Kratko fizička svojstva arsena. Šta je arsen? Definicija, formula, svojstva

Arsen je klasični otrov srednjovjekovnih i modernih trovača
i medicine u savremenoj sportskoj i rehabilitacionoj medicini
Otrovno i otrovno kamenje i minerali

Arsenic(lat. Arsenicum), As, hemijski element grupe V periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 33, atomska masa 74,9216; čelično-sivi kristali. Element se sastoji od jednog stabilnog izotopa 75 As. Otrovan u bilo kom obliku, lek.

Istorijska referenca.

Prirodna jedinjenja arsena sa sumporom (orpiment As 2 S 3, realgar As 4 S 4) bila su poznata narodima starog sveta, koji su ove minerale koristili kao lekove i boje. Bio je poznat i proizvod sagorevanja arsenik sulfida - arsenik (III) oksid As 2 O 3 (“bijeli arsen”).

Naziv arsenikon nalazimo već na početku naše ere; izvedeno je od grčkog arsen - snažan, hrabar i služi za označavanje jedinjenja arsena (na osnovu njihovog dejstva na organizam). Vjeruje se da rusko ime dolazi od "mysh" ("smrt" - nakon upotrebe preparata arsena za ubijanje jakova, kao i za istrebljenje miševa i pacova). Hemijska proizvodnja slobodnog arsena pripisuje se 1250. godini nove ere. A. Lavoisier je 1789. godine uvrstio arsen na listu hemijskih elemenata.

Arsenic. Belorechenskoe depozit, sever. Kavkaz, Rusija. ~10x7 cm Fotografija: A.A. Evseev.

Rasprostranjenost arsena u prirodi.

Prosječan sadržaj arsena u zemljinoj kori (klarka) je 1,7 * 10 -4% (po masi), u takvim količinama prisutan je u većini magmatskih stijena. Budući da su spojevi arsena hlapljivi na visokim temperaturama (suha vulkanska sublimacija na batolitima), element sublimira u atmosferu i zrak u obliku metalnih para (mirage - zrak ispod talasa) se ne akumulira tokom procesa magmatske lave sublimirajući kroz pukotine i cijevi. ; koncentriše se, taloži se iz para i vrućih dubokih voda na katalizatore za formiranje kristala - metalno željezo (zajedno sa S, Se, Sb, Fe, Co, Ni, Cu i drugim elementima).

Tokom vulkanskih erupcija (tokom suhe sublimacije arsena), arsen u obliku svojih isparljivih jedinjenja ulazi u atmosferu. Pošto je arsen multivalentan, na njegovu migraciju utiče redoks okruženje. U oksidacionim uslovima zemljine površine nastaju arsenati (As 5+) i arseniti (As 3+).

To su rijetki minerali koji se nalaze u područjima naslaga arsena. Prirodni arsen i minerali As 2+ su još rjeđi. Od minerala i jedinjenja arsena (oko 180), industrijski značaj ima arsenopirit FeAsS (atom gvožđa je centar formiranja pirita, formula početnog „monokristala“ je Fe + (As + S)).

Arsenopiritna vena. Rudnik Trifonovskaja, ležište Kočkarskoe (Au), Plast, Južni Ural, Rusija. Arsenics. Foto: A.A. Evseev.

Male količine arsena su neophodne za život. Međutim, u područjima naslaga arsena i aktivnosti mladih vulkana, tla ponegdje sadrže i do 1% arsena, što je povezano sa bolestima stoke i odumiranjem vegetacije. Akumulacija arsena posebno je tipična za pejzaže stepa i pustinja, u čijim tlima je arsen neaktivan. U vlažnim klimama i kada se biljke i tlo zalijevaju, arsen se ispire iz tla.

U živoj materiji ima u prosjeku 3·10 -5% arsena, u rijekama 3·10 -7%. Arsen koji se rekama prenosi u okean relativno brzo se taloži. U morskoj vodi ima 1*10 -7% arsena (tamo ima dosta zlata koje ga istiskuje), ali u glinama i škriljcima ima arsena (uz obale rijeka i akumulacija, u glinovitim crnim formacijama i duž rubovi kamenoloma) - 6,6 * 10 - 4 %. Sedimentne željezne rude, feromangan i druge željezne nodule često su obogaćene arsenom.

Fizička svojstva arsena.

Arsen ima nekoliko alotropnih modifikacija. U normalnim uslovima, najstabilniji je takozvani metalik, ili sivi, arsen (α-As) - čelično sivi fragile kristalna masa (prema svojstvima - poput pirita, zlatne mješavine, željeznog pirita); kada je svježe slomljen, ima metalni sjaj na zraku, brzo postaje tup, jer je prekriven tankim filmom As 2 O 3 .

Arsen se retko naziva srebrnom mešavinom - slučaj carskih činovnika A.M. Romanov sredinom 17. veka, "srebro", nije kovno, dolazi u prahu, može se samleti - otrov za cara cele Rusije. Najpoznatiji španski skandal u kafani trovača kod mlina Don Kihot na putu za Almaden u Španiji, gde se na evropskom kontinentu kopa crveni cinober (skandali oko prodaje djevica na Krasnodarskom teritoriju Ruske Federacije, s. od Novy, kristalno crveni cinober, ne žele raditi) .

Arsenopirit. Druza prizmatičnih kristala sa kalcitnim sferulitima. Freiberg, Saksonija, Njemačka. Foto: A.A. Evseev.

Kristalna rešetka sivog arsena je romboedarska (a = 4,123Å, ugao α = 54 o 10", x = 0,226), slojevita. Gustina 5,72 g/cm 3 (na 20 o C), električna otpornost 35 * 10 -8 ohm *m, odnosno 35*10 -6 ohm*cm, temperaturni koeficijent električnog otpora 3,9·10 -3 (0 o -100 o C), tvrdoća po Brinellu 1470 MN/m 2, ili 147 kgf/mm 2 (3- 4 prema Moocyju arsen je dijamagnetičan.

Pod atmosferskim pritiskom, arsen sublimira na 615 o C bez topljenja, jer trostruka tačka α-As leži na 816 o C i pritisku od 36 at.

Pare arsena čine 4 molekula As do 800 o C, iznad 1700 o C - samo As 2. Kada se para arsena kondenzuje na površini ohlađenoj tečnim vazduhom, nastaje žuti arsen - prozirni, kao vosak meki kristali gustine 1,97 g/cm 3, sličnih svojstvima belom fosforu.

Kada je izložen svjetlosti ili niskoj temperaturi, pretvara se u sivi arsen. Poznate su staklasto-amorfne modifikacije: crni arsen i smeđi arsen, koji se zagrijavanjem iznad 270 o C pretvaraju u sivi arsen.

Hemijska svojstva arsena.

Konfiguracija vanjskih elektrona atoma arsena je 3d 10 4s 2 4p 3. U jedinjenjima, arsen ima oksidaciona stanja +5, +3 i -3. Sivi arsen je manje hemijski aktivan od fosfora. Kada se zagrije na zraku iznad 400 o C, arsen gori, formirajući As 2 O 3.

Arsen se direktno kombinuje sa halogenima; u normalnim uslovima, AsF 5 je gas; AsF 3 , AsCl 3 , AsBr 3 - bezbojne isparljive tečnosti; AsI 3 i As 2 I 4 su crveni kristali. Kada se arsen zagreva sa sumporom, dobijaju se sulfidi: narandžasto-crveni As 4 S 4 i limun-žuti As 2 S 3.

Blijedožuti srebrni sulfid As 2 S 5 ( arsenopirit) se taloži propuštanjem H 2 S u ledom hlađeni rastvor arsenske kiseline (ili njenih soli) u dimećoj hlorovodoničkoj kiselini: 2H 3 AsO 4 + 5H 2 S = As 2 S 5 + 8H 2 O; Na oko 500 o C razlaže se na As 2 S 3 i sumpor.

Svi arsenik sulfidi su nerastvorljivi u vodi i razrijeđenim kiselinama. Jaki oksidanti (mješavine HNO 3 + HCl, HCl + KClO 3) pretvaraju ih u mješavinu H 3 AsO 4 i H 2 SO 4.

Kao 2 S 3 sulfid se lako rastvara u sulfidima i polisulfidima amonijuma i alkalnih metala, formirajući soli kiselina - tioarsen H 3 AsS 3 i tioarsen H 3 AsS 4 .

