Arsenik(lat. arsenicum), som, kemiskt element v grupp i Mendeleevs periodiska system, atomnummer 33, atommassa 74,9216; stålgrå kristaller. Elementet består av en stabil isotop 75 as.
Historisk information. Naturliga föreningar av M. med svavel (orpiment som 2 s 3, realgar som 4 s 4) var kända för folken antika världen som använde dessa mineraler som mediciner och färger. Produkten av att bränna M. sulfides var också känd - M. oxid (iii) som 2 o 3 ("vit M."). Namnet arsenik o n finns redan hos Aristoteles; det härstammar från grekiskan. a rsen - stark, modig och tjänade till att beteckna M-föreningar (enligt deras starka effekt på kroppen). Det ryska namnet tros komma från "mus" (från användningen av M.-preparat för utrotning av möss och råttor). Mottagandet av M. i fri stat hänförs till Albert den store(cirka 1250). År 1789 A. Lavoisier upptog M. i förteckningen över kemiska grundämnen.
Utbredning i naturen. Genomsnittligt innehåll av M. in jordskorpan(clark) 1,7 · 10 -4 % (i massa), i sådana mängder finns det i de flesta magmatiska bergarter. Eftersom M. föreningar är flyktiga när höga temperaturer, elementet ackumuleras inte under magmatiska processer; den koncentreras, utfällning från heta djupa vatten (tillsammans med s, se, sb, fe, co, ni, cu och andra element). Under vulkanutbrott kommer mineraler in i atmosfären i form av sina flyktiga föreningar. Eftersom M. är multivalent påverkas dess migration i hög grad av redoxmiljön. Under oxiderande förhållanden av jordens yta bildas arsenater (som 5+) och arseniter (som 3+). Dessa är sällsynta mineraler, som bara finns i områden med mineralavlagringar och som 2+ mineraler är ännu mindre vanliga. Av M.s talrika mineraler (omkring 180) är endast arsenopyrit av primär industriell betydelse.
Små mängder M. är nödvändiga för livet. Men i områden där M. är avsatt och där unga vulkaner är aktiva, innehåller jordarna på vissa ställen upp till 1 % M., vilket är förknippat med djursjukdomar och vegetationsdöd. Ansamlingen av M. är särskilt typisk för landskap av stäpper och öknar, i vars jordar M. är inaktiv. I fuktigt klimat tvättas M. lätt ur jorden.
I levande materia finns det i genomsnitt 3 × 10 -5% M, i floder 3 × 10 -7%. M., förd av floder till havet, bosätter sig relativt snabbt. I havsvatten finns det bara 1 x 10 -7 % M, men i leror och skiffer är det 6,6 x 10 -4 %. Sedimentära järnmalmer och ferromanganknölar är ofta berikade med M.
Fysikaliska och kemiska egenskaper. M. har flera allotropa modifikationer. Under normala förhållanden är den mest stabila den så kallade metalliska, eller grå, M. (a -as) - en stålgrå spröd kristallin massa; när den är nybruten har den en metallglans i luften, den bleknar snabbt eftersom den är täckt med en tunn film på 2 o 3. Kristallgittret hos grå M. är romboedriskt ( A= 4,123 a, vinkel a = 54°10", X= 0,226), skiktad. Densitet 5,72 g/cm 3(vid 20°c), elektrisk resistivitet 35 10-8 ohm? m eller 35 10 -6 ohm? cm, temperaturkoefficient för elektriskt motstånd 3,9 10 -3 (0°-100 °c), Brinell hårdhet 1470 Mn/m 2 eller 147 kgf/mm 2(3-4 enligt Mohs); M. diamagnetisk. Under atmosfärstryck sublimeras metall vid 615 °C utan att smälta, eftersom trippelpunkten a -as ligger vid 816 °C och ett tryck på 36 på. M. steam består av som 4 molekyler upp till 800 ° C, över 1700 ° C - endast av som 2. När M. ånga kondenserar på en yta kyld av flytande luft bildas gul M. - transparenta, mjuka kristaller som vax, med en densitet på 1,97 g/cm 3, liknande egenskaper som vit fosfor. När den utsätts för lätt eller svag uppvärmning övergår den till grått M. Glasartade-amorfa modifikationer är också kända: svarta M. och bruna M., som övergår i grått M vid uppvärmning över 270°c.
Konfiguration av de yttre elektronerna i atomen M. 3 d 10 4 s 2 4 sid 3. I föreningar har M oxidationstillstånd på + 5, + 3 och – 3. Grå M är betydligt mindre kemiskt aktiv än fosfor. Vid upphettning i luft över 400°C brinner M och bildas som 2 o 3. M kombineras direkt med halogener; under normala förhållanden asf 5 - gas; asf 3, ascl 3, asbr 3 - färglösa, mycket flyktiga vätskor; asi 3 och som 2 l 4 - röda kristaller. När M. upphettas med svavel erhålls följande sulfider: orangeröd som 4 s 4 och citrongul som 2 s 3. Blekgul sulfid som 2 s 5 fälls ut genom att leda h 2 s in i en iskyld lösning av arseniksyra (eller dess salter) i rykande saltsyra: 2h 3 aso 4 + 5h 2 s = som 2 s 5 + 8h 2 o ; Vid ca 500°C sönderdelas det till 2 s 3 och svavel. Alla M. sulfider är olösliga i vatten och utspädda syror. Starka oxidationsmedel (blandningar hno 3 + hcl, hcl + kclo 3) omvandlar dem till en blandning av h 3 aso 4 och h 2 so 4. Sulfid as 2 s 3 löser sig lätt i sulfider och polysulfider av ammonium och alkalimetaller och bildar salter av syror - tioarsen h 3 ass 3 och tioarsen h 3 ass 4. Med syre producerar M. oxider: M. oxid (iii) som 2 o 3 - arsenikanhydrid och M. oxid (v) som 2 o 5 - arsenikanhydrid. Den första av dem bildas genom inverkan av syre på metall eller dess sulfider, till exempel 2as 2 s 3 + 9o 2 = 2as 2 o 3 + 6so 2. När 2 o 3 ångor kondenserar till en färglös glasartad massa, som blir ogenomskinlig med tiden på grund av bildandet av små kubiska kristaller, densitet 3,865 g/cm 3. Ångdensiteten motsvarar formeln 4 o 6: över 1800°c består ånga av 2 o 3. Vid 100 G vatten löser sig 2.1 G som 2 o 3 (vid 25°c). M. oxid (iii) är en amfoter förening, med övervägande sura egenskaper. Salter (arseniter) motsvarande ortoarsensyror h 3 aso 3 och metaarsenic haso 2 är kända; själva syrorna har inte erhållits. Endast alkalimetall- och ammoniumarseniter är lösliga i vatten. som 2 o 3 och arseniter är vanligtvis reduktionsmedel (till exempel som 2 o 3 + 2i 2 + 5h 2 o = 4hi + 2h 3 aso 4), men kan också vara oxidationsmedel (till exempel som 2 o 3 + 3c = 2as + 3co).
