Kio estas arseniko? Trajtoj, proprietoj kaj aplikoj

Arsenic - kemia elemento nitrogeno grupo (Grupo 15 de la perioda tabelo). Tiu griza metala brilo fragila substanco (α-arsénico) kun rhombohedral kristalo krado. Kiam varmigita al 600 ° C Kiel sublima. Sur malvarmigo, vaporo, nova modifo - Flava arsénico. Super 270 ° C tutan Kiel moviĝas en la nigran arsénico.

Historio de malkovro

La fakto ke tiu arsénico estis konata longe antaŭ la rekono de lia kemiaj elementoj. La IV c. Al. e. Aristotelo parolis de substanco nomita "sandarak", kiu nun verŝajne havas estis realgar, aŭ arsénico sulfuro. Kaj en la mi-a jarcento aK. e. Pliniy Starshy kaj verkistoj Pedany Dioscoride priskribita auripigment - tinkturo Kiel ₂ S _3. En XI en. n. e. diferencis tri varioj "arseno" blanka (Kiel ₄ O _6), flava (Kiel ₂ S _3), kaj ruĝa (Kiel ₄ S _4). La elemento mem verŝajne estis unue izolita en la XIII jarcento, Albert la Granda, kiu rimarkis la apero de metalo-simila substanco kiam Ars, ankaŭ konata kiel Kiel ₂ S ₃ estis varmigita per sapo kaj akvo. Sed fidi la fakton ke la natura sciencisto estis pura arsénico, ne. La unua reala evidenteco de la atribuo de pura kemia elemento estas datita al 1649. Germana apotekisto Iogann Shreder preparita arsénico, varmigante ĝin en la ĉeesto de karbono monóxido. Poste Nicolas Lemery, franca kuracisto kaj apotekisto observis la formado de ĉi tiu kemia elemento varmigante miksaĵon de rusto, kaj potasa sapoj. Per la komenco de la jarcento jarcento, la arsénico estis jam konata kiel unika duone metalo.

prevalencia

La tera krusto kaj estas malalta arsénico koncentriĝo estis 1.5 ppm. Ĝi troviĝas en grundo kaj mineraloj kaj povas akiri en la aeron, akvo kaj grundo pro vento kaj akvo erozio. Cetere, ero eniras la atmosferon de aliaj fontoj. Rezulte de vulkanaj erupcioj en la aero estas liberigita ĉirkaŭ 3 mil. T arsénico jare, mikroorganismoj formi 20 mil. T flamiĝemaj metilarsina jaro, kaj kiel rezulto de brulanta fosiliaj brulaĵoj en la sama periodo estas asignita 80 mil. T.

Malgraŭ tio, ke la Kiel - mortiga veneno, ĝi estas grava komponanto de la forto de iuj bestoj kaj eble homa, kvankam la necesan dozon superi 0,01 mg / tago.

Arsénico estas ege malfacile traduki en akvo-solveblaj aŭ flamiĝemaj stato. La fakto ke ĝi estas sufiĉe movebla, signifas ke granda koncentriĝo de la substanco en iu loko ne aperis. Unuflanke, ĉi tiu estas bona, sed por la alia - la facileco kun kiu ĝi disvastiĝas, estas la kialo, ke la arsénico poluado fariĝas pli grandan problemon. Pro homaj aktivecoj, ĉefe tra minado kaj fandado, kutime senmova kemia elemento migras, kaj nun ĝi troviĝas ne nur en la lokoj de lia natura koncentriĝo.

La kvanto de arsénico en la krusto estas proksimume 5 g po tuno. En spaco, ĝi estimas kiel la koncentriĝo de 4 atomoj por miliono silicio atomoj. Tiu elemento estas vaste distribuita. Malgranda kvanto ĉeestas en la denaska stato. Tipe, la formado de 90-98% pureco arsénico okazas kune kun metaloj kiel antimono kaj arĝento. La plej multaj el ĝi, tamen, estas parto de pli ol 150 malsamaj mineraloj - sulphides, arsenides, sulphoarsenides kaj arsenito. Arsenopyrite FeAsS estas unu el la plej komunaj Kiel-portanta mineralojn. Aliaj komunaj arsénico komponaĵoj - mineraloj realgar Kiel ₄ S _4, auripigment Kiel ₂ S _3, loellingite FeAs kaj enargite ₂ Cu ₃ pugo _4. Ankaŭ komuna arsénico rusto. La plej multaj el ĉi tiu materialo estas kromprodukto de la fundición de kupro, plumbo, kobalto, kaj oro ercojn.

