Arseno elementas. Arseno savybės

Ačiū

Svetainėje pateikiama informacinė informacija tik informaciniais tikslais. Ligų diagnostika ir gydymas turi būti atliekami prižiūrint specialistui. Visi vaistai turi kontraindikacijų. Būtina konsultacija su specialistu!

Bendra informacija

Unikalumas arseno yra tai, kad jo galima rasti visur – uolienose, mineraluose, vandenyje, dirvožemyje, gyvūnuose ir augaluose. Jis netgi vadinamas visur esančiu elementu. Arsenas yra pasiskirstęs skirtinguose geografiniuose Žemės regionuose dėl jo junginių nepastovumo ir didelio jų tirpumo vandenyje. Jei regiono klimatas drėgnas, elementas išplaunamas iš žemės, o paskui nunešamas požeminio vandens. Paviršiniuose vandenyse ir upių gelmėse šios medžiagos yra nuo 3 µg/l iki 10 µg/l, o jūros ir vandenynų vandenyje – daug mažiau, apie 1 µg/l.

Suaugusio žmogaus organizme arseno yra maždaug 15 mg. Didžioji jo dalis randama kepenyse, plaučiuose, plonojoje žarnoje ir epitelyje. Medžiagos absorbcija vyksta skrandyje ir žarnyne.
Medžiagos antagonistai yra fosforas, siera, selenas, vitaminai E, C, taip pat kai kurios aminorūgštys. Savo ruožtu medžiaga blogina organizmo pasisavinimą seleno, cinko, vitaminų A, E, C ir folio rūgšties.
Jo naudos paslaptis slypi kiekyje: nedidelėmis dozėmis jis atlieka nemažai naudingų funkcijų; o dideliuose – galingi nuodai.

Funkcijos:

• Fosforo ir azoto įsisavinimo gerinimas.
• Hematopoezės stimuliavimas.
• Oksidacinių procesų susilpnėjimas.
• Sąveika su baltymais, lipoine rūgštimi, cisteinu.

Šios medžiagos dienos poreikis yra mažas - nuo 30 iki 100 mcg.

Arsenas kaip cheminis elementas

Arsenas yra klasifikuojamas kaip periodinės lentelės V grupės cheminis elementas ir priklauso azoto šeimai. Natūraliomis sąlygomis šią medžiagą sudaro vienintelis stabilus nuklidas. Dirbtinai buvo gauta daugiau nei tuzinas radioaktyviųjų arseno izotopų, kurių pusinės eliminacijos laikas yra platus - nuo kelių minučių iki kelių mėnesių. Termino susidarymas siejamas su jo vartojimu graužikams – pelėms ir žiurkėms naikinti. Lotyniškas pavadinimas Arsenicum (As) kilęs iš graikų kalbos žodžio " arsenas", Ką reiškia: galingas, stiprus.

Istorinė informacija

Arsenas gryna forma buvo aptiktas alcheminių eksperimentų metu viduramžiais. O jo junginiai žmonėms žinomi nuo seno, iš jų buvo gaminami vaistai ir dažai. Šiandien arsenas ypač universaliai naudojamas metalurgijoje.

Istorikai vieną iš žmonijos raidos laikotarpių vadino bronzos laikotarpiu. Šiuo metu žmonės perėjo nuo akmeninių ginklų prie patobulintų bronzinių ginklų. Bronza yra junginys ( lydinio) skarda su variu. Pasak istorikų, pirmoji bronza buvo išlieta Tigro ir Eufrato slėnyje, maždaug 30 a. pr. Kr. Priklausomai nuo lydinyje esančių komponentų procentinės sudėties, skirtingų kalvių išlieta bronza gali turėti skirtingas savybes. Mokslininkai nustatė, kad geriausia bronza, turinti vertingų savybių, yra vario lydinys, kuriame yra iki 3% alavo ir iki 7% arseno medžiagų. Tokią bronzą buvo lengva išlieti ir geriau padirbti. Tikriausiai lydymo metu vario rūda buvo supainiota su panašios išvaizdos vario-arseno sulfido mineralų atmosferos poveikiu. Senovės meistrai įvertino gerąsias lydinio savybes ir tada tikslingai ieškojo arseno mineralų telkinių. Norėdami juos rasti, panaudojome specifinę šių mineralų savybę kaitinant skleisti česnako kvapą. Tačiau laikui bėgant bronzos, turinčios arseno junginių, lydymas nutrūko. Greičiausiai taip atsitiko dėl to, kad labai dažnai apsinuodijama šaudant arseno turinčiomis medžiagomis.

Žinoma, tolimoje praeityje šis elementas buvo žinomas tik mineralų pavidalu. Senovės Kinijoje jie žinojo kietą mineralą, vadinamą realgaru, kuris, kaip dabar žinoma, yra sulfidas, kurio sudėtis yra As4S4. žodis" realgaras"išvertus iš arabų kalbos reiškia" mano dulkės“ Šis mineralas buvo naudojamas akmenims raižyti, tačiau turėjo vieną reikšmingą trūkumą: šviesoje arba kaitinant realgaras „sugedo“, nes veikiamas šiluminės reakcijos jis virto visiškai kita medžiaga As2S3.

Mokslininkas ir filosofas Aristotelis IV amžiuje pr. Kr. davė savo pavadinimą šiam mineralui - " sandarac“ Po trijų šimtmečių romėnų mokslininkas ir rašytojas Plinijus Vyresnysis kartu su gydytoju ir botaniku Dioskoridas aprašė kitą mineralą, vadinamą orpimentas. Lotyniškas mineralo pavadinimas išverstas „ auksiniai dažai“ Šis mineralas buvo naudojamas kaip geltonas dažiklis.

Viduramžiais alchemikai išskyrė tris medžiagos formas: geltonąjį arseną ( yra As2S3 sulfidas), raudona ( sulfidas As4S4) ir balta ( oksidas As2O3). Balta spalva susidaro sublimuojant kai kurioms arseno priemaišoms skrudinant vario rūdas, kuriose yra šio elemento. Jis kondensavosi iš dujinės fazės ir nusėdo baltos dangos pavidalu, po to buvo surinktas.

XIII amžiuje alchemikai kaitino geltoną arseną ir muilą, kad gautų į metalą panašią medžiagą, kuri galėjo būti pirmasis dirbtinai pagamintos grynos medžiagos pavyzdys. Tačiau gauta medžiaga pažeidė alchemikų idėjas apie mistinį septynių jiems žinomų metalų „ryšį“ su septyniais astronominiais objektais - planetomis; Štai kodėl alchemikai gautą medžiagą pavadino „neteisėtu metalu“. Jie pastebėjo vieną įdomią savybę - medžiaga gali suteikti variui baltą spalvą.

Arsenas buvo aiškiai identifikuotas kaip savarankiška medžiaga XVII amžiaus pradžioje, kai vaistininkas Johanas Schröderis redukuodamas oksidą anglimi, gavau jį gryną pavidalą. Po kelerių metų prancūzų gydytojas ir chemikas Nicola Lemeryšią medžiagą pavyko gauti kaitinant jos oksidą mišinyje su kaliu ir muilu. Kitame amžiuje jis jau buvo gerai žinomas ir vadinamas neįprastu „pusmetaliniu“.

Švedų mokslininkas Scheele eksperimentiniu būdu gautos arseninės vandenilio dujos ir arseno rūgštis. Tuo pačiu metu A.L. Lavoisier pripažino šią medžiagą savarankišku cheminiu elementu.

Buvimas natūraliomis sąlygomis

Elementas natūraliomis sąlygomis dažnai randamas junginiuose su variu, kobaltu, nikeliu ir geležimi. Žemės plutoje jo nėra daug – apie 5 gramus tonoje, tai yra maždaug tiek pat, kiek alavo, molibdeno, germanio, volframo ir bromo.

Mineralų sudėtis, kurią sudaro šis cheminis elementas ( šiandien jų yra daugiau nei 200), dėl elemento „pusiau metalinių“ savybių. Jis gali būti tiek neigiamos, tiek teigiamos oksidacijos būsenos, todėl lengvai derinamas su daugeliu kitų elementų; teigiamoje oksidacijoje arsenas atlieka metalo vaidmenį ( pavyzdžiui, sulfiduose), jei neigiamas – nemetalinis ( arseniduose). Arseno turintys mineralai yra sudėtingos sudėties. Pats elementas gali pakeisti stibio, sieros ir metalo atomus kristalinėje gardelėje.

Daugelis metalų ir arseno junginių, sprendžiant iš jų sudėties, yra labiau intermetaliniai junginiai nei arsenidai; Kai kurie iš jų išsiskiria kintamu pagrindinio elemento turiniu. Arseniduose vienu metu gali būti keli metalai, o šių metalų atomai, kurių jonų spindulys yra artimas, gali pakeisti vienas kitą kristalinėje gardelėje savavališkais santykiais. Visi mineralai, priskiriami arsenidams, turi metalinį blizgesį. Jie yra nepermatomi, sunkūs, o jų kietumas mažas.

Natūralių arsenidų pavyzdys ( jų yra apie 25) gali tarnauti tokiems mineralams kaip skutteruditas, safloritas, rammelsbergitas, nikelio skutteruditas, nikelinas, lölingitas, sperilitas, maucheritas, algodonitas, langisitas, klinozafloritas. Šie arsenidai turi didelį tankį ir priklauso „supersunkių“ mineralų grupei.

