Fizikalne lastnosti arzena na kratko. Kaj je arzen? Definicija, formula, lastnosti

Arzen - klasičen strup srednjeveških in novoveških zastrupljevalcev
in medicine v sodobni športni in rehabilitacijski medicini
Toksični in strupeni kamni in minerali

arzen(lat. Arsenicum), As, kemični element V. skupine periodnega sistema Mendelejeva, atomsko število 33, atomska masa 74,9216; jekleno sivi kristali. Element je sestavljen iz enega stabilnega izotopa, 75 As. Strupeno v kateri koli obliki, zdravilo.

Zgodovinska referenca.

Naravne spojine arzena z žveplom (orpiment As 2 S 3 , realgar As 4 S 4) so ​​poznala ljudstva starega sveta, ki so te minerale uporabljala kot zdravila in barve. Poznan je bil tudi produkt gorenja arzenovih sulfidov, arzenov oksid (III) As 2 O 3 (»beli arzen«).

Ime arsenikon najdemo že na začetku našega štetja; izhaja iz grškega arsen - močan, pogumen in služi za označevanje arzenovih spojin (glede na njihov učinek na telo). Rusko ime naj bi izhajalo iz "miš" ("smrt" - glede na uporabo arzenovih pripravkov za ubijanje jakov, pa tudi za iztrebljanje miši in podgan). Kemično pripravo prostega arzena pripisujejo letu 1250 po Kr. Leta 1789 je A. Lavoisier vključil arzen na seznam kemičnih elementov.

arzen. Belorechenskoe nahajališče, Sev. Kavkaz, Rusija. ~10x7 cm Foto: A.A. Evseev.

Razširjenost arzena v naravi.

Povprečna vsebnost arzena v zemeljski skorji (clarke) je 1,7 * 10 -4% (po masi), v takšnih količinah je prisoten v večini magmatskih kamnin. Ker so arzenove spojine pri visokih temperaturah hlapne (suha vulkanska sublimacija na batolitih), se element sublimira v atmosfero in zrak v obliki kovinskih hlapov (fatamorgane - zrak pod valovi) se med sublimacijo skozi razpoke in cevi magmatske lave ne nabira. procesi; koncentrira se, obarja se iz hlapov in vroče globoke vode na katalizatorjih za tvorbo kristalov - kovinskem železu (skupaj s S, Se, Sb, Fe, Co, Ni, Cu in drugimi elementi).

Med vulkanskimi izbruhi (pri suhi sublimaciji arzena) arzen v obliki svojih hlapnih spojin prehaja v ozračje. Ker je arzen polivalenten, na njegovo migracijo vpliva redoks okolje. V oksidacijskih pogojih zemeljske površine nastajajo arzenati (As 5+) in arzeniti (As 3+).

To so redki minerali, ki jih najdemo na območjih nahajališč arzena. Samorodni arzen in minerali As 2+ so še redkejši. Od mineralov in arzenovih spojin (okoli 180) je arzenopirit FeAsS industrijskega pomena (atom železa je središče tvorbe pirita, formula začetnega "monokristala" je Fe + (As + S)).

Arsenopiritna žila. Trifonovskaya shkh., nahajališče Kochkarskoye (Au), Plast, Yu. Ural, Rusija. arzen. Foto: A.A. Evseev.

Majhne količine arzena so nujne za življenje. Vendar pa na območjih nahajališč arzena in aktivnosti mladih vulkanov prst ponekod vsebuje do 1 % arzena, kar povezujejo z boleznimi živine in odmiranjem vegetacije. Kopičenje arzena je še posebej značilno za pokrajine step in puščav, v katerih tleh je arzen neaktiven. V vlažnem podnebju in pri zalivanju rastlin in tal se arzen izpira iz tal.

V živi snovi je povprečno 3·10 -5% arzena, v rekah 3·10 -7%. Arzen, ki ga reke prinesejo v ocean, se relativno hitro usede. V morski vodi 1 * 10 -7% arzena (veliko je zlata, ki ga izpodriva), v glinah in arzenovih skrilavcih (ob bregovih rek in rezervoarjev, v glinastih črnih formacijah in ob robovih kamnolomov) - 6,6 * 10 - štiri %. Sedimentne železove rude, feromangan in drugi železovi noduli so pogosto obogateni z arzenom.

Fizikalne lastnosti arzena.

Arzen ima več alotropskih modifikacij. V normalnih pogojih je najbolj stabilno tako imenovano kovinsko ali sivo arzen (α-As) - sivo jeklo krhka kristalna masa (glede na lastnosti - kot pirit, zlata mešanica, železov pirit); na svežem prelomu ima kovinski lesk, na zraku hitro potemni, saj je prekrit s tanko plastjo As 2 O 3 .

Arzen se redko imenuje srebrna mešanica - primer Clerks of Tsar A.M. Romanov sredi 17. stoletja, "srebro", nekovljivo, včasih v prahu, se lahko zmelje - strup za carja vse Rusije. Najbolj znan španski škandal v gostilni zastrupljevalcev v bližini mlina "Don Kihot" na poti v Almaden v Španiji, kjer se na evropski celini koplje rdeči cinobarit (škandali o prodaji devic v Krasnodarskem ozemlju Ruske federacije, vas Novy, kristalno rdeči cinober, ne želijo delati) .

Arsenopirit. Druza prizmatičnih kristalov s kalcitnimi sferuliti. Freiberg, Saška, Nemčija. Foto: A.A. Evseev.

Kristalna mreža sivega arzena je romboedrična (a \u003d 4,123Å, kot α \u003d 54 o 10 ", x \u003d 0,226), plastna. Gostota 5,72 g / cm 3 (pri 20 o C), električna upornost 35 * 10 -8 ohm * m ali 35 * 10 -6 ohm * cm, temperaturni koeficient električnega upora 3,9 10 -3 (0 o -100 o C), Brinellova trdota 1470 MN / m 2 ali 147 kgf / mm 2 (3 - 4 po Moocyju); arzen je diamagneten.

Pod atmosferskim tlakom arzen sublimira pri 615 o C, ne da bi se talil, saj je trojna točka α-As pri 816 o C in tlaku 36 at.

Hlapi arzena so do 800 o C sestavljeni iz molekul As 4, nad 1700 o C - samo iz As 2. Ko se pare arzena kondenzirajo na površini, ohlajeni s tekočim zrakom, nastane rumeni arzen - prozorni, kot vosek mehki kristali z gostoto 1,97 g / cm 3, podobni belim fosforjem.

Pod vplivom svetlobe ali z rahlim segrevanjem se spremeni v sivi arzen. Znane so steklasto-amorfne modifikacije: črni arzen in rjavi arzen, ki se pri segrevanju nad 270 o C spremenita v siv arzen.

Kemične lastnosti arzena.

Konfiguracija zunanjih elektronov arzenovega atoma je 3d 10 4s 2 4p 3 . V spojinah ima arzen oksidacijska stanja +5, +3 in -3. Sivi arzen je kemično manj aktiven kot fosfor. Pri segrevanju na zraku nad 400 o C arzen gori in tvori As 2 O 3 .

Arzen se povezuje neposredno s halogeni; pri normalnih pogojih AsF 5 - plin; AsF 3 , AsCl 3 , AsBr 3 - brezbarvne hlapne tekočine; AsI 3 in As 2 I 4 sta rdeča kristala. Pri segrevanju arzena z žveplom dobimo sulfide: oranžno rdeč As 4 S 4 in limonasto rumen As 2 S 3 .

Bledo rumen srebrov sulfid As 2 S 5 ( arsenopirit) se odloži s prehodom H 2 S v ledeno ohlajeno raztopino arzenove kisline (ali njenih soli) v kadeči se klorovodikovi kislini: 2H 3 AsO 4 + 5H 2 S \u003d As 2 S 5 + 8H 2 O; okoli 500 o C razpade na As 2 S 3 in žveplo.

Vsi arzenovi sulfidi so netopni v vodi in razredčenih kislinah. Močni oksidanti (mešanice HNO 3 + HCl, HCl + KClO 3) jih pretvorijo v zmes H 3 AsO 4 in H 2 SO 4 .