M. oxid (v) erhålls genom upphettning av arseniksyra h 3 aso 4 (ca 200°c). Den är färglös, vid ca 500°c sönderdelas den till 2 o 3 och o 2. Arseniksyra erhålls genom inverkan av koncentrerad hno 3 på as eller som 2 o 3. Arseniksyrasalter (arsenater) är olösliga i vatten, med undantag för alkalimetall- och ammoniumsalter. Det är kända salter som motsvarar syrorna ortoarsenic h 3 aso 4 , metaarsenic haso 3 , och pyroarsenic acid h 4 som 2 o 7 ; de två sista syrorna erhölls inte i fritt tillstånd. När den smälts med metaller bildar metall oftast föreningar ( arsenider).
Kvitto och användning . M. framställs industriellt genom uppvärmning av arsenikkis:
feass = fes + som
eller (mindre ofta) minskning med 2 o 3 med kol. Båda processerna utförs i retorter gjorda av eldfast lera ansluten till en behållare för kondensation av M-ångor Arsenikanhydrid erhålls genom oxidativ rostning av arsenikmalmer eller som en biprodukt av rostning av polymetalliska malmer, som nästan alltid innehåller M. Under oxidativ. rostning, då det bildas 2 o 3 ångor, som kondenseras till uppfångningskammare. Rå som 2 o 3 renas genom sublimering vid 500-600°C. Renad som 2 o 3 används för framställning av M. och dess preparat.
Små tillsatser av M (0,2-1,0 viktprocent) införs i bly som används för framställning av pistolhagel (M ökar ytspänningen hos smält bly, på grund av vilket halet får en form nära sfärisk; M ökar hårdheten något av bly). Som ett partiellt substitut för antimon ingår M. i vissa babbitter och trycklegeringar.
Pure M. är inte giftig, men alla dess föreningar som är lösliga i vatten eller kan gå i lösning under inverkan av magsaft är extremt giftiga; särskilt farligt arsenikväte. Av de M-föreningar som används i produktionen är arsensyraanhydrid den giftigaste. Nästan alla sulfidmalmer av icke-järnmetaller, såväl som järn(svavel)kis, innehåller mineraltillsatser. Därför, under deras oxidativa rostning, tillsammans med svaveldioxid så 2, som alltid 2 o 3 bildas; mest det kondenserar i rökkanalerna, men med ingen eller låg verkningsgrad behandlingsanläggningar avgaserna från malmrostugnar för bort märkbara mängder som 2 o 3. Ren M., även om den inte är giftig, är alltid täckt med en beläggning av giftig som 2 o 3 när den lagras i luft. I avsaknad av ordentlig ventilation är etsning av metaller (järn, zink) med industriella svavel- eller saltsyror som innehåller en inblandning av metaller extremt farlig, eftersom detta producerar arsenöst väte.
S. A. Pogodin.
M. i kroppen. Som spårämne M. är allestädes närvarande i levande natur. Medelhalten M i jordar är 4 · 10 -4 %, i växtaska - 3 · 10 -5 %. M-halten i marina organismer är högre än i landlevande organismer (i fisk 0,6-4,7 mg vid 1 kg råmaterial ansamlas i levern). Det genomsnittliga innehållet av M i människokroppen är 0,08-0,2 mg/kg. I blodet koncentreras M. i erytrocyter, där den binder till hemoglobinmolekylen (och globinfraktionen innehåller dubbelt så mycket som hem). Största kvantiteten honom (vid 1 G vävnad) finns i njurarna och levern. Mycket M. finns i lungor och mjälte, hud och hår; relativt lite - i cerebrospinalvätskan, hjärnan (främst hypofysen), gonader etc. I vävnader finns M. i huvudproteinfraktionen, mycket mindre i den syralösliga fraktionen, och endast en liten del av den är finns i lipidfraktionen. M. deltar i redoxreaktioner: oxidativ nedbrytning av komplexa kolhydrater, jäsning, glykolys, etc. M.-föreningar används inom biokemin som specifika inhibitorer enzymer för att studera metaboliska reaktioner.
M. i medicin. Organiska föreningar av M. (aminarson, miarsenol, novarsenal, osarsol) används främst för behandling av syfilis och protozosjukdomar. Oorganiska preparat av M. - natriumarsenit (natriumarseniksyra), kaliumarsenit (kaliumarseniksyra), arsensyraanhydrid som 2 o 3, ordineras som allmänna stärkande och toniska medel. När de appliceras topiskt kan oorganiska M.-preparat orsaka en nekrotiserande effekt utan föregående irritation, vilket gör denna process nästan smärtfri; denna egenskap, som är mest uttalad som 2 o 3, används inom tandvården för att förstöra dentalmassa. Oorganiska M.-preparat används också för att behandla psoriasis.