Labiausiai paplitęs mineralas yra arsenopiritas ( arba, kaip jis dar vadinamas, arseno piritas). Chemikų nuomone, įdomi yra tų mineralų, kuriuose arseno yra kartu su siera ir kuriuose jis atlieka metalo vaidmenį, struktūra, nes jis yra sugrupuotas kartu su kitais metalais. Šie mineralai yra arsenosulfanitas, giroditas, arsenogaučekornitas, freibergitas, auksafilitas, tenantitas, argentotennantitas. Šių mineralų struktūra yra labai sudėtinga.

Natūralūs sulfidai, tokie kaip realgaras, orpimentas, dimorfitas, gečelitas, turi teigiamą oksidacijos būseną kaip ( lat. arseno žymėjimas). Šie mineralai atrodo kaip maži inkliuzai, nors kai kuriose vietose kartais buvo išgaunama didelio dydžio ir svorio kristalų.

Įdomus faktas yra tai, kad natūralios arseno rūgšties druskos, vadinamos arsenatais, atrodo labai skirtingai. Eritritolis yra kobalto spalvos, o skoroditas, anabergitas ir paprastasis yra žali. O görnesitas, köttigitas ir rūzvelitas yra visiškai bespalviai.

Centriniame Švedijos regione yra karjerai, kuriuose kasama feromangano rūda. Šiuose karjeruose buvo rasta ir aprašyta daugiau nei penkiasdešimt mineralų, kurie yra arsenatai, pavyzdžių. Dalis šių arsenatų niekur kitur nerasta. Ekspertai mano, kad šie mineralai susidarė žemoje temperatūroje dėl arseno rūgšties sąveikos su kitomis medžiagomis. Arsenatai yra tam tikrų sulfidinių rūdų oksidacijos produktai. Paprastai jie neturi kitos vertės, išskyrus estetinę vertę. Tokie mineralai yra mineraloginių kolekcijų dekoracijos.

Mineralų pavadinimai buvo pateikiami įvairiai: kai kurie iš jų buvo pavadinti mokslininkų ir iškilių politinių veikėjų vardais; kiti buvo pavadinti pagal vietovę, kurioje jie buvo rasti; dar kiti buvo pavadinti graikiškais terminais, reiškiančiais pagrindines jų savybes ( pavyzdžiui spalva); ketvirtosios buvo pavadintos sutrumpinimais, žyminčiais kitų elementų pavadinimų pradines raides.

Pavyzdžiui, įdomus senovės pavadinimo formavimas tokiam mineralui kaip nikelis. Anksčiau jis buvo vadinamas kupfernickel. Vokiečių kalnakasiai, dirbę kurdami varį prieš penkis ar šešis šimtmečius, prietaringai bijojo piktosios kalnų dvasios, kurią pavadino nikeliu. Vokiškas žodis " kupferis"reiškė" vario“ Varį jie vadino „prakeiktu“ arba „netikra“ kupfernikeliu. Ši rūda buvo labai panaši į varį, tačiau iš jos vario gauti nepavyko. Tačiau jis rado savo pritaikymą stiklo gamyboje. Su jo pagalba stiklas buvo nudažytas žaliai. Vėliau iš šios rūdos buvo išskirtas naujas metalas, pavadintas nikeliu.

Grynas arsenas yra gana inertiškas savo cheminėmis savybėmis ir gali būti randamas natūralioje būsenoje. Tai atrodo kaip susiliejusios adatos ar kubeliai. Tokį grynuolį lengva sumalti į miltelius. Jame yra iki 15% priemaišų ( kobaltas, geležis, nikelis, sidabras ir kiti metalai).

Paprastai As kiekis dirvožemyje svyruoja nuo 0,1 mg/kg iki 40 mg/kg. Teritorijose, kuriose yra arseno rūdos ir ugnikalnių, dirvožemyje gali būti labai daug As – iki 8 g/kg. Būtent toks rodiklis yra kai kuriose Naujosios Zelandijos ir Šveicarijos srityse. Tokiose vietose miršta flora ir suserga gyvūnai. Tokia pati situacija būdinga dykumoms ir stepėms, kur arsenas nėra išplaunamas iš dirvožemio. Palyginti su vidutiniu kiekiu, molingos uolienos taip pat laikomos praturtintomis, nes jose yra keturis kartus daugiau arseno medžiagų.

Jei gryna medžiaga biometilinimo metu paverčiama lakiuoju organiniu arseno junginiu, tai iš dirvožemio ją išneša ne tik vanduo, bet ir vėjas. Biometilinimas yra metilo grupės pridėjimas, kad susidarytų C-As ryšys. Šis procesas atliekamas dalyvaujant medžiagai metilkobalaminui - metilintas vitamino B12 darinys. As biometilinimas vyksta tiek jūros, tiek gėlame vandenyje. Dėl to susidaro organiniai arseno junginiai, tokie kaip metilarsono ir dimetilarsino rūgštys.

Tose teritorijose, kuriose nėra specifinės taršos, arseno koncentracija yra 0,01 μg/m3, o pramoninėse zonose, kuriose yra elektrinės ir gamyklos, koncentracija siekia 1 μg/m3. Teritorijose, kuriose yra pramonės centrai, arseno nusodinimas yra intensyvus ir siekia iki 40 kg/kv. km per metus.

Lakieji arseno junginiai, kai jų savybės dar nebuvo iki galo ištirtos, žmonėms atnešė daug rūpesčių. Masiniai apsinuodijimai nebuvo neįprasti net XIX amžiuje. Tačiau apsinuodijimo priežasčių medikai nežinojo. O toksiškos medžiagos buvo žaliuose tapetų dažuose ir tinke. Didelė drėgmė lėmė pelėsių susidarymą. Šių dviejų veiksnių įtakoje susidarė lakiosios organoarseno medžiagos.

Yra prielaida, kad lakiųjų organoarseno darinių susidarymo procesas galėjo sukelti uždelstą imperatoriaus apsinuodijimą. Napoleonas dėl kurios jis mirė. Ši prielaida grindžiama tuo, kad praėjus 150 metų po jo mirties, jo plaukuose buvo rasta arseno pėdsakų.

Arseno medžiagų nedideliais kiekiais randama kai kuriuose mineraliniuose vandenyse. Visuotinai pripažinti standartai nustato, kad medicininiuose mineraliniuose vandenyse arseno koncentracija turi būti ne didesnė kaip 70 µg/l. Iš principo, net jei medžiagos koncentracija yra didesnė, apsinuodijimą ji gali sukelti tik nuolat, ilgai vartojant.

Arseno natūraliuose vandenyse galima rasti įvairių junginių ir formų. Pavyzdžiui, trivalentis arsenas yra daug kartų toksiškesnis nei penkiavalentis arsenas.

Kai kurie jūros dumbliai gali kaupti tokios koncentracijos arseną, kad yra pavojingi žmonėms. Tokie dumbliai gali lengvai augti ir net daugintis rūgščioje arseno aplinkoje. Kai kuriose šalyse jie naudojami kaip kenkėjų kontrolės priemonės ( prieš žiurkes).

Cheminės savybės

Arsenas kartais vadinamas metalu, tačiau iš tikrųjų jis yra labiau nemetalas. Sujungus su rūgštimis jis nesudaro druskų, bet pats savaime yra rūgštis formuojanti medžiaga. Štai kodėl jis taip pat vadinamas pusmetaliu. Kaip ir fosforas, arsenas gali egzistuoti įvairiomis alotropinėmis formomis.

Viena iš šių formų yra pilkasis arsenas, gana trapi medžiaga. Jo lūžis turi ryškų metalinį blizgesį ( todėl antrasis jo pavadinimas yra „arseno metalas“). Šio pusmetalo elektrinis laidumas yra 17 kartų mažesnis nei vario, bet tuo pačiu 3,6 karto didesnis nei gyvsidabrio. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo mažesnis elektros laidumas. Ši tipiška metalų savybė būdinga ir šiam pusmetaliui.

Jei arseno garai trumpam atšaldomi iki –196 laipsnių temperatūros ( tai yra skysto azoto temperatūra), gausite minkštą, skaidrią, geltoną medžiagą, kuri atrodo kaip geltonasis fosforas. Šios medžiagos tankis yra daug mažesnis nei arseno metalo. Geltonasis arsenas ir arseno garai susideda iš molekulių, kurios turi tetraedro formą ( tie. piramidės formos su keturiais pagrindais). Fosforo molekulės turi tokią pačią formą.

Veikiamas ultravioletinių spindulių, taip pat kaitinant, geltonas arsenas akimirksniu virsta pilka spalva; Ši reakcija išskiria šilumą. Jei garai kondensuojasi inertinėje atmosferoje, tada susidaro kita šio elemento forma – amorfinė. Jei ant stiklo nusėda arseno garai, susidaro veidrodinė plėvelė.

Šio elemento elektroninio išorinio apvalkalo struktūra yra tokia pati kaip fosforo ir azoto. Arsenas, kaip ir fosforas, gali sudaryti tris kovalentinius ryšius.

Jei oras yra sausas, tada As turi stabilią formą. Nuo drėgno oro jis tampa nuobodu, o viršuje pasidengia juodu oksidu. Užsidegę arseno garai lengvai užsidega mėlyna liepsna.