Sulfid As 2 S 3 se zlahka raztopi v sulfidih in polisulfidih amonijevih in alkalijskih kovin, pri čemer tvori soli kislin - tioarzen H 3 AsS 3 in tiomarzen H 3 AsS 4 .

S kisikom daje arzen okside: arzenov oksid (III) As 2 O 3 - arzenov anhidrid in arzenov oksid (V) As 2 O 5 - arzenov anhidrid. Prvi od njih nastane z delovanjem kisika na arzen ali njegove sulfide, na primer 2As 2 S 3 + 9O 2 = 2As 2 O 3 + 6SO 2.

Ker se hlapi 2 O 3 kondenzirajo v brezbarvno steklasto maso, ki sčasoma postane motna zaradi tvorbe majhnih kubičnih kristalov, gostota 3,865 g/cm 3 . Gostota hlapov ustreza formuli As 4 O 6 ; nad 1800 o C hlapi sestojijo iz As 2 O 3 .

V 100 g vode je raztopljeno 2,1 g As 2 O 3 (pri 25 o C). Arzenov (III) oksid je amfoterna spojina s prevladujočimi kislimi lastnostmi. Znane so soli (arzeniti), ki ustrezajo ortoarzenovi H 3 AsO 3 in metaarzenovi HAsO 2 kislini; same kisline niso bile pridobljene. V vodi so topni le alkalijski in amonijevi arzeniti.

As 2 O 3 in arzeniti so običajno reducenti (na primer As 2 O 3 + 2I 2 + 5H 2 O \u003d 4HI + 2H 3 AsO 4), lahko pa so tudi oksidanti (na primer As 2 O 3 + 3C \u003d 2As + ZSO ).

Arzenov (V) oksid dobimo s segrevanjem arzenove kisline H 3 AsO 4 (približno 200 o C). Je brezbarven, pri približno 500 o C razpade na As 2 O 3 in O 2 . Arzenovo kislino dobimo z delovanjem koncentrirane HNO 3 na As ali As 2 O 3 .

Soli arzenove kisline (arzenati) so netopne v vodi, z izjemo alkalijskih kovin in amonijevih soli. Znane so soli, ki ustrezajo kislinam ortoarzen H 3 AsO 4 , metaarzen HAsO 3 in piromenzin H 4 As 2 O 7 ; zadnji dve kislini nista bili pridobljeni v prostem stanju. Pri spajanju s kovinami arzen večinoma tvori spojine (arsenide).

Pridobivanje arzena.

Arzen pridobivajo v industriji s segrevanjem arzenovega pirita:

FeAsS = FeS + As

ali (redkeje) redukcija As 2 O 3 s premogom. Oba postopka se izvajata v retortah iz ognjevzdržne gline, povezanih s sprejemnikom za kondenzacijo pare arzena.

Arzenov anhidrid se proizvaja z oksidativnim praženjem arzenovih rud ali kot stranski produkt praženja polimetalnih rud, ki skoraj vedno vsebujejo arzen. Med oksidativnim praženjem nastajajo hlapi As 2 O 3 , ki kondenzirajo v lovilnih komorah.

Surovi As 2 O 3 se čisti s sublimacijo pri 500-600 o C. Očiščen As 2 O 3 se uporablja za proizvodnjo arzena in njegovih pripravkov.

Uporaba arzena.

Majhni dodatki arzena (0,2-1,0% teže) se dodajajo v svinec, ki se uporablja za proizvodnjo šibrovke (arzen poveča površinsko napetost staljenega svinca, zaradi česar strel dobi obliko, ki je blizu kroglasti; arzen rahlo poveča trdota svinca). Kot delni nadomestek za antimon je arzen v nekaterih babitih in tiskarskih zlitinah.

Čisti arzen ni strupen, vendar so vse njegove spojine, ki so topne v vodi ali se lahko raztopijo pod delovanjem želodčnega soka, izjemno strupene; še posebej nevaren je arzen vodik. Od arzenovih spojin, ki se uporabljajo v proizvodnji, je arzenov anhidrid najbolj strupen.

Skoraj vse sulfidne rude barvnih kovin, pa tudi železov (žveplov) pirit, vsebujejo primesi arzena. Zato med njihovim oksidativnim praženjem skupaj z žveplovim dioksidom SO 2 vedno nastane As 2 O 3; večina se kondenzira v dimnih kanalih, vendar zaradi odsotnosti ali nizke učinkovitosti čistilnih naprav, izpušni plini peči za rudo odnesejo znatne količine As 2 O 3 .

Čisti arzen, čeprav ni strupen, je vedno prekrit s strupenim As 2 O 3, ko je shranjen v zraku. V odsotnosti pravilno izvedenega prezračevanja je izredno nevarno luženje kovin (železo, cink) s tehnično žveplovo ali klorovodikovo kislino, ki vsebuje primesi arzena, saj v tem primeru nastane arzenov vodik.

Arzen v telesu.

Kot element v sledovih je arzen vseprisoten v divjih živalih. Povprečna vsebnost arzena v tleh je 4 * 10 -4%, v rastlinskem pepelu - 3 * 10 -5%. Vsebnost arzena v morskih organizmih je večja kot v kopenskih (pri ribah se v jetrih kopiči 0,6-4,7 mg na 1 kg surovine).

Največ ga (na 1 g tkiva) se nahaja v ledvicah in jetrih (pri zaužitju se ne kopiči v možganih). Veliko arzena se nahaja v pljučih in vranici, koži in laseh; relativno malo - v cerebrospinalni tekočini, možganih (predvsem v hipofizi), spolnih žlezah in drugih.

V tkivih je v glavnem arzen beljakovinska frakcija("kamen bodybuilderjev in športnikov"), veliko manj - v kislini topnih in le majhen del ga najdemo v lipidni frakciji. Zdravijo se s progresivno mišično distrofijo - ne kopiči se v možganih in kosteh (športni doping, zdravijo talce in ujetnike koncentracijskih taborišč tipa "Ausvents" na Poljskem, EU, 1941-1944).

Arzen je vključen v redoks reakcije: oksidativno razgradnjo kompleksnih bioloških ogljikovih hidratov in sladkorjev, fermentacijo, glikolizo itd. Izboljšuje miselne sposobnosti (prispeva k procesu razgradnje sladkorjev v možganih). Arzenove spojine se v biokemiji uporabljajo kot specifični inhibitorji encimov za preučevanje presnovnih reakcij. Spodbuja razpad bioloških tkiv (pospešuje). Aktivno se uporablja v zobozdravstvu in onkologiji - za odpravo hitro rastočih in zgodnjih starajočih se rakavih celic in tumorjev.

Mešanica (trda sulfidna zlitina) talija, arzena in svinca: Hutchinsonit (Hutchinsonite)

Mineralna formula (Pb, Tl)S` Ag2S * 5 As2 S5 je kompleksna sulfidna in adzenid karbidna sol. Romb. Kristali prizmatični do iglasti. Cepitev popolna po (010). Agregati so radialno iglasti, zrnati. Trdota 1,5-2. Specifična teža 4.6. Rdeča. Diamantne bleščice. V hidrotermalnih nahajališčih z dolomitom, s sulfidi in arzenidi Zn, Fe, As in sulfoarsenidi. Rezultat suhe žveplove in arzenove sublimacije magme skozi kaldere in odprte odprtine vulkanov, kot tudi suhe sublimacije skozi razpoke v globoko ležečih magmatskih plutonitih iz razgrete Zemljine magme. Vsebuje srebro. Je eden od desetih za zdravje ljudi in živali zelo nevarnih ter rakotvornih kamnov in mineralov, ki v sodobnih razmerah kristalizirajo med drugimi kamninami v obliki škodljivih, zdravju nevarnih (ob nepooblaščenem ravnanju) in varljivih rudnih lepot. Na fotografiji - Hutchinsonite z orpimentom.

