Hvað er arsen? Lögun, eiginleikar og forritum

Arsenic - frumefni köfnunarefnis hópur (Group 15 í lotukerfinu). Þetta grár málmi gljáa brothætt efni (α-arsen) með rhombohedral kristalgrindinni. Þegar blandan hituð að 600 ° C, eftir sublimates. Við kælingu, er gufa, nýja með að breyta - Yellow arsen. Hér að framan 270 ° C alla sem eru að flytja inn svarta arsen.

Saga af uppgötvun

Sú staðreynd að þetta arsen var þekkt löngu áður viðurkenningu frumefni hennar. The IV c. BC. e. Aristóteles talaði um efni sem kallast "sandarak", sem er nú talin hafa verið realgar eða arsen súlfíð. Og í I öld f.Kr.. e. Pliniy Starshy og rithöfundar Pedany Dioscoride og lýst er auripigment - litarefnisins þegar _{2S 3.} XI í. n. e. ólíkt þremur afbrigðum "arsen" White (sem ₄ O _6), gult (og til dæmis ₂ S _3), og rautt (Eins og _{4S 4).} Atriðið sjálft sennilega var fyrst einangrað í XIII öld, Albert mikli, sem benti útliti málm-eins og efni þegar Ars, einnig þekkt sem eins og ₂ S ₃ var hituð með vatni og sápu. En traust í því að náttúrufræðingurinn var hreint arsen, nr. Fyrsti alvöru vísbendingar um úthlutun hreinu frumefni er dagsett 1649. Þýska Lyfjafræðingur Iogann Shreder undirbúin arsen, hita það í viðurvist kolsýringi. Seinna Nicolas Lemery, franska læknir og efnafræðingur sést myndun þessarar frumefnið því að hita blöndu oxíðs, og potash sápur. By byrjun XVIII aldar, arsen var þegar vitað sem einstakt hálf-málmi.

algengi

jarðskorpunni og er lágur styrkur arsen var 1.5 ppm. Það er að finna í jarðvegi og steinefni og má komast í lofti, vatni og jarðvegi vegna vinds og vatns veðrun. Ennfremur stak fer í andrúmsloftið frá öðrum aðilum. Sem afleiðing af eldgos í loftinu er sleppt um 3000. T arsen á ári, örverur mynda 20 þúsund. T rokgjörn metilarsina á ári, og sem afleiðing af að brenna jarðefnaeldsneyti á sama tímabili er úthlutað 80 þúsund. T.

Þrátt fyrir þá staðreynd að sem - banvænt eitur, það er mikilvægur þáttur í krafti sumum dýrum og hugsanlega manna, þótt skömmtum ekki yfir 0,01 mg / dag.

Arsen er ákaflega erfitt að þýða í vatn-leysanlegt eða óstöðugt ástand. Sú staðreynd að það er alveg hreyfanlegur þýðir að stór styrkur efnisins í hvaða einum stað getur ekki birtast. Annars vegar er þetta gott, en á hinn - vellíðan sem það breiðist er ástæða þess að arsen mengun er að verða stærra vandamál. Vegna mannavöldum, aðallega í gegnum námuvinnslu og bráðnun, yfirleitt immobile frumefnið flyst, og nú er hægt að finna ekki aðeins í þeim stöðum náttúrulegum styrk hennar.

Magnið af arsens í skorpu er u.þ.b. 5 g á tonn. Í rúm, er áætlað sem styrkur sem nemur 4 atómum á hverja milljón kísill atóm. Þessi þáttur er víða dreift. Lítið magn er til staðar í upprunalegu ástandi. Venjulega, myndun 90-98% hreinleika arsens komið fram ásamt málma eins og antímonmagn og silfur. Flest af því, er hins vegar hluti af fleiri en 150 mismunandi steinefnum - súlfíð, arsenides, sulphoarsenides og arsenite. Arsenopyrite FeAsS er einn af algengustu Eins-bera steinefni. Aðrar algengar Arsensambönd - steinefni realgar alveg niður í ₄ S _4, auripigment og til dæmis ₂ S _3, loellingite það er ger og enargite ₂ Cu ₃ Ass _4. Einnig algeng arsen oxíð. Flest af þessu efni er byproduct bræðslu á kopar, blý, kóbalt, og gull málmgrýti.