Sa kiseonikom, arsen proizvodi okside: arsenik oksid (III) As 2 O 3 - arsenov anhidrid i arsenov oksid (V) As 2 O 5 - anhidrid arsena. Prvi od njih nastaje djelovanjem kisika na arsen ili njegove sulfide, na primjer 2As 2 S 3 + 9O 2 = 2As 2 O 3 + 6SO 2.

Kako se pare 2 O 3 kondenzuju u bezbojnu staklastu masu, koja vremenom postaje neprozirna zbog formiranja malih kubičnih kristala, gustina 3,865 g/cm 3 . Gustina pare odgovara formuli As 4 O 6; iznad 1800 o C para se sastoji od As 2 O 3.

2,1 g As 2 O 3 rastvara se u 100 g vode (na 25 o C). Arsen (III) oksid je amfoterno jedinjenje sa dominantnim kiselim svojstvima. Poznate su soli (arseniti) koje odgovaraju ortoarsenskim kiselinama H 3 AsO 3 i metaarsenskim HAsO 2; same kiseline nisu dobijene. Samo alkalni metali i amonijum arseniti su rastvorljivi u vodi.

Kao 2 O 3 i arseniti su obično redukcioni agensi (na primjer, As 2 O 3 + 2I 2 + 5H 2 O = 4HI + 2H 3 AsO 4), ali mogu biti i oksidanti (na primjer, As 2 O 3 + 3C = 2As + 3CO ).

Arsenov (V) oksid se dobija zagrevanjem arsenske kiseline H 3 AsO 4 (oko 200 o C). Bezbojan je, na oko 500 o C se raspada na As 2 O 3 i O 2. Arsenska kiselina se dobiva djelovanjem koncentriranog HNO 3 na As ili As 2 O 3.

Soli arsenske kiseline (arsenati) su nerastvorljive u vodi, sa izuzetkom soli alkalnih metala i amonijuma. Poznate su soli koje odgovaraju kiselinama ortoarsenskoj H 3 AsO 4 , metaarsenskoj HAsO 3 i piroarsenskoj H 4 As 2 O 7 ; posljednje dvije kiseline nisu dobijene u slobodnom stanju. Kada je legiran sa metalima, arsen uglavnom stvara spojeve (arsenide).

Dobijanje arsena.

Arsen se industrijski proizvodi zagrijavanjem arsenovih pirita:

FeAsS = FeS + As

ili (rjeđe) redukcija As 2 O 3 ugljem. Oba procesa se izvode u retortama od vatrostalne gline spojenih na prijemnik za kondenzaciju para arsena.

Anhidrid arsena se dobija oksidativnim prženjem ruda arsena ili kao nusproizvod prženja polimetalnih ruda, koje skoro uvek sadrže arsen. Tokom oksidativnog prženja stvaraju se pare As 2 O 3 koje se kondenzuju u komorama za sakupljanje.

Sirovi As 2 O 3 se prečišćava sublimacijom na 500-600 o C. Prečišćeni As 2 O 3 se koristi za proizvodnju arsena i njegovih preparata.

Upotreba arsena.

Mali dodaci arsena (0,2-1,0% masenog udjela) unose se u olovo koje se koristi za proizvodnju sačme (arsen povećava površinski napon rastopljenog olova, zbog čega sačma poprima oblik blizak sfernom; arsen neznatno povećava tvrdoća olova). Kao delimična zamena za antimon, arsen je uključen u neke babite i štamparske legure.

Čisti arsen nije otrovan, ali svi njegovi spojevi koji su topljivi u vodi ili mogu prijeći u otopinu pod utjecajem želučanog soka su izuzetno otrovni; Arsenov vodonik je posebno opasan. Od spojeva arsena koji se koriste u proizvodnji, anhidrid arsena je najotrovniji.

Gotovo sve sulfidne rude obojenih metala, kao i željezni (sumporni) pirit, sadrže primjesu arsena. Stoga, prilikom njihovog oksidativnog prženja, zajedno sa sumpordioksidom SO 2, uvijek nastaje As 2 O 3; Većina se kondenzuje u dimnim kanalima, ali u odsustvu ili niskoj efikasnosti postrojenja za tretman, izduvni gasovi rudnih peći odnose primetne količine As 2 O 3.

Čisti arsen, iako nije otrovan, uvijek je prekriven slojem toksičnog As 2 O 3 kada se čuva na zraku. U nedostatku pravilno izvedene ventilacije, jetkanje metala (gvožđe, cink) industrijskom sumpornom ili hlorovodoničnom kiselinom koja sadrži arsen izuzetno je opasno, jer pri tome nastaje arsenasti vodonik.

Arsen u telu.

Kao element u tragovima, arsen je sveprisutan u divljim životinjama. Prosečan sadržaj arsena u zemljištu je 4*10 -4%, u biljnom pepelu - 3*10 -5%. Sadržaj arsena u morskim organizmima je veći nego u kopnenim (u ribama 0,6-4,7 mg na 1 kg sirovine, akumulira se u jetri).

Najveća količina (na 1 g tkiva) nalazi se u bubrezima i jetri (kada se pojede, ne akumulira se u mozgu). Mnogo arsena nalazi se u plućima i slezeni, koži i kosi; relativno malo - u cerebrospinalnoj tečnosti, mozgu (uglavnom u hipofizi), gonadama i dr.

U tkivima se uglavnom nalazi arsen proteinska frakcija(„kamen bodibildera i sportista“), mnogo manje - u kiselini rastvorljivoj i samo mali deo se nalazi u lipidnoj frakciji. Koristi se za liječenje progresivne mišićne distrofije - ne akumulira se u mozgu i kostima (sportski doping, liječen za taoce i zatvorenike koncentracionih logora kao što je "Auschwitz" u Poljskoj, EU, 1941-1944).

Arsen je uključen u redoks reakcije: oksidativno razlaganje složenih bioloških ugljikohidrata i šećera, fermentaciju, glikolizu itd. Poboljšava mentalne sposobnosti (pospješuje proces razgradnje šećera u mozgu). Jedinjenja arsena se koriste u biohemiji kao specifični inhibitori enzima za proučavanje metaboličkih reakcija. Promoviše razgradnju bioloških tkiva (ubrzava). Aktivno se koristi u stomatologiji i onkologiji - za eliminaciju brzorastućih i rano starejućih stanica raka i tumora.

Smjesa (tvrda sulfidna legura) talijuma, arsena i olova: Hutchinsonite (Hutchinsonite)

Mineralna formula je (Pb, Tl)S` Ag2S * 5 As2 S5 - kompleksna sulfidna i adsenid karbidna so. Rhombus. Kristali su prizmatični do igličasti. Savršen dekolte prema (010). Agregati su radijalno-igličasti, zrnasti. Tvrdoća 1,5-2. Specifična težina 4.6. Crveni. Dijamantski sjaj. U hidrotermalnim ležištima sa dolomitom, sa sulfidima i arsenidima Zn, Fe, As i sulfoarsenidima. Rezultat suve sumporne i arseničke sublimacije magme kroz kaldere i otvorene vulkanske otvore, kao i suve sublimacije kroz pukotine u dubokim magmatskim plutonitima iz vruće magme Zemlje. Sadrži srebro. Jedan je od deset vrlo opasnih po zdravlje ljudi i životinja te kancerogenog kamenja i minerala koji se u savremenim uvjetima kristalizira među ostalim stijenama u obliku štetne, po zdravlje opasnog (ako se njime bez dozvole) i varljive rude ljepote. Na fotografiji - Hutchinsonite sa orpimentom.

Otrovni minerali. Hutchinsonit - dobio je ime po mineralogu Hutchinsonu sa Univerziteta Cambridge i izgledom podsjeća na olovo (može se koristiti za zaštitu od zračenja). Otvoren 1861. Smrtonosna mješavina (tvrda legura) talijuma, arsena i olova. Kontakt sa ovim mineralom može dovesti do gubitka kose (alopecija, ćelavost, ćelavost), složenih kožnih oboljenja i smrti. Sve njegove glavne komponente su otrovne. Vrlo sličan olovu, prirodnom srebru, piritu ("suhi pirit") i arsenopiritu. Također je sličan stibnitu (jedinjenje antimona, također vrlo otrovno). Takođe sličan zeolitima. Hučinsonit je opasna i upečatljiva karbidna mješavina talijuma, olova i arsena. Tri rijetka, vrlo skupa i vrijedna rudna metala čine otrovan, smrtonosni koktel minerala s kojim se mora postupati s najvećom pažnjom. Istovremeno utiče na mozak, srce i jetru.