Kadangi gryna forma yra gana inertiška; šarmai, vanduo ir įvairios oksiduojančių savybių neturinčios rūgštys jo niekaip neveikia. Jei vartosite praskiestą azoto rūgštį, ji oksiduos grynai kaip ortoarseno rūgštį, o jei vartosite koncentruotą azoto rūgštį, ją oksiduos iki ortoarseninės rūgšties.

Kaip reaguoja su siera ir halogenais. Reakcijoje su siera susidaro skirtingos sudėties sulfidai.

Arsenas yra kaip nuodas

Visi arseno junginiai yra nuodingi.

Ūmus apsinuodijimas šiomis medžiagomis pasireiškia pilvo skausmais, viduriavimu, vėmimu, centrinės nervų sistemos slopinimu. Apsinuodijimo šia medžiaga simptomai labai panašūs į choleros simptomus. Todėl teismų praktikoje anksčiau dažnai pasitaikydavo arseno kaip nuodo naudojimo atvejų. Sėkmingiausiai nusikalstamais tikslais naudojamas nuodingas junginys yra arseno trioksidas.

Tose vietose, kur vandenyje ir dirvožemyje yra medžiagos perteklius, ji kaupiasi žmonių skydliaukės liaukose. Dėl to jiems išsivysto endeminis gūžys.

Apsinuodijimas arsenu

Apsinuodijimo arsenu simptomai yra metalo skonis burnoje, vėmimas ir stiprus pilvo skausmas. Vėliau gali pasireikšti traukuliai arba paralyžius. Apsinuodijimas gali baigtis mirtimi. Plačiausiai prieinamas ir žinomas priešnuodis apsinuodijimui arsenu yra pienas. Pagrindinis pieno baltymas yra kazeinas. Jis sudaro netirpus junginį su arsenu, kuris nėra absorbuojamas į kraują.

Apsinuodijimas atsiranda:
1. Įkvepiant arseno junginius dulkių pavidalu ( dažniausiai – nepalankiomis gamybos sąlygomis).
2. Geriant užnuodytą vandenį ir maistą.
3. Vartojant tam tikrus vaistus. Medžiagos perteklius nusėda kaulų čiulpuose, plaučiuose, inkstuose, odoje ir žarnyne. Yra daug įrodymų, kad neorganiniai arseno junginiai yra kancerogeniniai. Dėl ilgalaikio arsenu užnuodyto vandens ar vaistų vartojimo gali išsivystyti žemo laipsnio odos vėžys ( Boweno vėžys) arba kepenų hemangioendoteliomą.

Ūmaus apsinuodijimo atveju kaip pirmąją pagalbą būtina išplauti skrandį. Stacionariomis sąlygomis inkstams išvalyti atliekama hemodializė. Ūminiam ir lėtiniam apsinuodijimui naudojamas Unithiol - universalus priešnuodis. Papildomai naudojamos antagonistinės medžiagos: siera, selenas, cinkas, fosforas; o vitaminų ir amino rūgščių kompleksas yra privalomas.

Perdozavimo ir trūkumo simptomai

Galimi arseno trūkumo požymiai pasireiškia trigliceridų koncentracijos kraujyje sumažėjimu, vaisingumo padidėjimu, organizmo vystymosi ir augimo pablogėjimu.

Arsenas yra labai toksiška medžiaga, vienkartinė 50 mg dozė gali būti mirtina. Perdozavimas pasireiškia dirglumu, alergija, galvos skausmais, dermatitu, egzema, konjunktyvitu, kvėpavimo funkcijos ir nervų sistemos slopinimu, sutrikusia kepenų veikla. Perdozavus medžiagos, padidėja rizika susirgti vėžiu.

Elemento šaltiniu laikomi: augaliniai ir gyvūniniai produktai, jūros gėrybės, grūdai, javai, tabakas, vynas ir net geriamasis vanduo.

Dėl šio mikroelemento patekimo į mūsų racioną nereikia rūpintis – jo yra beveik visuose gyvūninės ir augalinės kilmės produktuose, išskyrus rafinuotą cukrų. Jis pas mus patenka pakankamais kiekiais su maistu. Produktai, kuriuose ypač gausu jo, pavyzdžiui, krevetės, omarai, omarai – norint išvengti perdozavimo, reikėtų valgyti saikingai, kad neįsigertumėte per daug nuodų.

Arseno junginiai į žmogaus organizmą gali patekti su mineraliniu vandeniu, jūros gėrybėmis, sultimis, vynuogių vynais, vaistais, herbicidais ir pesticidais. Ši medžiaga daugiausia kaupiasi retikuloendotelinėje sistemoje, taip pat plaučiuose, odoje ir inkstuose. Nepakankamas medžiagos kiekis per dieną yra 1 mcg per dieną. Toksiškumo slenkstis yra maždaug 20 mg.

Didelis kiekis elemento yra žuvų taukuose ir, kaip bebūtų keista, vynuose. Įprastame geriamajame vandenyje medžiagos kiekis yra mažas ir nepavojingas sveikatai – apie 10 µg/l. Kai kurie pasaulio regionai ( Meksika, Taivanas, Indija, Bangladešas) yra žinomi dėl didelio arseno kiekio geriamajame vandenyje ( 1 mg/l), todėl ten kartais įvyksta masiniai piliečių apsinuodijimai.

Arsenas neleidžia organizmui prarasti fosforo. Vitaminas D yra fosforo ir kalcio metabolizmo reguliatorius, o arsenas, savo ruožtu, reguliuoja fosforo apykaitą.

Taip pat žinoma, kad kai kurios alergijos formos išsivysto dėl arseno trūkumo organizme.

Mikroelementas naudojamas apetitui didinti sergant anemija. Apsinuodijus selenu, arsenas yra puikus priešnuodis. Eksperimentiniai tyrimai su pelėmis parodė, kad tiksliai apskaičiuotos medžiagos dozės padeda sumažinti sergamumą vėžiu.

Padidėjus elemento koncentracijai dirvožemyje ar maiste, atsiranda intoksikacija. Sunkus apsinuodijimas gali sukelti rimtų ligų, tokių kaip gerklų vėžys ar leukemija. Be to, padidės ir mirčių skaičius.

Yra žinoma, kad 80% medžiagos, kuri patenka į organizmą su maistu, yra siunčiama į virškinimo traktą ir iš ten patenka į kraują, o likę 20% pasiekia mus per odą ir plaučius.

Praėjus dienai po patekimo į organizmą, daugiau nei 30% medžiagos išsiskiria iš jo kartu su šlapimu ir apie 4% - su išmatomis. Pagal klasifikaciją arsenas priskiriamas imunotoksiniam, sąlyginai esminiam elementui. Įrodyta, kad medžiaga dalyvauja beveik visuose svarbiuose biocheminiuose procesuose.

Arsenas odontologijoje

Ši medžiaga dažnai naudojama dantų ligoms, tokioms kaip kariesas, gydyti. Kariesas prasideda tada, kai ima irti kalkingos dantų emalio druskos, o nusilpusį dantį puola ligų sukėlėjai. Paveikdami minkštą vidinę danties dalį, mikrobai suformuoja karieso ertmę.
Jei šioje ligos stadijoje karieso ertmė bus išvalyta ir užpildyta plombine medžiaga, dantis liks „gyvas“. Ir jei leisite procesui eiti savo eiga, karieso ertmė pasiekia audinį, kuriame yra kraujo, nervų ir limfagyslių. Tai vadinama minkštimu.

Vystosi pulpos uždegimas, po kurio vienintelis būdas užkirsti kelią tolesniam ligos plitimui – pašalinti nervą. Būtent šiai manipuliacijai reikalingas arsenas.

Odontologiniu instrumentu atidengiama pulpa, ant jos uždedamas pastos grūdelis, kuriame yra arseno rūgšties, kuri beveik akimirksniu pasklinda į pulpą. Po dienos dantis miršta. Dabar pulpą galima visiškai neskausmingai pašalinti, šaknies kanalus ir pulpos kamerą užpildyti specialia antiseptine pasta, užplombuoti dantį.

Arsenas gydant leukemiją

Arsenas gana sėkmingai naudojamas lengvoms leukemijos formoms gydyti, taip pat pirminio paūmėjimo laikotarpiu, kai dar nepastebėtas staigus blužnies ir limfmazgių padidėjimas. Jis sumažina ar net slopina patologinį leukocitų susidarymą, skatina raudonųjų kraujo kūnelių susidarymą ir raudonųjų kraujo kūnelių išsiskyrimą į periferiją.

Arseno gavimas

Jis gaunamas kaip šalutinis produktas perdirbant švino, vario, kobalto ir cinko rūdas, taip pat kasant auksą. Kai kuriose polimetalinėse rūdose yra iki 12% arseno. Jei jie pašildomi iki 650–700 laipsnių, tada, nesant oro, vyksta sublimacija. Kai kaitinama ore, susidaro „baltasis arsenas“, kuris yra lakus oksidas. Jis kondensuojamas ir kaitinamas anglimi, kurio metu sumažinamas arsenas. Šio elemento gavimas yra kenksminga gamyba.

Anksčiau, prieš plėtojant ekologiją kaip mokslą, „baltasis arsenas“ buvo išleidžiamas į atmosferą dideliais kiekiais, o vėliau nusėdo ant medžių ir augalų. Leidžiama koncentracija ore yra 0,003 mg/m3, o prie pramonės objektų koncentracija siekia 200 mg/m3. Kad ir kaip būtų keista, aplinką labiausiai teršia ne arseną gaminančios gamyklos, o elektrinės ir spalvotosios metalurgijos įmonės. Dugno nuosėdose prie vario lydyklų yra daug elemento – iki 10 g/kg.