Strupeni minerali. Hutchinsonite - poimenovan po mineralogu Hutchinsonu z Univerze v Cambridgeu in izgleda kot svinec (lahko se uporablja za zaščito pred sevanjem). Odprt leta 1861. Smrtonosna mešanica (trda zlitina) talija, arzena in svinca. Stik s tem mineralom lahko povzroči izpadanje las (alopecija, plešavost, plešavost), kompleksne kožne bolezni in smrt. Vse njegove glavne sestavine so strupene. Zelo podoben svincu, samorodnemu srebru, piritu ("suhi pirit") in arsenopiritu. Izgleda tudi kot antimonit (antimonova spojina, tudi zelo strupena). Tudi izgleda kot zeoliti. Gutchinsonite je nevarna in neverjetna mešanica trdih kovin talija, svinca in arzena. Tri redke, zelo drage in dragocene rude kovin tvorijo strupen, smrtonosen koktajl mineralov, s katerimi je treba ravnati skrajno previdno. Hkrati vplivajo na možgane, srce in jetra.

Talij je mračni dvojček svinca. Ta gosta, maščobna kovina je po atomski masi podobna svincu, vendar je še bolj smrtonosna. Talij je redka kovina, ki se pojavlja v zelo strupenih spojinah, sestavljenih iz čudnih kombinacij elementov (trde zlitine). Učinki izpostavljenosti taliju so nevarnejši od izpostavljenosti svincu in vključujejo izpadanje las (alopecija, alopecija), resne bolezni zaradi stika s kožo in v mnogih primerih smrt. Hutchinsonit je dobil ime po Johnu Hutchinsonu, priznanem mineralogu na Univerzi v Cambridgeu. Ta mineral je mogoče najti v gorskih predelih Evrope, najpogosteje v rudiščih. Mineral, priljubljen v medicinskem zobozdravstvu itd. Alkoholiki se bojijo minerala.

Hutchinsonite (Hatchinsonite) včasih v šali imenujejo "suh" ali "trd alkohol", "trd alkohol" (in ne le zaradi škodljivih učinkov opojnih zastrupitev na telo in zdravje ljudi). Kemična formula živilskega alkohola (alkohola) je C2 H5 (OH). Hutchinsonit (Hatchinsonite) ima kemijsko formulo - 5 As2 S5 * (Pb, Tl) S` Ag2 S ali 5 As2 S5 * (Pb, Tl) S` Ag Ag S. Formula Hutchinsonita (Hatchinsonite) je včasih prepisana drugače - As2 S5 * ( Pb) + As2 S5 * (Tl) + As2 S5 * S + As2 S5 * Ag + As2 S5 * AgS. Kemijsko ločevanje komponent v proizvodnji poteka tudi glede na vrsto različnih alkoholov (plasti mehanske obogatitve, različne mase in teže, ki se zdrobijo z ultrazvokom in ločijo v centrifugi ali na vibrirajoči ploščadi - grozljivka "Nezemljani" "). Možne so tudi druge podobne različice kemijske formule (sestava se spreminja).

ADR 6.1
Strupene snovi (strup)
Nevarnost zastrupitve pri vdihavanju, stiku s kožo ali zaužitju. Nevarno za vodno okolje ali kanalizacijski sistem
Uporabite masko za izhod v sili

ADR 3
Vnetljive tekočine
Nevarnost požara. Nevarnost eksplozije. Posode lahko eksplodirajo pri segrevanju (zelo nevarno - enostavno zažgati)

ADR 2.1
vnetljivi plini
Nevarnost požara. Nevarnost eksplozije. Morda pod pritiskom. Nevarnost zadušitve. Lahko povzroči opekline in/ali ozebline. Zmogljivosti lahko eksplodirajo pri segrevanju (super nevarno - praktično ne gorijo)
Uporabi pokrov. Izogibajte se nizkim površinam (luknje, nižine, jarki)
Rdeči diamant, številka ADR, črn ali bel plamen

ADR 2.2
plinska jeklenka Nevnetljivi, nestrupeni plini.
Nevarnost zadušitve. Morda pod pritiskom. Lahko povzroči ozebline (podobne opeklinam - bledica, mehurji, črna plinska gangrena - škripanje). Posode lahko eksplodirajo pri segrevanju (super nevarno - eksplozija iskre, plamena, vžigalice, praktično ne gori)
Uporabi pokrov. Izogibajte se nizkim površinam (luknje, nižine, jarki)
Zeleni romb, številka ADR, črna ali bela plinska jeklenka (kot je "jeklenka", "termovka")

ADR 2.3
Strupeni plini. Lobanja in prekrižene kosti
Nevarnost zastrupitve. Morda pod pritiskom. Lahko povzroči opekline in/ali ozebline. Posode lahko eksplodirajo ob segrevanju (super nevarno - takojšnje širjenje plinov po okolici)
Uporabite masko za izhod v sili. Uporabi pokrov. Izogibajte se nizkim površinam (luknje, nižine, jarki)
Bel diamant, številka ADR, črna lobanja in prekrižane kosti

arzen(lat. arsenicum), as, kemični element v skupine periodnega sistema Mendelejeva, atomsko število 33, atomska masa 74,9216; jekleno sivi kristali. Element je sestavljen iz enega stabilnega izotopa 75 as.

Zgodovinska referenca. Naravne spojine M. z žveplom (orpiment kot 2 s 3, realgar kot 4 s 4) so ​​poznali narodi starega sveta, ki so te minerale uporabljali kot zdravila in barve. Znan je bil tudi produkt gorenja sulfidov M. - oksid M. (iii) kot 2 o 3 ("beli M."). Ime arsenik o n najdemo že pri Aristotelu; izhaja iz grščine a rsen - močan, pogumen in je služil za označevanje spojin M. (glede na njihov močan učinek na telo). Rusko ime naj bi prišlo iz "miši" (glede na uporabo pripravkov M. za uničenje miši in podgan). Pripisuje se pridobivanje M. v prostem stanju Albert Veliki(približno 1250). Leta 1789 A. Lavoisier vključil M. v seznam kemijskih elementov.

razširjenost v naravi. Povprečna vsebnost M. v zemeljski skorji (clarke) je 1,7 × 10 -4% (po masi), v takšnih količinah je prisotna v večini magmatskih kamnin. Ker so M. spojine hlapne pri visokih temperaturah, se element med magmatskimi procesi ne kopiči; koncentrira se z obarjanjem iz vročih globokih voda (skupaj s s, se, sb, fe, co, ni, cu in drugimi elementi). Med vulkanskimi izbruhi M. v obliki svojih hlapnih spojin vstopi v ozračje. Ker je M. multivalenten, na njegovo migracijo močno vpliva redoks okolje. V oksidacijskih pogojih zemeljske površine nastajajo arzenati (kot 5+) in arzeniti (kot 3+). To so redki minerali, ki jih najdemo le na območjih nahajališč mineralov, še redkejši pa so samorodni minerali in minerali 2+. Od številnih mineralov M. (približno 180) je velik industrijski pomen le arsenopirit.

Majhne količine M. so potrebne za življenje. Vendar pa na območjih nahajališča M. in dejavnosti mladih vulkanov tla ponekod vsebujejo do 1% M., kar je povezano z boleznimi živine in smrtjo vegetacije. Akumulacija M. je še posebej značilna za pokrajine step in puščav, v tleh katerih je M. neaktiven. V vlažnem podnebju se M. zlahka izpere iz tal.

V živi snovi v povprečju 3 × 10 -5% M., v rekah 3 × 10 -7%. M., ki ga reke prinesejo v ocean, se razmeroma hitro obori. V morski vodi le 1 10 -7% M., v glinah in skrilavcih pa 6,6 10 -4%. Sedimentne železove rude, feromanganovi noduli so pogosto obogateni z M.

Fizikalne in kemijske lastnosti. M. ima več alotropskih modifikacij. V normalnih pogojih je najbolj stabilna tako imenovana kovinska ali siva M. (a -as) - sivo-jeklena krhka kristalna masa; v svežem prelomu ima kovinski lesk, na zraku hitro potemni, ker je prekrit s tanko plastjo kot 2 o 3. Kristalna mreža sive M. je romboedrična ( a= 4,123 a , kot a = 54°10", X= 0,226), večplastna. Gostota 5,72 g/cm3(pri 20°c), električna upornost 35 10 -8 ohm? m, ali 35 10 -6 ohm? cm, temperaturni koeficient električnega upora 3,9 10 -3 (0°-100 °c), Brinellova trdota 1470 MN/m 2 ali 147 kgf/mm 2(3-4 po Mohsu); M. je diamagneten. Pod atmosferskim tlakom M. sublimira pri 615 ° C brez taljenja, saj je trojna točka a -as pri 816 ° C in tlaku 36 pri. Para M. do 800 ° C je sestavljena iz molekul kot 4, nad 1700 ° C - samo kot 2. Med kondenzacijo hlapov M. na površini, ohlajeni s tekočim zrakom, nastanejo rumeni M. - prozorni, kot vosek mehki kristali z gostoto 1,97. g/cm3, po lastnostih podoben belemu fosfor. Pod vplivom svetlobe ali pri rahlem segrevanju se spremeni v sivo M. Znane so tudi steklasto-amorfne modifikacije: črna M. in rjava M., ki se pri segrevanju nad 270 ° C spremenijo v sivo M.