Í náttúrunni, það er aðeins ein stöðug samsæta af arseni - ⁷⁵ As. Meðal gervi geislavirkum samsætum út ⁷⁶ Eins c helmingunartími 26,4 klst. Arsen-72, -74 og -76 eru notuð í læknisfræðilegum greiningu.

Iðnaðarframleiðslu og notkun

Metal arsen arsenopyrite unnin með hitun að 650-700 ° C án þess að aðgang lofts. Ef arsenopyrite og annar málmur málmgrýti hitað meö súrefnis, eru eins og hvarfast auðveldlega með þeim í efnasambandi form greiðlega gufar upp alveg niður í ₄ O _6, einnig þekkt sem "hvítt arsen". oxíð gufum var safnað saman og þéttur, og því næst með tilvísun til-hreinsuð með þurrgufun. Flest Eins og það er framleitt með því að minnka kolefni af hvítum arseni sem þannig fæst.

Heimur neyslu málmi arsen er tiltölulega lítill - aðeins nokkur hundruð tonn á ári. Margt af því sem er neytt, kemur frá Svíþjóð. Það er notað í málmvinnslu vegna metalloid eiginleika þess. Um 1% af arsenik er notað í framleiðslu á blýi skot, eins og það bætir roundness steypt dropar. Eiginleikar bera ál byggt á blýi er batnað, bæði í hita og vélrænni eiginleika þegar þau innihalda um 3% af arseni. Tilvist litlu magni af þessu frumefni í blý málmblöndur skapi þær til notkunar í rafhlöðum og snúruna herklæði. Lítil óhreinindi eru arsen hækkun vörn gegn tæringu og varma eiginleika koparsins og kopar. Hreina frumefni efni sem brons er notað til að beita húðun og skotelda. Highly arsen finnur forrit í hálfleiðurum tækni, þar sem það er notað með sílikon og German, sem og í formi Gallín arseníði (GaAs) í díóða, leysir og smári.

Eins og efnasambönd

Þar sem arsen Valence er 3 og 5, og það hefur nokkra oxunarstig frá -3 upp í +5, getur hlutnum þess að mynda mismunandi gerðir efnasambanda. Mikilvægustu viðskipta þýðingu þess oxíð, basískar formum sem eru alveg niður í ₄ O ₆ og eins og ₂ O _5. Arsenous oxíð, almennt þekktur sem hvítt arsen, - a byproduct er hreinsað með bruna málmgrýti af kopar, blý og nokkrum öðrum málma, sem og súlfíð málmgrýti og arsenopyrite. Hann er Upphafsefnið fyrir meirihluta öðrum efnasamböndum. Þar að auki, er hún notuð í skordýraeiturs, sem notuð eru sem aflitar umboðsmanni í framleiðslu á gleri og rotvarnarefni til leðri. arsen pentoxide myndast þegar kemst í snertingu við oxidant (t.d., saltpéturssýra) að hvítt arsens. Það er helsta efnið í skordýraeitur, illgresi og lím fyrir málm.

Arsine (Ash _3), eitrað litlaus gas sem samanstendur af vetni og arsen, - er önnur þekkt efni. Efnið, einnig kallað arsenical vetni eru framleidd með því að vatnsrofi arsenides málmi, og málm endurheimtur úr arsensambanda upp í sýru lausnum. Hann hefur fundið forritið sem dopant í hálfleiðara og her eitur gasi. Í landbúnaði, mikill mikilvægi arsen sýru (H ₃ Aso _4), blý arsenati (PbHAsO ₄₎ og kalsíum arsenati [Ca ₃ (ASO _{4) 2],} sem eru notuð til að sótthreinsa jarðvegi og Meindýraeyðing.