En naturo, estas nur unu stabila izotopo de arsénico - ⁷⁵ Kiel. Inter artefaritaj radioaktivaj izotopoj liberigitaj ⁷⁶ Kiel c duoniĝotempo de 26,4 horoj. Arsénico-72, -74 kaj -76 estas uzataj en medicina diagnozo.

Industria produktado kaj uzo

Metalo arsénico arsenopyrite preparita de hejtado al 650-700 ° C sen aliro de aero. Se arsenopyrite kaj aliaj metaloj menas varmigita kun oksigeno, la Kiel facile reagas kun ili en komponaĵo formo facile sublimes Kiel ₄ O _6, ankaŭ konata kiel "blanka arsénico". rusto vaporoj estis kolektitaj kaj condensada kaj poste re-elpurigita de sublimación. Plej kiel estas produktita de karbono redukto de blanka arseno tiel akiris.

Monda konsumo de metala arsénico estas relative malgranda - nur kelkaj cent tunoj jare. Multe de kio estas konsumita, venas de Svedio. Estas uzita en metalurgio pro ĝia metaloide ecoj. Pri 1% de la arsénico estas uzita en la fabrikado de plumbo pafo, kiel ĝi plibonigas la rondeco de la fanditaj gutetojn. La proprietoj de la portas alojo surbaze plumbo estas plibonigita kaj en la termikaj kaj mekanikaj karakterizaĵoj de kiam ili enhavas ĉirkaŭ 3% de arsénico. La ĉeesto de malgrandaj kvantoj de ĉi tiu kemia elemento en plumbo alojoj hardas ilin por uzo en piloj kaj la kablo kiraso. Malgrandaj malpuraĵoj estas arsénico kresko korodo rezisto kaj termikajn proprietojn de kupro kaj latuno. La pura elementaj kemiaj Kiel bronza estas uzata por apliki manteloj kaj en pirotekniko. Tre arsénico trovas aplikon en semikonduktaĵo teknologio, kie ĝi estas uzita per silicio kaj germanio, kaj ankaŭ en la formo de galio arseniuro (GaAs) en la diodoj, laseroj kaj transistoroj.

kiel kunmetaĵoj

Ekde arsénico valencia estas 3 kaj 5, kaj ĝi havas plurajn statojn de oxidación de -3 al +5, la elemento povas formi diversajn tipojn de kunmetaĵoj. La plej grava komerca signifo ĝia oksidoj, bazaj formoj de kiuj estas la Kiel ₄ O ₆ kaj Kiel ₂ O _5. Arsenous oksido, komune konata kiel blanka arsénico, - kromprodukto rosti ercojn de kupro, plumbo kaj iuj aliaj metaloj, tiel kiel sulfuro menas kaj arsenopyrite. Li estas la komencante materialon por la plimulto de la aliaj komponaĵoj. Krome, ĝi estas uzita en insekticidoj, uzata decolorizing agento en la fabrikado de vitro kaj konservativuloj por ledo. arsénico pentoxide estas formita kiam malkovrita al la oxidante (ekz, acida nítrico) por blanka arsénico. Estas la ĉefa ingredienco de insekticidoj, herbicidoj kaj adhesivo por metalo.

Arsine (frakseno _3), toksaj senkolora gaso konsistas el hidrogeno kaj arsénico, - estas alia konata substanco. La substanco, ankaŭ nomita arsenicales hidrogeno estas preparitaj per hidrolizo de metalo arsenides kaj metalo reakiro de arsénico komponaĵoj en acida solvoj. Li trovis aplikon kiel dopant en semiconductores kaj milita venena gaso. En agrikulturo, granda graveco arsénico acido (H ₃ Aso _4), plumbo arsenate (PbHAsO ₄₎ kaj kalcio arsenate [Ca ₃ (Aso _{4) 2],} kiu estas uzitaj por steriligi la grundo kaj plagoj kontrolo.