Artificiellt erhållna radioaktiva isotoper M. 74 as (t 1 / 2 = 17,5 dagar och 76 as (ti/2 = 26,8 h) används i diagnostik och medicinska ändamål. Med deras hjälp klargörs platsen för hjärntumörer och graden av radikalitet av deras avlägsnande bestäms. Radioaktivt M. används ibland för blodsjukdomar m.m.
Enligt rekommendationerna från Internationella strålskyddskommissionen är det högsta tillåtna innehållet på 76 som i kroppen 11 mccurie. Av sanitära standarder, antagen i Sovjetunionen, är den högsta tillåtna koncentrationen på 76 som i vatten och öppna reservoarer 1 10 -7 curie/l, i luften av arbetslokaler 5 10 -11 curie/l. Alla M.-preparat är mycket giftiga. Vid akut förgiftning observeras svår buksmärta, diarré och njurskador; Kollaps och kramper är möjliga. Vid kronisk förgiftning är de vanligaste gastrointestinala störningar, katarr i slemhinnorna i luftvägarna (faryngit, laryngit, bronkit), hudskador (exantem, melanos, hyperkeratos) och känslighetsrubbningar; utvecklingen av aplastisk anemi är möjlig. Vid behandling av förgiftning med M. läkemedel är unitiol av största vikt.
Åtgärder för att förhindra industriförgiftningar bör i första hand inriktas på mekanisering, tätning och borttagning av damm teknisk process, för att skapa effektiv ventilation och förse arbetarna med medel personligt skydd från exponering för damm. Regelbunden medicinska undersökningar arbetssätt. Preliminära medicinska undersökningar utförs vid anställning och för anställda - en gång var sjätte månad.
Belyst.: Remy G., Kurs oorganisk kemi, trans. från German, vol 1, M., 1963, sid. 700-712; Pogodin S. A., Arsenik, i boken: Brief chemical encyclopedia, vol. 3, M., 1964; Skadliga ämnen inom industrin, under allmänt ed. N.V. Lazareva, 6:e upplagan, del 2, Leningrad, 1971.
ladda ner abstrakt
Några som dog av kolera på medeltiden dog inte av det. Symtom på sjukdomen liknar de arsenikförgiftning.
Efter att ha insett detta började medeltida affärsmän erbjuda elementets trioxid som ett gift. Ämne. Den dödliga dosen är bara 60 gram.
De delades upp i portioner som gavs under flera veckor. Det gjorde att ingen misstänkte att mannen inte dog i kolera.
Smaken av arsenik känns inte i små doser, till exempel i mat eller dryck. I moderna verkligheter Självklart finns det ingen kolera.
Folk behöver inte oroa sig för arsenik. Det är snarare mössen som behöver vara rädda. Giftigt ämne- en av gifttyperna för gnagare.
Förresten är elementet uppkallat till deras ära. Ordet "arsenik" finns bara i rysktalande länder. Officiellt namnämnen – arsenik.
Beteckning i – As. Serienummer– 33. Utifrån det kan vi anta fullständig lista egenskaper hos arsenik. Men låt oss inte anta. Vi kommer definitivt att undersöka frågan.
Egenskaper av arsenik
Det latinska namnet på elementet översätts till "stark". Tydligen hänvisar detta till ämnets effekt på kroppen.
Vid berusning börjar kräkningar, matsmältningen störs, magen vrids och arbetet är delvis blockerat nervsystemet. inte en av de svaga.
Förgiftning uppstår från någon av de allotropa formerna av ämnet. Alltropi är förekomsten av manifestationer av samma sak som är olika i struktur och egenskaper. element. Arsenik mest stabil i metallform.
Stålgrå romboedriska är ömtåliga. Enheterna har ett karakteristiskt metalliskt utseende, men från kontakt med fuktig luft, blekna.
Arsenik - metall, vars densitet är nästan 6 gram per kubikcentimeter. De återstående formerna av elementet har en lägre indikator.
På andra plats är amorf arsenik. Elementets egenskaper: - nästan svart färg.
Densiteten av denna form är 4,7 gram per kubikcentimeter. Externt liknar materialet.
Det vanliga tillståndet av arsenik för vanliga människor är gult. Kubisk kristallisation är instabil och blir amorf när den värms upp till 280 grader Celsius, eller under påverkan av enkelt ljus.
Därför är gula mjuka, som i mörkret. Trots färgen är aggregaten genomskinliga.
Från ett antal modifieringar av elementet är det tydligt att det bara är en halv metall. Det uppenbara svaret på frågan är: " Arsenik är en metall eller icke-metall", Nej.
Servera som bekräftelse kemiska reaktioner. Det 33:e grundämnet är syrabildande. Att vara i syra i sig ger dock inte.
Metaller gör saker annorlunda. När det gäller arsenik fungerar de inte ens vid kontakt med en av de starkaste.
Saltliknande föreningar "föds" under reaktionerna mellan arsenik och aktiva metaller.
Detta avser oxidationsmedel. Det 33:e ämnet interagerar endast med dem. Om partnern inte har uttalade oxiderande egenskaper kommer interaktionen inte att ske.
Detta gäller även för alkalier. Som är, arsenik är ett kemiskt grundämne ganska inert. Hur kan man då få det om listan över reaktioner är väldigt begränsad?
Arsenikbrytning
Arsenik bryts som en biprodukt av andra metaller. De separeras och lämnar den 33:e substansen.
I naturen finns det föreningar av arsenik med andra grundämnen. Det är från dem som den 33:e metallen utvinns.