Kitas paradoksas – šios medžiagos pagaminama didesniais kiekiais, nei reikia. Tai retas atvejis metalo kasybos pramonėje. Jo perteklius turi būti išmestas į didelius metalinius konteinerius, slepiant nenaudojamose senose kasyklose.

Arsenopiritas yra vertingas pramoninis mineralas. Dideli vario-arseno telkiniai randami Vidurinėje Azijoje, Gruzijoje, JAV, Japonijoje, Norvegijoje, Švedijoje; aukso arseno – JAV, Prancūzijoje; arsenas-kobaltas - Naujojoje Zelandijoje, Kanadoje; arseno-alavo – Anglijoje ir Bolivijoje.

Arseno nustatymas

Kokybinė reakcija į arseną susideda iš geltonųjų sulfidų nusodinimo iš druskos rūgšties tirpalų. Pėdsakai nustatomi Gutzeit metodu arba Marsh reakcija: HgCl2 išmirkytos popieriaus juostelės, esant arsinui, pakeičia spalvą į tamsią, o tai sublimaciją paverčia gyvsidabriu.

Per pastarąjį pusę amžiaus buvo sukurta įvairių jautrių analizės metodų ( spektrometrija), kurio dėka galima aptikti net nedidelius arseno kiekius. Jei vandenyje yra labai mažai medžiagos, tada mėginiai iš anksto koncentruojami.

Kai kurie junginiai analizuojami selektyvaus hidrido metodu. Šis metodas apima selektyvią analitės redukciją iki lakiojo junginio arsino. Lakieji arsinai užšaldomi skystu azotu atšaldytame inde. Tada, lėtai kaitindami indo turinį, galite užtikrinti, kad skirtingi arsinai išgaruotų atskirai vienas nuo kito.

Pramoninis pritaikymas

Apie 98% viso išgaunamo arseno nėra naudojama gryna forma. Tačiau jo junginiai išpopuliarėjo ir naudojami įvairiose pramonės šakose. Kasmet išgaunama ir panaudojama šimtai tonų šios medžiagos. Jis dedamas į guolių lydinius, siekiant pagerinti kokybę, naudojamas kuriant kabelius ir švino baterijas, siekiant padidinti kietumą, ir naudojamas lydiniuose su germaniu arba siliciu puslaidininkinių įtaisų gamyboje. Arsenas naudojamas kaip priedas, suteikiantis tam tikro tipo laidumą „klasikiniams“ puslaidininkiams.

Arsenas yra vertinga medžiaga spalvotojoje metalurgijoje. Pridėjus švino 1%, lydinio kietumas padidėja. Jei į išlydytą šviną įpilate šiek tiek arseno, tada liejant šūvį išeina taisyklingos formos sferiniai rutuliukai. Vario priedai padidina jo stiprumą, atsparumą korozijai ir kietumą. Dėl šio priedo padidėja vario sklandumas, o tai palengvina vielos tempimo procesą.

Kaip pridedama prie kai kurių rūšių žalvario, bronzos, spausdinimo lydinių ir babbitų. Tačiau metalurgai bando pašalinti šį priedą iš gamybos proceso, nes jis yra labai kenksmingas žmonėms. Be to, jis taip pat kenkia metalams, nes dideliais kiekiais esantis arsenas pablogina daugelio lydinių ir metalų savybes.

Oksidai naudojami stiklo gamyboje kaip stiklo balikliai. Net senovės stiklo pūtėjai žinojo, kad baltas arsenas prisideda prie stiklo neskaidrumo. Tačiau nedideli jo papildymai, priešingai, pagyvina stiklą. Arsenas vis dar įtrauktas į kai kurių stiklinių gaminimo receptus, pavyzdžiui, „Vienos“ stiklą, naudojamą termometrams gaminti.

Arseno junginiai naudojami kaip antiseptikas, apsaugantis nuo gedimo, taip pat kailių, odų, gyvūnų iškamšų išsaugojimui; vandens transportui skirtų antipuvimo dažų kūrimui; medienos impregnavimui.

Kai kurių As darinių biologinė veikla sudomino agronomus, sanitarinių ir epidemiologinių tarnybų darbuotojus, veterinarus. Dėl to buvo sukurti arseno turintys vaistai, kurie buvo produktyvumo ir augimo stimuliatoriai; vaistai gyvulių ligų profilaktikai; anthelmintiniai agentai.

Senovės Kinijos žemės savininkai ryžių pasėlius gydė arseno oksidu, kad apsaugotų juos nuo grybelinių ligų ir žiurkių ir taip apsaugotų derlių. Dabar dėl arseno turinčių medžiagų toksiškumo jų naudojimas žemės ūkyje yra ribotas.

Svarbiausios arseno turinčių medžiagų panaudojimo sritys – mikroschemų, puslaidininkinių medžiagų ir šviesolaidžių gamyba, plėvelės elektronika, taip pat specialių monokristalų, skirtų lazeriams, auginimas. Tokiais atvejais paprastai naudojamas dujinis arsinas. Indžio ir galio arsenidai naudojami diodų, tranzistorių ir lazerių gamyboje.

Audiniuose ir organuose elementas daugiausia randamas baltymų frakcijoje, daug mažiau jo yra rūgštyje tirpioje frakcijoje ir tik nedidelė jo dalis yra lipidų frakcijoje. Tai yra redokso reakcijų dalyvis, be jo neįmanomas sudėtingų angliavandenių oksidacinis skaidymas. Dalyvauja fermentacijoje ir glikolizėje. Šios medžiagos junginiai biochemijoje naudojami kaip specifiniai fermentų inhibitoriai, reikalingi metabolinėms reakcijoms tirti. Jis reikalingas žmogaus organizmui kaip mikroelementas.

Arsenas (pavadinimas kilęs iš žodžio pelė, naudojamas pelėms jausti) yra trisdešimt trečias periodinės lentelės elementas. Nurodo pusmetalius. Sujungus su rūgštimi, ji nesudaro druskų, nes yra rūgštį formuojanti medžiaga. Gali sudaryti alotropines modifikacijas. Arsenas turi tris šiuo metu žinomas kristalinės gardelės struktūras. Geltonas arsenas pasižymi tipiško nemetalo savybėmis, amorfinis arsenas yra juodas, o stabiliausias metalinis arsenas yra pilkas. Gamtoje dažniausiai randama junginių pavidalu, rečiau laisvos būsenos. Labiausiai paplitę yra arseno junginiai su metalais (arsenidais), pavyzdžiui, arseno geležis (arsenopiritas, nuodingas piritas), nikelis (kupfernikelis, taip pavadintas dėl panašumo į vario rūdą). Arsenas yra mažai aktyvus elementas, netirpus vandenyje, o jo junginiai priskiriami mažai tirpioms medžiagoms. Arseno oksidacija vyksta kaitinant; kambario temperatūroje ši reakcija vyksta labai lėtai.

Visi arseno junginiai yra labai stiprūs toksinai, kurie neigiamai veikia ne tik virškinamąjį traktą, bet ir nervų sistemą. Istorija žino daugybę sensacingų apsinuodijimo arsenu ir jo dariniais atvejų. Arseno junginiai kaip nuodai buvo naudojami ne tik viduramžių Prancūzijoje, jie buvo žinomi net senovės Romoje ir Graikijoje. Arseno, kaip stipraus nuodo, populiarumas paaiškinamas tuo, kad maiste jo aptikti beveik neįmanoma, jis neturi nei kvapo, nei skonio. Kaitinamas, jis virsta arseno oksidu. Diagnozuoti apsinuodijimą arsenu yra gana sunku, nes jo simptomai yra panašūs į įvairių ligų simptomus. Dažniausiai apsinuodijimas arsenu painiojamas su cholera.

Kur naudojamas arsenas?

Nepaisant toksiškumo, arseno dariniai naudojami ne tik pelėms ir žiurkėms jausti. Kadangi grynas arsenas pasižymi dideliu elektros laidumu, jis naudojamas kaip priedas, suteikiantis reikiamą laidumą puslaidininkiams, tokiems kaip germanis ir silicis. Spalvotojoje metalurgijoje arsenas naudojamas kaip priedas, suteikiantis lydiniams stiprumo, kietumo ir atsparumo korozijai dujinėje aplinkoje. Stiklo gamyboje jo dedama nedideliais kiekiais stiklui pašviesinti, be to, yra garsiojo „Vienos stiklo“ dalis. Nikelinas naudojamas stiklui nudažyti žaliai. Rauginimo pramonėje arseno sulfato junginiai naudojami apdorojant kailes, siekiant pašalinti plaukelius. Arsenas yra lakų ir dažų dalis. Medienos apdirbimo pramonėje arsenas naudojamas kaip antiseptikas. Pirotechnikoje „Graikiška ugnis“ gaminama iš arseno sulfido junginių ir naudojama degtukų gamyboje. Kai kurie arseno junginiai naudojami kaip cheminės kovos priemonės. Toksiškos arseno savybės naudojamos odontologinėje praktikoje naikinti dantų minkštimą. Medicinoje arseno preparatai naudojami kaip bendrą organizmo tonusą didinantis vaistas, skatinantis raudonųjų kraujo kūnelių skaičiaus didėjimą. Arsenas slopina leukocitų susidarymą, todėl vartojamas kai kurioms leukemijos formoms gydyti. Yra žinoma daugybė medicininių preparatų, kurių pagrindą sudaro arsenas, tačiau pastaruoju metu jie palaipsniui buvo pakeisti mažiau toksiškais vaistais.

