioactivi ai arsenului, cu o gamă largă de valori ale timpului de înjumătățire - de la câteva minute la câteva luni. Formarea termenului este asociată cu utilizarea sa pentru exterminarea rozătoarelor - șoareci și șobolani. nume latin Arsenicum (As) derivat din cuvântul grecesc „ arsen", Ce înseamnă: puternic, puternic.

Informații istorice

Arsenicul în forma sa pură a fost descoperit în timpul experimentelor alchimice din Evul Mediu. Iar compușii săi sunt cunoscuți de oameni de mult timp, au fost folosiți pentru a produce medicamente și vopsele. Astăzi, arsenul este utilizat într-o manieră deosebit de versatilă în metalurgie.

Istoricii au numit una dintre perioadele dezvoltării umane perioada bronzului. În acest moment, oamenii au trecut de la armele din piatră la armele îmbunătățite din bronz. Bronzul este un compus ( aliaj) tablă cu cupru. Potrivit istoricilor, primul bronz a fost turnat în valea Tigrului și Eufratului, în jurul secolului al 30-lea. î.Hr. În funcție de compoziția procentuală a componentelor incluse în aliaj, bronzul turnat de diferiți fierari ar putea avea proprietăți diferite. Oamenii de știință au descoperit că cel mai bun bronz cu proprietăți valoroase este un aliaj de cupru care conține până la 3% staniu și până la 7% substanțe arsenic. Un astfel de bronz era ușor de turnat și forjat mai bine. Probabil, în timpul topirii, minereul de cupru a fost confundat cu produse de intemperii ale mineralelor cu sulfură de cupru-arsen, care aveau un aspect similar. Meșterii antici au apreciat proprietățile bune ale aliajului și apoi au căutat în mod intenționat zăcăminte de minerale de arsenic. Pentru a le găsi, am folosit proprietatea specifică a acestor minerale de a emana un miros de usturoi atunci când sunt încălzite. Dar, în timp, topirea bronzului care conținea compuși de arsenic a încetat. Cel mai probabil, acest lucru s-a întâmplat din cauza faptului că otrăvirea a avut loc foarte des la tragerea de substanțe care conțin arsenic.

Desigur, în trecutul îndepărtat, acest element era cunoscut doar sub forma mineralelor sale. În China antică, ei cunoșteau un mineral solid numit realgar, care, după cum se știe acum, este o sulfură cu compoziția As4S4. Cuvântul " realgar„tradus din arabă înseamnă” praful meu" Acest mineral a fost folosit pentru sculptura în piatră, dar avea un dezavantaj semnificativ: la lumină sau la încălzire, realgar „s-a stricat”, deoarece sub influența unei reacții termice s-a transformat într-o substanță complet diferită, As2S3.

Om de știință și filozof Aristotelîn secolul al IV-lea î.Hr. și-a dat numele acestui mineral - „ sandarac" Trei secole mai târziu, savantul și scriitorul roman Pliniu cel Bătrânîmpreună cu un medic și un botanist Dioscoride a descris un alt mineral numit orpiment. Numele latin al mineralului este tradus „ vopsea aurie" Acest mineral a fost folosit ca colorant galben.

În Evul Mediu, alchimiștii au izolat trei forme ale substanței: arsenul galben ( fiind o sulfură de As2S3), roșu ( sulfură As4S4) si alb ( oxid As2O3). Albul se formează prin sublimarea unor impurități de arsenic în timpul prăjirii minereurilor de cupru care conțin acest element. S-a condensat din faza gazoasă și s-a depus sub forma unui strat alb, după care a fost colectat.

În secolul al XIII-lea, alchimiștii au încălzit arsenul galben și săpunul pentru a produce o substanță asemănătoare metalului care ar fi putut fi primul exemplu de substanță pură produsă artificial. Dar substanța rezultată a încălcat ideile alchimiștilor despre „conexiunea” mistică a celor șapte metale cunoscute de ei cu cele șapte obiecte astronomice - planetele; de aceea, alchimiștii au numit substanța rezultată „metal ilegitim”. Au observat o proprietate interesantă despre aceasta - substanța ar putea da cuprului o culoare albă.

Arsenicul a fost clar identificat ca o substanță independentă la începutul secolului al XVII-lea, când un farmacist Johann Schröder la reducerea oxidului cu cărbune, l-am obținut în formă pură. Câțiva ani mai târziu, un medic și chimist francez Nicola Lemery a reusit sa obtina aceasta substanta prin incalzirea oxidului ei in amestec cu potasiu si sapun. În secolul următor, era deja bine cunoscut și numit un „semi-metal” neobișnuit.

om de știință suedez Scheele obținut experimental hidrogen gazos arsenos și acid arsenic. În același timp A.L. Lavoisier a recunoscut această substanță ca element chimic independent.

Fiind în condiții naturale

Elementul se găsește adesea în condiții naturale în compuși cu cupru, cobalt, nichel și fier. Nu există prea mult în scoarța terestră - aproximativ 5 grame pe tonă, care este aproximativ aceeași cantitate cu staniul, molibdenul, germaniul, wolframul și bromul.

