Шта је арсен? Карактеристике, својства и примена

Арсениц - хемијски елемент азота групу (Гроуп 15 периодног система). Овај сиви металик сјај крти супстанца (α-арсен) са рхомбохедрал кристалне решетке. Када се загрева до 600 ° Ц Ас сублимира. Након хлађења, паре, нови модификацију - Иеллов арсен. Изнад 270 ° Ц сви Пошто се крећу у црну арсена.

Историја открића

Чињеница да је ова арсен је дуго познат пре признавања његових хемијских елемената. Инфузија ц. Пне. Е. Аристотел је говорио о супстанце која се зове "сандарак", који се сада верује да је био реалгара, или арсен сулфид. И у пне сам века. Е. Плинии Старсхи и писци Педани Диосцориде описано аурипигмент - боју као ₂ С _3. У КСИ у. бр. Е. разликовала три сорте "арсен" бела (Ас ₄ О _{6), жуте} (Ас ₂ С _{3) и ред} (Ас ₄ С _4). Сама Ставка вероватно је први пут изолован у КСИИИ веку, Алберт Велики, који је указао на појаву метал налик супстанце када Арс, такође познат као Ас ₂ С ₃ је грејан сапуном и водом. Али поверење у чињеници да је природни научник био чист арсен, бр. Први прави доказ о расподјели чистог хемијског елемента датира из 1649. Герман фармацеут Иоганн Схредер припремљена арсен, загревања у присуству угљен моноксида. Касније Ницолас Лемери, француски лекар и хемичар примећено формирање овог хемијског елемента загревањем смеше једног оксида и Потасх сапуна. До почетка КСВИИИ века, арсеник је већ познат као јединствена полу-метала.

распрострањеност

коре и земља је ниска концентрација арсена је 1,5 ппм. Има га у земљишту и минералима и могу да уђу у ваздух, воду и земљиште, због ветра и воде ерозије. Надаље, елемент улази у атмосферу из других извора. Као резултат ерупција у ваздуху ослобађа око 3 хиљаде. Т арсен годишње, микроорганизми формирају 20 хиљада. Т испарљиви метиларсина годишње, а као резултат сагоревања фосилних горива у истом периоду се издваја 80 хиљада. Т.

Упркос чињеници да су Ас - смртоносни отров, то је важна компонента снаге неких животиња и евентуално хуман, иако неопходан доза не прелази 0,01 мг / дан.

Арсен је веома тешко превести у води или нестабилном стању. Чињеница да је сасвим мобилни, значи да велика концентрација супстанце у једном месту не може да се појави. С једне стране, то је добро, али с друге стране - лакоћа са којом се шири, је разлог да се арсена контаминација постаје већи проблем. Због људских активности, углавном кроз рударства и топљење, обично непокретних мигрира хемијских елемената, а сада се може наћи не само у местима свог природног концентрације.

Количина арсена у кору је приближно 5 г по тони. У простору, она се процењује као концентрација 4 атома на милион силиконских атома. Овај елемент је широко распрострањена. Мала количина присутна у природном стању. Типично, формирање 90-98% чистоће арсена јављају заједно са металима попут антимон и сребра. Већина тога, међутим, је део више од 150 различитих минерала - сулфида, арсенидес, сулпхоарсенидес и арсенита. Арсенопирит ФеАсС је један од најчешћих Као-носе минерала. Друга заједничка арсен једињења - минерали реалгара Ас ₄ С _{4, аурипигмент} Ас ₂ С _{3, лоеллингите} ФЕАС-а и енаргите ₂ Цу ₃ АсС _4. Такође, заједнички арсен оксид. Већина овог материјала је нуспродукт топљења бакра, олова, кобалта и злата руде.

У природи, постоји само један стабилан изотоп арсена - ⁷⁵ Ас. Међу вештачких радиоактивних изотопа ослобођених ⁷⁶ Као ц полураспада 26,4 сати. Арсена-72, -74 и -76 се користе у медицинској дијагностици.

Индустријска производња и употреба

Метал арсен арсенопирит припремљен загревањем на 650-700 ° Ц, без приступа ваздуха. Ако арсенопирит и друге металне руде греје са кисеоником, Ас лако реагује са њима у једињење форм лако сублимира Ас ₄ О _{6, такође} познат као "бела арсен". оксида паре се сакупе и кондензује, а потом поново пречисти сублимације. Мост Како је произведен редукцијом угљеника белом арсена Тако добијен.