Nepaisant toksiškumo, arsenas yra vienas iš svarbiausių elementų. Dirbdami su jo jungtimis turite laikytis saugos taisyklių, kurios padės išvengti nepageidaujamų pasekmių.

Kai kurie, viduramžiais mirę nuo choleros, nuo jos nemirė. Ligos simptomai yra panašūs į tuos apsinuodijimas arsenu.

Tai supratę, viduramžių verslininkai pradėjo siūlyti elemento trioksidą kaip nuodą. Medžiaga. Mirtina dozė yra tik 60 gramų.

Jie buvo suskirstyti į porcijas, duodama keletą savaičių. Dėl to niekas neįtarė, kad vyras nemirė nuo choleros.

Arseno skonis nejaučiamas mažomis dozėmis, būnant, pavyzdžiui, maiste ar gėrimuose. Šiuolaikinėje realybėje, žinoma, choleros nėra.

Žmonės neturi jaudintis dėl arseno. Atvirkščiai, pelės turi bijoti. Toksiška medžiaga yra graužikų nuodų rūšis.

Beje, elementas pavadintas jų garbei. Žodis „arsenas“ egzistuoja tik rusakalbėse šalyse. Oficialus medžiagos pavadinimas yra arsenicum.

Pavadinimas – As. Serijos numeris yra 33. Remdamiesi juo galime daryti prielaidą, kad visas arseno savybių sąrašas. Bet nemanėkime. Būtinai išnagrinėsime problemą.

Arseno savybės

Lotyniškas elemento pavadinimas verčiamas kaip „stiprus“. Matyt, tai reiškia medžiagos poveikį organizmui.

Apsvaigus prasideda vėmimas, sutrinka virškinimas, sukasi skrandis, dalinai sutrinka nervų sistemos veikla. ne iš silpnųjų.

Apsinuodijimas atsiranda bet kuria iš alotropinių medžiagos formų. Alltropija yra to paties dalyko apraiškų, kurios skiriasi struktūra ir savybėmis, egzistavimas. elementas. Arsenas stabiliausias metalo pavidalu.

Plieninės pilkos spalvos romboedrinės yra trapios. Įrenginiams būdinga metalinė išvaizda, tačiau susilietus su drėgnu oru jie tampa nuobodu.

Arsenas – metalas, kurio tankis yra beveik 6 gramai kubiniame centimetre. Likusios elemento formos turi žemesnį indikatorių.

Antroje vietoje yra amorfinis arseno. Elemento charakteristikos: - beveik juoda spalva.

Šios formos tankis yra 4,7 gramo kubiniame centimetre. Išoriškai medžiaga panaši.

Įprasta arseno būsena paprastiems žmonėms yra geltona. Kubinė kristalizacija yra nestabili ir tampa amorfinė, kai kaitinama iki 280 laipsnių Celsijaus arba veikiama paprastos šviesos.

Todėl geltonos yra minkštos, kaip tamsoje. Nepaisant spalvos, užpildai yra skaidrūs.

Iš daugelio elemento modifikacijų aišku, kad tai tik pusė metalo. Aiškus atsakymas į klausimą yra toks: „ Arsenas yra metalas arba nemetalas“, Ne.

Cheminės reakcijos yra patvirtinimas. 33-asis elementas yra rūgštis formuojantis. Tačiau pats buvimas rūgštyje neduoda.

Metalai daro viską kitaip. Arseno atveju jie nepasiteisina net susilietus su vienu stipriausių.

Į druskas panašūs junginiai „gimsta“ vykstant arseno reakcijoms su aktyviais metalais.

Tai reiškia oksiduojančius agentus. 33-ioji medžiaga sąveikauja tik su jais. Jei partneris neturi ryškių oksidacinių savybių, sąveika neįvyks.

Tai taikoma net šarmams. Tai yra, arsenas yra cheminis elementas gana inertiška. Kaip tada galite tai gauti, jei reakcijų sąrašas labai ribotas?

Arseno kasyba

Arsenas kasamas kaip šalutinis kitų metalų produktas. Jie atskiriami, paliekant 33-iąją medžiagą.

Gamtoje yra arseno junginiai su kitais elementais. Būtent iš jų išgaunamas 33-asis metalas.

Procesas yra pelningas, nes kartu su arsenu dažnai yra , , ir .

Jis randamas granuliuotose masėse arba alavo spalvos kubiniuose kristaluose. Kartais yra geltonas atspalvis.

Arseno junginys Ir metalo Ferrum turi „brolį“, kuriame vietoj 33-osios medžiagos yra . Tai paprastas auksinės spalvos piritas.

Užpildai yra panašūs į arseno versiją, bet negali būti arseno rūda, nors juose taip pat yra arseno kaip priemaišų.

Arseno, beje, taip pat yra įprastame vandenyje, bet vėlgi, kaip priemaiša.

Elemento kiekis tonoje yra toks mažas, bet net ir šalutinių produktų gavyba nėra prasmės.

Jei pasaulio arseno atsargos būtų tolygiai pasiskirstę žemės plutoje, tai būtų tik 5 gramai tonoje.

Taigi, elementas nėra bendras, jo kiekis yra panašus į , , .

Jei pažvelgsite į metalus, su kuriais arsenas sudaro mineralus, tai ne tik su kobaltu ir nikeliu.

Bendras 33-iojo elemento mineralų skaičius siekia 200. Taip pat randama natūrali medžiagos forma.

Jo buvimas paaiškinamas cheminiu arseno inertiškumu. Susidaręs šalia elementų, su kuriais nesuteikiama reakcija, herojus lieka nuostabioje izoliacijoje.

Šiuo atveju dažnai gaunami adatos formos arba kubiniai agregatai. Paprastai jie auga kartu.

Arseno naudojimas

Priklauso elementas arsenas dvejopos, ne tik pasižyminčios metalo ir nemetalinėmis savybėmis.

Žmonijos elemento suvokimas taip pat yra dvejopas. Europoje 33-ioji medžiaga visada buvo laikoma nuodu.

1733 m. jie netgi išleido dekretą, draudžiantį parduoti ir pirkti arseną.

Azijoje gydytojai "nuodus" naudoja psoriazei ir sifiliui gydyti 2000 metų.

Šiuolaikiniai gydytojai įrodė, kad 33-asis elementas atakuoja baltymus, kurie provokuoja onkologiją.

XX amžiuje kai kurie Europos gydytojai taip pat stojo į azijiečių pusę. Pavyzdžiui, 1906 m. Vakarų vaistininkai išrado vaistą salvarsaną.

Jis tapo pirmuoju oficialioje medicinoje ir buvo naudojamas nuo daugelio infekcinių ligų.

Tiesa, imunitetas vaistui, kaip ir bet koks nuolatinis arseno vartojimas mažomis dozėmis, susiformuoja.

1-2 vaisto kursai yra veiksmingi. Jei susiformavo imunitetas, žmonės gali išgerti mirtiną elemento dozę ir likti gyvi.

Be gydytojų, metalurgai susidomėjo 33-iuoju elementu ir pradėjo jį pridėti šratų gamybai.

Jis pagamintas remiantis pagrindu, kuris yra įtrauktas į sunkieji metalai. Arsenas padidina šviną ir leidžia jo purslams įgauti sferinę formą liejant. Tai teisinga, o tai pagerina frakcijos kokybę.

Arseno galima rasti ir termometruose, tiksliau juose. Jis vadinamas Vienos, sumaišytas su 33-osios medžiagos oksidu.

Junginys tarnauja kaip skaidrintuvas. Arseną naudojo ir senovėje stiklo pūtėjai, bet kaip matinį priedą.

Stiklas tampa nepermatomas, kai jame yra daug toksiško elemento.

Stebint proporcijas, daugelis stiklo pūtėjų susirgo ir mirė anksčiau laiko.

O odos fabrikų specialistai naudoja sulfidus arseno.

Elementas pagrindinis pogrupius 5 periodinės lentelės grupė yra įtraukta į kai kuriuos dažus. Odos pramonėje arsenas padeda pašalinti plaukus.

Arseno kaina

Grynas arsenas dažniausiai siūlomas metalo pavidalu. Kainos nustatomos už kilogramą arba toną.

1000 gramų kainuoja apie 70 rublių. Metalurgams jie siūlo paruoštą, pavyzdžiui, arseną ir varį.

Šiuo atveju jie ima 1500–1900 rublių už kilogramą. Arseno anhidritas parduodamas ir kilogramais.

Jis naudojamas kaip odos vaistas. Sukėlėjas yra nekrozinis, tai yra nutirpęs paveiktą vietą, žūdamas ne tik ligos sukėlėjas, bet ir pačios ląstelės. Metodas yra radikalus, bet veiksmingas.

Natūralūs arseno ir sieros junginiai (orpimentas As 2 S 3, realgar As 4 S 4) buvo žinomi senovės pasaulio tautoms, kurios naudojo šiuos mineralus kaip vaistus ir dažus. Taip pat buvo žinomas arseno sulfidų deginimo produktas - Arseno (III) oksidas As 2 O 3 („baltasis arsenas“). Pavadinimas arsenikonas randamas jau Aristotelyje; jis kilęs iš graikiško arseno – stiprus, drąsus ir naudojamas žymėti arseno junginius (dėl stipraus jų poveikio organizmui). Manoma, kad rusiškas pavadinimas kilęs iš „pelės“ (po arseno preparatų panaudojimo pelėms ir žiurkėms naikinti). Arseno gamyba laisvoje būsenoje priskiriama Albertui Magnusui (apie 1250 m.). 1789 metais A. Lavoisier įtraukė arseną į cheminių elementų sąrašą.