Compoziția mineralelor pe care o formează acest element chimic ( astăzi sunt peste 200 dintre ele), datorită proprietăților „semimetalice” ale elementului. Poate fi atât în ​​stare de oxidare negativă cât și pozitivă și, prin urmare, se combină ușor cu multe alte elemente; în oxidare pozitivă, arsenul joacă rolul unui metal ( de exemplu, în sulfuri), când negativ – nemetal ( în arsenide). Mineralele care conțin arsen au o compoziție complexă. Elementul în sine poate înlocui atomii de antimoniu, sulf și metal din rețeaua cristalină.

Mulți compuși ai metalelor și arsenului, judecând după compoziția lor, sunt mai probabil să fie compuși intermetalici decât arsenidele; Unele dintre ele se disting prin conținutul variabil al elementului principal. Mai multe metale pot fi prezente simultan în arsenide, iar atomii acestor metale, cu raze ionice apropiate, se pot înlocui în rețeaua cristalină în rapoarte arbitrare. Toate mineralele clasificate ca arsenide au un luciu metalic. Sunt opace, grele, iar duritatea lor este scăzută.

Un exemplu de arsenide naturale ( sunt aproximativ 25 dintre ele) poate servi minerale precum skutterudit, saflorit, rammelsbergit, nickelskutterudite, nichelin, löllingite, sperrylite, maucherit, algodonit, langisite, clinosaflorit. Aceste arsenide au o densitate mare și aparțin grupului de minerale „supergrele”.

Cel mai comun mineral este arsenopiritul ( sau, cum se mai spune, pirita de arsenic). Ceea ce pare interesant chimistilor este structura acelor minerale in care arsenicul este prezent concomitent cu sulful, si in care joaca rolul unui metal, deoarece este grupat impreuna cu alte metale. Aceste minerale sunt arsenosulvanit, girodita, arsenogauchekornit, freibergit, goldfieldit, tennantite, argentotennantite. Structura acestor minerale este foarte complexă.

Sulfurile naturale precum realgar, orpiment, dimorfit, getchellit, au o stare de oxidare pozitivă As ( lat. denumirea de arsenic). Aceste minerale apar ca mici incluziuni, deși cristale de dimensiuni și greutate mari au fost extrase ocazional în unele zone.

Un fapt interesant este că sărurile naturale ale acidului arsenic, numite arseniați, arată foarte diferit. Eritritol are o culoare cobalt, în timp ce scorodita, anabergita și simplesite sunt verzi. Iar görnesitul, kettigitul și rooseveltitul sunt complet incolore.

În regiunea centrală a Suediei există cariere în care se extrage minereu de feromangan. În aceste cariere au fost găsite și descrise peste cincizeci de mostre de minerale care sunt arseniate. Unele dintre aceste arseniate nu au fost găsite nicăieri altundeva. Experții consideră că aceste minerale s-au format la temperaturi scăzute ca urmare a interacțiunii acidului arsenic cu alte substanțe. Arsenații sunt produși de oxidare ai anumitor minereuri sulfurate. De obicei, nu au altă valoare decât cea estetică. Astfel de minerale sunt decorațiuni ale colecțiilor mineralogice.

Numele mineralelor au fost date în moduri diferite: unele dintre ele au fost numite după oameni de știință și personalități politice proeminente; altele au fost numite după localitatea în care au fost găsite; alții au fost denumiți prin termeni greci care indică proprietățile lor de bază ( de exemplu culoarea); a patra au fost denumite cu abrevieri care denota literele inițiale ale numelor altor elemente.

De exemplu, formarea numelui antic pentru un astfel de mineral precum nichelul este interesantă. Anterior se numea kupfernickel. Minerii germani care au lucrat la dezvoltarea cuprului cu cinci până la șase secole în urmă se temeau superstițios de un spirit de munte rău, pe care l-au numit Nickel. cuvânt german „ kupfer„însemna” cupru" Ei au numit kupfernickel cuprul „diavolului” sau „fals”. Acest minereu era foarte asemănător cu cuprul, dar cuprul nu putea fi obținut din el. Dar și-a găsit aplicația în fabricarea sticlei. Cu ajutorul ei, sticla a fost vopsită în verde. Ulterior, un nou metal a fost izolat din acest minereu și numit nichel.

Arsenicul pur este destul de inert în proprietățile sale chimice și poate fi găsit în starea sa nativă. Arată ca niște ace sau cuburi topite. O astfel de pepită este ușor de măcinat în pulbere. Conține până la 15% impurități ( cobalt, fier, nichel, argint și alte metale).

În sol, conținutul de As este de obicei de la 0,1 mg/kg până la 40 mg/kg. În zonele în care are loc minereu de arsenic și în zona vulcanilor, solul poate conține cantități foarte mari de As - până la 8 g/kg. Acesta este exact rata găsită în unele zone din Noua Zeelandă și Elveția. În astfel de zone, flora moare și animalele se îmbolnăvesc. Aceeași situație este tipică pentru deșerturi și stepe, unde arsenul nu este spălat din sol. În comparație cu conținutul mediu, rocile argiloase sunt de asemenea considerate îmbogățite, deoarece conțin de patru ori mai multe substanțe arsenic.