Arsenic - frumefni að mynda fjölda lífrænna efnasambanda. Kakodin _{(CH3) 2} As-As _{(CH3) 2,} til dæmis, sem notuð eru í framleiðslu á mikið notað þurrkefni (þurrkunarmiðils) - cacodylic sýru. Complex lífrænt efnasamband af frumefni notaðar við meðhöndlun á tilteknum sjúkdómum, svo sem amoebic blóðsótt af völdum örvera.

eðliseiginleikar

Hvað er arsen í skilmálar af líkamlegum eiginleikum sínum? Í flestum stöðugu ástandi þess, er það stökkt, fast efni stál grár litur með litla varma- og rafleiðni. Þótt sumir mynd af eins og eru málm-eins, verkefni hans til málmleysingja - nákvæmari lýsing á arseni. Það eru aðrar gerðir af arsens, en þeir eru ekki mjög vel rannsökuð, sérstaklega gult hálfstöðuga formi, sem samanstendur af sameinda alveg niður í _4, eins og hvítt fosfór _P4. Arsenic gufar upp við hitastig á 613 ° C, og sem gufa hann er til staðar sem efnasambönd eins og _4, sem ekki klofna ekki að hitastigi sem nemur um það bil 800 ° C. Complete rof á sameindir á og til dæmis ₂ fer fram á 1700 ° C.

Atomic uppbyggingu og hæfileiki til að mynda tengi

Rafræn arsen Formula - 1S ² 2s ² 2p ⁶ 3 S ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ^{3 -} eins og köfnunarefni og fosfór sem hefur fimm rafeindir í ytri skel, en það er frábrugðið þeim í nærveru 18 rafeinda í penultimate skel í stað tveggja eða átta. Viðbót af 10 jákvæðu hleðslur í kjarna meðan á áfyllingu stendur fimm 3d-svigrúm, veldur oft almenna lækkun á rafeinda ský og áframhaldandi hækkunar Rafdrægni þætti. Arsen í lotukerfinu hægt að bera saman við aðra hópa, sem greinilega sýna þessu mynstri. Til dæmis, það er almennt viðurkennt að sink er meira rafeindadrægri en magnesíum og Gallín - en ál. Hins vegar, í eftirfarandi flokki, þessi munur minnkar, og margir ekki sammála því að Þýskaland Rafdrægni sílikon, þrátt fyrir gnægð efna sönnunargögn. Þessi umskipti frá 8- til 18-frumuhimnu frá fosfórs til arsen getur aukið rafdrægni, en það er enn umdeild.

Líkt eins og ytra skel og br gefur til kynna að þeir geta mynda þrjár samgild tengi á atómi í til staðar séu viðbótar óbundins rafeinda par. Oxunin verður því að vera 3 eða -3, allt eftir gagnkvæma hlutfallslegt rafdrægni. Uppbygging arseni bendir einnig möguleikann á að nota utanáliggjandi d og f svigrúm fyrir stækkun á octet sem gerir einingunni sem á að mynda 5 tengsl. Það er orðið að veruleika nema í hvarfinu við flúor. Tilvist a frjáls rafeinda par fyrir myndun á flóknum efnasamböndum (með rafeinda blóðgjöf) eins og I atómi virðist miklu minni en fosfór og köfnunarefni.

Arsen er stöðugt í þurru lofti en röku þakinn svörtum oxíð. gufur hennar brennt auðveldlega myndað Eins ₂ O _3. Hvað er arsen í frjálsu ríki? Það er nánast ekki kemst í snertingu við vatn, basa og non-oxandi sýrum, en er oxað með saltpéturssýru til stöðu +5. Þar sem arseni bregðast halógena, brennisteinn, og margir, mynda arsenides.

efnagreining

Efnið er hægt að uppgötva eðli arsen sem gult orpiment precipitates undir aðgerð af 25% saltsýrulausn. Leifar af As, yfirleitt ákvarðað með breytingu hans Arsine, sem hægt er að uppgötva með mars prófi. Arsine er varmaleiðni niðurbrot til að mynda svarta spegil arsens innan þröngu röri. Með aðferðinni Gutzeit rannsaka gegndreypt með kvikasilfurs klóríð undir aðgerð á Arsine myrkvuðu vegna úrkomu kvikasilfurs.