Arseno pasiskirstymas gamtoje. Vidutinis arseno kiekis žemės plutoje (clarke) yra 1,7·10 -4% (pagal masę), tokiais kiekiais jo yra daugumoje magminių uolienų. Kadangi arseno junginiai yra lakūs aukštoje temperatūroje, elementas nesikaupia magminių procesų metu; jis koncentruojasi, nusodinamas iš karštų gilių vandenų (kartu su S, Se, Sb, Fe, Co, Ni, Cu ir kitais elementais). Vulkanų išsiveržimų metu arsenas patenka į atmosferą lakiųjų junginių pavidalu. Kadangi arsenas yra daugiavalentis, jo migracijai didelę įtaką daro redokso aplinka. Oksiduojančiomis žemės paviršiaus sąlygomis susidaro arsenatai (As 5+) ir arsenitai (As 3+). Tai reti mineralai, randami tik arseno telkinių vietose. Natūralūs arseno ir As 2+ mineralai yra dar rečiau paplitę. Iš daugybės arseno mineralų (apie 180) tik arsenopiritas FeAsS turi pirminę pramoninę reikšmę.

Nedideli arseno kiekiai reikalingi gyvybei. Tačiau arseno telkinių ir jaunų ugnikalnių veiklos srityse dirvožemyje kai kuriose vietose yra iki 1% arseno, o tai susiję su gyvulių ligomis ir augmenijos mirtimi. Arseno kaupimasis ypač būdingas stepių ir dykumų kraštovaizdžiams, kurių dirvožemiuose arsenas yra neaktyvus. Drėgno klimato sąlygomis arsenas lengvai išplaunamas iš dirvožemio.

Gyvojoje medžiagoje arseno vidutiniškai yra 3·10 -5%, upėse 3·10 -7%. Arsenas, upėmis nešamas į vandenyną, gana greitai nusėda. Jūros vandenyje tik 1·10 -7 % arseno, o moliuose ir skalūnuose – 6,6·10 -4 %. Nuosėdinės geležies rūdos ir feromangano mazgeliai dažnai yra praturtinti arsenu.

Arseno fizinės savybės. Arsenas turi keletą alotropinių modifikacijų. Normaliomis sąlygomis stabiliausias yra vadinamasis metalinis, arba pilkasis, Arsenas (α-As) – pilkai plieninė trapi kristalinė masė; ką tik suskilęs, turi metalinį blizgesį, ore greitai nublanksta, nes pasidengia plona As 2 O 3 plėvele. Pilkojo arseno kristalinė gardelė yra romboedrinė (a = 4,123Å, kampas α = 54°10", x == 0,226), sluoksniuota. Tankis 5,72 g/cm 3 (esant 20 °C), varža elektrinė 35·10 -8 ohm m, arba 35 10 -6 ohm cm, elektrinės varžos temperatūros koeficientas 3,9 10 -3 (0°-100 °C), Brinelio kietumas 1470 MN/m 2 arba 147 kgf/mm 2 (3 -4 pagal Moocy ); Arsenas yra diamagnetinis. Esant atmosferos slėgiui, arsenas sublimuojasi 615 °C temperatūroje nelydydamas, nes trigubas taškas α-As yra 816 °C temperatūroje, o slėgis 36 at. Arseno garai susideda iš iki 800 °C As 4 molekulių , aukštesnėje nei 1700 °C temperatūroje – tik nuo As 2. Arseno garams kondensuojantis ant skystu oru vėsinamo paviršiaus susidaro geltonasis Arsenas – skaidrus, minkštas kaip vaško kristalai, kurio tankis 1,97 g/cm 3, savo savybėmis panašus į baltąjį. fosforas.šviesus arba šiek tiek kaitinant virsta pilku arsenu.Žinomos ir stiklinės-amorfinės modifikacijos: juodasis arsenas ir rudasis arsenas, kurie kaitinant virš 270°C virsta pilkuoju arsenu

Arseno cheminės savybės. Arseno atomo išorinių elektronų konfigūracija yra 3d 10 4s 2 4p 3. Junginiuose arseno oksidacijos laipsniai yra +5, +3 ir -3. Pilkasis arsenas yra daug mažiau chemiškai aktyvus nei fosforas. Kaitinamas ore virš 400 °C, arsenas dega ir susidaro As 2 O 3. Arsenas tiesiogiai jungiasi su halogenais; normaliomis sąlygomis AsF 5 yra dujos; AsF 3, AsCl 3, AsBr 3 – bespalviai, labai lakūs skysčiai; AsI 3 ir As 2 I 4 yra raudoni kristalai. Kaitinant arseną su siera, gaunami sulfidai: oranžinės raudonos spalvos As 4 S 4 ir citrinos geltonumo As 2 S 3. Blyškiai geltonas sulfidas As 2 S 5 nusodinamas perleidžiant H 2 S į ledu atšaldytą arseno rūgšties (arba jos druskų) tirpalą dūmingoje druskos rūgštyje: 2H 3 AsO 4 + 5H 2 S = As 2 S 5 + 8H 2 O ; Maždaug 500 °C temperatūroje suyra į As 2 S 3 ir sierą. Visi arseno sulfidai netirpūs vandenyje ir praskiestose rūgštyse. Stiprūs oksidatoriai (HNO 3 + HCl, HCl + KClO 3 mišiniai) paverčia juos H 3 AsO 4 ir H 2 SO 4 mišiniu. Kadangi 2 S 3 sulfidas lengvai tirpsta amonio ir šarminių metalų sulfiduose ir polisulfiduose, sudarydamas rūgščių druskas – tioarseno H 3 AsS 3 ir tioarseno H 3 AsS 4 . Su deguonimi Arsenas gamina oksidus: Arseno (III) oksidas As 2 O 3 - arseno anhidridas ir Arseno (V) oksidas As 2 O 5 - arseno anhidridas. Pirmasis iš jų susidaro veikiant deguoniui arsenui arba jo sulfidams, pavyzdžiui, 2As 2 S 3 + 9O 2 = 2As 2 O 3 + 6SO 2. 2 O 3 garams kondensuojantis į bespalvę stiklinę masę, kuri laikui bėgant tampa nepermatoma dėl mažų kubinių kristalų susidarymo, tankis 3,865 g/cm 3 . Garų tankis atitinka formulę As 4 O 6; aukštesnėje nei 1800 °C temperatūroje garai susideda iš As 2 O 3. 2,1 g As 2 O 3 ištirpsta 100 g vandens (25 °C temperatūroje). Arseno (III) oksidas yra amfoterinis junginys, kuriame vyrauja rūgštinės savybės. Yra žinomos druskos (arsenitai), atitinkančios ortoarseno rūgštis H 3 AsO 3 ir metaarseno HAsO 2; pačios rūgštys nebuvo gautos. Vandenyje tirpsta tik šarminių metalų ir amonio arsenitai. Kadangi 2 O 3 ir arsenitai paprastai yra reduktorius (pavyzdžiui, As 2 O 3 + 2I 2 + 5H 2 O = 4HI + 2H 3 AsO 4), bet gali būti ir oksidatoriai (pavyzdžiui, As 2 O 3 + 3C = 2As + 3SO ).

Arseno (V) oksidas gaunamas kaitinant arseno rūgštį H 3 AsO 4 (apie 200 °C). Jis yra bespalvis, maždaug 500 °C temperatūroje skyla į As 2 O 3 ir O 2. Arseno rūgštis gaunama koncentruotai HNO 3 veikiant As arba As 2 O 3. Arseno rūgšties druskos (arsenatai) netirpsta vandenyje, išskyrus šarminių metalų ir amonio druskas. Yra žinomos druskos, atitinkančios ortoarseno H 3 AsO 4, metaarseno HAsO 3 ir piroarseno H 4 As 2 O 7 rūgštis; paskutinės dvi rūgštys nebuvo gautos laisvoje būsenoje. Kai legiruotas su metalais, arsenas dažniausiai sudaro junginius (arsenidus).

Arseno gavimas. Arsenas gaminamas pramoniniu būdu kaitinant arseno piritus:

FeAsS = FeS + As

arba (rečiau) As 2 O 3 redukcija anglimi. Abu procesai atliekami iš ugniai atsparaus molio pagamintose retortose, prijungtose prie arseno garų kondensacijos imtuvo. Arseno anhidridas gaunamas oksidaciniu būdu skrudinant arseno rūdas arba kaip šalutinis produktas skrudinant polimetalines rūdas, kuriose beveik visada yra arseno. Oksidacinio skrudinimo metu susidaro As 2 O 3 garai, kurie kondensuojasi surinkimo kamerose. Neapdorotas As 2 O 3 išvalomas sublimuojant 500–600 °C temperatūroje. Išgrynintas As 2 O 3 naudojamas arseno ir jo preparatų gamybai.

Arseno naudojimas.Į šratų gamybai naudojamą šviną dedama nedideli arseno priedai (0,2-1,0 % masės) (Arsenas padidina išlydyto švino paviršiaus įtempimą, dėl to šūvis įgauna formą, artimą sferinei; Arsenas šiek tiek padidina kietumą švino). Kaip dalinis stibio pakaitalas, arsenas yra įtrauktas į kai kuriuos babbito ir spausdinimo lydinius.