Talij je tamni pandan olova. Ovaj gusti, masni metal sličan je atomskoj masi olovu, ali je još smrtonosniji. Talij je rijedak metal koji se pojavljuje u visoko toksičnim spojevima koji se sastoje od čudnih kombinacija elemenata (tvrde legure). Efekti izlaganja taliju su opasniji od olova i uključuju gubitak kose (alopecija, ćelavost), ozbiljnu bolest od kontakta s kožom i u mnogim slučajevima smrt. Hačinsonit je dobio ime po Džonu Hačinsonu, poznatom mineralogu sa Univerziteta Kembridž. Ovaj mineral se može naći u planinskim predelima Evrope, najčešće u rudnim ležištima. Mineral popularan u medicinskoj stomatologiji itd. Alkoholičari se plaše minerala.

Hutchinsonit (Hutchinsonite) se ponekad u šali naziva “suhim” ili “čvrstim alkoholom”, “čvrstim alkoholom” (i to ne samo zbog štetnih učinaka opojnog trovanja na tijelo i ljudsko zdravlje). Hemijska formula alkohola u hrani (alkohola) je C2 H5 (OH). Hutchinsonite (Hutchinsonite) ima hemijsku formulu - 5 As2 S5 * (Pb, Tl) S` Ag2 S ili 5 As2 S5 * (Pb, Tl) S` Ag Ag S. Formula Hutchinsonita (Hutchinsonite) se ponekad prepisuje drugačije - As2 S5 * ( Pb) + As2 S5 * (Tl) + As2 S5 * S + As2 S5 * Ag + As2 S5 * AgS. Hemijsko razdvajanje komponenti u proizvodnji se vrši i prema vrsti različitih alkohola (slojevi mehaničkog obogaćivanja, različite mase i težine, koji se usitnjavaju ultrazvukom i odvajaju u centrifugi ili na vibracionoj platformi - horor film „Vanzemaljci "). Moguće su i druge slične varijacije hemijske formule (sastav varira).

ADR 6.1
Toksične supstance (otrov)
Rizik od trovanja udisanjem, kontaktom s kožom ili gutanjem. Opasno po vodenu sredinu ili kanalizacioni sistem
Koristite masku kada napuštate vozilo u slučaju nužde

ADR 3
Zapaljive tečnosti
Rizik od požara. Opasnost od eksplozije. Kontejneri mogu eksplodirati kada se zagriju (izuzetno opasno - lako izgore)

ADR 2.1
Zapaljivi gasovi
Rizik od požara. Opasnost od eksplozije. Možda je pod pritiskom. Opasnost od gušenja. Može izazvati opekotine i/ili promrzline. Kontejneri mogu eksplodirati kada se zagriju (izuzetno opasno - praktički ne izgore)
Koristite poklopac. Izbjegavajte niske površine (rupe, nizine, rovove)
Crveni dijamant, ADR broj, crni ili bijeli plamen

ADR 2.2
Plinski cilindar Nezapaljivi, netoksični plinovi.
Opasnost od gušenja. Možda je pod pritiskom. Mogu izazvati promrzline (slično opekotinama – bljedilo, plikovi, crna gasna gangrena – škripanje). Kontejneri mogu eksplodirati kada se zagriju (izuzetno opasno - eksplozija od iskre, plamena, šibice, praktički ne gori)
Koristite poklopac. Izbjegavajte niske površine (rupe, nizine, rovove)
Zeleni dijamant, ADR broj, crna ili bijela plinska boca (boca, tip termosice)

ADR 2.3
Toksični gasovi. Lobanja i ukrštene kosti
Opasnost od trovanja. Možda je pod pritiskom. Može izazvati opekotine i/ili promrzline. Kontejneri mogu eksplodirati kada se zagriju (izuzetno opasno - trenutno širenje plinova po okolnom području)
Koristite masku kada napuštate vozilo u slučaju nužde. Koristite poklopac. Izbjegavajte niske površine (rupe, nizine, rovove)
Bijeli dijamant, ADR broj, crna lubanja i ukrštene kosti

Arsenic(lat. arsenicum), as, hemijski element grupe V periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 33, atomska masa 74,9216; čelično-sivi kristali. Element se sastoji od jednog stabilnog izotopa 75 as.

Istorijska referenca. Prirodna jedinjenja minerala sa sumporom (orpiment kao 2s 3, realgar kao 4s 4) bila su poznata narodima antičkog sveta, koji su ove minerale koristili kao lekove i boje. Produkt sagorevanja M. sulfida bio je poznat i - M. oksid (iii) kao 2 o 3 („bijeli M.“). Ime arsenik o n već se nalazi kod Aristotela; potiče od grčkog. a rsen - snažan, hrabar i služio je za označavanje M spojeva (prema njihovom snažnom dejstvu na organizam). Vjeruje se da rusko ime dolazi od "miš" (od upotrebe M. preparata za istrebljenje miševa i pacova). Prijem M. u slobodnom stanju pripisuje se Albert Veliki(oko 1250). Godine 1789 A. Lavoisier uvrstio M. na listu hemijskih elemenata.

Rasprostranjenost u prirodi. Prosječan sadržaj metala u zemljinoj kori (klarka) je 1,7 × 10 -4% (po masi ga ima u takvim količinama u većini magmatskih stijena). Pošto su jedinjenja M. isparljiva na visokim temperaturama, element se ne akumulira tokom magmatskih procesa; koncentrira se, taloži iz vrućih dubokih voda (zajedno sa s, se, sb, fe, co, ni, cu i drugim elementima). Tokom vulkanskih erupcija, minerali ulaze u atmosferu u obliku svojih isparljivih jedinjenja. Budući da je M. multivalentan, na njegovu migraciju u velikoj mjeri utiče redoks okruženje. U oksidacionim uslovima zemljine površine nastaju arsenati (kao 5+) i arseniti (kao 3+). Ovo su rijetki minerali, koji se nalaze samo u područjima mineralnih nalazišta, a kao 2+ minerali su još rjeđi. Od brojnih minerala M. (oko 180), jedino je arsenopirit feas od primarnog industrijskog značaja.

Male količine M. su neophodne za život. Međutim, u područjima gdje se taloži M. i gdje su aktivni mladi vulkani, tla ponegdje sadrže i do 1% M., što je povezano sa bolestima stoke i odumiranjem vegetacije. Akumulacija M. posebno je karakteristična za pejzaže stepa i pustinja, u čijim tlima je M. neaktivan. U vlažnim klimatskim uslovima, M. se lako ispire iz tla.

U živoj materiji ima u prosjeku 3 × 10 -5% M, u rijekama 3 × 10 -7%. M., doveden rijekama u okean, relativno brzo se taloži. U morskoj vodi ima samo 1 x 10 -7% M, au glinama i škriljcima 6,6 x 10 -4%. Sedimentne željezne rude i feromanganske nodule često su obogaćene M.

Fizička i hemijska svojstva. M. ima nekoliko alotropnih modifikacija. U normalnim uslovima, najstabilnija je takozvana metalna, ili siva, M. (a -as) - čelično-siva krhka kristalna masa; kada je svježe slomljen, ima metalni sjaj na zraku brzo blijedi jer je prekriven tankim filmom od 2 do 3. Kristalna rešetka sive M. je romboedarska ( A= 4,123 a, ugao a = 54°10", X= 0,226), slojevito. Gustina 5,72 g/cm 3(na 20°c), električna otpornost 35 10 -8 ohm? m, ili 35 10 -6 ohm? cm, temperaturni koeficijent električnog otpora 3,9 10 -3 (0°-100 °c), tvrdoća po Brinellu 1470 Mn/m 2, ili 147 kgf/mm 2(3-4 prema Mohsu); M. diamagnetic. Pod atmosferskim pritiskom, metal sublimira na 615 °C bez topljenja, jer trostruka tačka a -as leži na 816 °C i pritisku od 36 at. M. para se sastoji od 4 molekula do 800°C, iznad 1700°C - samo kao 2 molekula. Kada se para metala kondenzuje na površini ohlađenoj tečnim vazduhom, nastaje žuti metal - prozirni kristali, mekani poput voska, gustine 1,97 g/cm 3, po svojstvima slična bijeloj fosfor. Kada se izloži svjetlosti ili slabom zagrijavanju, prelazi u sivi M. Poznate su i staklasto-amorfne modifikacije: crni M. i smeđi M., koje prelaze u sivo M. kada se zagrije iznad 270°c.

