X'inhu arseniku? Karatteristiċi, kwalitajiet u applikazzjonijiet

Arseniku - kimika element nitroġenu grupp (Grupp 15 tat-tabella perjodika). Dan tleqqija metallika griż sustanza fraġli (α-arseniku) ma 'kannizzata kristall rhombohedral. Meta msaħħan sa 600 ° C Kif sublimates. Fuq tkessiħ, fwar, ġodda modifika - arseniku Isfar. Hawn fuq 270 ° C il Peress kollha qed jimxu fil-arseniku iswed.

Storja ta 'skoperta

Il-fatt li din l-arseniku kien magħruf twil qabel ir-rikonoxximent ta 'elementi kimiċi tiegħu. Il IV c. QK. e. Aristotle tkellem ta 'sustanza msejħa "sandarak", li issa huwa maħsub li jkollu kien realgar, jew sulfid arseniku. U fil-QK I seklu. e. Pliniy Starshy u kittieba Pedany Dioscoride deskritt auripigment - żebgħa Kif _2. S _3. Fil XI. n. e. differenti tliet varjetajiet "arseniku" abjad (Peress ₄ O _6), isfar (Peress ₂ S _3), u aħmar (Kif ₄ S _4). L-oġġett innifsu probabbilment kienet l-ewwel iżolat fis-seklu XIII, Albert-Kbir, li nnota l-apparenza ta 'sustanzi tal-metall simili meta Ars, magħrufa wkoll bħala Bħala ₂ S ₃ kien imsaħħan bis-sapun u ilma. Iżda kunfidenza fil-fatt li l-xjenzat naturali kien arseniku pur, l-ebda. L-ewwel evidenza reali ta 'l-allokazzjoni ta' pur element kimiku huwa datat għall 1649. ispiżjar Ġermaniż Iogann Shreder ppreparati arseniku, tisħin fil-preżenza ta 'monossidu tal-karbonju. Aktar tard Nicolas Lemery, it-tabib Franċiż u kimiku osservati l-formazzjoni ta 'dan l-element kimiku billi ssaħħan taħlita ta' ossidu, u sapun potassa. Mill-bidu tas-seklu XVIII, arseniku kienet diġà magħrufa bħala unika semi-metall.

prevalenza

qoxra tad-dinja u huwa konċentrazzjoni arseniku baxxa kienet 1.5 ppm. Jinstab fil-ħamrija u minerali u ta 'ttella fl-arja, ilma u ħamrija permezz ta' riħ u l-erożjoni ilma. Barra minn hekk, element jidħol l-atmosfera minn sorsi oħra. Bħala riżultat ta 'eruzzjonijiet vulkaniċi fl-arja huwa rilaxxat madwar 3 elf. Arseniku T għal kull sena, mikro-organiżmi jiffurmaw 20 elf. T metilarsina volatili fis-sena, u bħala riżultat ta jaħarqu karburanti fossili fl-istess perijodu hu allokat 80,000. T.

Minkejja l-fatt li l-Bħala - velenu fatali, huwa komponent importanti tas-setgħa ta 'xi annimali u possibilment bniedem, għalkemm id-doża meħtieġa jaqbiżx 0.01 mg / kuljum.

Arseniku huwa estremament diffiċli li tittraduċi fi stat ilma solubbli jew volatili. Il-fatt li huwa pjuttost mobbli, ifisser li konċentrazzjoni kbira tas-sustanza fi kwalunkwe post wieħed ma jistax jidhru. Min-naħa waħda, dan huwa tajjeb, iżda fuq l-oħra - il-faċilità li biha tinfirex, hija r-raġuni li l-kontaminazzjoni arseniku qed issir problema akbar. Minħabba l-attivitajiet tal-bniedem, prinċipalment permezz minjieri u tidwib, temigra normalment immobbli element kimiċi, u issa tista 'tinstab mhux biss fil-postijiet ta' konċentrazzjoni naturali tagħha.

L-ammont tal-arseniku fil-qoxra hija ta 'madwar 5 g kull tunnellata. Fl-ispazju, huwa stmat bħala l-konċentrazzjoni ta '4 atomi għal kull miljun atomi tas-silikon. Dan l-element hu ddistribwit ħafna. Ammont żgħir huwa preżenti fl-istat indiġeni. Tipikament, il-formazzjoni ta '90-98% arseniku purità iseħħu flimkien ma' metalli bħall-antimonju u l-fidda. Aktar ta 'dan, madankollu, hija parti ta' aktar minn 150 minerali differenti - Sulfidi, arsenides, sulphoarsenides u arsenite. Arsenopyrite FeAsS huwa wieħed mill-aktar komuni minerali As-jġorru. Komposti oħra arseniku komuni - minerali realgar Kif ₄ S _4, auripigment Bħala ₂ S _3, FeAs loellingite u enargite ₂ Cu ₃ Ass _4. Wkoll ossidu arseniku komuni. Ħafna minn dan il-materjal huwa byproduct tal-tidwib ta 'ram, ċomb, kobalt, u minerali deheb.