Processen är lönsam, eftersom det tillsammans med arsenik ofta finns , , och .
Det finns i granulära massor eller kubiska kristaller av tennfärg. Ibland finns det en gul nyans.
Arsenikförening Och metall Ferrum har en "bror", i vilken istället för den 33:e substansen finns . Detta är en vanlig pyrit med en gyllene färg.
Aggregaten liknar arsenikversionen, men kan inte fungera som arsenikmalm, även om de även innehåller arsenik som en förorening.
Arsenik förekommer förresten också i vanligt vatten, men återigen som en förorening.
Mängden element per ton är så liten, men till och med brytning av biprodukter är ingen mening.
Om världens arsenikreserver var jämnt fördelade i jordskorpan skulle det bara bli 5 gram per ton.
Så, elementet är inte vanligt, dess kvantitet är jämförbar med , , .
Om man tittar på metallerna som arsenik bildar mineraler med, så är det inte bara med kobolt och nickel.
Totalt antal mineraler av det 33:e elementet når 200. En inhemsk form av ämnet finns också.
Dess närvaro förklaras av den kemiska trögheten hos arsenik. Hjälten bildar sig bredvid element som inte får reaktioner, och förblir i fantastisk isolering.
I detta fall erhålls ofta nålformade eller kubiska aggregat. Vanligtvis växer de ihop.
Användning av arsenik
Grundämnet arsenik tillhör dubbla, inte bara uppvisar egenskaper hos både metall och icke-metall.
Mänsklighetens uppfattning av elementet är också dubbel. I Europa har det 33:e ämnet alltid ansetts vara ett gift.
År 1733 utfärdade de till och med ett dekret som förbjöd försäljning och köp av arsenik.
I Asien har "giftet" använts av läkare i 2000 år vid behandling av psoriasis och syfilis.
Moderna läkare har bevisat att det 33:e elementet angriper proteiner som provocerar onkologi.
På 1900-talet ställde sig även vissa europeiska läkare på asiternas sida. 1906, till exempel, uppfann västerländska farmaceuter läkemedlet salvarsan.
Den blev den första inom officiell medicin och användes mot en rad infektionssjukdomar.
Det är sant att immunitet mot läkemedlet, som varje konstant intag av arsenik i små doser, utvecklas.
1-2 kurser av läkemedlet är effektiva. Om immunitet har utvecklats kan människor ta en dödlig dos av elementet och förbli vid liv.
Förutom läkare blev metallurger intresserade av det 33:e elementet och började lägga till det för att producera skott.
Den är gjord på den grund som ingår i tungmetaller. Arsenikökar blyet och låter dess stänk få en sfärisk form vid gjutning. Det är korrekt, vilket förbättrar kvaliteten på fraktionen.
Arsenik kan också hittas i termometrar, eller snarare i dem. Det kallas wiener, blandat med oxiden av det 33:e ämnet.
Föreningen fungerar som ett klarare. Arsenik användes även av antikens glasblåsare, men som en matttillsats.
Glas blir ogenomskinligt när det finns en betydande inblandning av ett giftigt element.
När man observerade proportionerna insjuknade många glasblåsare och dog i förtid.
Och garverispecialister använder sulfider arsenik.
Element huvud undergrupper Grupp 5 i det periodiska systemet ingår i vissa färger. Inom läderindustrin hjälper arsenik att ta bort hår från.
Arsenik pris
Ren arsenik erbjuds oftast i metallisk form. Priserna är satta per kilogram eller ton.
1000 gram kostar cirka 70 rubel. För metallurger erbjuder de färdiga till exempel arsenik och koppar.
I det här fallet tar de ut 1500-1900 rubel per kilo. Arsenikanhydrit säljs också i kilogram.
Det används som hudmedicin. Medlet är nekrotisk, det vill säga det bedövar det drabbade området, och dödar inte bara det orsakande medlet för sjukdomen utan också själva cellerna. Metoden är radikal, men effektiv.
Arsenik är ett kemiskt grundämne med atomnummer 33 i det periodiska systemet och representeras av symbolen As. Det är en spröd, stålfärgad halvmetall.Förekomst av arsenik i naturen
Arsenik är ett spårämne. Innehållet i jordskorpan är 1,7 10-4 viktprocent. Detta ämne kan förekomma i ett naturligt tillstånd och har utseendet av metalliskt glänsande grå skal eller täta massor som består av små korn. Cirka 200 arsenikhaltiga mineraler är kända. Det finns ofta i små koncentrationer i bly-, koppar- och silvermalm. Två naturliga föreningar av arsenik och svavel är ganska vanliga: orangeröd transparent realgar AsS och citrongul orpiment As2S3.Ett mineral av industriell betydelse är arsenopyrit (arsenikkis) FeAsS eller FeS2 FeAs2 - löllingit (FeAs2) bryts också.
Skaffa arsenik Det finns många sätt att erhålla arsenik: genom sublimering av naturlig arsenik, genom termisk nedbrytning av arsenikkis, reduktion av arsenikanhydrid, etc. För närvarande, för att erhålla metallarsenik, värms arsenopyrit oftast i muffelugnar utan lufttillgång. Samtidigt frigörs arsenik, vars ångor kondenserar och förvandlas till fast arsenik i järnrör som kommer från ugnarna och i speciella keramiska mottagare. Återstoden i ugnarna värms sedan upp med tillgång till luft, och sedan övergår arseniken till As2O3. arsenikhaltiga malmer bearbetas till vit arsenik, det vill säga till arseniktrioxid - arsenikanhydrid As2O3.Användning av arsenik
- Användning av arsenik i metallurgi - används för att legera blylegeringar som används för att förbereda hagel, eftersom när hagel gjuts med tornmetoden får droppar av arsenik-blylegeringen en strikt sfärisk form, och dessutom ökar blyets styrka och hårdhet .