Arsenic eiturefnafræðilegum einkennum

lirumueituráhrif og afleiður þess eru víða er breytilegur innan breiðs svið, frá mjög eitrað Arsine og lífræn afleiður þess einfaldlega eins, sem er tiltölulega óhvarfgjarn. Það er arsen, said notkun lífrænna efnasambanda þess eins og Efnavopn lyfjum (Lewisite) og defoliant blöðruhlutanum miðii ( "Agent blár" byggt á vatnskennda blöndu af 5% af cacodylic sýru, 26% natríum salt þar af).

Almennt, afleiðurnar úr þessari frumefnið taugarnar á húðina og valdið húðbólga. Einnig er mælt með vörn gegn innöndun arseniki innihalda ryk, en flestir eitrun á sér stað þegar tekin. Leyfilegum hámarksstyrk sem af As bætt í ryk í eina átta klukkustunda degi er 0,5 mg / m ^3. Því að skammta Arsine niður í 0,05 milljónustu hlutar. Að auki notkun á efnasamböndunum með frumefnið sem illgresiseyða og varnarefni, arsen umsókn í lyfjafræði skilað salvarsan - fyrsta árangursríka lyf gegn sárasótt.

Áhrif á heilsu

Arsen er einn af mest eitrað frumefni. Ólífræn efnasambönd kemísks finna náttúrulega í litlu magni. Notendur geta verið útsett arsens í matvælum, vatni og lofti. The snerting getur einnig komið fram við snertingu við húðina með menguðum jarðvegi eða vatni.

sem arsen efni er alveg lágmark í matvælum. Hins vegar stigum sínum í fiski og skelfiski getur verið mjög hátt, þar sem þeir gleypa efna virkur þáttur af vatni sem þeir búa. A umtalsvert magn ólífræns arsens í fiski getur verið hættulegir heilsu manna.

Áhrif efna eru einnig háðar fólk sem vinnur með þeim, búa í hús byggð úr tré meðhöndlað með þeim, og á landbúnaðarafurðum lendir, sem í fortíðinni sem notuð varnarefni.

Ólífræns arsens getur valdið ýmsum áhrifum heilsu svo sem ertingu í maga og þörmum, minnkaði framleiðslu rauðra og hvítra, breyting húð og ertingu í lungum. Gert er ráð fyrir því að frásog umtalsvert magn af þessu efni getur aukið líkurnar á krabbameini, sérstaklega húðkrabbameini, lungum, lifur og sogæðakerfið.

Mjög hár styrkur ólífræns arsens eru orsök ófrjósemi og fósturláti hjá konum, húðbólga, lækka viðnám gegn sýkingum, hjartasjúkdómum og heilaskaða. Enn fremur, this frumefnið er fær um að skemma DNA.

Banvænn skammtur hvítt arsen er 100 mg.

Lífræna Efnasambandið af frumefni eða krabbamein, eða skemma erfðafræðilega kóða valda ekki, en stórir skammtar geta valdið skaða á heilsu manna, svo sem eins og að valdið á taugakvillum eða verkur í kvið.

sem eignir

Basic efna og eðliseiginleika arsen eftirfarandi:

• Atomic númer - 33.
• Atómmassi - 74,9216.
• Bræðslumark Gray mold - 814 ° C við þrýsting sem nemur 36 loftþyngdir.
• Density Gray mold - 5,73 g / ^cm3 í 14 ° C.
• Þéttleiki af gulu formi - 2,03 g / ^cm3 á 18 ° C.
• Rafræn arsen Formula - 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3 S 3p ⁶ 3D ¹⁰ 4s ² 4p _^3.
• oxunarstig - -3, 3, 5.
• Valency af arseni - 3, 5.