Grynas arsenas nėra nuodingas, tačiau visi jo junginiai, kurie tirpsta vandenyje arba gali ištirpti veikiant skrandžio sultims, yra itin nuodingi; Arseno vandenilis yra ypač pavojingas. Iš gamyboje naudojamų arseno junginių arseno anhidridas yra toksiškiausias. Arseno priedų yra beveik visose spalvotųjų metalų sulfidinėse rūdose, taip pat geležies (sieros) pirituose. Todėl jų oksidacinio skrudinimo metu kartu su sieros dioksidu SO 2 visada susidaro As 2 O 3; Didžioji jo dalis kondensuojasi dūmų kanaluose, tačiau nesant valymo įrenginių arba esant mažam efektyvumui, rūdos krosnių išmetamosios dujos išneša pastebimus As 2 O 3 kiekius. Grynas arsenas, nors ir nėra nuodingas, kai laikomas ore, visada yra padengtas nuodingo As 2 O 3 danga. Jei nėra tinkamo vėdinimo, metalų (geležies, cinko) ėsdinimas pramoninėmis sieros arba druskos rūgštimis, kuriose yra arseno, yra ypač pavojingas, nes taip susidaro arseninis vandenilis.

Arsenas organizme. Kaip mikroelementas arsenas yra visur gyvojoje gamtoje. Vidutinis arseno kiekis dirvožemyje yra 4·10 -4%, augalų pelenuose - 3·10 -5%. Arseno kiekis jūros organizmuose didesnis nei sausumos organizmuose (žuvyse 0,6-4,7 mg 1 kg žaliavos, kaupiasi kepenyse). Vidutinis arseno kiekis žmogaus organizme yra 0,08-0,2 mg/kg. Kraujyje arsenas koncentruojasi raudonuosiuose kraujo kūneliuose, kur jungiasi su hemoglobino molekule (o globino frakcijoje yra dvigubai daugiau nei hemo). Didžiausias jo kiekis (1 g audinio) randamas inkstuose ir kepenyse. Daug arseno randama plaučiuose ir blužnyje, odoje ir plaukuose; palyginti nedaug – smegenų skystyje, smegenyse (daugiausia hipofizėje), lytinėse liaukose ir kt. Audiniuose arseno yra pagrindinėje baltymų frakcijoje, daug mažiau – rūgštyje tirpioje frakcijoje, o lipidų frakcijoje – tik nedidelė jo dalis. Arsenas dalyvauja redokso reakcijose: oksidaciniame kompleksinių angliavandenių skaidyme, fermentacijoje, glikolizėje ir kt. Arseno junginiai naudojami biochemijoje kaip specifiniai fermentų inhibitoriai metabolinėms reakcijoms tirti.

Arsenas(lot. arsenicum), as, Mendelejevo periodinės sistemos V grupės cheminis elementas, atominis skaičius 33, atominė masė 74,9216; plieno pilkumo kristalai. Elementą sudaro vienas stabilus izotopas 75 as.

Istorinė nuoroda. Natūralūs mineralų junginiai su siera (orpimentas kaip 2 s 3, realgaras kaip 4 s 4) buvo žinomi senovės pasaulio tautoms, kurios naudojo šiuos mineralus kaip vaistus ir dažus. Taip pat buvo žinomas M. sulfidų degimo produktas - M. oksidas (iii) kaip 2 o 3 ("baltas M."). Pavadinimas arsenik o n jau yra Aristotelyje; jis kilęs iš graikų kalbos. a rsen – stiprus, drąsus ir skirtas M junginiams žymėti (pagal stiprų jų poveikį organizmui). Manoma, kad rusiškas pavadinimas kilęs iš „pelė“ (iš M. preparatų naudojimo pelėms ir žiurkėms naikinti). M. gavimas laisvoje būsenoje priskiriamas Albertas Didysis(apie 1250). 1789 metais A. Lavoisierįtraukė M. į cheminių elementų sąrašą.

Paplitimas gamtoje. Vidutinis metalo kiekis žemės plutoje (clarke) yra 1,7 × 10 -4% (pagal masę), tokiais kiekiais jo yra daugumoje magminių uolienų. Kadangi M. junginiai yra lakūs aukštoje temperatūroje, elementas nesikaupia magminių procesų metu; jis koncentruojasi, nusodinamas iš karštų gilių vandenų (kartu su s, se, sb, fe, co, ni, cu ir kitais elementais). Vulkanų išsiveržimų metu mineralai į atmosferą patenka lakiųjų junginių pavidalu. Kadangi M. yra daugiavalentis, jo migracijai didelę įtaką daro redoksinė aplinka. Oksiduojančiomis žemės paviršiaus sąlygomis susidaro arsenatai (kaip 5+) ir arsenitai (kaip 3+). Tai reti mineralai, aptinkami tik naudingųjų iškasenų telkinių vietose.Vietiniai mineralai ir kaip 2+ mineralai yra dar rečiau. Iš daugybės M. mineralų (apie 180) tik arsenopiritas turi pirminę pramoninę reikšmę.

Maži kiekiai M. būtini gyvybei. Tačiau vietovėse, kuriose yra naudingųjų iškasenų telkinių ir jaunų ugnikalnių aktyvumo, dirvožemyje kai kur yra iki 1% metalo, o tai susiję su gyvulių ligomis ir augmenijos žūtimi. M. kaupimasis ypač būdingas stepių ir dykumų kraštovaizdžiams, kurių dirvožemiuose M. neaktyvus. Drėgno klimato sąlygomis M. lengvai išplaunamas iš dirvožemio.

Gyvojoje medžiagoje M yra vidutiniškai 3 × 10 -5%, upėse - 3 × 10 -7%. M., upių atneštas į vandenyną, gana greitai apsigyvena. Jūros vandenyje M yra tik 1 x 10 -7%, o molyje ir skalūnuose - 6,6 x 10 -4%. Nuosėdinės geležies rūdos ir feromangano mazgeliai dažnai yra praturtinti M.

Fizinės ir cheminės savybės. M. turi keletą alotropinių modifikacijų. Normaliomis sąlygomis stabiliausia yra vadinamoji metalinė, arba pilka, M. (a -as) – plieniškai pilka trapi kristalinė masė; ką tik suskilęs, turi metalinį blizgesį, ore greitai išblunka, nes yra padengtas plona 2 o 3 plėvele. Pilkos M. kristalinė gardelė yra romboedrinė ( A= 4,123 a, kampas a = 54°10", X= 0,226), sluoksniuotas. Tankis 5,72 g/cm3(esant 20°c), elektrinė varža 35 10 -8 ohm? m, arba 35 10 -6 ohm? cm, elektrinės varžos temperatūros koeficientas 3,9 10 -3 (0°-100 °c), Brinelio kietumas 1470 Mn/m2 arba 147 kgf/mm 2(3-4 pagal Mosą); M. diamagnetinis. Esant atmosferos slėgiui, metalas sublimuojasi 615 °C temperatūroje nelydydamas, nes trigubas taškas a -as yra 816 °C temperatūroje ir 36 °C slėgyje. adresu. M. garą sudaro 4 molekulės iki 800 ° C, aukštesnėje nei 1700 ° C - tik 2 molekulės. Metalo garams kondensuojantis ant skystu oru aušinamo paviršiaus susidaro geltonas metalas – skaidrūs kristalai, minkšti kaip vaškas, kurių tankis 1,97 g/cm3, savo savybėmis panašus į baltą fosforo. Veikiant šviesai arba silpnai kaitinant, virsta pilka M. Taip pat žinomos stiklinės-amorfinės modifikacijos: juoda M. ir ruda M., kurios kaitinant virš 270°c virsta pilka M.

Atomo M išorinių elektronų konfigūracija. 3 d 10 4 s 2 4 p 3. Junginiuose M oksidacijos būsenos yra + 5, + 3 ir – 3. Pilkasis M yra žymiai mažiau chemiškai aktyvus nei fosforas. Kaitinant ore virš 400°C, M dega, susidaro 2 o 3. M jungiasi tiesiogiai su halogenais; normaliomis sąlygomis asf 5 - dujos; asf 3, ascl 3, asbr 3 - bespalviai, labai lakūs skysčiai; asi 3 ir as 2 l 4 - raudoni kristalai. Kaitinant M. siera, gaunami tokie sulfidai: oranžinės raudonos kaip 4 s 4 ir citrinos geltonos kaip 2 s 3. Blyškiai geltonas sulfidas kaip 2 s 5 nusodinamas, leidžiant h 2 s į ledu vėsintą arseno rūgšties (arba jos druskų) tirpalą rūkstančioje druskos rūgštyje: 2h 3 aso 4 + 5h 2 s = as 2 s 5 + 8h 2 o ; Maždaug 500°C temperatūroje suyra į 2 s 3 ir sierą. Visi M. sulfidai netirpūs vandenyje ir praskiestose rūgštyse. Stiprūs oksidatoriai (mišiniai hno 3 + hcl, hcl + kclo 3) paverčia juos h 3 aso 4 ir h 2 so 4 mišiniu. Sulfidas kaip 2 s 3 lengvai tirpsta amonio ir šarminių metalų sulfiduose ir polisulfiduose, sudarydamas rūgščių druskas – tioarseno h 3 ass 3 ir tioarseno h 3 ass 4. Su deguonimi M. gamina oksidus: M. oksidą (iii) kaip 2 o 3 - arseno anhidridą ir M. oksidą (v) kaip 2 o 5 - arseno anhidridą. Pirmasis iš jų susidaro deguoniui veikiant metalą arba jo sulfidus, pavyzdžiui, 2as 2 s 3 + 9o 2 = 2as 2 o 3 + 6so 2. 2 o 3 garams kondensuojantis į bespalvę stiklinę masę, kuri laikui bėgant tampa nepermatoma dėl mažų kubinių kristalų susidarymo, tankis 3,865 g/cm3. Garų tankis atitinka formulę 4 o 6: aukštesnėje nei 1800°C temperatūroje garai susideda iš 2 o 3. Prie 100 G vanduo tirpsta 2.1 G kaip 2 o 3 (esant 25 °C). M. oksidas (iii) yra amfoterinis junginys, kuriame vyrauja rūgštinės savybės. Yra žinomos druskos (arsenitai), atitinkančios ortoarseno rūgštis h 3 aso 3 ir metaarsenic haso 2; pačios rūgštys nebuvo gautos. Vandenyje tirpsta tik šarminių metalų ir amonio arsenitai. kaip 2 o 3 ir arsenitai paprastai yra reduktoriai (pavyzdžiui, kaip 2 o 3 + 2i 2 + 5h 2 o = 4hi + 2h 3 aso 4), bet gali būti ir oksidatoriai (pavyzdžiui, kaip 2 o 3 + 3c = 2as + 3co ).

