Wat is arseen? Funksies, eienskappe en toepassings

Arseen - chemiese element stikstof groep (Groep 15 van die periodieke tabel). Hierdie grys metaalglans bros stof (α-arseen) met 'n rombies kristalrooster. Wanneer verhit tot 600 ° C Soos sublimeer. Op koel, maar 'n damp n nuwe verandering - Geel arseen. Bo 270 ° C al die As hul intrek neem in die swart arseen.

Geskiedenis van die ontdekking

Die feit dat hierdie arseen lank bekend was voor die erkenning van sy chemiese elemente. Die IV c. BC. e. Aristoteles het gepraat van 'n stof genaamd "sandarak", wat nou geglo het realgar, of arseen sulfied het. En in die I eeu vC. e. Pliniy Starshy en skrywers Pedany Dioscoride beskryf auripigment - kleurstof As ₂ S _3. In XI in. N. e. verskil drie variëteite "arseen" wit (Soos ₄ O _6), geel (As ₂ S _3), en rooi (Soos ₄ S _4). Die item self waarskynlik vir die eerste keer geïsoleer in die XIII eeu, Albert die Grote, wat die voorkoms van metaal-agtige stof opgemerk toe Ars, ook bekend as As ₂ S ₃ verhit met seep en water. Maar vertroue in die feit dat die natuurwetenskaplike was suiwer arseen, no. Die eerste werklike bewyse van die toekenning van suiwer chemiese element is gedateer tot 1649. Duitse apteker Iogann Shreder voorberei arseen, verhit in die teenwoordigheid van koolstofmonoksied. Later Nicolas Lemery, Franse dokter en chemikus waargeneem die vorming van hierdie chemiese element deur 'n mengsel van 'n oksied, en potas seep. Teen die begin van XVIII eeu, is arseen reeds bekend as 'n unieke semi-metaal.

voorkoms

kors en die aarde se lae arseen konsentrasie was 1,5 dpm. Dit is gevind in die grond en minerale en kan kry in die lug, water en grond as gevolg van wind- en watererosie. Verder is 'n element gaan die atmosfeer uit ander bronne. As gevolg van vulkaniese uitbarstings in die lug vrygestel word oor 3000. T arseen per jaar, mikro-organismes te vorm 20 duisend. T vlugtige metilarsina 'n jaar, en as 'n gevolg van die verbranding van fossielbrandstowwe in dieselfde tydperk toegeken 80000. T.

Ten spyte van die feit dat die As - 'n dodelike gif, dit is 'n belangrike komponent van die krag van 'n paar diere en moontlik menslike, hoewel die nodige dosis oorskry nie 0,01 mg / dag.

Arseen is uiters moeilik om te vertaal in 'n water-oplosbare of vlugtige staat. Die feit dat dit nogal mobiele, beteken dat 'n groot konsentrasie van die stof in enige een plek nie kan verskyn. Aan die een kant, dit is goed, maar aan die ander kant - die gemak waarmee dit versprei, is die rede dat die arseen besoedeling is besig om 'n groter probleem. As gevolg van menslike aktiwiteite, veral deur middel van mynbou en smelt, gewoonlik onbeweeglik chemiese element migreer, en nou is dit kan gevind word nie net in die plekke van sy natuurlike konsentrasie.

Die bedrag van arseen in die kors is ongeveer 5 g per ton. In die ruimte, word dit beraam as die konsentrasie van 4 atome per miljoen silikonatome. Hierdie element is wyd versprei. 'N Klein hoeveelheid teenwoordig is in die natuurlike toestand. Tipies, die vorming van 90-98% suiwerheid arseen voorkom saam met metale soos antimoon en silwer. Die meeste van dit is egter 'n deel van meer as 150 verskillende minerale - sulfiede, arsenides, sulphoarsenides en arsenite. Arseenpiriet FeAsS is een van die mees algemene Soos-draende minerale. Ander algemene arseenverbindings - minerale realgar As ₄ S _4, auripigment As ₂ S _3, loellingite FeAs en enargite ₂ Cu ₃ Ass _4. Ook algemeen arseen oksied. Die meeste van hierdie materiaal is 'n byproduk van die smelt van koper, lood, kobalt en goud erts.

In die natuur, daar is net een stabiele isotoop van arseen - ⁷⁵ Soos. Onder kunsmatige radioaktiewe isotope vrygestel ⁷⁶ Soos c halfleeftyd van 26.4 uur. Arseen-72, -74 en -76 gebruik in mediese diagnose.

Industriële produksie en gebruik

Metaal arseen arseenpiriet voorberei deur die verhitting tot 650-700 ° C sonder toegang van lug. As arseenpiriet en ander metaal erts verhit met suurstof, die so maklik reageer met hulle in verbinding vorm geredelik sublimeer As ₄ O _6, ook bekend as "wit arseen". oksied dampe is ingesamel en verkorte, en daarna weer gesuiwer deur sublimasie. Die meeste As dit is vervaardig deur koolstof vermindering van wit arseen aldus verkry.