Konfiguracija zunanjih elektronov atoma M. 3 d 10 4 s 2 4 str 3. V spojinah ima M. oksidacijska stanja + 5, + 3 in - 3. Siva M. je kemično veliko manj aktivna kot fosfor. Pri segrevanju na zraku nad 400 ° C M. gori in tvori kot 2 o 3. M. se neposredno poveže s halogeni; pri normalnih pogojih asf 5 - plin; asf 3 , ascl 3 , asbr 3 - brezbarvne, lahko hlapne tekočine; asi 3 in as 2 l 4 sta rdeča kristala. Pri segrevanju M. z žveplom dobimo sulfide: oranžno rdeče kot 4 s 4 in limonasto rumene kot 2 s 3. Bledo rumeni sulfid kot 2 s 5 se obori, ko h 2 s preidemo v ledeno ohlajeno raztopino arzenove kisline (ali njenih soli) v kadeči se klorovodikovi kislini: 2h 3 aso 4 + 5h 2 s \u003d kot 2 s 5 + 8h 2 o; okoli 500°c razpade na 2 s 3 in žveplo. Vsi sulfidi M. so netopni v vodi in razredčenih kislinah. Močni oksidanti (mešanice hno 3 + hcl, hcl + kclo 3) jih pretvorijo v mešanico h 3 aso 4 in h 2 so 4. Sulfid kot 2 s 3 se zlahka raztopi v sulfidih in polisulfidih amonijevih in alkalijskih kovin, pri čemer tvori soli kislin - tiomarsenic h 3 ass 3 in tiomarsenic h 3 ass 4 . S kisikom M. daje okside: oksid M. (iii) kot 2 o 3 - arzenov anhidrid in oksid M. (v) kot 2 o 5 - arzenov anhidrid. Prvi od njih nastane z delovanjem kisika na M. ali njegovih sulfidov, na primer 2as 2 s 3 + 9o 2 \u003d 2as 2 o 3 + 6so 2. Hlapi kot 2 o 3 se kondenzirajo v brezbarvno steklasto maso, ki sčasoma postane motna zaradi tvorbe majhnih kubičnih kristalov, gostota 3,865 g/cm3. Gostota pare ustreza formuli kot 4 o 6: nad 1800 °c je para sestavljena iz kot 2 o 3 . Pri 100 G voda se raztopi 2.1 G kot 2 o 3 (pri 25 °C). Oksid M. (iii) je amfoterna spojina s prevladujočimi kislimi lastnostmi. Znane so soli (arzeniti), ki ustrezajo ortoarzenovi h 3 aso 3 in metaarzenovi haso 2 kislini; same kisline niso bile pridobljene. V vodi so topni le alkalijski in amonijevi arzeniti. kot 2 o 3 in arzeniti so običajno reducenti (na primer kot 2 o 3 + 2i 2 + 5h 2 o \u003d 4hi + 2h 3 aso 4), lahko pa so tudi oksidanti (na primer kot 2 o 3 + 3c \u003d 2as + 3co ).

Oksid M. (v) dobimo s segrevanjem arzenove kisline h 3 aso 4 (približno 200°c). Je brezbarven, pri približno 500 °C razpade na 2 o 3 in o 2 . Arzenovo kislino dobimo z delovanjem koncentriranega hno 3 na as ali kot 2 o 3 . Soli arzenove kisline (arzenati) so netopne v vodi, z izjemo alkalijskih kovin in amonijevih soli. Znane so soli, ki ustrezajo kislinam ortoarzen h 3 aso 4 , metaarzen haso 3 in piroarzen h 4 kot 2 o 7; zadnji dve kislini nista bili pridobljeni v prostem stanju. Pri spajanju s kovinami M. večinoma tvori spojine ( arzenidi).

Pridobivanje in uporaba . M. se pridobiva v industriji s segrevanjem arzenovih piritov:

feass = fes + as

ali (redkeje) kot 2 o 3 redukcija z ogljem. Oba procesa se izvajata v retortah iz ognjevzdržne gline, ki so povezani s sprejemnikom za kondenzacijo hlapov M. Arzenov anhidrid pridobivamo z oksidativnim žganjem arzenovih rud ali kot stranski produkt pri žganju polimetalnih rud, ki skoraj vedno vsebuje M. Pri oksidativnem žganju se M. saj nastanejo 2 o 3 pare, ki kondenzirajo v lovilne komore. Surovo kot 2 o 3 se očisti s sublimacijo pri 500-600 °C. Očiščena kot 2 o 3 se uporablja za proizvodnjo M. in njenih pripravkov.

Majhni dodatki M. (0,2-1,0 mas.%) se vnesejo v svinec, ki se uporablja za proizvodnjo puške (M. poveča površinsko napetost staljenega svinca, zaradi česar strel pridobi obliko, ki je blizu sferične; M. rahlo poveča trdoto svinca). Kot delni nadomestek antimona je M. del nekaterih babitov in tiskarskih zlitin.

Čista M. ni strupena, vendar so vse njene spojine, ki so topne v vodi ali se lahko raztopijo pod delovanjem želodčnega soka, izjemno strupene; še posebej nevarno arzenov vodik. Od spojin, ki se uporabljajo pri proizvodnji M., je anhidrid arzena najbolj strupen. Skoraj vse sulfidne rude barvnih kovin, pa tudi železov (žveplov) pirit, vsebujejo primesi M.. Zato med njihovim oksidativnim praženjem skupaj z žveplovim dioksidom vedno nastane tako 2, kot 2 o 3; večina se kondenzira v dimnih kanalih, vendar zaradi odsotnosti ali nizke učinkovitosti čistilnih naprav, izpušni plini peči za rudo potegnejo znatne količine as 2 o 3 . Čista M., čeprav ni strupena, je pri shranjevanju na zraku vedno prekrita s prevleko strupene kot 2 o 3. Če ni ustreznega prezračevanja, je jedkanje kovin (železo, cink) s tehnično žveplovo ali klorovodikovo kislino, ki vsebuje primesi M., zelo nevarno, saj v tem primeru nastane arzenov vodik.

S. A. Pogodin.

M. v telesu. Kot element v sledovih M. je vseprisoten v divjih živalih. Povprečna vsebnost M. v tleh je 4 10 -4%, v rastlinskem pepelu - 3 10 -5%. Vsebnost M. v morskih organizmih je višja kot v kopenskih (v ribah 0,6-4,7 mg v 1 kg surove snovi se kopičijo v jetrih). Povprečna vsebnost M. v človeškem telesu je 0,08-0,2 mg/kg. V krvi se M. koncentrira v eritrocitih, kjer se veže na molekulo hemoglobina (poleg tega je v globinski frakciji dvakrat več kot v hemu). Največja količina tega (na 1 G tkivo) najdemo v ledvicah in jetrih. Veliko M. je v pljučih in vranici, koži in laseh; razmeroma malo - v cerebrospinalni tekočini, možganih (predvsem hipofizi), spolnih žlezah itd. V tkivih M. je v glavni beljakovinski frakciji, veliko manj - v kislinsko topni in le majhen del najdemo v lipidni frakciji. M. je vključen v redoks reakcije: oksidativno razgradnjo kompleksnih ogljikovih hidratov, fermentacijo, glikolizo itd. Spojine M. se uporabljajo v biokemiji kot specifične zaviralci encimi za preučevanje presnovnih reakcij.