Fin-natura, hemm waħda biss iżotopi stabbli ta 'arseniku - ⁷⁵ As. Fost isotopi radjuattivi artifiċjali rilaxxati ⁷⁶ Peress half-life ċ tar 26.4 sigħat. Arseniku-72, -74 u -76 huma użati fil dijanjostika medika.

produzzjoni industrijali u l-użu

arsenopyrite arseniku metall imħejji mill-tisħin sa 650-700 ° C mingħajr aċċess ta 'arja. Jekk arsenopyrite u metall ieħor minerali imsaħħan bl-ossiġnu, l-Bħal faċilment jirreaġixxi magħhom fil-forma kompost sublimes faċilment Kif ₄ O _6, magħrufa wkoll bħala "arseniku abjad". fwar ossidu inġabret u ikkondensat, u sussegwentement ri-purifikat bil sublimazzjoni. Ħafna Peress li huwa prodott bit-tnaqqis tal-karbonju ta 'arseniku abjad hekk miksuba.

konsum dinji ta 'arseniku metalliku huwa relattivament żgħir - biss ftit mijiet tunnellata fis-sena. Ħafna minn dak li huwa kkunsmat, ġejja mill-Isvezja. Huwa użat fil-metallurġija minħabba l-proprjetajiet metalloid tagħha. Madwar 1% tal-arseniku huwa użat fil-manifattura ta 'pretkuna taċ-ċomb, għaliex ittejjeb il-tond tal-qtar imdewweb. -Proprjetajiet tal-liga tgħabija ibbażati fuq ċomb huma mtejba kemm fil-karatteristiċi termiċi u mekkaniċi tal meta jkun fihom madwar 3% ta 'arseniku. Il-preżenza ta 'ammonti żgħar ta' dan l-element kimiku fil ligi taċ-ċomb tempers minnhom għall-użu fil-batteriji u l-Armor kejbil. impuritajiet ż-żgħar huma l-arseniku reżistenza żieda korrużjoni u l-proprjetajiet termali ta 'ramm u ram isfar. -Kimika elementali pur Kif bronż huwa użat għall-applikazzjoni kisi u piroteknika. Highly arseniku isib applikazzjoni fit-teknoloġija tas-semikondutturi, fejn jintuża bis-silikon u ġermanju, kif ukoll fil-forma ta 'gallju (GaAs) fil-dajowds, lasers u transisters.

kif komposti

Peress valenza arseniku huwa 3 u 5, u għandu bosta stati ossidazzjoni minn -3 sa 5, l-element jista 'jifforma diversi tipi ta' komposti. L-sinifikat kummerċjali l-aktar importanti tagħha ossidi, bażiċi formoli li huma l Peress ₄ O ₆ u Kif ₂ O _5. ossidu arseniku, komunement magħrufa bħala arseniku abjad, - byproduct inkaljar minerali ta 'ram, ċomb u xi metalli oħra, kif ukoll minerali sulfid u arsenopyrite. Huwa l-materjal tal-bidu għall-maġġoranza tal-komposti l-oħra. Barra minn hekk, huwa użat fil-pestiċidi, użati aġent decolorizing fil-manifattura ta 'ħġieġ u preservattiv għall-ġilda. pentossidu arseniku huwa ffurmat meta esposti għall-ossidant (eż, aċidu nitriku) għall-arseniku abjad. Huwa l-ingredjent prinċipali ta 'insettiċidi, erbiċidi u l-kolla għall-metall.

Arsine (ASH _3), gass bla kulur tossiku jikkonsisti f'idroġenu u arseniku, - huwa sustanza oħra magħrufa. Is-sustanza, imsejħa wkoll l-idroġenu minn arseniku huma ppreparati mill-idrolożi ta arsenides metall, u l-irkupru tal-metall minn komposti ta 'Arseniku fil soluzzjonijiet aċidu. Huwa sab applikazzjoni bħala dopant semikondutturi u l-gass velenu militari. Fl-agrikoltura, l-importanza kbira aċidu arseniku (H ₃ Aso _4), Arsenat ċomb (PbHAsO ₄₎ u Arsenat tal-kalċju [Ca ₃ (ASO _{4) 2],} li huma wżati biex sterilizza il-kontroll ħamrija u pesti.