Dacă o substanță pură este convertită ca urmare a biometilării într-un compus organoarsenic volatil, atunci este eliminată din sol nu numai de apă, ci și de vânt. Biometilarea este adăugarea unei grupări metil pentru a forma o legătură C-As. Acest proces se realizează cu participarea substanței metilcobalamină - un derivat metilat al vitaminei B12. Biometilarea As are loc atât în ​​apa de mare, cât și în apa dulce. Acest lucru duce la formarea de compuși organoarsenic, cum ar fi acizii metilarsonici și dimetilarsinici.

În acele zone în care nu există o poluare specifică, concentrația de arsen este de 0,01 μg/m3, iar în zonele industriale în care sunt amplasate centrale și fabrici, concentrația atinge un nivel de 1 μg/m3. În zonele în care sunt amplasate centre industriale, depunerea de arsen este intensă și se ridică până la 40 kg/mp. km pe an.

Compușii volatili de arsenic, când proprietățile lor nu fuseseră încă studiate pe deplin, au adus o mulțime de probleme oamenilor. Otrăvirile în masă nu erau neobișnuite chiar și în secolul al XIX-lea. Însă medicii nu știau motivele intoxicației. Și substanța toxică a fost conținută în vopsea și ipsos pentru tapet verde. Umiditatea ridicată a dus la formarea mucegaiului. Sub influența acestor doi factori s-au format substanțe organoarsenice volatile.

Există o presupunere că procesul de formare a derivaților organoarsenic volatili ar fi putut cauza otrăvirea întârziată a împăratului. Napoleon care a dus la moartea lui. Această presupunere se bazează pe faptul că la 150 de ani de la moartea sa, în părul lui au fost găsite urme de arsenic.

Substantele arsenic se gasesc in cantitati moderate in unele ape minerale. Standardele general acceptate stabilesc că în apele minerale medicinale concentrația de arsenic nu trebuie să fie mai mare de 70 µg/l. În principiu, chiar dacă concentrația substanței este mai mare, poate duce la otrăvire numai cu utilizare constantă, pe termen lung.

Arsenicul poate fi găsit în apele naturale sub diferite compuși și forme. Arsenicul trivalent, de exemplu, este de multe ori mai toxic decât arsenul pentavalent.

Unele alge marine pot acumula arsenic în astfel de concentrații încât sunt periculoase pentru oameni. Astfel de alge pot crește cu ușurință și chiar se pot reproduce într-un mediu acid cu arsenic. În unele țări sunt utilizați ca agenți de combatere a dăunătorilor ( împotriva șobolanilor).

Proprietăți chimice

Arsenicul este uneori numit metal, dar în realitate este mai mult un nemetal. Nu formează săruri atunci când este combinat cu acizi, dar în sine este o substanță care formează acid. De aceea este numit și semimetal. La fel ca fosforul, arsenul poate exista sub diferite forme alotrope.

Una dintre aceste forme este arsenul gri, o substanță destul de fragilă. Fractura sa are o strălucire metalică strălucitoare ( prin urmare, al doilea nume este „arsenic metal”). Conductivitatea electrică a acestui semimetal este de 17 ori mai mică decât cea a cuprului, dar în același timp de 3,6 ori mai mare decât cea a mercurului. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât conductivitatea electrică este mai mică. Această proprietate tipică a metalelor este, de asemenea, caracteristică acestui semimetal.

Dacă vaporii de arsen sunt răciți pentru o perioadă scurtă de timp la o temperatură de –196 de grade ( aceasta este temperatura azotului lichid), veți obține o substanță moale, transparentă, galbenă, care arată ca fosforul galben. Densitatea acestei substanțe este mult mai mică decât cea a metalului arsenic. Arsenicul galben și vaporii de arsen constau din molecule care au forma unui tetraedru ( acestea. formă de piramidă cu patru baze). Moleculele de fosfor au aceeași formă.

Sub influența radiațiilor ultraviolete, precum și atunci când este încălzit, arsenul galben se transformă instantaneu în gri; Această reacție eliberează căldură. Dacă vaporii se condensează într-o atmosferă inertă, atunci se formează o altă formă a acestui element - amorfă. Dacă vaporii de arsen se depun pe sticlă, se formează o peliculă de oglindă.

Structura carcasei exterioare electronice a acestui element este aceeași cu cea a fosforului și azotului. Arsenicul, ca și fosforul, poate forma trei legături covalente.

Dacă aerul este uscat, atunci As are o formă stabilă. Devine plictisitor din cauza aerului umed și devine acoperit cu oxid negru deasupra. Când sunt aprinși, vaporii de arsen ard cu ușurință cu o flacără albastră.

Ca în forma sa pură este destul de inert; alcaliile, apa si diversi acizi care nu au proprietati oxidante nu il afecteaza in niciun fel. Dacă luați acid azotic diluat, acesta va oxida As pur cu acidul ortoarsenic, iar dacă luați acid azotic concentrat, îl va oxida la acid ortoarsenic.

