Kas yra arseno? Funkcijos, savybės ir prašymai

Arseno - cheminis elementas azoto grupė (15 grupė periodinės lentelės). Tai pilka metalo blizgesio trapi medžiaga (α-arseno) su rhombohedral kristalo. Kai kaitinamas iki 600 ° C Kaip sublimuojasi. Šaldant, garų, nauja modifikavimo - geltonas arseno. Virš 270 ° C visi kaip juda į juodąją arseno.

Istorija atradimas

Tai, kad šis arseno buvo žinoma dar gerokai prieš jo cheminių elementų pripažinimo. IV c. BC. El. Aristotelis kalbėjo apie medžiagos, vadinamos "sandarak", kuris dabar yra manoma, kad buvo Realgaras arba arseno sulfidą. Ir aš Kr. El. Pliniy Starshy ir rašytojai Pedany Dioscoride aprašyta auripigment - dažų Kaip matyti iš ₂ ir S _3. XI metu. n. El. skyrėsi trijų veislių "arseno" balta (Kaip ₄ O _6), geltona (Kaip matyti iš ₂ ir S _3), ir raudona (Kaip ₄ S _4). Pati punktas turbūt pirmą kartą buvo išskirtas į XIII amžiuje, Albertas Didysis, kuris pažymėjo, metalo pavidalo medžiagą išvaizdą, kai "Ars, taip pat žinomas kaip Kaip _{2S 3} buvo kaitinamas su muilu ir vandeniu. Tačiau pasitikėjimas tuo, kad natūralus mokslininkas buvo grynas arseno, ne. Pirmasis realus įrodymas, kad gryno paskirstymo cheminio elemento datuojama 1649. Vokiečių vaistininkas Johann Shreder paruošti arseno, šildydami anglies monoksidui. Vėliau Nicolas Lemery, prancūzų gydytojas ir chemikas pastebėta šio cheminio elemento susidarymo kaitinant iš oksidų ir kalio muilas mišinį. Iki XVIII amžiaus pradžioje, arseno jau buvo žinoma kaip unikali pusiau metalo.

paplitimas

Žemės plutos ir mažas arseno koncentracija buvo 1,5 ppm. Jis randamas dirvožemyje ir mineralų ir gali patekti į orą, vandenį ir dirvožemį, dėl vėjo ir vandens erozijos. Be to, elementas patenka į atmosferą iš kitų šaltinių. Kaip ugnikalnių išsiveržimai ore rezultatas yra išleista apie 3 tūkst. "T arseno per metus, mikroorganizmai sudaro 20 tūkst. T lakiųjų metilarsina per metus, ir kaip deginant iškastinį kurą per tą patį laikotarpį rezultatas yra skirta 80 tūkst. T.

Nepaisant to, kad as - mirtinas nuodas, tai yra svarbi kai kurių gyvūnų ir galbūt žmogaus galia, nors būtina dozė neturi viršyti 0,01 mg / dieną.

Arsenas yra labai sunku išversti į vandenyje tirpus arba lakiųjų valstybės. Tas faktas, kad ji yra gana mobili, reiškia, kad didelė koncentracija Medžiagos bet vienoje vietoje negali pasirodyti. Viena vertus, tai gerai, bet iš kitos - lengvumas, su kuria ji plinta, yra priežastis, kad arseno tarša tampa didesne problema. Dėl žmogaus veiklos, daugiausia kasybos ir lydymo, paprastai nejuda cheminis elementas migruoja, ir dabar jį galima rasti ne tik savo gamtos koncentracijos vietose.

Arseno į plutos suma yra maždaug 5 g tonai. Erdvėje, ji yra vertinama kaip 4 atomų vienam milijonui silicio atomų koncentracijos. Šis elementas yra plačiai paplitęs. Nedidelė suma yra natyviame būklę. Paprastai, atsirasti iš 90-98% grynumo arseno formavimas kartu su metalų, tokių kaip stibio ir sidabro. Dauguma ją, tačiau, yra daugiau nei 150 skirtingų mineralų dalis - sulfidai, arsenides, sulphoarsenides ir arsenito. Arsenopiritas FeAsS yra vienas iš dažniausiai Kaip-guolių mineralų. Kitų bendroji arseno junginiai - mineralų Realgaras Kaip ₄ S _4, auripigment Kaip matyti iš ₂ S _3, loellingite Feas ir enargite ₂ Cu ₃ ass _4. Taip pat bendra arseno oksidas. Dauguma šios medžiagos yra vario, švino, kobalto, ir aukso rūdų lydymo pašalinis produktas.