Konfiguracija vanjskih elektrona atoma M. 3 d 10 4 s 2 4 str 3. U jedinjenjima, M ima oksidaciona stanja od + 5, + 3 i – 3. Sivi M je značajno manje hemijski aktivan od fosfora. Kada se zagrije na zraku iznad 400°c, M gori, formirajući 2 o 3. M se direktno kombinuje sa halogenima; u normalnim uslovima asf 5 - gas; asf 3, ascl 3, asbr 3 - bezbojne, vrlo isparljive tečnosti; asi 3 i as 2 l 4 - crveni kristali. Kada se M. zagreva sa sumporom, dobijaju se sledeći sulfidi: narandžasto-crveni kao 4 s 4 i limun-žuti kao 2 s 3. Blijedožuti sulfid kao 2s 5 se istaloži prolaskom h 2 s u ledom hlađenu otopinu arsenske kiseline (ili njenih soli) u dimajućoj hlorovodoničnoj kiselini: 2h 3 aso 4 + 5h 2 s = kao 2 s 5 + 8h 2 o ; Na oko 500°c razlaže se na 2 s 3 i sumpor. Svi M. sulfidi su nerastvorljivi u vodi i razrijeđenim kiselinama. Jaki oksidanti (mešavine hno 3 + hcl, hcl + kclo 3) pretvaraju ih u mešavinu h 3 aso 4 i h 2 so 4. Sulfid kao 2s 3 lako se rastvara u sulfidima i polisulfidima amonijuma i alkalnih metala, formirajući soli kiselina - tioarsen h 3 ass 3 i tioarsen h 3 ass 4. Sa kiseonikom, M. proizvodi okside: M. oksid (iii) kao 2 o 3 - anhidrid arsena i M. oksid (v) kao 2 o 5 - anhidrid arsena. Prvi od njih nastaje djelovanjem kisika na metal ili njegove sulfide, na primjer 2as 2 s 3 + 9o 2 = 2as 2 o 3 + 6so 2. Kako se pare 2 o 3 kondenziraju u bezbojnu staklastu masu, koja vremenom postaje neprozirna zbog stvaranja malih kubičnih kristala, gustina 3,865 g/cm 3. Gustina pare odgovara formuli kao 4 o 6: iznad 1800°c para se sastoji od 2 o 3. Na 100 G voda se rastvara 2.1 G kao 2 o 3 (na 25°c). M. oksid (iii) je amfoterno jedinjenje, sa dominantnim kiselim svojstvima. Poznate su soli (arseniti) koje odgovaraju ortoarsenskim kiselinama h 3 aso 3 i metaarsenskim haso 2; same kiseline nisu dobijene. Samo alkalni metali i amonijum arseniti su rastvorljivi u vodi. kao 2 o 3 i arseniti su obično redukcioni agensi (na primjer, kao 2 o 3 + 2i 2 + 5h 2 o = 4hi + 2h 3 aso 4), ali mogu biti i oksidanti (na primjer, kao 2 o 3 + 3c = 2as + 3co ).

M. oksid (v) se dobija zagrevanjem arsenske kiseline h 3 aso 4 (oko 200°c). Bezbojan je, na oko 500°c se raspada na 2 o 3 i o 2. Arsenska kiselina se dobiva djelovanjem koncentriranog hno 3 na kao ili kao 2 o 3. Soli arsenske kiseline (arsenati) su nerastvorljive u vodi, sa izuzetkom soli alkalnih metala i amonijuma. Poznate su soli koje odgovaraju kiselinama ortoarsenskoj h 3 aso 4, metaarsenskoj haso 3 i piroarsenskoj kiselini h 4 kao 2 o 7; posljednje dvije kiseline nisu dobijene u slobodnom stanju. Kada je fuzionisan sa metalima, metal uglavnom formira jedinjenja ( arsenidi).

Prijem i korištenje . M. se industrijski proizvodi zagrijavanjem arsenovog pirita:

feass = fes + as

ili (rjeđe) smanjenje od 2 o 3 sa ugljem. Oba procesa se izvode u retortama od vatrostalne gline, spojenih na prijemnik za kondenzaciju M para. Anhidrid arsena se dobija oksidativnim prženjem ruda arsena ili kao nusproizvod prženja polimetalnih ruda, koje gotovo uvek sadrže M. oksidativno prženje, jer se formiraju 2 ili 3 pare koje se kondenzuju u komore za hvatanje. Sirovo kao 2 o 3 prečišćava se sublimacijom na 500-600°c. Prečišćen kao 2 o 3 koristi se za proizvodnju M. i njegovih preparata.

Mali aditivi M (0,2-1,0% po težini) unose se u olovo koje se koristi za proizvodnju sačme (M povećava površinski napon rastopljenog olova, zbog čega sačma poprima oblik blizak sfernom; M blago povećava tvrdoću od olova). Kao delimična zamena za antimon, M. je uključen u neke babite i štamparske legure.

Čista M. nije otrovna, ali su sva njena jedinjenja koja su rastvorljiva u vodi ili mogu da pređu u rastvor pod dejstvom želudačnog soka izuzetno otrovna; posebno opasno arsenov vodonik. Od M spojeva koji se koriste u proizvodnji, anhidrid arsena je najotrovniji. Gotovo sve sulfidne rude obojenih metala, kao i željezni (sumporni) pirit, sadrže primjese metala. Dakle, prilikom njihovog oksidativnog prženja, zajedno sa sumpordioksidom, uvijek nastaje tako 2, kao 2 o 3; Većina se kondenzira u dimnim kanalima, ali u nedostatku ili niskoj efikasnosti postrojenja za prečišćavanje, izduvni plinovi rudnih peći odnose primjetne količine od čak 2 o 3. Čista M., iako nije otrovna, uvijek je prekrivena premazom otrovnog kao 2 o 3 kada se čuva na zraku. U nedostatku odgovarajuće ventilacije, jetkanje metala (gvožđe, cink) industrijskom sumpornom ili hlorovodoničnom kiselinom koja sadrži primese metala je izuzetno opasno, jer pri tome nastaje arsenasti vodonik.

S. A. Pogodin.

M. u tijelu. As element u tragovima M. je sveprisutan u živoj prirodi. Prosečan sadržaj M u zemljištu je 4 · 10 -4%, u biljnom pepelu - 3 · 10 -5%. Sadržaj M u morskim organizmima je veći nego u kopnenim organizmima (u ribama 0,6-4,7 mg u 1 kg sirove materije se akumuliraju u jetri). Prosječan sadržaj M u ljudskom tijelu je 0,08-0,2 mg/kg. U krvi, M. je koncentrisan u eritrocitima, gdje se vezuje za molekul hemoglobina (a globinska frakcija sadrži dvostruko više od hema). Najveća količina (po 1 G tkiva) nalazi se u bubrezima i jetri. Mnogo M. se nalazi u plućima i slezeni, koži i kosi; relativno malo - u likvoru, mozgu (uglavnom hipofizi), gonadama itd. U tkivima se M. nalazi u glavnoj proteinskoj frakciji, znatno manje u frakciji rastvorljivoj u kiselinama, a samo mali deo je nalazi u lipidnoj frakciji. M. učestvuje u redoks reakcijama: oksidativnom razgradnji složenih ugljenih hidrata, fermentaciji, glikolizi itd. Jedinjenja M. se koriste u biohemiji kao specifična inhibitori enzimi za proučavanje metaboličkih reakcija.

M. u medicini. Organska jedinjenja M. (aminarson, miarsenol, novarsenal, osarsol) koriste se uglavnom za lečenje sifilisa i protozojskih bolesti. Neorganski preparati M. - natrijum arsenit (natrijum arsenat), kalijum arsenit (kalijum arsenat), anhidrid arsena kao 2 o 3, propisuju se kao sredstva za opšte jačanje i tonik. Kada se primenjuju lokalno, anorganski preparati M. mogu izazvati nekrotizirajući efekat bez prethodne iritacije, čineći ovaj proces gotovo bezbolnim; Ovo svojstvo, koje je najizraženije u kao 2 o 3, koristi se u stomatologiji za uništavanje zubne pulpe. Neorganski preparati M. se takođe koriste za lečenje psorijaze.