M. v medicini. Organske spojine M. (aminarson, miarsenol, novarsenal, osarsol) se uporabljajo predvsem za zdravljenje sifilisa in protozojskih bolezni. Anorganski pripravki M. - natrijev arzenit (natrijeva arzenova kislina), kalijev arzenit (kalijeva arzenova kislina), anhidrid arzena kot 2 o 3, so predpisani kot splošni tonik in tonik. Pri lokalni uporabi lahko anorganski pripravki M. povzročijo nekrotizirajoči učinek brez predhodnega draženja, zato ta proces poteka skoraj neboleče; ta lastnost, ki je najbolj izrazita pri kot 2 o 3 , se v zobozdravstvu uporablja za uničevanje zobne pulpe. Za zdravljenje luskavice se uporabljajo tudi anorganski pripravki M.

Umetno pridobljeni radioaktivni izotopi M. 74 kot (t 1 / 2 = 17,5 dan) in 76 kot (t 1/2 = 26,8 h) se uporabljajo v diagnostične in terapevtske namene. Z njihovo pomočjo se razjasni lokalizacija možganskih tumorjev in določi stopnja radikalnosti njihove odstranitve. Radioaktivni M. se včasih uporablja za krvne bolezni itd.

Po priporočilih Mednarodne komisije za zaščito pred sevanjem je največja dovoljena vsebnost 76 as v telesu 11. mikrokiri. V skladu s sanitarnimi standardi, sprejetimi v ZSSR, so največje dovoljene koncentracije 76 v vodi in odprtih rezervoarjih 1 10 -7 curie/l, v zraku delovnih prostorov 5 10 -11 curie/l. Vsi pripravki M. so zelo strupeni. Pri akutni zastrupitvi se pojavijo hude bolečine v trebuhu, driska, poškodbe ledvic; možen kolaps, konvulzije. Pri kroničnih zastrupitvah so najpogostejše prebavne motnje, katarji sluznice dihalnih poti (faringitis, laringitis, bronhitis), kožne lezije (eksantem, melanoza, hiperkeratoza), motnje občutljivosti; možen razvoj aplastične anemije. Pri zdravljenju zastrupitev z zdravili M. je najpomembnejši unitiol.

Ukrepi za preprečevanje industrijske zastrupitve morajo biti usmerjeni predvsem v mehanizacijo, tesnjenje in odstranjevanje prahu tehnološkega procesa, ustvarjanje učinkovitega prezračevanja in zagotavljanje osebne zaščitne opreme delavcev pred izpostavljenostjo prahu. Obvezni so redni zdravstveni pregledi delavcev. Predhodni zdravstveni pregledi se opravijo ob zaposlitvi, za zaposlene pa enkrat na šest mesecev.

Lit.: Remi G., Tečaj anorganske kemije, trans. iz nemščine, letnik 1, M., 1963, str. 700-712; Pogodin S. A., Arzen, v knjigi: Kratka kemijska enciklopedija, zvezek 3, M., 1964; Škodljive snovi v industriji, pod splošno. izd. N. V. Lazareva, 6. izd., 2. del, L., 1971.

prenesi povzetek

Elementarni arzen in strupene lastnosti njegovih spojin so ljudem znani že zelo dolgo. Do tega sklepa lahko pridemo, če vemo, da je metodo ugotavljanja smrti zaradi zastrupitve z arzenom, ki se trenutno uporablja, ustvaril James Marchais leta 1836.

Arzen ali »kralj strupov« je enostavna snov, ki se občasno pojavlja v naravi v prosti obliki. Je kovina krhke strukture, sive barve z rahlo zelenkastim odtenkom in izrazitim jeklenim sijajem.

V kristalnem stanju je podoben drugim kovinam in ima dobro toplotno in električno prevodnost, vendar so njegove nekovinske lastnosti veliko bolj izrazite. Na primer, vsak arzenov hidroksid je kislina.

Elementarni arzen, pa tudi vse njegove spojine, je izjemno strupen, vendar je takšne snovi precej težko dobiti, saj z veliko večino kovin in nekovin reagira le pri zelo visokih temperaturah.

Že tisočletja je elementarni arzen kovina in njegovi oksidi so jemali za isto snov. Jasnost so uvedli šele konec 18. stoletja. V kemijski periodični tabeli ime arzena (33As) zveni kot arzen, iz latinščine arsenicum - neposredna izposoja iz grškega jezika, kar je preoblikovanje zarnika. Tako so stari Perzijci in Asirci imenovali znani rumeni orpiment (arzenov sulfid).

Pojav ruskega imena pripisujejo priljubljeni frazi "miš" in "strup", saj je bil oksid dolgo časa edina učinkovita snov za zatiranje glodalcev.

Proizvodnja in aplikacije

Do danes je znanih nekaj več kot 200 mineralov, ki vsebujejo arzen. Največkrat je prisoten v nahajališčih srebrove, bakrove ali svinčeve rude. Vendar pa je mineral velikega industrijskega pomena arzenov pirit ali arsenopirit.

Med številnimi načini pridobivanja kovinskega (sivega) arzena je žganje arsenopirita, ki mu sledi redukcija njegovega oksida z antracitnim premogom, vendar se glavnina surovine predela v beli arzen ali arzenov trioksid - arzenov anhidrid.

Uporaba sivega arzena - srebrnaste grobozrnate kovine je še posebej pomembna za metalurško proizvodnjo, saj se uporablja:

• kot talilo ali dopant za proizvodnjo nekaterih zlitin;
• kot dodatek, ki poveča trdoto svinčenih in bakrenih izdelkov ter poveča površinsko napetost tekočega svinca.

Uporaba arzena III - arzenovega trioksida je veliko širša:

• v kmetijstvu - obdelava semen, zatiranje bolezni rastlin, uničevanje škodljivcev in glodavcev;
• v steklarski industriji - pridobivanje stekel z lahko taljivostjo, brezbarvnih stekel, pa tudi pri proizvodnji ogledal;
• v usnjarski industriji - konzerviranje usnja;
• v laboratorijskih kemijskih analizah arzenovih soli - analitski reagenti;
• zaščita pred gnitjem lesenih izdelkov za zunanjo uporabo - pragovi, drogovi, ograje;
• netopne arzenove soli se uporabljajo za izdelavo materialov za polprevodnike, vključno z ionsko selektivnimi membranami;
• proizvodnja kemičnih bojnih sredstev - obstojni lewisit in strupeno-dimni adamsit;
• v medicini - za proizvodnjo zdravil, pa tudi v zobozdravstvu - kot anestetik.

Industrijska varnost

Trenutno so odobreni naslednji osnovni varnostni ukrepi za delo z arzenom:

• popolna tesnost opreme;
• uporaba intenzivnega prezračevanja za odstranjevanje plinov, prahu in prahu ter analiza zračnega okolja po ustaljenem urniku;
• uporaba osebne zaščitne opreme: očala, rokavice, posebne obleke, če je potrebno - plinska maska;

Vsaka veja proizvodnje ima svoja posebna pravila, varnostna navodila za zaposlene pa se izvajajo pod podpisom enkrat na četrtletje vsako leto. Ženske in fantje, mlajši od 18 let, ne smejo delati z arzenom, moški pa morajo opraviti četrtletne zdravniške preglede.

Možni vzroki zastrupitve

Se je danes mogoče zastrupiti z arzenom? Seveda, da, ker nihče od delavcev ni zavarovan pred nesrečo pri delu in med uporabo strupov na osnovi arzena v vsakdanjem življenju lahko po nesreči vstopi v telo. Včasih so zabeleženi namerni primeri zastrupitve - samomor ali umor. Vse te epizode so razvrščene kot akutne zastrupitve.

Zastrupitev z arzenom lahko povzroči tudi poklicna izpostavljenost majhnim odmerkom, pa tudi dolgotrajna uporaba onesnažene vode ali zdravil. Takšna zastrupitev je razvrščena kot kronična.

Posebna, subakutna kategorija zastrupitev vključuje primere, ko oseba pride v območje delovanja adamsita, ki ga policija nekaterih držav uporablja za razgon množičnih demonstracij. Med strupi, razvrščenimi kot kemična bojna sredstva, zavzema adamsit mesto med sterniti, spojinami, ki dražijo zgornje dihalne poti.