Свет потрошња металног арсена је релативно мали - свега неколико стотина тона годишње. Много од онога што се потроши, долази из Шведске. Користи се у металургији због својих својстава Металлоид. Око 1% од арсена се користи у производњи олова ударцем, јер побољшава заобљеност растопљеног капљица. Особине лежишта легуре на бази олова су побољшане како у термалним и механичких карактеристика када садрже око 3% арсена. Присуство мале количине овог хемијског елемента у тим оловних легура страсти за употребу у батеријама и кабл за оклоп. Мале нечистоће су арсен отпорност повећање корозију и термалне особине бакра и месинга. Чисти елементарни хемијски Како бронзе се користи за наношење премаза и пиротехничких средстава. Хигхли арсена налази примену у производњи полупроводника технологији, где се користи са силицијума и германијума, као иу форми галијум арсенида (ГаАс) у диоде, ласери и транзистора.

као једињење

Пошто арсен валенце је 3 и 5, а има неколико оксидациона стања од -3 до +5, елемент може формирати различите врсте једињења. Најважнији комерцијални значај његове оксиди, основни облици од којих су Ас ₄ О ₆ и Ас ₂ О _5. Арсеноус оксид, познатији као беле арсена, - нуспродукт печења руда бакра, олова и неких других метала, као сулфид руда и арсенопирит. Он је полазни материјал за већину других једињења. Поред тога, она се користи у пестицидима, користи за уклањање боје агент у производњи стакла и конзерванс за коже. арсен пентоксид се формира када је изложен оксидант (нпр азотна киселина) до беле арсен. То је главни састојак инсектицида, хербицида и лепак за метал.

Арсине (Асх _{3), токсични} безбојни гас коју чине водоник и арсена, - је друга позната супстанца. Супстанца, назива арсенски водоник су припреме хидролизом металних арсенидес и метала опоравак од арсена једињења у киселих раствора. Он је нашао примену као допант у полупроводника и војне отровног гаса. У пољопривреди, велики значај арсениц киселина (Х ₃ АсО _{4), олово} арсенат (ПбХАсО _{4) и} калцијум арсенат [Ца ₃ (АсО _{4) 2], које се} користе за стерилизацију контролу земљишта и штеточина.

Арсениц - хемијски елемент образовање великог броја органских једињења. Какодин _{(ЦХ3) 2} Ас-АС _{(ЦХ3) 2, на} пример, користе у припреми широко користи за исушивање (агенса за сушење) - цацодилиц киселине. Комплекс органско једињење елемента користи у лечењу одређених болести као што амоебиц дизентерије изазваних микроорганизмима.

физичке особине

Оно што је арсен у смислу његових физичких особина? У свом стабилном стању, то је крт чврстог челика сива боја са ниском топлотном и електричну проводљивост. Иако су неки облици као што су метал-као, његов задатак да неметала - тачнији карактеризација арсена. Постоје и други типови арсена, али нису добро проучавао, нарочито жута метастабилном облик, који се састоји од молекула Ас _{4, као} и Бели фосфор П _4. Арсен сублимира на температури од 613 ° Ц, а као пара постоји као молекула као _{4, који} не оградити до температуре од око 800 ° Ц. Комплетан дисоцијација молекула на као ₂ одвија на 1700 ° Ц.

Атомска структура и способност да се формирају везе

Елецтрониц арсена формула - 1с ² 2с ² 2п ⁶ 3с ² 3п ⁶ 3д ¹⁰ 4с ² 4п ^{3 - као} азот и фосфор који има пет електроне у спољашњег омотача, али се разликује од њих у присуству 18 електрона у претпоследњем љусци уместо два или осам. Додавањем 10 позитивних оптужби у језгру током пуњења пет 3Д орбитала често изазива општу смањење електрона облака и повећањем Електронегативност елемената. Арсеник у периодном систему може поредити са другим групама, што јасно показују овај образац. На пример, опште је прихваћено да цинк више електронегативан од магнезијума и галијума - него алуминијума. Међутим, у следећој групи, та разлика смањује, а многи не слажу са чињеницом да је Немачка електронегативности силикона, упркос обиљу хемијске доказа. Тај прелаз од 8- до 18-ћелијске мембране од фосфора до арсеника може повећати Електронегативност, али остаје контроверзна.