Vještački dobijeni radioaktivni izotopi M. 74 as (t 1 / 2 = 17,5 dana) i 76 kao (t 1 / 2 = 26,8 h) koriste se u dijagnostičke i terapeutske svrhe. Uz njihovu pomoć razjašnjava se lokacija tumora mozga i utvrđuje stupanj radikalnosti njihovog uklanjanja. Radioaktivni M. se ponekad koristi za bolesti krvi itd.

Prema preporukama Međunarodne komisije za zaštitu od zračenja, maksimalno dozvoljeni sadržaj od 76 u telu je 11 mccurie. Prema sanitarnim standardima usvojenim u SSSR-u, maksimalno dozvoljene koncentracije od 76 u vodi i otvorenim akumulacijama su 1 10 -7 curie/l, u vazduhu radnih prostorija 5 10 -11 curie/l. Svi preparati M. su veoma otrovni. U slučaju akutnog trovanja primjećuju se jaki bolovi u trbuhu, dijareja i oštećenje bubrega; Mogući su kolaps i konvulzije. Kod kroničnih trovanja najčešći su gastrointestinalni poremećaji, katar sluzokože respiratornog trakta (faringitis, laringitis, bronhitis), lezije kože (egzantem, melanoza, hiperkeratoza), poremećaji osjetljivosti; moguć je razvoj aplastične anemije. U liječenju trovanja M. lijekovima od najveće važnosti je unitiol.

Mjere za sprečavanje industrijskih trovanja treba da budu usmjerene prvenstveno na mehanizaciju, zaptivanje i uklanjanje prašine iz tehnološkog procesa, stvaranje efikasne ventilacije i obezbjeđenje radnika ličnom zaštitnom opremom od izlaganja prašini. Neophodni su redovni zdravstveni pregledi radnika. Prethodni lekarski pregledi se obavljaju prilikom prijema, a za zaposlene - jednom u šest meseci.

Lit.: Remi G., Kurs neorganske hemije, trans. sa njemačkog, tom 1, M., 1963, str. 700-712; Pogodin S. A., Arsen, u knjizi: Kratka hemijska enciklopedija, knj. 3, M., 1964; Štetne materije u industriji, pod op. ed. N. V. Lazareva, 6. izd., 2. deo, Lenjingrad, 1971.

preuzmi sažetak

Ljudima je poznat elementarni arsen i toksična svojstva njegovih spojeva već dugo vremena. Do ovog zaključka se može doći znajući da je metod za utvrđivanje smrti od trovanja arsenom, koji se i danas koristi, osmislio James Marshais 1836. godine.

Arsen, ili “kralj otrova” je jednostavna supstanca koja se rijetko nalazi u prirodi u slobodnom obliku. To je metal krhke strukture, sive boje sa blago zelenkastom nijansom i izraženim čeličnim sjajem.

U svom kristalnom stanju sličan je drugim metalima i ima dobru toplotnu i električnu provodljivost, ali su njegova nemetalna svojstva mnogo izraženija. Na primjer, svaki arsenov hidroksid je kiselina.

Elementarni arsen, kao i bilo koji njegov spoj, izuzetno je toksičan, ali je prilično teško dobiti takve tvari, jer s velikom većinom metala i nemetala reagira samo na vrlo visokim temperaturama.

Hiljadama godina, elementarni metal arsen i njegovi oksidi pogrešno su smatrani istom supstancom. Jasnoća je doneta tek krajem 18. veka. U hemijskom periodičnom sistemu, naziv arsena (33As) zvuči kao arsen, od latinskog arsenicum - direktna posuđenica iz grčkog jezika, što je zauzvrat transformacija zarnika. To je upravo ono što su stari Perzijanci i Asirci zvali dobro poznati žuti orpiment (arsenik sulfid).

Podrijetlo ruskog imena pripisuje se narodnoj frazi "miš" i "otrov", jer je oksid dugo vremena bio jedina djelotvorna tvar za suzbijanje glodara.

Proizvodnja i primjena

Do danas je poznato da nešto više od 200 minerala sadrži arsen. U većini slučajeva ima ga u nalazištima rude srebra, bakra ili olova. Međutim, mineral koji je od primarnog industrijskog značaja je arsenski pirit ili arsenopirit.

Među brojnim načinima za dobivanje metalnog (sivog) arsena je pečenje arsenopirita s naknadnom redukcijom njegovog oksida pomoću antracitnog uglja, ali se glavni dio sirovine prerađuje u bijeli arsen ili arsenov trioksid - arsenov anhidrid.

Upotreba sivog arsena, srebrnog, grubo-kristalnog metala, posebno je važna za metaluršku proizvodnju jer se koristi:

• kao fluks ili aditiv za legiranje za proizvodnju određenih legura;
• kao aditiv koji povećava tvrdoću olova i bakarnih proizvoda i povećava površinski napon tekućeg olova.

Upotreba arsena III - arsenik trioksida, mnogo je šira:

• u poljoprivredi - tretiranje sjemena, suzbijanje biljnih bolesti, uništavanje štetočina insekata i glodara;
• u industriji stakla - proizvodnja stakla lake taljivosti, bezbojnog stakla, kao i u proizvodnji ogledala;
• u industriji kože – konzerviranje kože;
• u laboratorijskim hemijskim analizama soli arsena su analitički reagensi;
• zaštita od truljenja drvenih proizvoda za vanjsku upotrebu - pragovi, stupovi, ograde;
• nerastvorljive soli arsena koriste se za proizvodnju materijala za poluvodiče, uključujući ion-selektivne membrane;
• proizvodnja hemijskih ratnih sredstava – postojanog lewizita i otrovno-dimnog adamzita;
• u medicini – za proizvodnju lijekova, a također i u liječenju zuba – kao anestetik.

Industrijska sigurnost

Trenutno su odobrene sljedeće osnovne sigurnosne mjere za rad sa arsenom:

• potpuna nepropusnost opreme;
• korišćenje intenzivne ventilacije za uklanjanje gasova, praha i prašine, kao i vršenje analize vazduha prema utvrđenom rasporedu;
• korištenje lične zaštitne opreme: naočala, rukavica, specijalnih odijela i, po potrebi, gas maske;

Svaka proizvodna grana ima svoja posebna pravila, a sigurnosna obuka radnika se sprovodi uz potpis godišnje, jednom kvartalno. Žene i dječaci mlađi od 18 godina ne smiju raditi s arsenom, a muškarci su dužni da prolaze tromjesečne ljekarske preglede.

Mogući uzroci trovanja

Da li se danas može otrovati arsenom? Naravno da, jer niko od radnika nije osiguran od nezgoda na radu, a prilikom upotrebe otrova na bazi arsena u svakodnevnom životu može slučajno ući u organizam. Ponekad se bilježe namjerni slučajevi trovanja - samoubistvo ili ubistvo. Sve ove epizode su klasifikovane kao akutna trovanja.

Do trovanja arsenom se može javiti i profesionalna izloženost malim dozama, kao i produženo konzumiranje kontaminirane vode ili uzimanje lijekova. Takva trovanja se klasifikuju kao hronična.

Posebna, subakutna kategorija trovanja uključuje slučajeve kontakta osobe sa adamzitom, koji policija u nekim zemljama koristi za raspršivanje masovnih demonstracija. U otrovima koji su klasifikovani kao hemijski ratni agensi, adamzit zauzima mesto među sternitima - jedinjenja koja iritiraju gornje disajne puteve.

Još jedan čest uzrok trovanja arsenom je sakupljanje gljiva na mjestima gdje se uništava hemijsko oružje ili nesavjesno odlaganje otpada koji sadrži arsen. U plodovima gljiva koje rastu u takvim područjima koncentracija arsena prelazi dozvoljenu granicu za 1.000 puta, ali se okusom i mirisom ne razlikuju od istih gljiva koje rastu u susjednim „čistim“ područjima. Štaviše, naučnici su došli do zaključka da micelije preferiraju tla bogata arsenom, pa je jesti gljive kupljene iz druge ruke bez odgovarajuće laboratorijske analize prilično nepromišljeno.