Drug gospodinjski vzrok zastrupitve z arzenom je nabiranje gob na mestih uničenja kemičnega orožja ali brezvestno odlaganje odpadkov, ki vsebujejo arzen. V sadnih telesih gob, ki rastejo na takih območjih, koncentracija arzena presega dovoljeno za 1000-krat, hkrati pa se ne razlikujejo po okusu in vonju od istih gob, ki rastejo na sosednjih "čistih" območjih. Poleg tega so znanstveniki prišli do zaključka, da ima micelij raje tla, bogata z arzenom, zato je uživanje gob, kupljenih iz roke brez ustrezne laboratorijske analize, precej nepremišljeno.

Ne smemo pozabiti, da lahko pride do akutne, subakutne ali kronične zastrupitve z arzenom tudi z neustreznim pranjem zelenjave ali sadja, saj se pripravki na osnovi arzena aktivno uporabljajo za zatiranje glodalcev v skladiščih.

Vpliv arzena na človeško telo

Arzen hitro in enostavno prodre v kožo, pljuča in prebavila, medtem ko se anorganske spojine, arzenov trioksid, lažje absorbirajo kot organske. Najbolj nevaren za človeka je plinasti arzin ali arzenov vodik. V svoji čisti obliki arsin ne diši po ničemer, zato mu pred uporabo v proizvodnji dodamo posebno nečistočo, po kateri pridobi vonj po česnu.

Ko prodre v notranjost, čez dan arzen vpliva na vse notranje organe, vstopi vanje s krvnim obtokom, po 2 tednih pa se njegove sledi lahko najdejo v kosteh, koži, laseh in nohtih.

Arzen se dolgo izloča iz telesa, saj se ga le okoli 7 % izloči z blatom. In kljub dejstvu, da se urin odstrani 93%, tudi po zaužitju enkratnega odmerka in po 10 dneh so v njem še vedno sledi.

Ne glede na vstopno pot arzen deluje na naslednji način:

• vstop v krvno plazmo se močno veže s hemoglobinom;
• skozi krvne žile doseže vse organe, vključno s tkivi živčnega sistema;
• povzroča okvaro v biokemiji celičnega dihanja.

simptomi

Značilni simptomi zastrupitve z arzenom so odvisni od odmerka prejete snovi.

Smrtonosni odmerek za osebo z zastrupitvijo z arzenom, če je arzenov trioksid zaužil, je med 50 in 340 mg. Njegova vrednost je neposredno odvisna od zdravstvenega stanja in teže osebe, pa tudi od vrste strupene snovi.

Za arzenov vodik so smrtonosni indikatorji naslednji:

• vdihavanje plina 15 minut s koncentracijo 0,6 mg / l;
• 5 min - 1,3 mg / l;
• več vdihov - 2-4 mg / l;
• takoj - 5 mg / l.

Znaki zastrupitve so odvisni od vrste lezije:

• akutna oblika- v ustih je kovinski okus, pekoč občutek v grlu in krči v grlu. Koža postane cianotična, beločnice oči in dlani pa rumene. Krvni tlak pade in pojavijo se hudi napadi omotice. Razvija se akutna odpoved ledvic in jeter. Želodec močno boli in pojavi se nenadzorovana driska, ki hitro odstrani tekočino iz telesa, posledično - dehidracija. V hujših primerih so možni: spazem ali pljučni edem, paraliza, izguba zavesti in koma.
• Subakutna oblika- hudo draženje oči in sluznice, ki vodi do solzenja in "izcedka iz nosu". Kihanje, kašljanje in tiščanje v prsih. Možna sta slabost in bruhanje, s kovinskim priokusom v ustih. Še posebej močan glavobol.
• Kronična oblika- anemična stanja, splošno slabo počutje in hitra fizična utrujenost. Obstaja šibkost okončin, izguba periferne občutljivosti, otrplost kožnih območij in "goosebumps". Po telesu se razvijejo stabilna rozacea, teleangiektazije in pajkaste vene. Možne so grozne posledice - razvoj encefalopatije in toksičnega hepatitisa. Zaradi visoke kancerogenosti je lahko arzen spodbuda za razvoj raka.

Značilen znak kronične zastrupitve z arzenom so bele črte na nohtih.

Pri moških, ki dolgo delajo v nevarnih industrijah, zastrupitev z arzenom povzroči simptome in naslednje spremembe:

• hiperkeratoza - prekomerna rast površinskih plasti kože;
• suhost, luščenje in luščenje kože na vseh delih telesa;
• povečana pigmentacija rdečega odtenka v templjih, vekah, vratu, pazduhah, bradavicah in skrotumu;
• na nohtih se pojavijo prečne bele črte.

Zastrupitev z arzenom v zobozdravstvu

Arzen se v medicini uporablja kot sestavni del nekaterih zdravil, ki povzročajo lokalne in splošne učinke. Pomaga lahko pri draženju, opeklinah ali anesteziji, deluje kot regulator metabolizma in hematopoeze. Pripravki na osnovi organskih spojin arzena se pogosto uporabljajo za kemoterapijo, spirohetozo in številne druge bolezni, ki jih povzročajo protozoji, pa tudi za zdravljenje sifilisa, recidivne vročine, malarije, Simanovsky-Vincentovega tonzilitisa.

Ker se arzenove paste še vedno uporabljajo v domačem zobozdravstvu, marsikoga mučijo vprašanja: zakaj se uporablja in ali je možna zastrupitev z arzenom pri zdravljenju zob, kako dolgo lahko arzen ostane v zobu in kaj se zgodi, če arzen pogoltnemo iz zob? Odgovorimo na kratko in po vrsti:

• po arzenu odmre živec v zobu;
• sive arzenove paste se uporabljajo v zasebnih zobozdravstvenih ordinacijah kot anestetik za devitalizacijo pulpe, če zaradi njihove intolerance ni mogoče uporabiti sodobnih sredstev, v javnih pa je to mogoče na staromoden način ali zaradi njihove cenenosti;
• tudi za otroka je med zdravljenjem zob nemogoče zastrupiti z arzenovo pasto;
• devitalizacijske paste lahko hranite na enokoreninskih zobeh največ 24 ur, na drugih pa le do 48 ur, sicer bo zob postal črn;
• Depulpin pasto lahko shranite 2 tedna;
• če jeste vato z arzenovo pasto, se ne bo zgodilo nič strašnega, vendar je vseeno bolje upoštevati naslednje postopke:
  • temeljito sperite ustno votlino in vdolbino zoba z rahlo toplo infuzijo lekarniške kamilice ali šibko koncentrirano raztopino sode;
  • vstavite suho vato v votlino zoba;
  • neobvezno, vendar za "pomiritev duše", če obstaja, vzemite kakršen koli sorbent ali popijte kozarec mleka, lahko jeste 100 g skute;
  • kmalu obiščite zdravnika.

Na opombo. Ne bi smeli prenašati zobobola pod plombo z arzenovo pasto. Potreben je nenačrtovan obisk zobozdravnika.

Prva pomoč pri zastrupitvah

Kako ravnati ob zastrupitvi z arzenom in kako ga odstraniti iz telesa? Pri zagotavljanju prve pomoči je treba upoštevati naslednji algoritem:

1. Pokličite rešilca ​​in zagotovite dotok svežega zraka v prostor.
2. Dajte emetik.
3. Obilno sperite želodec.
4. Pijte mleko s stepenimi beljakovinami ali dajte kateri koli razpoložljiv sorbent.
5. Na trebuh položite vročo grelno blazino.
6. Če morate popiti več kozarcev raztopine - 1 žlico žgane magnezijeve raztopine v 200 ml vode.
7. Prepovedano - kislo pitje in vdihavanje amoniaka.
8. Če pride do konvulzij, aktivno drgnite okončine.

Ali obstaja protistrup za arzen in kje ga lahko dobim?

V zdravstvenih centrih podjetij, kjer se uporablja arzen, je v kompletu prve pomoči skupnega podjetja vedno prisoten poseben protistrup - unitol.

V primeru neprevidne zastrupitve v gospodinjstvu morate svoje sume prijaviti operaterju reševalnega vozila, da lahko ekipa vstopi vanj takoj po prihodu.

Zdravljenje

Terapevtski ukrepi so odvisni od resnosti manifestacije zastrupitve. Pri akutnih zastrupitvah se uporabljajo injekcije dimerkaprola (unitol):

• prvi dan vsakih 6 ur, 2-3 mg / kg;
• 2-5 dni po zastrupitvi - vsakih 12 ur;
• 6-10 dni - 1-krat na dan.