- Tillämpning inom elektroteknik - Arsenik av speciell renhet (99,9999%) används för syntes av ett antal praktiskt taget mycket värdefulla och viktiga halvledarmaterial- arsenider och komplexa diamantliknande halvledare.
- Applicering som färgämne - arseniksulfidföreningar - orpiment och realgar - används i målning som färger.
- Användning inom läderindustrin - används som ett medel för att ta bort hår från huden.
- Användning inom pyroteknik - realgar används för att producera "grekisk" eller "indisk" eld, som uppstår när en blandning av realgar med svavel och salpeter brinner (ljust vit låga).
- Användning inom medicin - många av arsenikföreningarna i mycket små doser används som läkemedel för att bekämpa anemi och ett antal allvarliga sjukdomar, eftersom de har en kliniskt signifikant stimulerande effekt på ett antal kroppsfunktioner, i synnerhet hematopoiesis. Av de oorganiska föreningarna av arsenik kan arsenikanhydrid användas i medicin för beredning av piller och i tandläkarpraktik i form av en pasta som ett nekrotiserande läkemedel (samma "arsenik" som placeras i tandkanalen innan nerven avlägsnas och fyller den). För närvarande används arsenikpreparat sällan i tandläkarpraktiken på grund av toxicitet och möjligheten till smärtfri tanddenervering under lokalbedövning.
- Användning i glasproduktion - arseniktrioxid gör glaset "matt", d.v.s. ogenomskinlig. Men små tillsatser av detta ämne, tvärtom, lättar glaset. Arsenik ingår fortfarande i formuleringarna av vissa glas, till exempel "Wien"-glas för termometrar och halvkristaller.
Det mest lovande användningsområdet för arsenik är utan tvekan halvledarteknik. Galliumarsenider GaAs och indium InAs har fått särskild betydelse i den. Galliumarsenid behövs också för ett viktigt område inom elektronisk teknik - optoelektronik, som uppstod 1963...1965. i skärningspunkten mellan fysiken fast, optik och elektronik. Samma material hjälpte till att skapa de första halvledarlasrarna.
Varför visade sig arsenider vara lovande för halvledarteknik? För att besvara denna fråga, låt oss kort komma ihåg några grundläggande begrepp inom halvledarfysik: "valensband", "bandgap" och "ledningsband".
Till skillnad från en fri elektron, som kan ha vilken energi som helst, kan en elektron som är begränsad till en atom bara ha vissa, väldefinierade energivärden. Energiband bildas från de möjliga värdena för elektronenergi i en atom. På grund av den välkända Pauli-principen kan antalet elektroner i varje zon inte överstiga ett visst maximum. Om zonen är tom kan den naturligtvis inte delta i skapandet av konduktivitet. Elektroner i ett helt fyllt band deltar inte heller i ledning: eftersom det inte finns några fria nivåer, elektriskt fält kan inte orsaka omfördelning av elektroner och därigenom skapa elström. Ledning är endast möjlig i en delvis fylld zon. Därför klassificeras kroppar med ett delvis fyllt band som metaller, och kroppar vars energispektrum av elektroniska tillstånd består av fyllda och tomma band klassificeras som dielektriska eller halvledare.
Låt oss också komma ihåg att helt fyllda band i kristaller kallas valensband, delvis fyllda och tomma band kallas ledningsband, och energiintervallet (eller barriären) mellan dem är bandgapet.
Den största skillnaden mellan dielektrikum och halvledare är just bandgapet: om energi som är större än 3 eV behövs för att övervinna det, så klassificeras kristallen som en dielektrikum, och om den är mindre klassificeras den som en halvledare.
Jämfört med klassiska grupp IV-halvledare - germanium och kisel - har arsenider av grupp III-element två fördelar. Bandgapet och laddningsbärarnas rörlighet i dem kan varieras inom bredare gränser. Och ju mer mobila laddningsbärarna är, desto högre frekvenser kan en halvledarenhet arbeta med. Bandgapets bredd väljs beroende på enhetens syfte.
För likriktare och förstärkare konstruerade för att arbeta vid förhöjda temperaturer används således ett material med ett stort bandgap, och för kylda infrarödstrålningsmottagare används ett material med ett litet bandgap.
Galliumarsenid har blivit särskilt populär eftersom det har bra elektriska egenskaper, som den bevarar i ett brett temperaturområde - från minus till plus 500°C. Som jämförelse påpekar vi att indiumarsenid, som inte är sämre än GaAs i elektriska egenskaper, börjar förlora dem redan vid rumstemperatur, germanium - vid 70...80, och kisel - vid 150...200°C.
Arsenik används också som dopningsmedel, vilket ger "klassiska" halvledare (Si, Ge) en viss typ av konduktivitet. I detta fall skapas ett så kallat övergångsskikt i halvledaren och beroende på syftet med kristallen dopas den på ett sådant sätt att man får ett övergångsskikt på olika djup. I kristaller avsedda för tillverkning av dioder är den "dold" djupare; om de gör det från halvledarkristaller solpaneler, då är övergångsskiktets djup inte mer än en mikrometer.
Arsenik används också som en värdefull tillsats i icke-järnmetallurgi. Således ökar tillsatsen av 0,2...1% As till bly avsevärt dess hårdhet. Skott, till exempel, är alltid gjorda av bly legerat med arsenik - annars är det omöjligt att få strikt sfäriska pellets.
Tillsatsen av 0,15...0,45 % arsenik till koppar ökar dess draghållfasthet, hårdhet och korrosionsbeständighet vid arbete i en gasformig miljö. Dessutom ökar arsenik flödet av koppar under gjutning och underlättar processen med tråddragning.