Ne treba zaboraviti da akutno, subakutno ili kronično trovanje arsenom može biti uzrokovano i nepravilnim pranjem povrća ili voća, jer se pripravci na bazi arsena aktivno koriste za suzbijanje glodavaca u skladištima.

Utjecaj arsena na ljudski organizam

Arsen brzo i lako prodire u kožu, pluća i gastrointestinalni trakt, dok se neorganska jedinjenja, arsenik trioksid, lakše apsorbuju od organskih. Najopasniji gas za ljude je gas arsin ili arsen vodonik. U čistom obliku, arsin ne miriše ni na šta, pa mu se prije upotrebe u proizvodnji dodaje posebna primjesa nakon čega dobiva miris bijelog luka.

Nakon prodiranja unutra, u roku od 24 sata arsen utiče na sve unutrašnje organe, ulazeći u njih kroz krvotok, a nakon 2 nedelje njegovi tragovi se mogu naći u kostima, koži, kosi i noktima.

Potrebno je dosta vremena da se arsen eliminiše iz organizma, jer se samo oko 7% izlučuje izmetom. I uprkos činjenici da se urin izlučuje 93%, čak i nakon uzimanja jedne doze, i nakon 10 dana, u njemu su i dalje prisutni tragovi.

Bez obzira na put prodiranja, arsen djeluje na sljedeći način:

• Jednom u krvnoj plazmi, stvara snažnu vezu sa hemoglobinom;
• kroz krvne sudove stiže do svih organa, uključujući tkiva nervnog sistema;
• uzrokuje poremećaj u biohemiji ćelijskog disanja.

Simptomi

Karakteristični simptomi trovanja arsenom ovise o dozi primljene tvari.

Smrtonosna doza za osobu zbog trovanja arsenom, ako je arsenov trioksid progutao, je između 50 i 340 mg. Njegova vrijednost direktno ovisi o zdravstvenom stanju i težini osobe, kao i o tome koja je vrsta otrovne tvari korištena.

Za arsen vodonik smrtonosni pokazatelji su sljedeći:

• udisanje gasa u trajanju od 15 minuta sa koncentracijom od 0,6 mg/l;
• 5 min – 1,3 mg/l;
• nekoliko udisaja – 2-4 mg/l;
• trenutno – 5 mg/l.

Znakovi trovanja zavise od vrste lezije:

• Akutni oblik– u ustima je metalni ukus, praćen peckanjem u grlu i grčevima larinksa. Koža postaje plavkasta, a sklera očiju i dlanova žute. Dolazi do pada krvnog pritiska i jakih napada vrtoglavice. Razvija se akutno zatajenje bubrega i jetre. Želudac jako boli i dolazi do nekontrolisanog proliva koji brzo uklanja tečnost iz organizma, što rezultira dehidracijom. U teškim slučajevima moguće: grč ili plućni edem, paraliza, gubitak svijesti i koma.
• Subakutni oblik– jaka iritacija očiju i sluzokože, što dovodi do suzenja očiju i „curenja iz nosa“. Kijanje, kašalj i stezanje u grudima. Moguća su mučnina i povraćanje, sa metalnim ukusom u ustima. Imam posebno jaku glavobolju.
• Hronični oblik– anemična stanja, opšta malaksalost i brz fizički zamor. Javljaju se slabost udova, gubitak periferne osjetljivosti, utrnulost područja kože i „igle“. Trajna rozacea, telangiektazija i paukove vene se razvijaju po cijelom tijelu. Moguće su opasne posljedice - razvoj encefalopatije i toksičnog hepatitisa. Zbog svoje visoke kancerogenosti, arsen može biti poticaj za razvoj raka.

Tipičan znak hroničnog trovanja arsenom su bijele pruge na noktima.

Kod muškaraca koji rade duže vrijeme na opasnim poslovima, trovanje arsenom izaziva simptome i sljedeće promjene:

• hiperkeratoza - prekomjeran rast površinskih slojeva kože;
• suhoća, ljuštenje i ljuštenje kože na svim dijelovima tijela;
• povećana crvena pigmentacija na sljepoočnicama, kapcima, vratu, pazuhu, bradavicama i skrotumu;
• Na noktima se pojavljuju poprečne bijele pruge.

Trovanje arsenom u stomatologiji

Arsen se u medicini koristi kao komponenta nekih lijekova koji izazivaju lokalno i opće djelovanje. Može pomoći u izazivanju iritacije, kauterizirati ili anestezirati i djelovati kao regulator metabolizma i hematopoeze. Preparati na bazi organskih spojeva arsena imaju široku primjenu za kemoterapiju, spirohetozu i druge brojne bolesti uzrokovane protozoama, kao i za liječenje sifilisa, povratne groznice, malarije i angine Simanovsky-Vincent.

Budući da se paste od arsena još uvijek koriste u domaćoj stomatologiji, mnoge ljude muče pitanja: zašto se koriste i je li moguće trovanje arsenom tokom liječenja zuba, koliko dugo možete držati arsen u zubu i šta će se dogoditi ako progutate arsen iz zuba zub? Odgovorimo kratko i redom:

• nakon arsena, nerv u zubu umire;
• sive paste od arsena koriste se u privatnim stomatološkim ordinacijama kao anestetik za devitalizaciju pulpe ako je nemoguće koristiti moderna sredstva zbog njihove netolerancije, au javnim ordinacijama to je moguće ili na starinski način ili zbog njihove jeftine;
• Ni dete se ne može otrovati pastom od arsena tokom lečenja zuba;
• Devitalizirajuće paste na jednokorijenskim zubima možete držati najviše 24 sata, a na ostalim samo do 48 sati, inače će zub pocrniti;
• Depulpin pasta se može čuvati 2 sedmice;
• Ako jedete vatu s pastom od arsena, neće se dogoditi ništa loše, ali je ipak bolje slijediti sljedeće postupke:
  • temeljito isperite usnu šupljinu i zubnu šupljinu mlakom infuzijom kamilice ili slabo koncentriranom otopinom sode;
  • stavite suhu vatu u zubnu šupljinu;
  • opciono, ali za „smirivanje duše“, ako ga imate, uzmite bilo koji sorbent ili popijte čašu mlijeka, možete pojesti 100 g svježeg sira;
  • posjetite ljekara uskoro.

Napomenu. Ne treba da trpite zubobolju ispod plombe sa arsenovom pastom. Neplanirana posjeta stomatologu je neophodna.

Prva pomoć kod trovanja

Kako se ponašati u slučaju trovanja arsenom i kako ga ukloniti iz organizma? Prilikom pružanja prve pomoći treba se pridržavati sljedećeg algoritma:

1. Pozovite hitnu pomoć i obezbedite svež vazduh u prostoriju.
2. Dajte emetik.
3. Obilno isperite stomak.
4. Dajte mlijeko sa umućenim proteinima ili dajte bilo koji raspoloživi sorbent.
5. Stavite vrući jastučić za grijanje na stomak.
6. Ako jedete, popijte nekoliko čaša rastvora - 1 kašika spaljenog magnezijuma rastvorenog u 200 ml vode.
7. Zabranjeno je piti kisela pića i udisati amonijak.
8. Ako ima grčeva, aktivno trljajte udove.

Postoji li protuotrov za arsen i gdje ga mogu nabaviti?

U medicinskim centrima preduzeća u kojima se koristi arsen, komplet prve pomoći zajedničkog preduzeća mora sadržati specifičan antidot - unitol.

U slučaju neopreznog trovanja u domaćinstvu, svoju sumnju treba prijaviti operateru hitne medicinske pomoći kako bi tim odmah po dolasku obavio trovanje.

Tretman

Terapeutske akcije zavise od težine intoksikacije. Za akutna trovanja koriste se injekcije dimerkaprola (unitol):

• prvog dana, svakih 6 sati, 2-3 mg/kg;
• 2-5 dana nakon trovanja - svakih 12 sati;
• 6-10 dana – 1 put dnevno.

Za teške simptome, doza unitola se povećava na 3-5 mg/kg.