Ca reacționează cu sulful și halogenii. În reacțiile cu sulful se formează sulfuri de diferite compoziții.

Arsenicul este ca otrava

Toți compușii de arsenic sunt otrăvitori.

Intoxicația acută cu aceste substanțe se manifestă prin dureri abdominale, diaree, vărsături și depresie a sistemului nervos central. Simptomele intoxicației cu această substanță sunt foarte asemănătoare cu simptomele holerei. Prin urmare, în practica judiciară, cazuri de utilizare a arsenicului ca otravă au fost adesea întâlnite în trecut. Cel mai folosit compus otrăvitor în scopuri criminale este trioxidul de arsen.

În acele zone în care există un exces de substanță în apă și sol, aceasta se acumulează în glandele tiroide ale oamenilor. Ca urmare, ei dezvoltă o gușă endemică.

Intoxicatia cu arsenic

Simptomele intoxicației cu arsenic includ un gust metalic în gură, vărsături și dureri abdominale severe. Mai târziu, pot apărea convulsii sau paralizie. Otrăvirea poate duce la moarte. Cel mai larg cunoscut și cel mai cunoscut antidot pentru intoxicația cu arsenic este laptele. Proteina principală a laptelui este cazeina. Formează un compus insolubil cu arsenul care nu este absorbit în sânge.

Intoxicația apare:
1. Când inhalați compuși de arsenic sub formă de praf ( cel mai adesea – în condiții nefavorabile de producție).
2. Când bei apă otrăvită și alimente.
3. Când utilizați anumite medicamente. Excesul de substanță se depune în măduva osoasă, plămâni, rinichi, piele și tractul intestinal. Există un număr mare de dovezi că compușii anorganici de arsenic sunt cancerigeni. Datorită consumului pe termen lung de apă otrăvită cu arsenic sau de medicamente, se poate dezvolta cancer de piele de grad scăzut ( Cancerul lui Bowen) sau hemangioendoteliom al ficatului.

În caz de otrăvire acută, ca prim ajutor este necesară lavajul gastric. În condiții staționare, se efectuează hemodializa pentru curățarea rinichilor. Pentru utilizare în intoxicațiile acute și cronice, Unithiol este utilizat - un antidot universal. În plus, se folosesc substanțe antagoniste: sulf, seleniu, zinc, fosfor; iar un complex de vitamine si aminoacizi este obligatoriu.

Simptome de supradozaj și deficiență

Posibilele semne ale deficienței de arsenic se manifestă printr-o scădere a concentrației de trigliceride în sânge, o creștere a fertilității și o deteriorare a dezvoltării și creșterii organismului.

Arsenicul este o substanță foarte toxică; o singură doză de 50 mg poate fi fatală. O supradoză se manifestă prin iritabilitate, alergii, dureri de cap, dermatită, eczeme, conjunctivită, deprimarea funcției respiratorii și a sistemului nervos și afectarea funcției hepatice. O supradoză de substanță crește riscul de a dezvolta cancer.

Sursa elementului este considerată a fi: produse vegetale și animale, fructe de mare, cereale, cereale, tutun, vin și chiar apă de băut.

Nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la introducerea acestui microelement în dieta noastră - se găsește în aproape toate produsele de origine animală și vegetală, cu excepția zahărului rafinat. Vine la noi în cantități suficiente cu alimente. Produse deosebit de bogate în el, precum creveții, homari, homari - pentru a evita supradozajul, ar trebui să mănânci cu moderație pentru a nu ingera o cantitate excesivă de otravă.

Compușii de arsenic pot pătrunde în corpul uman cu apă minerală, fructe de mare, sucuri, vinuri de struguri, medicamente, erbicide și pesticide. Această substanță se acumulează în principal în sistemul reticuloendotelial, precum și în plămâni, piele și rinichi. Un aport zilnic insuficient al unei substanțe în organism este considerat a fi de 1 mcg/zi. Pragul de toxicitate este de aproximativ 20 mg.

O mare parte din element se găsește în uleiul de pește și, în mod ciudat, în vinuri. În apa de băut normală, conținutul de substanță este scăzut și nu este periculos pentru sănătate - aproximativ 10 µg/l. Unele regiuni ale lumii ( Mexic, Taiwan, India, Bangladesh) sunt renumite pentru că au niveluri ridicate de arsenic în apa lor de băut ( 1 mg/l), și, prin urmare, acolo au loc uneori otrăviri în masă ale cetățenilor.

Arsenicul împiedică organismul să piardă fosfor. Vitamina D este un factor de reglare în cursul metabolismului fosfor-calciu, iar arsenul, la rândul său, reglează metabolismul fosforului.

De asemenea, se știe că unele forme de alergii se dezvoltă din cauza deficienței de arsenic din organism.

Oligoelementul este folosit pentru a crește pofta de mâncare în caz de anemie. Pentru otrăvirea cu seleniu, arsenul este un antidot excelent. Studiile experimentale pe șoareci au arătat că dozele precis calculate ale substanței ajută la reducerea incidenței cancerului.

Când concentrația unui element în sol sau alimente crește, are loc intoxicația. Intoxicația severă poate duce la boli grave precum cancerul laringian sau leucemia. Mai mult, va crește și numărul deceselor.