Pri hudih simptomih se odmerek enotola poveča na 3-5 mg/kg.

Za lajšanje bolečin v trebuhu se uporabljajo injekcije atropina z morfinom, za preprečevanje odtekanja tekočine iz telesa pa se uporabljajo kapalke fiziološke raztopine z glukozo in adrenalinom, intravensko dajanje kalcijevega klorida in natrijevega tiosulfata. Za bolečine v trebuhu se dajejo injekcije morfija z atropinom. V primeru akutne odpovedi ledvic se uporablja hemodializa in / ali izmenjava transfuzije.

Pri zdravljenju kroničnih oblik zastrupitve se D-penicilamin uporablja v tečajih 5 dni.

arzen- mineral iz razreda samorodnih elementov, polmetal, kemijske formule As. Pogoste primesi so Sb, S, Fe, Ag, Ni; redkeje Bi in V. Vsebnost As v naravnem arzenu doseže 98%. Kemijski element 15. skupine (po zastareli klasifikaciji - glavna podskupina pete skupine) četrtega obdobja periodičnega sistema; ima atomsko število 33. Arzen (surov arzen) je trdna snov, pridobljena iz naravnih arsenopiritov. Obstaja v dveh glavnih oblikah: navadni, tako imenovani "kovinski" arzen, v obliki bleščečih kristalov jeklene barve, krhek, netopen v vodi, in rumeni arzen, kristalen, precej nestabilen. Arzen se uporablja pri proizvodnji arzenovega disulfida, grobih žlebov, trdega brona in raznih drugih zlitin (kositer, baker itd.)

Poglej tudi:

STRUKTURA

Ugotovljenih je bilo več alotropskih modifikacij arzena. V normalnih pogojih je kovinski ali sivi arzen (alfa-arzen) stabilen. Kristalna mreža sivega arzena je romboedrična, plastnata, s periodo a = 4,123 A, kotom a = 54° 10'. Gostota (pri temperaturi 20 ° C) 5,72 g / cm 3; temperaturni koeficient. linearna ekspanzija 3,36 10 deg; specifični električni upor (temperatura 0 ° C) 35 10 -6 ohm cm; HB = š 147; koeficient stisljivost (pri temperaturi 30 ° C) 4,5 x 10 -6 cm 2 / kg. Tališče alfa-arzena je 816 ° C pri tlaku 36 atmosfer.

Pod atm. tlaku, arzen sublimira pri temperaturi 615 ° C brez taljenja. Toplota sublimacije je 102 cal/g. Hlapi arzena so brezbarvni, do temperature 800 ° C so sestavljeni iz molekul As 4, od 800 do 1700 ° C - iz mešanice As 4 in As 2, nad temperaturo 1700 ° C - samo iz As 2. S hitro kondenzacijo arzenovih hlapov na površini, ohlajeni s tekočim zrakom, nastane rumeni arzen - prozorni mehki kristali kubičnega sistema z gostoto 1,97 g / cm3. Znane so tudi druge metastabilne modifikacije arzena: beta-arzen - amorfno steklasto, gama-arzen - rumeno-rjavo in delta-arzen - rjavo amorfno z gostoto 4,73; 4,97 in 5,10 g/cm3. Nad 270 °C se te modifikacije spremenijo v sivi arzen.

LASTNOSTI

Barva na svežem prelomu je cinkasto bela, kositrno bela do svetlo siva, hitro potemni zaradi nastajanja temno sivega odtenka; črna na prepereli površini. Mohsova trdota 3 - 3,5. Gostota 5,63 - 5,8 g / cm 3. Krhko. Diagnosticiran z značilnim vonjem po česnu ob udarcu. Cepnost popolna po (0001) in manj popolna po (0112). Zlom je zrnast. Oud. teža 5,63-5,78. Armatura je siva, kositrno bela. Kovinski sijaj, močan (pri svežem prelomu), na oksidirani, počrneli površini sčasoma hitro zbledi in postane mat. Je diamagneten.

MORFOLOGIJA

IZVOR

Arzen se pojavlja v hidrotermalnih nahajališčih kot metakoloidne tvorbe v prazninah, ki so očitno nastale v zadnjih trenutkih hidrotermalne aktivnosti. V povezavi z njim lahko najdemo arzen, antimon in redkeje žveplove spojine niklja, kobalta, srebra, svinca itd., Pa tudi nekovinski minerali.

V literaturi obstajajo navedbe o sekundarnem izvoru arzena v območjih preperevanja nahajališč arzenovih rud, kar je na splošno malo verjetno, saj je v teh pogojih zelo nestabilen in se, hitro oksidira, popolnoma razgradi. Črne skorje so sestavljene iz fine mešanice arzena in arsenolita (As 2 O 3). Na koncu nastane čisti arzenolit.

V zemeljski skorji je koncentracija arzena nizka in znaša 1,5 ppm. Pojavlja se v tleh in mineralih ter se lahko sprosti v zrak, vodo in prst z vetrno in vodno erozijo. Poleg tega element vstopi v ozračje iz drugih virov. Zaradi vulkanskih izbruhov se v zrak sprosti približno 3 tisoč ton arzena na leto, mikroorganizmi tvorijo 20 tisoč ton hlapnega metilarsina na leto, zaradi zgorevanja fosilnih goriv pa se sprosti 80 tisoč ton nad isto obdobje.

Na ozemlju ZSSR je bil domači arzen najden v več nahajališčih. Od teh omenimo hidrotermalno svinčevo-cinkovo ​​nahajališče Sadon, kjer so ga večkrat opazili v obliki ledvičastih gmot na kristalnem kalcitu z galenitom in sfaleritom. Na levem bregu reke so bile najdene velike ledvičaste akumulacije samorodnega arzena s koncentrično lupinasto strukturo. Chikoya (Transbaikalija). V paragenezi z njim smo opazili le kalcit v obliki robov na stenah tankih žil, ki sekajo starodavne kristalne skrilavce. V obliki drobcev (sl. 76) je bil arzen najden tudi na območju sv. Dzhalinda, Amurska železnica itd. in na drugih mestih.

V številnih nahajališčih na Saškem (Freiberg, Schneeberg, Annaberg itd.) so opazili samorodni arzen v povezavi z arzenovimi spojinami kobalta, niklja, srebra, samorodnega bizmuta itd. Vse te in druge najdbe tega minerala so brez praktični pomen.

UPORABA

Arzenove sulfidne spojine - orpiment in realgar - se uporabljajo v slikarstvu kot barve in v usnjarski industriji kot sredstvo za odstranjevanje dlak s kože. V pirotehniki se realgar uporablja za proizvajanje »grškega« ali »indijskega« ognja, ki nastane pri gorenju mešanice realgarja z žveplom in nitratom (pri gorenju tvori svetlo bel plamen).
Nekatere organoelementne spojine arzena so kemična bojna sredstva, na primer lewisit.

Na začetku 20. stoletja so nekatere derivate kakodila, kot je salvarsan, uporabljali za zdravljenje sifilisa, sčasoma so ta zdravila iz medicinske uporabe za zdravljenje sifilisa izpodrinila druga, manj strupena in učinkovitejša zdravila brez arzena. pripravki.

Številne arzenove spojine se v zelo majhnih odmerkih uporabljajo kot zdravila za boj proti slabokrvnosti in številnim drugim resnim boleznim, saj imajo klinično opazen stimulativni učinek na številne specifične telesne funkcije, zlasti na hematopoezo. Od anorganskih spojin arzena se arzenov anhidrid lahko uporablja v medicini za pripravo tablet in v zobozdravstveni praksi v obliki paste kot nekrotizirajoče zdravilo. To zdravilo so pogovorno in v žargonu imenovali "arzen" in so ga v zobozdravstvu uporabljali za lokalno nekrozo zobnega živca. Trenutno se pripravki arzena redko uporabljajo v zobozdravstveni praksi zaradi njihove toksičnosti. Zdaj so razvite in se uporabljajo druge metode neboleče nekroze zobnega živca v lokalni anesteziji.