Pobūdžio, yra tik vienas stabilus izotopas arseno - ⁷⁵ As. Tarp dirbtiniai radioaktyvieji izotopai išleistas ⁷⁶ c pusperiodis 26,4 valandų. Arseno 72, -74 ir -76 yra naudojami medicinos diagnostikai.

Pramonės gamyba ir naudojimas

Metalo arseno arsenopiritas pagaminti kaitinant iki 650-700 ° C be prieigos orą. Jei arsenopiritas ir kitų metalų rūda šildomas su deguonimi, kaip AS lengvai reaguoja su jais Junginys forma lengvai sublimuoja Kaip ₄ O _6, taip pat žinomas kaip "baltojo arseno". oksido garai buvo surinkti, kondensuotas, ir po to vėl išgrynintas sublimuojant. Labiausiai Kaip jis gaminamas anglies mažinimo baltojo arseno tokiu būdu gautas.

Pasaulio vartojimas metalinio arseno yra santykinai mažas - tik keli šimtai tonų per metus. Daug kas suvartojama, kilęs iš Švedijos. Jis naudojamas metalurgijoje, nes jos metalloid savybių. Apie 1% arseno, yra naudojamas švino smūgis gamybai, nes ji pagerina išlydytos lašelių apvalumo. Guolio lydinio remiantis švino savybės yra pagerino tiek šiluminių ir mechaninių savybių, kai jie yra apie 3% arseno. Mažų sumų šio cheminio elemento buvimas švino lydiniai mišiniai juos naudoti baterijų ir kabelis šarvai. Mažos priemaišos yra arseno didina atsparumą korozijai ir šilumines savybes vario ir žalvario. Grynas elementinė cheminės Kaip bronzos naudojamas taikant dangas ir pirotechniką. Labai arseno nustato taikymo puslaidininkių technologiją, kai jis naudojamas su silicio ir germanio, taip pat kaip ir galio arsenido (GaAs) į diodai, lazerių ir tranzistorių forma.

vadinami junginiai, kurie

Nuo arseno valentingumas yra 3 ir 5, ir ji turi keletą oksidacijos laipsnį iš -3 iki +5, elementas gali sudaryti įvairių tipų junginių. Svarbiausi prekybos svarbą jos oksidai, pagrindinės formos, kuri yra kaip ₄ O ₆ ir kaip ₂ O _5. Arsenas oksidas, visuotinai žinomas kaip baltos spalvos arseno, - pašalinis produktas skrudinimo rūdos vario, švino ir kai kitų metalų, taip pat sulfidų rūdos ir arsenopiritas. Jis yra pradinė medžiaga iš kitų junginių balsų dauguma. Be to, jis naudojamas pesticidų, naudojamas blukikliu į stiklo ir konservantu odos gamybai. arseno pentoksidas susidaro tada, kai veikiami oksidantas (pvz, azoto rūgšties) baltojo arseno. Ji yra pagrindinė sudedamoji dalis insekticidų, herbicidų ir metalo klijai.

Arsine "(ASH _3), toksinė bespalvės dujos, susidedančios iš vandenilio ir arseno, - yra dar vienas žinoma medžiaga. Medžiaga, taip pat vadinamas Arseno vandenilis yra parengtos hidrolizės būdu iš metalo arsenides, ir metalų panaudojimui iš arseno junginių rūgšties tirpalų. Jis rado prašymą kaip puslaidininkių legiravimo agentu ir karinės nuodingomis dujomis. Žemės ūkyje, labai svarbu arseno rūgštis (H ₃ Aso _4), švino arsenatas (PbHAsO ₄₎ ir kalcio arsenatas _[Ca3 (Aso _{4) 2],} kurie yra naudojami sterilizuoti dirvožemio ir kenkėjų kontrolę.