Se știe că 80% din substanța care intră în organism cu alimente este trimisă în tractul gastrointestinal și de acolo intră în sânge, iar restul de 20% ajunge la noi prin piele și plămâni.

La o zi după intrarea în organism, mai mult de 30% din substanță este excretată împreună cu urina și aproximativ 4% împreună cu fecalele. Conform clasificării, arsenul este clasificat ca element imunotoxic, esențial condiționat. S-a dovedit că substanța participă la aproape toate procesele biochimice importante.

Arsenic în stomatologie

Această substanță este adesea folosită pentru tratarea bolilor dentare precum cariile. Caria începe atunci când sărurile calcaroase ale smalțului dentar încep să se descompună, iar dintele slăbit este atacat de microorganisme patogene. Afectând partea interioară moale a dintelui, microbii formează o cavitate carioasă.
Dacă în acest stadiu al bolii cavitatea carioasă este curățată și umplută cu material de obturație, dintele va rămâne „în viață”. Și dacă lași procesul să-și urmeze cursul, cavitatea carioasă ajunge la țesutul care conține sânge, nervi și vase limfatice. Se numește pulpă.

Se dezvoltă inflamația pulpei, după care singura modalitate de a preveni răspândirea în continuare a bolii este îndepărtarea nervului. Pentru această manipulare este nevoie de arsen.

Pulpa este expusă cu un instrument dentar, se pune pe ea un grăunte de pastă care conține acid arsenos și se difuzează în pulpă aproape instantaneu. O zi mai târziu, dintele moare. Acum pulpa poate fi îndepărtată complet fără durere, canalele radiculare și camera pulpare pot fi umplute cu o pastă antiseptică specială, iar dintele poate fi sigilat.

Arsenic în tratamentul leucemiei

Arsenul este folosit cu succes pentru a trata formele ușoare de leucemie, precum și în perioada de exacerbare primară, în care încă nu a fost observată o mărire accentuată a splinei și a ganglionilor limfatici. Reduce sau chiar suprimă formarea patologică a leucocitelor, stimulează hematopoieza roșie și eliberarea globulelor roșii către periferie.

Obținerea arsenicului

Se obține ca produs secundar al prelucrării minereurilor de plumb, cupru, cobalt și zinc, precum și în timpul exploatării aurului. Unele dintre minereurile polimetalice conțin până la 12% arsen. Dacă sunt încălzite la 650 - 700 de grade, atunci în absența aerului are loc sublimarea. Dacă este încălzit în aer, se formează „arsenul alb”, care este un oxid volatil. Este supus condensului și încălzit cu cărbune, în timpul acestei reacții se reduce arsenul. Obținerea acestui element este o producție dăunătoare.

Anterior, înainte de dezvoltarea ecologiei ca știință, „arsenul alb” a fost eliberat în atmosferă în cantități mari, iar ulterior s-a așezat pe copaci și plante. Concentrația admisă în aer este de 0,003 mg/m3, în timp ce în apropierea instalațiilor industriale concentrația ajunge la 200 mg/m3. În mod ciudat, mediul este cel mai poluat nu de acele fabrici care produc arsen, ci de centralele electrice și întreprinderile din metalurgia neferoasă. Sedimentele de jos din apropierea topitoriilor de cupru conțin cantități mari de element - până la 10 g/kg.

Un alt paradox este că această substanță este produsă în cantități mai mari decât este necesar. Acesta este un eveniment rar în industria mineritului de metal. Excesul trebuie aruncat în containere metalice mari, ascunse în minele vechi dezafectate.

Arsenopiritul este un mineral industrial valoros. Depozite mari de cupru-arsenic se găsesc în Asia Centrală, Georgia, SUA, Japonia, Norvegia, Suedia; aur-arsenic - în SUA, Franța; arsenic-cobalt - în Noua Zeelandă, Canada; arsenic-staniu - în Anglia și Bolivia.

Determinarea arsenului

Reacția calitativă la arsen constă în precipitarea sulfurilor galbene din soluțiile de acid clorhidric. Urmele se determină prin metoda Gutzeit sau prin reacția Marsh: benzile de hârtie înmuiate în HgCl2 își schimbă culoarea în închisă în prezența arzinei, care reduce sublimatul la mercur.

În ultima jumătate de secol, au fost dezvoltate o varietate de tehnici analitice sensibile ( spectrometrie), datorită căruia pot fi detectate chiar și cantități mici de arsenic. Dacă există foarte puțină substanță în apă, atunci probele sunt pre-concentrate.

Unii compuși sunt analizați prin metoda hidrurii selective. Această metodă implică reducerea selectivă a analitului la compusul volatil arzină. Arsinile volatile sunt congelate într-un recipient răcit cu azot lichid. Apoi, încălzind încet conținutul recipientului, vă puteți asigura că diferitele arsini se evaporă separat unele de altele.