Wêreld verbruik van metaal arseen is relatief klein - slegs 'n paar honderd ton per jaar. Baie van wat verbruik word, kom uit Swede. Dit word gebruik in metallurgie as gevolg van sy metaalagtige eienskappe. Sowat 1% van die arseen gebruik in die vervaardiging van lood skoot, as dit die rondheid van die gesmelte druppels verbeter. Die eienskappe van die laer allooi gebaseer op lood verbeter beide in die hitte en meganiese eienskappe van wanneer hulle bevat sowat 3% van arseen. Die teenwoordigheid van klein hoeveelhede van hierdie chemiese element in lood legerings humeure hulle vir gebruik in batterye en die kabel harnas. Klein onsuiwerhede is arseen toename korrosiebestandheid en termiese eienskappe van koper en koper. Die suiwer basiese chemiese As brons word gebruik vir die toepassing van 'n deklaag en in vuurwerk. Hoogs arseen vind toepassing in halfgeleier tegnologie, waar dit gebruik word met silikon en germanium, sowel as in die vorm van galliumarsenied (GaAs) in die diodes, lasers en transistors.

as verbindings

Sedert arseen valensie is 3 en 5, en dit het 'n paar oksidasietoestande van -3 tot 5, kan die element verskillende tipes verbindings te vorm. Die belangrikste kommersiële belang sy oksiede, basiese vorms waarvan die As ₄ O ₆ en As ₂ O _5. Arsenous oksied, algemeen bekend as wit arseen, - 'n byproduk braai erts van koper, lood en 'n paar ander metale, asook sulfied erts en arseenpiriet. Hy is die begin materiaal vir die meerderheid van die ander verbindings. Daarbenewens is dit gebruik in plaagdoders, gebruik decolorizing agent in die vervaardiging van glas en preserveermiddel vir leer. arseen Pent word gevorm wanneer blootgestel aan die oksidant (bv salpetersuur) om wit arseen. Dit is die belangrikste bestanddeel van insekdoders, onkruiddoders en die gom vir die metaal.

Arsine (Es _3), giftige kleurlose gas wat bestaan uit waterstof en arseen, - is 'n ander bekende stof. Die stof, ook bekend as arseen waterstof voorberei word deur hidrolise van metaal arsenides, en metaal herstel van arseenverbindings in suur oplossings. Hy het aansoek gevind as 'n dopant in halfgeleiers en militêre gifgas. In die landbou, groot belang arseen suur (H ₃ ASO _4), lood arsenaat (PbHAsO ₄₎ en kalsium arsenaat [Ca ₃ (ASO _{4) 2],} wat gebruik word om die grond en plaagbeheer steriliseer.

Arseen - chemiese element vorming van 'n pluraliteit van organiese verbindings. Kakodin (CH _{3) 2} As-As _{(CH3) 2,} byvoorbeeld, gebruik in die voorbereiding van 'n wyd gebruik droogmiddel (droog agent) - cacodylic suur. Komplekse organiese verbinding van 'n element wat gebruik word in die behandeling van sekere siektes soos amebiese disenterie wat veroorsaak word deur mikro-organismes.

fisiese eienskappe

Wat is arseen in terme van sy fisiese eienskappe? In sy mees stabiele toestand, dit is 'n bros soliede staal grys kleur met 'n lae termiese en elektriese geleidingsvermoë. Alhoewel sommige vorme van As is metaal-agtige, sy opdrag om nie-metale - 'n meer akkurate karakterisering van arseen. Daar is ander vorme van arseen, maar hulle is nie baie goed bestudeer, veral geel metastabiele vorm, wat bestaan uit molekules As _4, soos wit fosfor P _4. Arseen sublimeer by 'n temperatuur van 613 ° C, en as 'n damp dit bestaan as molekules As _4, wat nie distansieer tot 'n temperatuur van ongeveer 800 ° C. Volledige dissosiasie van molekules oor die As ₂ vind plaas by 1700 ° C.

Atoomstruktuur en vermoë om verbande te vorm

Elektroniese arseen formule - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ^{3 -} soos stikstof en fosfor wat vyf elektrone in die buitenste skil het, maar dit verskil van hulle in die teenwoordigheid van 18 elektrone in die voorlaaste dop in plaas van twee of agt. Byvoeging van 10 positiewe ladings in die kern tydens vulling vyf 3d-orbitale veroorsaak dikwels algemene afname van die elektronwolk en toenemende elektronegatiwiteit elemente. Arseen in die periodieke tabel kan vergelyk word met ander groepe, wat duidelik demonstreer hierdie patroon. Byvoorbeeld, is dit algemeen aanvaar dat sink is meer elektronegatief as magnesium en gallium - as aluminium. Maar in die volgende groep, hierdie verskil verminder, en baie het nie eens met die feit dat Duitsland elektronegatiwiteit van silikon, ten spyte van die oorvloed van chemiese bewyse. Hierdie oorgang van 8- tot 18-selmembraan van fosfor arseen kan die elektronegatiwiteit te verhoog, maar dit bly omstrede.