Arseno - cheminis elementas formavimo organinių junginių daugybę. Kakodin _{(CH3) 2-as} Kaip _{(CH3) 2,} pavyzdžiui, naudojamą plačiai naudojamas desikantu (džiovinimo agento) preparato - cacodylic rūgšties. Kompleksas organinis junginys, kurio elementas, naudojamas tam tikrų ligų gydymui, pavyzdžiui, amoebic dizenterijos, kurią sukelia mikroorganizmų.

fizikinės savybės

Kas yra arseno, kalbant apie jo fizines savybes? Savo stabiliausia valstybės, tai yra trapūs vientiso plieno pilka spalva su mažu šilumos ir elektros laidumo. Nors kai AS formos metalo pavidalo, jo priskyrimas nemetalų - tikslesnis apibūdinimas arseno. Yra ir kitų tipų arseno, tačiau jie nėra labai gerai tiriamas, ypač geltona metastabilios formą, susidedanti iš molekulių, kaip ir _4, kaip balta fosforo P _4. Arseno sublimuojasi nuo 613 ° C temperatūroje, ir kaip garų ji egzistuoja kaip molekulių su _4, kurios nėra atskirti iki maždaug 800 ° C temperatūroje Baigtas disociacija molekulių dėl Kaip matyti iš ₂ vyksta 1700 ° C temperatūroje

Atominę struktūrą ir sugebėjimas sudaryti obligacijas

Elektroninis arseno formulė - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ^{3 -} kaip azoto ir fosforo, kad turi penkis elektronus išoriniame apvalkale, tačiau ji skiriasi nuo jų 18 elektronų buvimas priešpaskutinėje apvalkalo, o ne dviejų ar aštuoni. Papildymas 10 teigiamų mokesčius šerdies pildymo penkis 3D-orbitalės metu dažnai sukelia bendrą sumažėjimą elektronų debesies ir didinti elektroneigiamumas elementus. Arsenas periodinėje lentelėje galima palyginti su kitomis grupėmis, kurios aiškiai demonstruoja šio modelio. Pavyzdžiui, paprastai manoma, kad cinko yra daugiau nei Elektroujemny magnio ir galio - nei aliuminio. Tačiau tokios grupės, šis skirtumas mažėja, ir daugelis nesutinka su tuo, kad Vokietija elektroneigiamumas silicio, nepaisant chemijos įrodymų gausa. Šis perėjimas nuo 8 iki 18-ląstelių membranos iš fosforo arseno gali padidinti elektroneigiamumas, tačiau ji išlieka kontraversiškas.

Panašumo Kaip išorinio gaubto ir P rodo, kad jie gali sudaryti tris kovalentinių jungčių per atomu, atsižvelgiant į papildomą nesurišto elektronų pora buvimą. Todėl oksidacijos turi būti 3 arba -3, priklausomai nuo tarpusavio santykinė elektroneigiamumas. Arseno struktūra taip pat rodo, kad naudojant išorinį d-orbitalės už oktetas, kuris leidžia elementas, siekiant sudaryti 5- ryšius plėtimosi galimybę. Ji yra realizuotas tik reakcijoje su fluoro. Laisvos elektronų pora buvimas sudėtingų junginių formavimo (per elektronų donorystės) Kaip atomo atrodo daug mažesnis nei fosforo ir azoto.

Arseno yra stabilus sauso oro bet drėgna padengtas juoda oksido. Jo garai yra deginamas lengvai forma, kaip ₂ O _3. Kas yra arseno į laisvos valstybinės? Ji yra praktiškai nėra veikiami vandens, šarmų ir neoksiduojančių rūgščių, bet yra oksiduojamas su azoto rūgštimi į būseną +5. Nuo arseno reaguoti halogenų, sieros, ir daug metalai sudaro arsenides.

analizinė chemija

Medžiaga gali būti aptikta kokybiškai arseno, kuris yra geltona orpiment iškrenta į nuosėdas pagal 25% druskos rūgšties tirpalu veiksmų. Pėdos AS, paprastai nustatoma pagal jo konvertavimo į Arsine, kuris gali būti nustatomas pagal kovo testą. Arsine "yra termiškai suskaidomos, kad susidarytų juodą veidrodį arseno per siaurą vamzdelį. Metodu Gutzeit prieš zondas impregnuotas gyvsidabrio chlorido pagal Arsine tamsintoje dėl kritulių gyvsidabrio veiksmų.