Aplicație industrială

Aproximativ 98% din tot arsenicul extras nu este folosit în forma sa pură. Dar compușii săi au câștigat popularitate și sunt utilizați în diverse industrii. Sute de tone de substanță sunt extrase și utilizate anual. Se adaugă aliajelor de rulmenți pentru îmbunătățirea calității, folosit la crearea cablurilor și bateriilor cu plumb pentru a crește duritatea și utilizat în aliaje cu germaniu sau siliciu în producția de dispozitive semiconductoare. Arsenicul este folosit ca dopant care conferă un anumit tip de conductivitate semiconductorilor „clasici”.

Arsenicul este un material valoros în metalurgia neferoasă. Când se adaugă plumbului în cantitate de 1%, duritatea aliajului crește. Dacă adăugați puțin arsenic plumbului topit, atunci în procesul de turnare a împușcăturii ies bile sferice de formă obișnuită. Aditivii la cupru îi sporesc rezistența, rezistența la coroziune și duritatea. Datorită acestui aditiv, fluiditatea cuprului crește, ceea ce facilitează procesul de trefilare a sârmei.

După cum se adaugă la unele tipuri de alamă, bronz, aliaje de imprimare și babbitts. Dar totuși, metalurgiștii încearcă să excludă acest aditiv din procesul de producție, deoarece este foarte dăunător pentru oameni. Mai mult, este și dăunător pentru metale, deoarece prezența arsenului în cantități mari afectează proprietățile multor aliaje și metale.

Oxizii sunt utilizați în fabricarea sticlei ca înălbitori ai sticlei. Chiar și suflătorii de sticlă din vechime știau că arsenul alb contribuie la opacitatea sticlei. Cu toate acestea, mici adăugiri ale acestuia, dimpotrivă, luminează sticla. Arsenicul este încă inclus în rețeta pentru realizarea unor pahare, de exemplu, sticla „Viena”, folosită la crearea termometrelor.

Compușii de arsenic sunt utilizați ca antiseptic pentru a proteja împotriva deteriorării, precum și pentru conservarea blănurilor, pieilor, animalelor împăiate; pentru realizarea vopselelor antifouling pentru transportul pe apă; pentru impregnarea lemnului.

Activitatea biologică a unor derivați As a interesat agronomii, lucrătorii serviciilor sanitare și epidemiologice și medicii veterinari. Ca urmare, au fost create preparate cu conținut de arsenic, care au fost stimulente ale productivității și creșterii; medicamente pentru prevenirea bolilor animalelor; antihelmintice.

Proprietarii de terenuri din China antică tratau culturile de orez cu oxid de arsenic pentru a le proteja de bolile fungice și de șobolani și astfel pentru a proteja recolta. Acum, din cauza toxicității substanțelor care conțin arsenic, utilizarea lor în agricultură este limitată.

Cele mai importante domenii de utilizare a substanțelor care conțin arsen sunt producția de microcircuite, materiale semiconductoare și fibre optice, electronice de film, precum și creșterea monocristalelor speciale pentru lasere. În aceste cazuri, de regulă, se utilizează arsenă gazoasă. Arsenidele de indiu și galiu sunt folosite la fabricarea de diode, tranzistoare și lasere.

În țesuturi și organe, elementul se găsește în principal în fracția proteică, mult mai puțin în fracțiunea solubilă în acid și doar o mică parte din acesta se află în fracțiunea lipidică. Este un participant la reacțiile redox fără el, descompunerea oxidativă a carbohidraților complecși este imposibilă. Este implicat în fermentație și glicoliză. Compușii acestei substanțe sunt utilizați în biochimie ca inhibitori specifici de enzime, care sunt necesari pentru studiul reacțiilor metabolice. Este necesar pentru corpul uman ca oligoelement.

Unii care au murit de holeră în Evul Mediu nu au murit din cauza ei. Simptomele bolii sunt similare cu cele intoxicație cu arsenic.

După ce și-au dat seama de acest lucru, oamenii de afaceri medievali au început să ofere trioxidul elementului ca otravă. Substanţă. Doza letală este de doar 60 de grame.

Acestea au fost împărțite în porții, date pe parcursul mai multor săptămâni. Drept urmare, nimeni nu a bănuit că bărbatul nu a murit de holeră.

Gustul de arsenic nu se simte in doze mici, fiind, de exemplu, in alimente sau bauturi. În realitățile moderne, desigur, nu există holeră.

Oamenii nu trebuie să-și facă griji pentru arsenic. Mai degrabă, șoarecii sunt cei care trebuie să se teamă. O substanță toxică este un tip de otravă pentru rozătoare.

Apropo, elementul este numit în onoarea lor. Cuvântul „arsenic” există doar în țările vorbitoare de limbă rusă. Denumirea oficială a substanței este arsenicum.

Desemnarea în – As. Numărul de serie este 33. Pe baza acestuia, putem presupune o listă completă a proprietăților arsenicului. Dar să nu presupunem. Vom analiza problema cu siguranță.

Proprietățile arsenicului

Numele latin al elementului se traduce prin „puternic”. Aparent, aceasta se referă la efectul substanței asupra organismului.

Când este în stare de ebrietate, încep vărsăturile, digestia este deranjată, stomacul se întoarce și funcționarea sistemului nervos este parțial blocată. nu unul dintre cei slabi.