element kimiku li jiffurmaw pluralità ta 'komposti organiċi - arseniku. Kakodin (CH _{3) 2} As-Kif _{(CH3) 2,} per eżempju, użati fil-preparazzjoni ta 'użat ħafna dessikant (aġent tat-tnixxif) - Aċidu cacodylic. kompost organiku Kumpless ta 'element użat fit-trattament ta' ċertu mard bħal diżinterija amoebic ikkawżata minn mikrorganiżmi.

proprjetajiet fiżiċi

X'inhu arseniku f'termini ta 'kwalitajiet fiżiċi tiegħu? Fl-istat l-aktar stabbli tagħha, hija fraġli azzar solidu kulur griż b'konduttività termali u elettrika baxxa. Għalkemm xi forom ta 'Kif huma tal-metall simili, assenjazzjoni tiegħu lill non-metalli - karatterizzazzjoni aktar preċiża ta' arseniku. Hemm tipi oħra ta 'arseniku, iżda mhumiex studjati tajjeb ħafna, forma metastable speċjalment isfar, li tikkonsisti minn molekuli Bħala _4, bħal fosfru abjad P _4. sublimes arseniku f'temperatura ta '613 ° C, u bħala fwar jeżisti bħala molekuli Bħala _4, li ma jiddisassoċja għal temperatura ta' madwar 800 ° C dissoċjazzjoni sħiħa ta 'molekuli fuq il-Kif ₂ isir fil 1700 ° Ċ

istruttura atomika u l-kapaċità li jiffurmaw rabtiet

Formula arseniku elettroniċi - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3P ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ^{3 -} bħall nitroġenu u fosfru li għandha ħames elettroni fil-qoxra ta 'barra, iżda hija differenti minnhom fil-preżenza ta' 18 elettroni fil-qoxra ta 'qabel minflok tnejn jew tmienja. Żieda ta '10 ħlasijiet pożittivi fil-qalba waqt il-mili ħames 3d-orbitals ħafna drabi tikkawża tnaqqis ġenerali tal-sħaba elettron u tiżdied elementi electronegativity. Arseniku fit-tabella perjodika tista 'tiġi mqabbla ma' gruppi oħra, li b'mod ċar juru dan il-mudell. Per eżempju, huwa ġeneralment aċċettat li żingu hija aktar electronegative minn manjesju u gallju - minn aluminju. Madankollu, fil-grupp li ġej, din id-differenza inaqqas, u ħafna ma jaqblux mal-fatt li l-Ġermanja electronegativity ta 'silikon, minkejja l-abbundanza tal-provi kimiċi. Din it-tranżizzjoni minn 8 sa membrana 18-ċelluli minn fosfru li arseniku jistgħu jżidu l-electronegativity, iżda dan għadu kontroversjali.

Xebh Peress li l-qoxra ta 'barra u P jindika li dawn jistgħu jiffurmaw tliet rabtiet kovalenti għal kull atomu fil-preżenza ta' par addizzjonali elettron M'hemmx obbligi. L-ossidazzjoni għandha tkun 3 jew -3, skond il-electronegativity relattiva reċiproku. L-istruttura tal-arseniku tissuġġerixxi wkoll il-possibbiltà ta 'użu ta esterni d-orbitals għall-espansjoni tal-ottett li jippermetti l-element li jiffurmaw 5 rabtiet. Huwa realizzati biss fir-reazzjoni ma 'fluworin. Il-preżenza ta 'elettroni par b'xejn għall-formazzjoni ta' komposti kumplessi (permezz donazzjoni elettroni) Bħal fl atomu tidher ferm iżgħar mill-fosfru u nitroġenu.

Arseniku huwa stabbli fl-arja xotta iżda niedja koperti bl-ossidu iswed. fwar tagħha jinħarqu faċilment jiffurmaw Bħala ₂ O _3. X'inhu arseniku fl-istat liberu? Huwa prattikament mhux espost għal ilma, alkali u aċidi mhux ossidanti, iżda huwa ossidizzat bl-aċidu nitriku għal stat 5. Peress arseniku jirreaġixxu aloġeni, kubrit, u ħafna metalli forma arsenides.

kimika analitika

Is-sustanza tista 'tiġi skoperta kwalitattivament arseniku bħala orpiment isfar preċipitati taħt l-azzjoni ta' soluzzjoni 25% ta 'aċidu idrokloriku. Traċċi ta 'As, normalment determinata permezz ta' konverżjoni tiegħu għall arsine, li jistgħu jiġu skoperti bit-test ta 'Marzu. Arsine huwa dekompost termalment biex jiffurmaw mera iswed ta 'arseniku fil-tubu dejjaq. Bil-metodu sonda Gutzeit mimli bil -klorur tal-merkurju taħt l-azzjoni ta 'arsine mudlama minħabba preċipitazzjoni tal-merkurju.