Ooreenkoms Soos die buitenste skil en P dui daarop dat hulle drie kan vorm kovalente bindings per atoom in die teenwoordigheid van bykomende ongebonde elektronpaar. Die oksidasie moet dus 3 of -3, afhangende van die onderlinge verhouding elektronegatiwiteit. Die struktuur van arseen stel ook die moontlikheid van die gebruik van 'n eksterne d-orbitale vir die uitbreiding van die octet wat toelaat dat die element om 'n 5 bande te vorm. Daar word besef net in die reaksie met fluoor. Die teenwoordigheid van 'n gratis elektronpaar vir die vorming van komplekse samestellings (via elektron skenking) Soos in atoom lyk baie kleiner as die fosfor en stikstof.

Arseen is stabiel in droë lug, maar in klam bedek met swart oksied. Sy dampe maklik verbrand vorm ₂ O _3. Wat is arseen in die Vrystaat? Dit is prakties nie blootgestel word aan water, alkalieë en nie-oksiderende sure, maar geoksideer met salpetersuur na 'n toestand 5. Sedert arseen reageer halogene, swael, en baie metale vorm arsenides.

analitiese chemie

Die stof kan kwalitatief arseen as 'n geel orpiment neerslae onder die optrede van 25% soutsuuroplossing opgespoor word. Spore van As, gewoonlik bepaal deur die omskakeling na arsine, wat deur die Maart toets kan opgespoor word. Arsine is termies ontbind om 'n swart spieël van arseen in die smal buis te vorm. Deur die metode Gutzeit ondersoek deurtrek met kwik chloried onder die optrede van arsine verduister as gevolg van neerslag van kwik.

arseen toksikologiese eienskappe

sel toksisiteit en sy afgeleide is wyd wissel binne 'n wye verskeidenheid van uiters giftige arsine en sy organiese derivate om eenvoudig Soos wat relatief onaktiewe. Dit is arseen, het gesê die gebruik van sy organiese verbindings soos chemiese oorlogvoering agente (Lewisite) en defoliant blister agent ( "agent blou" wat gebaseer is op 'n waterige mengsel van 5% van cacodylic suur, 26% natrium sout daarvan).

In die algemeen, afgeleides van hierdie chemiese element irriteer die vel en dermatitis veroorsaak. Ook aanbeveel beskerming van inaseming van arseen bevat stof, maar die meeste vergiftiging vind plaas wanneer ingeneem. Maksimum toelaatbare konsentrasie van As in stof per agt-uur dag is 0,5 mg / m ^3. Vir arsine dosis verminder na 0,05 dele per miljoen. Behalwe die gebruik van die verbindings van die chemiese element as onkruiddoders en plaagdoders, arseen aansoek in farmakologie opgelewer salvarsan - eerste suksesvolle dwelm teen sifilis.

Impak op die gesondheid

Arseen is een van die mees giftige elemente. Anorganiese verbindings van die chemiese gevind natuurlik in klein hoeveelhede. Gebruikers kan blootgestel word aan arseen deur kos, water en lug. Die blootstelling kan ook voorkom op kontak van die vel met besmette grond of water.

die arseen inhoud is baie laag in voedsel. Tog kan sy vlakke in vis en skulpvis baie hoog wees, aangesien hulle absorbeer chemiese aktiewe element van die water waarin hulle leef. 'N Beduidende hoeveelheid anorganiese arseen in vis kan 'n gevaar vir mense se gesondheid wees.

Die effekte van middels is ook onderhewig aan die mense wat saam met hulle werk, woon in huise gebou van hout behandel met hulle, en op landerye, wat in die verlede gebruik plaagdoders.

Anorganiese arseen kan verskeie gevolge vir die gesondheid soos irritasie van die maag en ingewande veroorsaak, verminder produksie van rooi en wit bloedselle, vel verander, en long irritasie. Daar word aanvaar dat die opname van 'n beduidende hoeveelheid van die stof is die kanse van die ontwikkeling van kanker, veral velkanker, long, lewer en limfatiese stelsel kan verhoog.

'N baie hoë konsentrasies van anorganiese arseen is die oorsaak van onvrugbaarheid en miskrame in vrouens, dermatitis, die verlaging van weerstand teen infeksies, hartprobleme en breinskade. Verder is hierdie chemiese element in staat is om skade aan DNA.

Dodelike dosis wit arseen is 100 mg.

Die organiese verbinding van 'n element of kanker, of skade aan die genetiese kode veroorsaak nie, maar 'n hoë dosisse kan skade aan die menslike gesondheid, soos om senuweeagtig versteurings of pyn veroorsaak in die maag.

as eiendomme

Basiese chemiese en fisiese eienskappe van arseen volgende:

• Atoomgetal - 33.
• Atoomgewig - 74,9216.
• Smeltpunt grys vorm - 814 ° C teen 'n druk van 36 atmosfeer.
• Digtheid grys vorm - 5.73 g / cm ³ teen 14 ° C.
• Die digtheid van die geel vorm - 2.03 g / cm ³ by 18 ° C.
• Elektroniese arseen formule - 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p _^3.
• oksidasietoestand - -3, 3, 5.
• Valensie van arseen - 3, 5.