Otrăvirea apare din oricare dintre formele alotrope ale substanței. Alltropia este existența unor manifestări ale aceluiași lucru care sunt diferite ca structură și proprietăți. element. Arsenic cel mai stabil sub formă de metal.

Cele romboedrice gri-oțel sunt fragile. Unitățile au un aspect metalic caracteristic, dar la contactul cu aerul umed devin plictisitoare.

Arsenic - metal, a cărui densitate este de aproape 6 grame pe centimetru cub. Formele rămase ale elementului au un indicator inferior.

Pe locul doi este amorf arsenic. Caracteristicile elementului: - culoare aproape neagra.

Densitatea acestei forme este de 4,7 grame pe centimetru cub. În exterior, materialul seamănă.

Starea obișnuită a arsenului pentru oamenii obișnuiți este galbenă. Cristalizarea cubică este instabilă și devine amorfă când este încălzită la 280 de grade Celsius sau sub influența luminii simple.

Prin urmare, cele galbene sunt moi, ca în întuneric. În ciuda culorii, agregatele sunt transparente.

Dintr-o serie de modificări ale elementului este clar că este doar jumătate de metal. Răspunsul evident la întrebare este: „ Arsenicul este un metal sau nemetal", Nu.

Reacțiile chimice servesc drept confirmare. Al 33-lea element formează acid. Cu toate acestea, a fi în acid în sine nu dă.

Metalele fac lucrurile diferit. În cazul arsenicului, ele nu funcționează nici măcar la contactul cu unul dintre cei mai puternici.

Compușii asemănători sării se „născ” în timpul reacțiilor arsenului cu metalele active.

Aceasta se referă la agenții oxidanți. A 33-a substanță interacționează doar cu ei. Dacă partenerul nu are proprietăți oxidante pronunțate, interacțiunea nu va avea loc.

Acest lucru este valabil chiar și pentru alcalii. Acesta este, arsenul este un element chimic destul de inert. Atunci cum poți obține asta dacă lista de reacții este foarte limitată?

Exploatarea arsenicului

Arsenicul este extras ca produs secundar al altor metale. Ele sunt separate, lăsând a 33-a substanță.

În natură există compuși ai arsenului cu alte elemente. Din ele se extrage al 33-lea metal.

Procesul este profitabil, deoarece împreună cu arsenul există adesea , , și .

Se găsește în mase granulare sau cristale cubice de culoare staniu. Uneori există o nuanță galbenă.

Compus de arsenicȘi metal Ferrum are un „frate”, în care în loc de a 33-a substanță există . Aceasta este o pirita obișnuită cu o culoare aurie.

Agregatele sunt similare cu versiunea cu arsen, dar nu pot servi ca minereu de arsen, deși conțin și arsen ca impuritate.

Apropo, arsenul apare și în apa obișnuită, dar, din nou, ca impuritate.

Cantitatea de element pe tonă este atât de mică, dar nici măcar exploatarea produselor secundare nu are sens.

Dacă distribuiți rezervele mondiale de arsenic în mod egal în scoarța terestră, obțineți doar 5 grame pe tonă.

Deci, elementul nu este comun cantitatea sa este comparabilă cu , , .

Dacă te uiți la metalele cu care arsenul formează minerale, atunci acest lucru nu este doar cu cobalt și nichel.

Numărul total de minerale ale celui de-al 33-lea element ajunge la 200. Se găsește și o formă nativă a substanței.

Prezența sa se explică prin inerția chimică a arsenicului. Formându-se alături de elemente cu care nu sunt prevăzute reacții, eroul rămâne într-o izolare splendidă.

În acest caz, se obțin adesea agregate în formă de ac sau cubice. De obicei, cresc împreună.

Utilizarea arsenului

Elementul căruia îi aparține arsenul dublă, nu numai că prezintă proprietăți atât ale metalului, cât și ale nemetalului.

Percepția elementului de către umanitate este, de asemenea, duală. În Europa, a 33-a substanță a fost întotdeauna considerată o otravă.

În 1733, au emis chiar un decret care interzice vânzarea și cumpărarea de arsenic.

În Asia, „otrava” a fost folosită de medici de 2000 de ani în tratamentul psoriazisului și sifilisului.

Medicii moderni au dovedit că al 33-lea element atacă proteinele care provoacă oncologie.

În secolul al XX-lea, unii medici europeni au fost de partea asiaticilor. În 1906, de exemplu, farmaciștii occidentali au inventat medicamentul salvarsan.

A devenit primul din medicina oficială și a fost folosit împotriva unui număr de boli infecțioase.

Adevărat, imunitatea la medicament, ca orice aport constant de arsenic în doze mici, este dezvoltată.

1-2 cure de medicament sunt eficiente. Dacă imunitatea s-a dezvoltat, oamenii pot lua o doză letală de element și pot rămâne în viață.

Pe lângă medici, metalurgiștii au devenit interesați de cel de-al 33-lea element și au început să-l adauge pentru a produce împușcătură.

Se face pe baza care este inclusă în metale grele. Arsenic mărește plumbul și permite stropilor acestuia să ia o formă sferică la turnare. Este corect, ceea ce îmbunătățește calitatea fracției.