Arsenic - kemia elemento formante plureco de organikaj komponaĵoj. Kakodin (CH _{3) 2} Kiel-Kiel _{(CH3) 2,} ekzemple, uzita en la preparado de vaste uzata desiccant (sekigita agento) - cacodylic acido. Kompleksaj organika komponaĵo de elemento uzata en la traktado de iuj malsanoj kiel ekzemple amoebic disenterio kaŭzitaj de mikroorganismoj.

fizikaj ecoj

Kio estas la arsénico en terminoj de ĝia fizikaj ecoj? En ĝia plej stabila stato, ĝi estas fragila solida ŝtalo griza koloro kun malalta termika kaj elektra konduktiveco. Kvankam iuj formoj de Kiel estas metalo-similaj, lia farita al ne-metaloj - pli preciza karakterizado de arsénico. Ekzistas aliaj tipoj de arsénico, sed ili ne estas tre bone studis, speciale flava metastabila formo, kiu konsistas de molekuloj Kiel _4, kiel blanka fosforo P _4. Arsénico sublimes al temperaturo de 613 ° C, kaj kiel vaporo ĝi ekzistas kiel molekuloj Kiel _4, kiuj ne disociiĝas al temperaturo de proksimume 800 ° C. Kompleta disociación de molekuloj sur la Kiel ₂ okazas en 1700 ° C.

Atoma strukturo kaj kapablo formi katenojn

Elektronika arsénico formulo - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3P ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ^{3 -} kiel nitrogeno kaj fosforo kiu havas kvin elektronoj en la ekstera ŝelo, sed diferencas de ili en la ĉeesto de 18 elektronoj en la antaŭlasta ŝelo anstataŭ du aŭ ok. Aldono de 10 pozitivaj ŝarĝoj en la kernon dum plenigante kvin 3d-orbitales ofte kaŭzas ĝenerala malpliigo de elektrona nubo kaj kreskanta elektronegativeco elementoj. Arseno en la perioda tabelo povas kompari kun aliaj grupoj, kiuj klare montri la desegno. Ekzemple, ĝi estas ĝenerale akceptita ke zinko estas pli electronegativo kiu magnezio kaj galio - ol aluminio. Tamen, en la sekva grupo, tiu diferenco malpliiĝas, kaj multaj ne konsentas kun tio, ke Germanio elektronegativeco de silicio, malgraŭ la abundo de kemiaj evidentecoj. Tiu transiro de 8- ĝis 18-ĉela membrano de fosforo por arsénico povas pliigi la elektronegativeco, sed restas disputata.

Simileco Kiel la ekstera ŝelo kaj P indikas, ke ili povas formi tri kovalentaj ligoj po atomon en ĉeesto de kromaj senligitaj paro de elektronoj. La oxidación devas do esti +3 aŭ -3, depende de la reciproka relativa elektronegativeco. La strukturo de la arsénico ankaŭ sugestas la eblecon uzi eksteran d-orbitoj por la vastiĝo de la octeto kiu permesas la elemento formi 5 kravatoj. Estas realigita nur en la reago kun fluoro. La ĉeesto de libera elektrono paro por la formado de kompleksaj kombinaĵoj (tra elektrono donaco) Kiel en atomo aperas multe pli malgranda ol la fosforo kaj nitrogeno.

Arsénico estas stabila en seka aero sed en malsekaj kovrita nigra rusto. Pli vaporoj estas combusted facile formi Kiel ₂ O _3. Kio estas la arsénico en la libera ŝtato? Oni preskaŭ ne elmontritaj al akvo, álcalis kaj ne-oxidantes acidoj, sed estas oxidado kun acida nítrico al stato +5. Ekde arsénico reagi halogenaj, sulfuro, kaj multaj metaloj formas arsenides.

kemia analítica

La substanco povas detekti kvalite arsénico kiel flava orpiment precipita sub la ago de 25% acida clorhídrico solvo. Spuroj de Kiel, kutime difinita per ĝia konvertiĝo al arsine, kiu povas esti detektita de la marto testo. Arsine estas termike malkomponita formi nigran spegulo de arsénico en la mallarĝa tubo. Per la metodo Gutzeit sondas trempita kun hidrargo klorido sub la ago de arsine mallumigita pro hasto de hidrargo.