Arsenik tillsätts i vissa typer av brons, mässing, babbitt och trycklegeringar.
Och samtidigt skadar arsenik ofta metallurger. Vid tillverkning av stål och många icke-järnmetaller komplicerar de medvetet processen för att avlägsna all arsenik från metallen. Närvaron av arsenik i malm gör produktionen skadlig. Skadligt två gånger: för det första för människors hälsa; för det andra, för metaller - betydande arsenikföroreningar försämrar egenskaperna hos nästan alla metaller och legeringar.
Alla anslutningar arsenik, utspädd i vatten och lätt sura miljöer (t.ex. magsaft), är extremt giftig; Maximal koncentrationsgräns i luft av arsenik och dess anslutning. (förutom AsH3) i termer av arsenik 0,5 mg/m3. Anl. Som (III) är mer toxiska än komp. As(V). Från inorg. anslutning. As2O3 och AsH3 är särskilt farliga. När man arbetar med arsenik och dess föreningar.
nödvändigt: fullständig försegling av utrustning, avlägsnande av damm och gaser genom intensiv ventilation, personlig hygien (dammsäkra kläder, skyddsglasögon, handskar, gasmask), frekvent medicinsk övervakning;
Kvinnor och tonåringar får inte arbeta. Vid akut arsenikförgiftning observeras kräkningar, buksmärtor, diarré och central depression. nervsystemet. Hjälp och motgift mot arsenikförgiftning: ta vattenlösningar av Na2S2O3, magsköljning, ta mjölk och keso; specifik motgift - unitiol. Ett speciellt problem är avlägsnandet av arsenik från avgaser, teknol. vatten och biprodukter från bearbetning av malmer och koncentrat av icke-järnhaltiga och sällsynta metaller och järn. Naib. En lovande metod för att begrava arsenik är att omvandla den till praktiskt taget olösliga sulfidglas.
Arsenik har varit känt sedan urminnes tider. Aristoteles nämnde också sin natur. svavelföreningar. Det är okänt vem som var den första att få elementär arsenik denna prestation brukar tillskrivas Albertus Magnus ca. 1250. Chem. arsenik erkändes som ett grundämne av A. Lavoisier 1789.
Detta är element nr 33, som välförtjänt har ett dåligt rykte, och ändå är väldigt användbart i många fall. Arsenikhalten i jordskorpan är endast 0,0005%, men detta grundämne är ganska aktivt, och därför finns det över 120 mineraler som innehåller arsenik. Det huvudsakliga industriella mineralet av arsenik är arsenopyrit FeAsS. Det finns stora koppar-arsenikfyndigheter i USA, Sverige, Norge och Japan, arsenik-koboltfyndigheter i Kanada och arsenik-tennfyndigheter i Bolivia och England. Dessutom är guld-arsenikfyndigheter kända i USA och Frankrike. Ryssland har många fyndigheter av arsenik i Yakutia och Kaukasus, i Centralasien och Ural, i Sibirien och Chukotka, i Kazakstan och Transbaikalia. Arsenik är en av de få grundämnen som efterfrågan är mindre än förmågan att producera dem. Världsproduktionen av arsenik (utan socialistiska länder) i termer av As2O3 är ca. 50 tusen ton (1983); Från dem erhålls ~11 ton elementär arsenik av speciell renhet för syntes av halvledarföreningar.. Ren arsenik pressas till tabletter och används som standard.
GOST 1293.4-83, GOST 1367.1-83, GOST 1429.10-77, GOST 2082.5-81, GOST 2604.11-85, GOST 6689.13-92, GOST 11739.14-99 görs med hjälp av en röntgenstråledetektor. De mest beprövade spektrometrarna i detta område är edx 3600 B och edx 600.
Arsenik ARSENIK -A;
1. m. Kemiskt grundämne (As) - fast giftigt ämne briljant- grå , som är en del av många mineraler. Arsenikoxid.
2. Skaffa arsenik. Ett läkemedel som innehåller denna substans eller dess föreningar (används som allmän tonic, antimikrobiell, etc.). Behandling med arsenik.
◁ Effekterna av arsenik på nervändar. Arsenik, oj, oj. M anslutningar. M syra. M. drog. Mth förgiftning. Arsenik, oj, oj. Föråldrad ● Arsenik, oj, oj.
Det ryska namnet på detta element kommer från ordet "mus", eftersom. arsenik användes i stor utsträckning för att döda råttor och möss.arsenik
(lat. Arsenicum), kemiskt element i grupp V i det periodiska systemet. Det ryska namnet kommer från "mus" (arsenikpreparat användes för att utrota möss och råttor). Bildar flera modifieringar. Vanlig arsenik (den så kallade metalliska eller grå) är ömtåliga kristaller med silverglans; densitet 5,74 g/cm3, sublimeras vid 615°C. I luften oxiderar det och bleknar. Extraherad från sulfidmalmer (mineraler arsenopyrit, orpiment, realgar). Komponent av legeringar med koppar, bly, tenn, etc. och halvledarmaterial. Arsenikföreningar är fysiologiskt aktiva och toxiska; fungerade som en av de första insekticiderna (se till exempel Metal Arsenates). Oorganiska arsenikföreningar används inom medicinen som allmänna stärkande och toniska medel, medan organiska föreningar används som antimikrobiella och antiprotozoala föreningar (vid behandling av syfilis, amöbiasis, etc.).ARSENIK s 2
sid 3
ARSENIK (latin Arsenicum, från grekiskan arsen - stark), As (läs "arsenicum"), ett kemiskt grundämne med atomnummer 33, atommassa 74,9216. En stabil isotop, 75 As, förekommer i naturen. Belägen i grupp VA i den 4:e perioden av det periodiska systemet för grundämnen. Elektronisk konfiguration av yttre skikt 4
. Oxidationstillstånd +3, +5, –3 (valens III, V). (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet cm. PAULING Linus)
2.1. Icke-metall.
Arsenik har varit känt för mänskligheten sedan urminnes tider, då orpimentmineraler användes som färgämnen. (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet AURIPIGMENT) Som 2 S 3 och realgar (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet REALGAR) Som 4 S 4 (omnämnanden om dem finns hos Aristoteles) (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet ARISTOTLES).