Arsenicul poate fi găsit și în termometre, sau mai degrabă în ele. Se numește vieneză, amestecată cu oxidul celei de-a 33-a substanțe.

Compusul servește ca un clarificator. Arsenicul era folosit și de suflătorii de sticlă din antichitate, dar ca aditiv pentru mată.

Sticla devine opaca atunci cand exista un amestec semnificativ de element toxic.

Observând proporțiile, mulți suflatori de sticlă s-au îmbolnăvit și au murit prematur.

Iar specialiștii în tăbăcărie folosesc sulfuri arsenic.

Element principal subgrupuri Grupa 5 a tabelului periodic este inclusă în unele vopsele. În industria pielii, arsenicumul ajută la îndepărtarea părului de pe.

Pretul arsenicului

Arsenicul pur este cel mai adesea oferit sub formă metalică. Prețurile sunt stabilite pe kilogram sau tonă.

1000 de grame costă aproximativ 70 de ruble. Pentru metalurgiști, ei oferă produse gata făcute, de exemplu, arsen și cupru.

În acest caz, ei percepe 1500-1900 de ruble pe kilogram. Anhidrita de arsen se vinde și în kilograme.

Este folosit ca medicament pentru piele. Agentul este necrotic, adică amorțește zona afectată, ucigând nu numai agentul cauzal al bolii, ci și celulele în sine. Metoda este radicală, dar eficientă.

DEFINIȚIE

Arsenic- treizeci și treilea element al tabelului periodic. Denumire - Ca din latinescul „arsenicum”. Situat în a patra perioadă, grupul VA. Se referă la semimetale. Sarcina nucleară este 33.

Arsenicul se găsește în natură mai ales în compuși cu metale sau sulf și doar rareori în stare liberă. Conținutul de arsenic din scoarța terestră este de 0,0005%.

Arsenicul este obținut de obicei din pirita de arsenic FeAsS.

Masa atomică și moleculară a arsenului

Greutatea moleculară relativă a substanței(M r) este un număr care arată de câte ori masa unei molecule date este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon și masa atomică relativă a unui element(A r) - de câte ori masa medie a atomilor unui element chimic este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon.

Deoarece în stare liberă arsenul există sub formă de molecule monoatomice, valorile maselor sale atomice și moleculare coincid. Ele sunt egale cu 74,9216.

Alotropia și modificările alotropice ale arsenului

Ca și fosforul, arsenul există în mai multe forme alotrope. Odată cu răcirea rapidă a aburului (format din As 4 molecule), se formează o fracție nemetalică - arsen galben (densitate 2,0 g / cm 3), izomorf la fosfor alb și, ca și acesta, solubil în disulfură de carbon. Această modificare este mai puțin stabilă decât fosforul alb, iar atunci când este expusă la lumină sau la încălzire scăzută se transformă cu ușurință într-o modificare metalică - arsenul gri (Fig. 1). Formează o masă cristalină fragilă, de culoare gri-oțel, cu o strălucire metalică atunci când este proaspăt fracturată. Densitatea este de 5,75 g/cm3. Când este încălzit sub presiune normală, se sublimează. Are conductivitate electrică metalică.

Orez. 1. Arsenic gri. Aspect.

Izotopi ai arsenului

Se știe că în natură arsenul poate fi găsit sub forma singurului izotop stabil 75 As. Numărul de masă este 75, nucleul unui atom conține treizeci și trei de protoni și patruzeci și doi de neutroni.

Există aproximativ 33 de izotopi artificiali instabili ai arsenului, precum și zece stări izomerice ale nucleelor, printre care cel mai longeviv izotop 73 As cu un timp de înjumătățire de 80,3 zile.

Ioni de arsen

Nivelul de energie exterior al atomului de arsen are cinci electroni, care sunt electroni de valență:

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

Ca urmare a interacțiunii chimice, arsenul renunță la electronii de valență, adică. este donatorul lor și se transformă într-un ion încărcat pozitiv:

Ca 0 -3e → Ca 3+ ;

Ca 0 -5e → Ca 5+ .

Moleculă și atom de arsen

În stare liberă, arsenul există sub formă de molecule As monoatomice. Iată câteva proprietăți care caracterizează atomul și molecula de arsen:

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu

Arsenicul formează doi oxizi. Fracția de masă a arsenului din ele este de 65,2% și 75,7%. Determinați masele echivalente de arsen în ambii oxizi.

Soluţie

Să luăm masa fiecărui oxid de arsen ca 100 g Deoarece conținutul de arsen este indicat în procente de masă, primul oxid conține 65,2 g de arsen și 34,8 g de oxigen (100 - 65,2 = 34,8); în 100 g din al doilea oxid, arsenul reprezintă 75,7 g, iar oxigenul - 24,3 g (100 - 75,7 = 24,3). Masa echivalentă a oxigenului este 8. Să aplicăm legea echivalentelor pentru primul oxid: M eq (As) = 65,2 / 34,8 × 8 = 15 g/mol. Calculul pentru al doilea oxid se efectuează în mod similar: 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.