arsénico toxicológicas karakterizaĵoj

ĉelo toxicidad kaj liaj derivitaj estas vaste varias ene de larĝa gamo, de ekstreme venena arsine kaj ĝia organika derivaĵoj al simple kiel, kiu estas relative inerta. Jen arsénico, diris uzo de lia organikaj kombinaĵoj kiel kemia militado agentoj (Luisita) kaj defoliantes ampolo agento ( "agento blua" surbaze acuosa miksaĵo de 5% de cacodylic acido, 26% natrio salo de tio).

Ĝenerale, derivitaj de ĉi tiu kemia elemento iritas la haŭton kaj kaŭzas dermatitis. Ankaŭ rekomendis protektado de inhalación de arsénico-enhavantaj polvo, sed la plimulto veneniĝo okazas kiam ingestas. Maksimuma alleblas koncentriĝo de Kiel en polvo po ok-hora tago estas 0,5 mg / m ^3. Por arsine dozo reduktas al 0,05 ppm. Krom la uzo de la komponaĵoj de la kemia elemento kiel herbicidoj kaj insekticidoj, arsénico aplikon en farmacología cedinta Salvarsán - unua sukcesa drogon kontraŭ sifiliso.

Influu sano

Arsénico estas unu el la plej venenaj elementoj. Neorganikaj kombinaĵoj de la kemiaj trovitaj nature en malgrandaj kvantoj. Uzantoj povas esti malkovrita al la arsénico tra manĝaĵo, akvo kaj aero. La ekspozicio povas ankaŭ okazi sur kontakto de la haŭto kun poluitaj grundo aŭ akvo.

la arsénico enhavo estas sufiĉe malalta en nutraĵoj. Tamen, liaj niveloj en fiŝoj kaj mariskoj povas esti tre altaj, ĉar ili sorbas kemiaj aktiva elemento de la akvo en kiu ili vivas. Signifa kvanto de la neorganikaj arsénico en fiŝoj povas esti danĝero al homa sano.

La efikoj de substancoj estas ankaŭ submetitaj al la homoj kiuj laboras kun ili, vivas en domoj konstruitaj de ligno traktita kun ili, kaj sur agrikulturaj teroj, kiu en la pasinteco uzata insekticidoj.

Neorganika arsénico povas kaŭzi diversajn sano efektoj kiel kolero de la stomako kaj intestoj, malpliigis produktadon de ruĝaj kaj blankaj globuloj, haŭto ŝanĝo kaj pulmo kolero. Ĝi supozas ke la absorción de signifa kvanto de tiu substanco povas pliigi la ŝancojn de evoluantaj kancero, precipe haŭto kancero, pulmo, hepato kaj limfa sistemo.

Tre altaj koncentriĝoj de neorganika arsénico estas la kaŭzo de malfekundeco kaj aborto en inoj, dermatitis, malsuprenirante reziston al infektoj, koro problemoj kaj cerbo damaĝo. Plue, tiu kemia elemento kapablas damaĝi DNA.

Dozo mortal blanka arsénico estas 100 mg.

La organika kombinaĵo de ero aŭ kancero, aŭ damaĝi la genetikan kodon ne kaŭzas, sed altaj dozoj povas kaŭzi damaĝon al homa sano, kiel ekzemple por kaŭzi nervoza malordoj aŭ doloro en la abdomeno.

kiel ecoj

Bazaj kemiaj kaj fizikaj ecoj de arsénico jenaj:

• Atomnumero - 33.
• Atoma pezo - 74,9216.
• Frostopunkto griza ŝimo - 814 ° C al premo de 36 atmosferoj.
• Denseco griza ŝimo - 5,73 g / cm ³ ĉe 14 ° C.
• La denseco de la flava formo - 2,03 g / cm ³ ĉe 18 ° C.
• Elektronika arsénico formulo - 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3P ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p _^3.
• oksidiĝa - -3, +3, +5.
• Valento de arsénico - 3, 5.