Karatteristiċi tossikoloġiċi arseniku

tossiċità ċellulari u d-derivattivi tiegħu huma ġeneralment tvarja fi ħdan firxa wiesgħa, minn arsine tossiku ħafna u d-derivattivi organiċi tagħha lill sempliċement Kif, li huwa relattivament inerti. Dan huwa arseniku, qal użu ta 'komposti organiċi tagħha bħala aġenti tal-gwerra kimika (Lewisite) u l-aġent folja defoliant ( "aġent blu" ibbażati fuq taħlita akweja ta' 5% ta 'aċidu cacodylic, 26% melħ tas-sodju tiegħu).

B'mod ġenerali, id-derivattivi ta 'dan l-element kimiku jirrita l-ġilda u jikkawżaw dermatite. irrakkomanda wkoll protezzjoni minn inalazzjoni ta 'trab fihom arseniku, iżda ħafna avvelenament iseħħ meta jinbelgħu. Konċentrazzjoni massima permissibbli ta 'As fil-trab kuljum ta' tmien sigħat huwa 0.5 mg / ^m3. Għad-doża arsine hija mnaqqsa għal 0.05 parti għal kull miljun. Minbarra l-użu tal-komposti tal-element kimiku bħala erbiċidi u pestiċidi, l-applikazzjoni arseniku fil-farmakoloġija renda salvarsan - ewwel droga suċċess kontra sifilide.

Impatt fuq is-saħħa

Arseniku huwa wieħed mill-aktar elementi tossiċi. Komposti inorganiċi tal-kimika misjuba b'mod naturali f'ammonti żgħar. L-utenti jistgħu jiġu esposti għall-arseniku permezz ta 'ikel, ilma u arja. L-espożizzjoni tista 'sseħħ ukoll meta jkun hemm kuntatt tal-ġilda bil-ħamrija kkontaminata jew ilma.

il-kontenut arseniku huwa pjuttost baxx fl-ikel. Madankollu, il-livelli tagħha fil-ħut u krostaċej jistgħu jkunu għolja ħafna, peress li jassorbu element attiv kimiku ta 'l-ilma fejn jgħixu. Ammont sinifikanti ta 'arseniku inorganiku fil-ħut jista' jkun ta 'periklu għas-saħħa umana.

L-effetti tas-sustanzi huma wkoll soġġetti għall-persuni li jaħdmu magħhom, jgħixu fi djar mibnija mill-injam ittrattat magħhom, u fuq artijiet agrikoli, li fil-passat użati pestiċidi.

arseniku inorganiku jista 'jkollu effetti varji tas-saħħa bħall irritazzjoni tal-istonku u l-intestini, tnaqqis fil-produzzjoni ta' ċelluli tad-demm ħomor u bojod, bidla ġilda, u irritazzjoni tal-pulmun. Huwa preżunt li l-assorbiment ta 'ammont sinifikanti ta' din is-sustanza tista 'żżid iċ-ċansijiet ta' żvilupp tal-kanċer, speċjalment kanċer tal-ġilda, tal-pulmun, fwied u tas-sistema limfatika.

konċentrazzjonijiet għolja ħafna ta 'arseniku inorganiku huma l-kawża ta' infertilità u korriment fin-nisa, dermatite, tnaqqis reżistenza għall-infezzjonijiet, problemi tal-qalb u ħsara fil-moħħ. Barra minn hekk, dan l-element kimiku huwa kapaċi ta 'ħsara tad-DNA.

doża letali arseniku abjad hija 100 mg.

Il-kompost organiku ta 'element jew kanċer, jew ħsara lill-kodiċi ġenetiku ma jikkawżawx, iżda f'dożi għoljin jistgħu jikkawżaw ħsara lis-saħħa tal-bniedem, tali li jikkawżaw disturbi nervuża jew uġigħ fl-addome.

bħala li għandu proprjetajiet

proprjetajiet fiżiċi tal-arseniku li ġejjin kimiċi bażiċi u:

• Atomiku numru - 33.
• Atomiku piż - 74.9216.
• punt tat-tidwib griż moffa - 814 ° C fi pressjoni ta '36 atmosferi.
• Densità griż moffa - 5.73 g / ^cm3 fi 14 ° C
• Id-densità tal-formola isfar - 2.03 g / ^cm3 fuq 18 ° C.
• Formula arseniku elettroniċi - 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3P ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p _^3.
• istat ta 'ossidazzjoni - -3, 3, 5.
• Valenza tal arseniku - 3, 5.