Za ublažavanje bolova u trbuhu koriste se injekcije atropina s morfijumom, a za sprječavanje odljeva tekućine iz tijela koriste se kapaljke fiziološkog rastvora s glukozom i adrenalinom, intravenska primjena kalcijum hlorida i natrijevog tiosulfata. Za bolove u trbuhu daju se injekcije morfija s atropinom. U slučaju akutnog zatajenja bubrega, koristi se hemodijaliza i/ili zamjenska transfuzija krvi.

U liječenju kroničnih oblika trovanja, D-penicilamin se koristi u kursevima od 5 dana.

Arsenic- mineral iz klase autohtonih elemenata, polumetal, hemijska formula As. Uobičajene nečistoće su Sb, S, Fe, Ag, Ni; rjeđe Bi i V. Sadržaj As u prirodnom arsenu dostiže 98%. Hemijski element 15. grupe (prema zastarjeloj klasifikaciji - glavna podgrupa pete grupe) četvrtog perioda periodnog sistema; ima atomski broj 33. Arsen (sirovi arsen) je čvrsta supstanca ekstrahirana iz prirodnih arsenopirita. Postoji u dva glavna oblika: običnom, takozvanom “metalnom” arsenu, u obliku sjajnih kristala čelične boje, krhkog, nerastvorljivog u vodi, i žutog arsena, kristalnog, prilično nestabilnog. Arsen se koristi u proizvodnji arsenik disulfida, sačme, tvrde bronce i raznih drugih legura (kalaj, bakar itd.)

Vidi također:

STRUKTURA

Identificirano je nekoliko alotropskih modifikacija arsena. U normalnim uslovima, metalni ili sivi arsen (alfa arsen) je stabilan. Kristalna rešetka sivog arsena je romboedarska, slojevita, sa periodom a = 4,123 A, uglom a = 54° 10′. Gustina (na temperaturi od 20°C) 5,72 g/cm 3 ; temperaturni koeficijent linearna ekspanzija 3,36 10 stepeni; specifični električni otpor (temperatura 0°C) 35 10 -6 ohm cm; NV = f 147; koeficijent kompresibilnost (na temperaturi od 30°C) 4,5 x 10 -6 cm 2 /kg. Tačka topljenja alfa-arsena je 816 °C pri pritisku od 36 atmosfera.

Pod bankomatom. Arsen sublimira pod pritiskom na temperaturi od 615°C bez topljenja. Toplina sublimacije 102 cal/g. Pare arsena su bezbojne, do temperature od 800°C sastoje se od As 4 molekula, od 800 do 1700°C - od mješavine As 4 i As 2, iznad temperature od 1700°C - samo od As 2. Brzom kondenzacijom pare arsena na površini hlađenoj tečnim vazduhom nastaje žuti arsen - prozirni mekani kristali kubnog sistema gustine 1,97 g/cm 3 . Poznate su i druge metastabilne modifikacije arsena: beta-arsen - amorfno staklast, gama-arsen - žuto-smeđi i delta-arsen - smeđi amorfni sa gustoćom od 4,73, respektivno; 4,97 i 5,10 g/cm3. Iznad temperature od 270°C, ove modifikacije se pretvaraju u sivi arsen.

NEKRETNINE

Boja na svježem lomu je cink-bijela, kalaj-bijela do svijetlo siva, brzo blijedi zbog stvaranja tamnosive mrlje; crna na istrošenoj površini. Tvrdoća po Mohsovoj skali 3 - 3,5. Gustina 5,63 - 5,8 g/cm3. Fragile. Dijagnosticira se karakterističnim mirisom bijelog luka kada se udari. Dekoltea je savršena prema (0001) i manje savršena prema (0112). Prijelom je zrnast. Ud. težina 5,63-5,78. Linija je siva, kositar-bijela. Sjaj je metalan, jak (kada je svježe slomljen), brzo blijedi i postaje bez sjaja na oksidiranoj površini koja je vremenom pocrnjela. Je dijamagnetna.

MORFOLOGIJA

PORIJEKLO

Arsen se javlja u hidrotermalnim naslagama kao metakoloidne formacije u šupljinama, koje su očigledno nastale u poslednjim trenucima hidrotermalne aktivnosti. U vezi sa njim mogu se naći arsenička, antimona i rjeđe sumporna jedinjenja nikla, kobalta, srebra, olova itd., kao i nemetalni minerali, različitog sastava.

U literaturi postoje indicije o sekundarnom poreklu arsena u zonama trošenja rudnih ležišta arsena, što je, uopšteno govoreći, malo verovatno, s obzirom da je u ovim uslovima veoma nestabilan i, brzo oksidirajući, potpuno se raspada. Crne kore se sastoje od fine mešavine arsena i arsenolita (As 2 O 3). Na kraju nastaje čisti arsenolit.

U zemljinoj kori koncentracija arsena je niska i iznosi 1,5 ppm. Nalazi se u tlu i mineralima i može se osloboditi u zrak, vodu i tlo kroz vjetar i vodenu eroziju. Osim toga, element ulazi u atmosferu iz drugih izvora. Kao rezultat vulkanskih erupcija godišnje se u vazduh ispusti oko 3 hiljade tona arsena, mikroorganizmi formiraju 20 hiljada tona isparljivog metilarsina godišnje, a kao rezultat sagorevanja fosilnih goriva oslobađa se 80 hiljada tona isti period.

Na teritoriji SSSR-a, autohtoni arsen pronađen je u nekoliko ležišta. Od njih izdvajamo hidrotermalno olovno-cink ležište Sadon, gdje je više puta uočeno u obliku bubrežastih masa na kristalnom kalcitu sa galenom i sfaleritom. Na lijevoj obali rijeke pronađene su velike bubrežaste akumulacije autohtonog arsena koncentrične strukture poput školjke. Chikoya (Transbaikalia). U paragenezi s njim, uočen je samo kalcit u obliku rubova na zidovima tankih žila koje seku preko drevnih kristalnih škriljaca. U obliku fragmenata (sl. 76), arsen je pronađen i na području sv. Jalinda, Amurskaja željeznica itd. i na drugim mjestima.

U brojnim nalazištima u Saskoj (Freiberg, Schneeberg, Annaberg i dr.) uočen je samorodni arsen u kombinaciji sa arsenim jedinjenjima kobalta, nikla, srebra, autohtonog bizmuta itd. Svi ovi i drugi nalazi ovog minerala su bez praktični značaj.

PRIMJENA

Jedinjenja arsena sulfida - orpiment i realgar - koriste se u slikarstvu kao boje i u industriji kože kao sredstvo za uklanjanje dlačica sa kože. U pirotehnici, realgar se koristi za proizvodnju “grčke” ili “indijske” vatre, koja nastaje kada mješavina realgara sa sumporom i nitratom gori (kada se izgori, formira svijetli bijeli plamen).
Neka organoelementna jedinjenja arsena su hemijski ratni agensi, na primer, lewizit.

Početkom 20. stoljeća, neki derivati ​​kakodila, na primjer, salvarsan, korišćeni su za liječenje sifilisa s vremenom, ovi lijekovi su istisnuti iz medicinske upotrebe za liječenje sifilisa drugim, manje toksičnim i efikasnijim, farmaceutskim lijekovima; ne sadrže arsen.

Mnogi od spojeva arsena u vrlo malim dozama koriste se kao lijekovi za borbu protiv anemije i niza drugih teških bolesti, jer imaju klinički primjetan stimulativni učinak na niz specifičnih funkcija tijela, posebno na hematopoezu. Od neorganskih jedinjenja arsena, anhidrid arsena može se koristiti u medicini za pripremu pilula i u stomatološkoj praksi u obliku paste kao nekrotizirajući lijek. Ovaj lijek se kolokvijalno i kolokvijalno nazivao "arsen" i korišten je u stomatologiji za lokalnu nekrozu zubnog živca. Trenutno se preparati arsena rijetko koriste u stomatološkoj praksi zbog svoje toksičnosti. Sada su razvijene i koriste se druge metode bezbolne nekroze zubnog živca u lokalnoj anesteziji.

Arsen - As

KLASIFIKACIJA

Arsen je nemetal i formira jedinjenja slična po svojim hemijskim svojstvima. Međutim, pored nemetalnih svojstava, arsen pokazuje i metalna svojstva. U vazduhu u normalnim uslovima, arsen se blago oksidira sa površine. Arsen i njegovi analozi nisu nerastvorljivi ni u vodi ni u organskim rastvaračima.