Сличност Као спољашње касете и П указује да они могу да формирају три ковалентне везе по атом у присуству додатног невезаног електронског пара. Оксидација стога мора бити +3 или -3, зависно од међусобног релативног електронегативности. Структура арсена такође указује на могућност коришћења екстерни д-орбитале за проширење октета који омогућава елемент да формирају 5 везе. То се остварује само у реакцији са флуором. Присуство слободног електронског пара за формирање сложених једињења (преко електронске донације) према атому појављује много мањи него фосфора и азота.

Арсен је стабилан у сувом ваздуху него у влажна прекривени црном оксидом. Њене паре не сагорева лако формирају Као ₂ О _3. Оно што је арсен у слободном стању? Она се практично није изложена воду, алкалије и не-оксидацију киселина, али оксидира са азотном киселином у држави +5. Пошто арсена реагују халогени, сумпор, а многи метали формирају арсенидес.

аналитичка хемија

Се супстанца може детектовати квалитативно арсен у облику жуте орпимент таложи под дејством 25% раствора хлороводоничне киселине. Трагови Ас, обично одређује конверзија у Арсине, који се може детектовати теста марта. Арсин се термички разлаже да формира црну огледало арсена у оквиру уског цеви. Методом Гутзеит сонда натопљене меркури хлорида под дејством Арсине замраченој због падавина живе.

арсен токсиколошке карактеристике

токсичност ћелија и његови деривати су широко варира у широком опсегу, од екстремно токсичне Арсине и његових органских деривата једноставно као што је релативно инертан. То је арсен, наведена употреба њених органских једињења као хемијски агенси (луизит) и Дефолиант блистер агент ( "Агент Блуе" основу воденој смеши 5% цацодилиц киселине, 26% натријумове соли).

Уопштено, деривати овог хемијског елемента иритирају кожу и изазвати дерматитис. Такође се препоручује заштита од удисања арсена садрже прашину, али већина тровање настаје када прогутају. Максимална дозвољена концентрација Ас у прашине дневно осам сати је 0,5 мг / м ^3. За Арсине доза је смањена на 0.05 делова на милион. Поред употребе једињења хемијског елемента као хербицида и пестицида, арсен примена у фармакологији дало салварсан - први успешан лек против сифилиса.

Утицај на здравље

Арсеник је један од токсичних елемената. Неорганска једињења хемијске природно у малим количинама. Корисници могу бити изложени арсена кроз храну, воду и ваздух. Експозиција може да се јави на контакт коже са контаминираног земљишта и воде.

арсеник садржај је прилично ниска у храни. Међутим, његови нивои у рибе и шкољки може бити врло висока, јер апсорбују хемијски активни елемент воде у којој живе. Значајна количина неорганског арсена у риба може да буде штетно по здравље.

Ефекти материја су такође предмет људима који раде са њима, живе у кућама изграђеним од дрвета третираног са њима, и на пољопривредном земљишту, који су у прошлости користе пестициди.

Неоргански арсена може изазвати различите здравствене ефекте као што је иритација желуца и црева, смањена производња црвене и беле крвне ћелије, промена коже и иритације плућа. Претпоставља се да је апсорпција значајне количине ове супстанце могу повећати шансе од рака развоју, посебно рака коже, плућа, јетру и лимфни систем.

Врло високе концентрације неорганских арсена су узрок неплодности и побачаја код жена, дерматитис, смањење отпорности на инфекције, срчане проблеме и оштећења мозга. Осим тога, овај хемијски елемент способан оштећења ДНК.

Летална доза бели арсен је 100 мг.

Органско једињење елемента или канцера, или оштетити генетски код не изазивају, али високе дозе могу бити штетне за људско здравље, као што да изазива нервне поремећаје или бол у абдомену.

као особина

Основни хемијске и физичке особине арсен следеће:

• Атомски број - 33.
• Атомска тежина - 74,9216.
• Тачка топљења сива плесан - 814 ° Ц на притиску од 36 атмосфера.
• Густина сиве плесни - 5,73 г / ^цм3 на 14 ° Ц.
• Густина жутог облику - 2,03 г / цм ³ на 18 ° Ц.
• Елецтрониц арсена формула - 1с 2с ^{2 2 2} 2п ⁶ 3с 3п ⁶ 3д ¹⁰ 4с ² 4п _^3.
• окидатион стате - -3, +3, +5.
• Валенце арсена - 3, 5.