arseno toksinės ypatybės

ląstelių toksiškumas ir jos dariniai yra plačiai kinta plačiose ribose, nuo labai toksiškų Arsine ir jos organiniai dariniai tiesiog Kaip, kuris yra gana inertiška. , Kad yra arseno, minėtas panaudojimas savo organinių junginių kaip cheminio ginklo veiksnių (Luizyt) ir defoliant lizdinės plokštelės agento ( "agentas mėlyna", remiantis vandeninio mišinio 5% cacodylic rūgšties, 26% natrio druska).

Apskritai, dariniai Šio cheminio elemento dirginti odą ir sukelti dermatitą. Taip pat rekomenduojama apsaugą nuo įkvėpus arseno, kurių sudėtyje yra dulkių, tačiau dauguma apsinuodijimas įvyksta, kai išgertas. Didžiausia leistina koncentracija kaip ir dulkių per aštuonių valandų dieną yra 0,5 mg / m ^3. Dėl Arsine dozė sumažinama iki 0,05 dalių milijonui. Be to, kad cheminio elemento, kaip herbicidų ir pesticidų junginių naudojimo, arseno taikymas farmakologijos davė salvarsan - pirmasis sėkmingas narkotikų prieš sifiliu.

Poveikis sveikatai

Arseno yra vienas iš labiausiai toksiškų elementų. Neorganiniai junginiai chemijos rasti natūraliai mažais kiekiais. Vartotojai gali būti veikiami Arsenas per maistą, vandenį ir orą. Poveikio taip pat gali atsirasti dėl sąlyčio su oda užteršto dirvožemio ar vandens.

arseno kiekis yra gana mažas maisto produktuose. Tačiau, jos lygiai žuvų ir vėžiagyvių gali būti labai didelis, nes jie sugeria veikliosioms cheminėms elementas vandens, kuriame jie gyvena. Nemaža suma, neorganinio arseno žuvyje gali būti pavojingas žmogaus sveikatai.

Medžiagų poveikis taip pat taikoma žmonėms, kurie dirba su jais, gyvena namų, pastatytų iš apdorotos medienos su jais, ir apie žemės ūkio naudmenų, kurios praeityje naudojamų pesticidų.

Neorganinio arseno gali sukelti įvairių poveikį sveikatai, pavyzdžiui, dirginimas, skrandžio ir žarnyno, sumažėjo raudonųjų ir baltųjų kraujo ląstelių, odos pokyčių, ir plaučių dirginimą. Manoma, kad didelį kiekį šios medžiagos absorbcija gali padidinti susirgti vėžiu, ypač odos vėžio, plaučių, kepenų ir limfinės sistemos galimybes.

Labai didelės koncentracijos neorganinių arseno yra nevaisingumo ir persileidimo moterims, dermatito priežastis, mažina atsparumą infekcijoms, širdies problemas ir smegenų pažeidimo. Be to, šis cheminis elementas yra pajėgi kenkia DNR.

Mirtina dozė balta arseno yra 100 mg.

Organinis junginys elemento arba vėžio, arba sugadinti genetinio kodo neturi sukelti, bet didelės dozės gali sukelti žalą žmonių sveikatai, taip, kad būtų sukelti nervų sistemos sutrikimai arba pilvo skausmas.

kaip savybės

Pagrindinis cheminės ir fizikinės savybės arseno taip:

• Atominis skaičius - 33.
• Atominė masė - 74,9216.
• Lydymosi temperatūra pelėsiui - 814 ° C ir 36 atmosferų slėgiui.
• Tankis pelėsiui - 5,73 g / ^cm3 14-° C temperatūroje
• Geltonosios forma tankis - 2,03 g / cm ³ esant 18 ° C temperatūroje
• Elektroninis arseno formulė - 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p _^3.
• oksidacijos būklė - -3, 3, 5.
• Valentingumas, arseno - 3, 5.