Arsen je hemijski aktivan. Na zraku na normalnim temperaturama, čak i kompaktni (stopljeni) metalni arsen se lako oksidira kada se zagrije, arsen u prahu se zapali i gori s plavim plamenom da formira As 2 O 3 oksid. Poznat je i termički manje stabilan neisparljivi oksid As 2 O 5.

Kada se zagreje (u nedostatku vazduha), As sublimira (temperatura sublimacije 615 o C). Para se sastoji od As 4 molekula sa neznatnom (oko 0,03%) primjesom As 2 molekula.

Arsen spada u grupu oksidaciono-redukcionih elemenata. Kada je izložen jakim redukcijskim agensima, pokazuje oksidirajuća svojstva. Dakle, pod dejstvom metala i vodika u trenutku oslobađanja, on je sposoban da proizvede odgovarajuća jedinjenja metala i vodika:

6Ca +As 4 = 2Ca 3 As 2

Pod uticajem jakih oksidacionih sredstava, arsen prelazi u tro- ili petovalentno stanje. Na primjer, kada se zagrije na zraku, arsen, oksidiran kisikom, gori i stvara bijeli dim - arsenik (III) oksid As 2 O 3:

Kao 4 + 3O 2 =2As 2 O 3

Stabilni oblici arsenik oksida u gasnoj fazi su seskvioksid (anhidrid arsena) As 2 O 3 i njegov dimer As 4 O 6. Do 300 o C, glavni oblik u gasnoj fazi je dimer iznad ove temperature, on je primetno disociran, a na temperaturama iznad 1800 o C gasoviti oksid se sastoji praktično od monomernih molekula As 2 O 3.

Gasovita mešavina As 4 O 6 i As 2 O 3 nastaje tokom sagorevanja As u kiseoniku, tokom oksidativnog prženja As sulfidnih minerala, kao što su arsenopirit, rude obojenih metala i rude polimera.

Kada se para As 2 O 3 (As 4 O 6) kondenzuje iznad 310 o C, formira se staklast oblik As 2 O 3. Kada se para kondenzuje ispod 310 o C, formira se bezbojna polikristalna kubična modifikacija arsenolita. Svi oblici As 2 O 3 su visoko rastvorljivi u kiselinama i alkalijama.

As(V) oksid (anhidrid arsena) As 2 O 5 – bezbojni kristali ortorombnog sistema. Kada se zagrije, As 2 O 5 disocira u As 4 O 6 (gas) i O 2. As 2 O 5 se dobija dehidratacijom koncentrovanih rastvora H 3 AsO 4 nakon čega sledi kalcinacija nastalih hidrata.

Poznat je oksid As 2 O 4 koji se dobija sinterovanjem As 2 O 3 i As 2 O 5 na 280 o C u prisustvu vodene pare. Poznat je i gasoviti AsO monoksid, koji nastaje tokom električnog pražnjenja u pari As trioksida pod sniženim pritiskom.

Kada se rastvori u vodi, As 2 O 5 formira ortoarsenski H 3 AsO 3 , ili As(OH) 3 , i metaarsen HAsO 2 ili AsO(OH), koji postoje samo u rastvoru i imaju amfoterna, pretežno kisela svojstva.

U odnosu na kiseline, arsen se ponaša na sljedeći način:

— arsen ne reaguje sa hlorovodoničnom kiselinom, ali u prisustvu kiseonika nastaje arsen trihlorid AsCl 3:

4As +3O 2 +12HCl = 4AsCl 3 +6H 2 O

- razrijeđena dušična kiselina, kada se zagrije, oksidira arsen u orthoarsenic kiselina H 3 AsO 3 , a koncentrirana azotna kiselina – do ortoarsenske kiseline H 3 AsO 4:

3As + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 2 AsO 4 +5NO

Orthoarsenic acid(arsenska kiselina) H 3 AsO 4 *0,5H 2 O – bezbojni kristali; tačka topljenja – 36 o C (sa raspadanjem); rastvorljiv u vodi (88% po masi na 20 o C); higroskopna; u vodenim rastvorima – trobazna kiselina; kada se zagrije na oko 100 o C, gubi vodu, pretvarajući se u piroarsensku kiselinu H 4 As 5 O 7, na višim temperaturama prelazi u metaarsensku kiselinu HAsO 3. Dobija se oksidacijom As ili As 2 O 3 sa koncentriranom HNO 3 . Lako je rastvorljiv u vodi i po jačini je približno jednak fosforu.

Oksidirajuća svojstva arsenske kiseline vidljiva su samo u kiseloj sredini. Arsenska kiselina je sposobna oksidirati HI u I 2 reverzibilnim reakcijama:

H 3 AsO 4 + 2HI = H 3 AsO 3 + I 2 + H 2 O

Orthoarsenic kiselina (arsenova kiselina) H 3 AsO 3 postoji samo u vodenom rastvoru; slaba kiselina; dobijeno otapanjem As 2 O 3 u vodi; međuproizvod u pripremi arsenita (III) i drugih jedinjenja.

- koncentrovana sumporna kiselina reaguje sa arsenom prema sledećoj jednačini da nastane orthoarsenic kiseline:

2As + 3H 2 SO 4 = 2H 3 AsO 3 +3SO 2

- alkalni rastvori ne reaguju sa arsenom u odsustvu kiseonika. Kada se arsen prokuva sa alkalijama, oksidira se u so arsenske kiseline H 3 AsO 3 . Kada se stapa sa alkalijama, nastaju arsin (arsenov vodonik) AsH 3 i arsenati (III). Nanesite ASH 3

za dopiranje poluprovodničkih materijala arsenom za dobijanje As visoke čistoće.

Poznati su nestabilni viši arsini: diarzin Kao 2 H 4, raspada se već na -100 o C; triarsine As 3 H 5 .

Metalni arsen lako reaguje sa halogenima, dajući isparljive halogenide AsHal 3:

Kao +3Cl 2 = 2AsCl 3

AsCl 3 je bezbojna uljasta tečnost koja ispari na vazduhu i, kada se očvrsne, formira kristale sa bisernim sjajem.

C F 2 takođe formira AsF 5 - pentafluorid - bezbojni gas, rastvorljiv u vodi i alkalnim rastvorima (sa malom količinom toplote), u dietil eteru, etanolu i benzenu.

Arsen u prahu se spontano pali u okruženju F 2 i Cl 2 .

Sa S, Se i Te, arsen formira odgovarajuće halkogenidi:

sulfidi - As 2 S 5, As 2 S 3 (orpimentni mineral u prirodi), As 4 S 4 (realgar mineral) i As 4 S 3 (dimorfit mineral); selenidi – As 2 Se 3 i As 4 Se 4; telurid – As 2 Te 3 . Halkogenidi arsena su stabilni na vazduhu, nerastvorljivi u vodi, visoko rastvorljivi u alkalnim rastvorima, a kada se zagreju - u HNO 3. Imaju poluvodička svojstva i transparentni su u IR području spektra.

Sa većinom metala daje metalna jedinjenja - arsenidi. Galijum arsenid i indijum arsenid– važna poluprovodnička jedinjenja.

Brojne su poznate arsenikorganski veze. Organoarsenska jedinjenja sadrže As-C vezu. Ponekad organska jedinjenja uključuju sva organska jedinjenja koja sadrže As, na primer, estre arsenske kiseline (RO) 3 As i arsenske kiseline (RO) 3 AsO. Najbrojnija grupa organoarsenih jedinjenja su As derivati ​​sa koordinacionim brojem 3. Tu spadaju organoarsini Rn AsH 3-n, tetraorganodijarzini R2 As-AsR 2, ciklički i linearni poliarganoarsini (RAs) n, kao i organoarsini i diarganoarsini kiseline i njihovi derivati ​​R n AsX 3-n (X= OH, SH, Hal, OR', NR 2', itd.). Većina organoarsenskih jedinjenja su tečnosti, poliorganoarsini i organske kiseline Kao što su čvrste materije, CH 3 AsH 2 i CF 3 AsH 2 su gasovi. Ova jedinjenja su, po pravilu, rastvorljiva u organskim rastvaračima, ograničeno rastvorljiva u vodi i relativno stabilna u odsustvu kiseonika i vlage. Neki tetraorganodijarzini su zapaljivi na vazduhu.