Alkemister noterade vid kalcinering av arseniksulfider i luft att bildandet av den så kallade vita oxiden As 2 O 3:
2As2S3+9O2=2As2O3+6SO2
Denna oxid är ett starkt gift, den löser sig i vatten och vin.
Som först erhölls i fri form av den tyske alkemisten A. von Boldstndt på 1200-talet genom att värma arsenikoxid med kol:
As 2 O 3 +3С=2As+3СО
För att avbilda arsenik använde de tecknet på en vridande orm med öppen mun.
Att vara i naturen
Arsenik är ett spårämne. Innehållet i jordskorpan är 1,7·10–4 viktprocent. Det finns 160 kända mineraler som innehåller arsenik. Finns sällan i sitt ursprungliga tillstånd. Mineral av industriell betydelse - arsenopyrit (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet ARSENOPYRIT) FeAsS. Som ofta finns i bly-, koppar- och silvermalm.
Mottagande
Den anrikade malmen utsätts för oxidativ rostning, sedan sublimeras flyktig As 2 O 3. Denna oxid reduceras med kol. För att rena As destilleras den i vakuum och omvandlas sedan till flyktig klorid AsCl 3, som reduceras med väte (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet VÄTE). Den resulterande arseniken innehåller 10-5-10-6 viktprocent föroreningar.
Fysikaliska och kemiska egenskaper
Arsenik – grå med metallisk glans spröd substans (a-arsenik) med ett romboedriskt kristallgitter, a= 0,4135 nm och a = 54,13°. Densitet 5,74 kg/dm3.
Vid upphettning till 600°C sublimeras As. När ångan är kyld visas en ny modifiering - gul arsenik. Över 270°C omvandlas alla former av As till svart arsenik.
Som kan endast smältas i förseglade ampuller under tryck. Smältpunkten är 817°C vid ett mättat ångtryck av 3,6 MPa.
Strukturen hos grå arsenik liknar strukturen hos grå antimon och liknar strukturen för svart fosfor.
Arsenik är kemiskt aktivt. Vid förvaring i luft antänds pulveriserad As och bildar sur oxid As 2 O 3 . Denna oxid finns i ångor i form av As 4 O 6-dimerer.
Med noggrann uttorkning av arseniksyra H 3 AsO 4 erhålls den högsta sura arsenikoxiden As 2 O 5, som lätt frigör syre vid uppvärmning (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet SYRE), förvandlas till As 2 O 3 .
Oxiden As 2 O 3 motsvarar ortoarsensyrorna H 3 AsO 3 och metaarseniska svaga syrorna HAsO 2 , som endast finns i lösningar. Deras salter är arsenater.
Späd salpetersyra (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet SALPETERSYRA) oxiderar As till H 3 AsO 3, koncentrerad salpetersyra - till H 3 AsO 4. As reagerar inte med alkalier och löser sig i vatten.
När As och H 2 värms upp bildas arsingas (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet ARSENIKHYDRID) AsH3. Med fluor (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet FLUOR) och klor (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet KLOR) Som interagerar med självtändning. När As interagerar med svavel (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet SVAVEL) selen (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet SELEN) och tellur (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet TELLUR) kalkogenider bildas: (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet CHALCOGENIDES) As 2 S 5, As 2 S 3, As 4 S 4, As 2 Se 3, As 2 Te 3, existerande i ett glasartat tillstånd. De är halvledare.
Med många metaller bildar As arsenider (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet ARSENIDER). Galliumarsenid GaAs och indium InAs - halvledare (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet HALVLEDARE).
Känd stort antal organiska arsenikföreningar i vilka det finns en kemisk bindning As - C: organoarsines R n Aska 3-n (n= 1,3), tetraorganodiarsiner R2As - AsR2 och andra.
Ansökan
Som av hög renhet används för syntes av halvledarmaterial. Som ibland tillsätts stål som en legeringstillsats.
1909, tyska mikrobiologen P. Ehrlich (Atomradie 0,148 nm. As 3-jonens radie är 0,191 nm, As 3+-jonen är 0,072 nm (koordinationsnummer 4), As 5+-jonen är 0,047 nm (6). De sekventiella joniseringsenergierna är 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 och 62,6 eV. Pauling elektronegativitet EHRLICH Paul) fick "drog 606" effektiv medicin från malaria, syfilis, återfallande feber.
Fysiologisk verkan
Arsenik och alla dess föreningar är giftiga. Vid akut arsenikförgiftning observeras kräkningar, buksmärtor, diarré och depression av det centrala nervsystemet. Hjälp och motgift mot arsenikförgiftning: mottagning vattenlösningar Na2S2O3. Magsköljning, ta mjölk och keso; ett specifikt motgift är unitiol. Den högsta tillåtna koncentrationen i luften för arsenik är 0,5 mg/m 3. Arbeta med arsenik i förseglade lådor med skyddskläder. På grund av sin höga toxicitet användes arsenikföreningar av Tyskland som giftiga medel under första världskriget.
I områden där det finns ett överskott av arsenik i marken och vattnet, ackumuleras det i sköldkörteln hos människor och orsakar endemisk struma.
Encyklopedisk ordbok. 2009 .