Arzen - As

KLASIFIKACIJA

Arzen je nekovina, tvori podobne spojine po svojih kemičnih lastnostih. Vendar ima arzen poleg nekovinskih lastnosti tudi kovinske lastnosti. Na zraku v normalnih pogojih arzen rahlo oksidira s površine. Arzen in njegovi analogi niso netopni niti v vodi niti v organskih topilih.

Arzen je reaktiven. V zraku pri normalni temperaturi tudi kompakten (zlit) kovinski arzen zlahka oksidira; pri segrevanju se arzen v prahu vname in gori z modrim plamenom, da nastane As 2 O 3 oksid. Znan je tudi toplotno manj stabilen nehlapen oksid As 2 O 5 .

Pri segrevanju (brez zraka) As sublimira (temperatura sublimacije 615 o C). Paro sestavljajo molekule As 4 z neznatno (približno 0,03%) primesi molekul As 2.

Arzen spada v skupino oksidacijsko-reduktivnih sredstev. Pod delovanjem močnih reducentov ima oksidativne lastnosti. Torej, pod delovanjem kovin in vodika v času sproščanja, je sposoben dati ustrezne kovinske in vodikove spojine:

6Ca + As 4 \u003d 2Ca 3 As 2

Pod delovanjem močnih oksidantov arzen preide v tri- ali petvalentno stanje. Na primer, pri segrevanju na zraku arzen, oksidiran s kisikom, izgori in tvori bel dim - arzenov oksid (III) As 2 O 3:

Kot 4 + 3O 2 \u003d 2As 2 O 3

Stabilni obliki arzenovega oksida v plinski fazi sta seskvioksid (anhidrid arzena) As 2 O 3 in njegov dimer As 4 O 6 . Do 300 o C je glavna oblika v plinski fazi dimer, nad to temperaturo se opazno disociira, pri temperaturah nad 1800 o C pa je plinasti oksid praktično sestavljen iz monomernih molekul As 2 O 3 .

Plinska zmes As 4 O 6 in As 2 O 3 nastane med zgorevanjem As v kisiku, med oksidativnim praženjem As sulfidnih mineralov, kot so arsenopirit, rude barvnih kovin in polimerne rude.

Ko pare kondenzirajo As 2 O 3 (As 4 O 6) nad 310 °C, nastane steklasta oblika As 2 O 3. Ko para kondenzira pod 310 ° C, nastane brezbarvna polikristalna kubična modifikacija arsenolita. Vse oblike As 2 O 3 so dobro topne v kislinah in alkalijah.

Oksid As (V) (arzenov anhidrid) As 2 O 5 - brezbarvni kristali rombičnega sistema. Pri segrevanju As 2 O 5 disociira na As 4 O 6 (plin) in O 2. Pridobite As 2 O 5 z dehidracijo koncentriranih raztopin H 3 AsO 4, ki ji sledi kalcinacija nastalih hidratov.

Znan oksid As 2 O 4, pridobljen s sintranjem As 2 O 3 in As 2 O 5 pri 280 o C v prisotnosti vodne pare. Poznan je tudi plinasti monoksid AsO, ki nastane pri električni razelektritvi v parah As trioksida pri znižanem tlaku.

Ko se As 2 O 5 raztopi v vodi, tvori orto-arzen H 3 AsO 3 ali As (OH) 3 in meta-arzen HAsO 2 ali AsO (OH), kisline, ki obstajajo samo v raztopini in imajo amfoterne, pretežno kisle , lastnosti.

V odnosu do kislin se arzen obnaša takole:

- arzen ne reagira s klorovodikovo kislino, vendar v prisotnosti kisika nastane arzenov triklorid AsCl 3:

4As + 3O 2 + 12HCl \u003d 4AsCl 3 + 6H 2 O

- razredčena dušikova kislina pri segrevanju oksidira arzen na ortoarzenski kisline H 3 AsO 3 in koncentrirane dušikove kisline - do orto-arzenove kisline H 3 AsO 4:

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

Ortoarzenova kislina(arzenova kislina) H 3 AsO 4 * 0,5 H 2 O - brezbarvni kristali; tališče - 36 ° C (z razgradnjo); topen v vodi (88 mas. % pri 20 °C); higroskopičen; v vodnih raztopinah - tribazična kislina; pri segrevanju na približno 100 ° C izgubi vodo in se spremeni v piro-arzenovo kislino H 4 As 5 O 7, pri višjih temperaturah pa preide v meta-arzenovo kislino HAsO 3. Pridobiva se z oksidacijo As ali As 2 O 3 s koncentrirano HNO 3 . Je lahko topen v vodi in je približno enak fosforju.

Oksidativne lastnosti arzenove kisline se opazno manifestirajo le v kislem okolju. Arzenova kislina lahko oksidira HI v I 2 z reverzibilnimi reakcijami:

H 3 AsO 4 + 2HI \u003d H 3 AsO 3 + I 2 + H 2 O

ortoarzen kislina (arzenova kislina) H 3 AsO 3 obstaja samo v vodni raztopini; šibka kislina; pridobljen z raztapljanjem As 2 O 3 v vodi; vmesni produkt pri pripravi arzenitov (III) in drugih spojin.

- koncentrirana žveplova kislina reagira z arzenom v skladu z naslednjo enačbo s tvorbo ortoarzenski kisline:

2As + 3H 2 SO 4 \u003d 2H 3 AsO 3 + 3SO 2

- raztopine alkalij v odsotnosti kisika ne reagirajo z arzenom. Pri kuhanju arzena z alkalijami se oksidira v sol arzenove kisline H 3 AsO 3 . Pri spajanju z alkalijami nastanejo arzin (arzenov vodik) AsH 3 in arzenati (III). Nanesite AsH 3

za dopiranje polprevodniških materialov z arzenom, za pridobivanje As visoke čistosti.

Znani so nestabilni višji arzini: diarzin As 2 H 4 razpade že pri -100 o C; triarzin As 3 H 5 .

Kovinski arzen zlahka reagira s halogeni in daje hlapne halogenide AsHal 3:

As + 3Cl 2 \u003d 2AsCl 3

AsCl 3 je brezbarvna oljnata tekočina, ki se kadi na zraku, strdi pa tvori kristale z bisernim leskom.

CF 2 tvori tudi AsF 5 - pentafluorid - brezbarven plin, topen v vodi in raztopinah alkalij (z majhno količino toplote), v dietiletru, etanolu in benzenu.

Arzen v prahu se spontano vname v okolju F 2 in Cl 2 .

Z S, Se in Te tvori arzen ustrezno halkogenidi:

sulfidi - As 2 S 5, As 2 S 3 (v naravi - mineral orpiment), As 4 S 4 (mineral realgar) in As 4 S 3 (mineral dimorfit); selenidi - As 2 Se 3 in As 4 Se 4; telurid - As 2 Te 3. Arzenovi halkogenidi so stabilni na zraku, netopni v vodi, dobro topni v raztopinah alkalij in pri segrevanju v HNO 3 . Imajo polprevodniške lastnosti in so prozorni v IR območju spektra.

Z večino kovin daje kovinske spojine - arzenidi. Galijev arzenid in indij arzenid– pomembne polprevodniške povezave.

Številne arzenorganski povezave. Arzenove organske spojine vsebujejo vez As-C. Včasih arzenove spojine vključujejo vse organske spojine, ki vsebujejo As, na primer estre arzenove kisline (RO) 3 As in arzenove kisline (RO) 3 AsO. Najštevilčnejša skupina organoarzenovih spojin so derivati ​​As s koordinacijskim številom 3. Vključuje organoarzine R n AsH 3-n, tetraorganodiarsine R 2 As-AsR 2 , ciklične in linearne poliarganoarzine (RAs) n ter organoarsonske in diarganoarzinove kisline in njihovi derivati ​​R n AsX 3-n (X= OH, SH, Hal, OR', NR 2' itd.). Večina organoarzenovih spojin je tekočin, poliorganoarzini in organske kisline pa so trdne snovi, CH 3 AsH 2 in CF 3 AsH 2 pa plina. Te spojine so praviloma topne v organskih topilih, omejeno topne v vodi in relativno stabilne v odsotnosti kisika in vlage. Nekateri tetraorganodiarsini se vnamejo na zraku.