M. oksidas (v) gaunamas kaitinant arseno rūgštį h 3 aso 4 (apie 200°c). Jis yra bespalvis, maždaug 500 ° C temperatūroje suyra į 2 o 3 ir o 2. Arseno rūgštis gaunama veikiant koncentruotą hno 3 kaip arba kaip 2 o 3. Arseno rūgšties druskos (arsenatai) netirpsta vandenyje, išskyrus šarminių metalų ir amonio druskas. Yra žinomos druskos, kurios atitinka ortoarseno h 3 aso 4, metaarseno haso 3 ir piroarseno rūgštį h 4 kaip 2 o 7; paskutinės dvi rūgštys nebuvo gautos laisvoje būsenoje. Lydant su metalais, metalas dažniausiai sudaro junginius ( arsenidai).

Priėmimas ir naudojimas . M. gaminamas pramoniniu būdu kaitinant arseno piritus:

feass = fesas + as

arba (rečiau) sumažinimas 2 o 3 anglimi. Abu procesai atliekami iš ugniai atsparaus molio pagamintose retortose, prijungtose prie imtuvo M garų kondensacijai Arseno anhidridas gaunamas oksidaciniu būdu skrudinant arseno rūdas arba kaip šalutinis skrudinimo produktas polimetalinių rūdų, kuriose beveik visada yra M. oksidacinis skrudinimas, nes susidaro 2 o 3 garai, kurie kondensuojasi į gaudymo kameras. Neapdorota kaip 2 o 3 išvaloma sublimuojant 500–600 °C temperatūroje. Išgrynintas kaip 2 o 3 naudojamas M. ir jo preparatų gamybai.

Smulkūs M priedai (0,2–1,0 % masės) įterpiami į šviną, naudojamą šautuvo šūviams gaminti (M padidina išlydyto švino paviršiaus įtempimą, dėl to šūvis įgauna sferinę formą; M šiek tiek padidina kietumą švino). Kaip dalinis stibio pakaitalas M. yra įtrauktas į kai kuriuos babbitus ir spausdinimo lydinius.

Grynasis M. nėra nuodingas, tačiau visi jo junginiai, kurie tirpsta vandenyje arba gali ištirpti veikiami skrandžio sulčių, yra itin nuodingi; ypač pavojingas arseno vandenilis. Iš gamyboje naudojamų M junginių arseno anhidridas yra toksiškiausias. Beveik visose spalvotųjų metalų sulfidinėse rūdose, taip pat geležies (sieros) pirite yra metalų priemaišų. Todėl jų oksidacinio skrudinimo metu kartu su sieros dioksidu visada susidaro taip 2, as 2 o 3; Didžioji jo dalis kondensuojasi dūmų kanaluose, tačiau nesant valymo įrenginių arba esant mažam efektyvumui, rūdos krosnių išmetamosios dujos išneša pastebimus 2 o 3 kiekius. Grynas M., nors ir nėra nuodingas, laikant ore, visada yra padengtas nuodingu 2 o 3 sluoksniu. Jei nėra tinkamo vėdinimo, metalų (geležies, cinko) ėsdinimas pramoninėmis sieros arba druskos rūgštimis, turinčiomis metalų priemaišų, yra ypač pavojingas, nes susidaro arseno vandenilis.

S. A. Pogodinas.

M. kūne. Kaip mikroelementas M. yra visur gyvojoje gamtoje. Vidutinis M kiekis dirvožemyje yra 4 · 10 -4%, augalų pelenuose - 3 · 10 -5%. M kiekis jūros organizmuose yra didesnis nei sausumos organizmuose (žuvyse 0,6-4,7 mg 1 kilogramasžalios medžiagos kaupiasi kepenyse). Vidutinis M kiekis žmogaus organizme yra 0,08-0,2 mg/kg. Kraujyje M. koncentruojasi eritrocituose, kur jungiasi su hemoglobino molekule (o globino frakcijoje yra dvigubai daugiau nei hemo). Didžiausias jo kiekis (1 G audinys) yra inkstuose ir kepenyse. Daug M. randama plaučiuose ir blužnyje, odoje ir plaukuose; santykinai nedaug - likvoryje, smegenyse (daugiausia hipofizėje), lytiniuose liaukose ir kt. Audiniuose M. randama pagrindinėje baltymų frakcijoje, daug mažiau rūgštyje tirpioje frakcijoje ir tik nedidelė jos dalis yra randama lipidų frakcijoje. M. dalyvauja redokso reakcijose: kompleksinių angliavandenių oksidaciniame skaidyme, fermentacijoje, glikolizėje ir kt. M. junginiai biochemijoje naudojami kaip specifiniai inhibitoriai fermentai metabolinėms reakcijoms tirti.

M. medicinoje. Organiniai M. junginiai (aminarsonas, miarsenolis, novarsenalis, osarsolis) daugiausia naudojami sifiliui ir pirmuonių ligoms gydyti. Neorganiniai M. preparatai - natrio arsenitas (natrio arsenatas), kalio arsenitas (kalio arsenatas), arseno anhidridas 2 o 3, skiriami kaip bendrosios stiprinamosios ir tonizuojančios medžiagos. Naudojant lokaliai, neorganiniai M. preparatai gali sukelti nekrozinį poveikį be ankstesnio dirginimo, todėl šis procesas yra beveik neskausmingas; Ši savybė, kuri labiausiai išryškėja kaip 2 o 3, naudojama odontologijoje dantų pulpai naikinti. Psoriazei gydyti vartojami ir neorganiniai M. preparatai.

Dirbtinai gauti radioaktyvieji izotopai M. 74 as (t 1/2 = 17,5 dienų) ir 76 as (t 1/2 = 26,8 h) naudojami diagnostikos ir gydymo tikslais. Jų pagalba išaiškinama smegenų auglių vieta ir nustatomas jų pašalinimo radikalumo laipsnis. Radioaktyvusis M. kartais vartojamas nuo kraujo ligų ir kt.

Pagal Tarptautinės radiacinės saugos komisijos rekomendacijas didžiausias leistinas kiekis 76 kaip organizme yra 11 Mccurie. Pagal SSRS priimtus sanitarinius standartus didžiausia leistina koncentracija vandenyje ir atviruose rezervuaruose 76 yra 1 10 -7 curie/l, darbo patalpų ore 5 10 -11 curie/l. Visi M. preparatai labai nuodingi. Ūminio apsinuodijimo atveju pastebimas stiprus pilvo skausmas, viduriavimas, inkstų pažeidimas; Galimas kolapsas ir traukuliai. Lėtiniu apsinuodijimu dažniausiai pasireiškia virškinimo trakto sutrikimai, kvėpavimo takų gleivinės kataras (faringitas, laringitas, bronchitas), odos pažeidimai (egzantema, melanozė, hiperkeratozė), jautrumo sutrikimai; galimas aplazinės anemijos išsivystymas. Gydant apsinuodijimą M. vaistais didžiausią reikšmę turi unitiolis.

Pramoninių apsinuodijimų prevencijos priemonės pirmiausia turėtų būti skirtos technologinio proceso mechanizavimui, sandarinimui ir dulkių pašalinimui, efektyvaus vėdinimo sukūrimui ir darbuotojų aprūpinimui asmeninėmis apsaugos priemonėmis nuo dulkių poveikio. Būtina reguliariai tikrinti darbuotojų sveikatą. Preliminari medicininė apžiūra atliekama priimant į darbą, o darbuotojams – kartą per pusmetį.

Lit.: Remi G., Neorganinės chemijos kursas, vert. iš vokiečių k., 1 t., M., 1963, p. 700-712; Pogodin S. A., Arsenic, knygoje: Brief Chemical Encyclopedia, t. 3, M., 1964; Kenksmingos medžiagos pramonėje, bendrai. red. N. V. Lazareva, 6 leidimas, 2 dalis, Leningradas, 1971 m.

parsisiųsti santrauką