Synonymer:Se vad "arsenik" är i andra ordböcker:
ARSENIK- (Arsenum, Arsenium, Arsenicum), solid metalloid, symbol. Som; på. V. 74,96. I det periodiska systemet för element upptar den den 33:e platsen i ordningen, i den 5:e raden i grupp V. Naturliga föreningar av M. med svavel (realgar och orpiment) var kända redan i... ... Stor medicinsk encyklopedi
ARSENIK- se ARSENIK (As). Eftersom arsenik och dess föreningar används i stor utsträckning i nationalekonomi, den finns i avloppsvatten olika branscher metallurgisk, kemisk-farmaceutisk, textil-, glas-, läder-, kemisk industri... Fisksjukdomar: En guide
Arsenik- (råarsenik) är ett fast ämne som utvinns från naturliga arsenopyrit. Det finns i två huvudformer: a) vanlig, så kallad metallisk arsenik, i form av blanka stålfärgade kristaller, spröda, inte ... Officiell terminologi
- (symbol As), ett giftigt halvmetalliskt element i den femte gruppen i det periodiska systemet; erhölls troligen år 1250. Föreningar innehållande arsenik används som gift för gnagare, insekter och som ogräsdödare. De används också... Vetenskapliga och tekniska encyklopedisk ordbok
- (Arsenium), As, kemiskt element i grupp V i det periodiska systemet, atomnummer 33, atommassa 74,9216; icke-metallgrå, gul eller svart, smältpunkt 817 °C, sublimeras vid 615 °C. Arsenik används för att producera halvledare... ... Modernt uppslagsverk
Arsenik- (Arsenium), As, kemiskt element i grupp V i det periodiska systemet, atomnummer 33, atommassa 74,9216; icke-metallgrå, gul eller svart, smältpunkt 817 °C, sublimeras vid 615 °C. Arsenik används för att producera halvledare... ... Illustrerad encyklopedisk ordbok
ARSENIK- kemi. element, symbol As (lat. Arsenicum), kl. n. 33, kl. m. 74,92; icke-metall, finns i flera allotropa modifikationer, densitet 5720 kg/m3. Under normala förhållanden är den mest kemiskt resistenta den så kallade metalliska, eller grå, arseniken... ... Big Polytechnic Encyclopedia
- (lat. Arsenicum) As, kemiskt element i grupp V i det periodiska systemet, atomnummer 33, atommassa 74,9216. Ryskt namn från mus (arsenikpreparat användes för att utrota möss och råttor). Bildar flera modifieringar. Vanlig arsenik... Stor encyklopedisk ordbok
ARSENIK, arsenik, pl. nej, man 1. Ett kemiskt grundämne, ett fast ämne, giftigt i stora doser, som vanligtvis finns i olika mineraler, används. för kemiska, tekniska och medicinska ändamål. 2. Läkemedlet av detta ämne ordinerat för... ... Ordbok Ushakova
Arsenik(um) Ordbok för ryska synonymer. arsenik substantiv, antal synonymer: 12 arsenik (2) arsenicum ... Ordbok över synonymer
Arsenik är ett kemiskt element i kvävegruppen (grupp 15 i det periodiska systemet). Det är ett sprött ämne, grått med en metallisk lyster (α-arsenik), med ett romboedriskt kristallgitter. Vid upphettning till 600°C sublimeras As. När ångan är kyld visas en ny modifiering - gul arsenik. Över 270°C omvandlas alla former av As till svart arsenik.
Upptäcktshistoria
Vad arsenik var var känt långt innan det kändes igen som ett kemiskt grundämne. På 300-talet. B.C e. Aristoteles nämnde ett ämne som heter sandarak, som nu tros ha varit realgar, eller arseniksulfid. Och på 1:a århundradet e.Kr. e. författarna Plinius den äldre och Pedanius Dioscorides beskrev orpiment - färgämnet As 2 S 3. På 1000-talet n. e. Det fanns tre varianter av "arsenik": vit (As 4 O 6), gul (As 2 S 3) och röd (As 4 S 4). Själva grundämnet isolerades troligen först på 1200-talet av Albertus Magnus, som noterade utseendet av ett metallliknande ämne när arsenikum, ett annat namn för As 2 S 3, värmdes med tvål. Men det finns ingen säkerhet att denna naturvetare fick ren arsenik. Det första autentiska beviset på ren isolering går tillbaka till 1649. Den tyske apotekaren Johann Schroeder beredde arsenik genom att värma dess oxid i närvaro av kol. Senare observerade Nicolas Lemery, en fransk läkare och kemist, bildandet av detta kemiska element genom att värma upp en blandning av dess oxid, tvål och kaliumklorid. I början av 1700-talet var arsenik redan känt som en unik halvmetall.
Utbredning
I jordskorpan är koncentrationen av arsenik låg och uppgår till 1,5 ppm. Det finns i jord och mineraler och kan släppas ut i luft, vatten och mark genom vind- och vattenerosion. Dessutom kommer elementet in i atmosfären från andra källor. Som ett resultat av vulkanutbrott släpps cirka 3 tusen ton arsenik ut i luften per år, mikroorganismer producerar 20 tusen ton flyktigt metylarsin per år, och som ett resultat av förbränning av fossila bränslen släpps 80 tusen ton ut över samma period.
Trots det faktum att As är ett dödligt gift, är det en viktig komponent i kosten för vissa djur och möjligen människor, även om den nödvändiga dosen inte överstiger 0,01 mg/dag.
Arsenik är extremt svårt att omvandla till ett vattenlösligt eller flyktigt tillstånd. Att det är ganska rörligt gör att stora koncentrationer av ämnet inte kan förekomma på någon plats. Å ena sidan är detta en bra sak, men å andra sidan är den lätthet med vilken den sprids varför arsenikkontamination blir ett större problem. På grund av mänsklig aktivitet, främst genom gruvdrift och smältning, migrerar det normalt orörliga kemiska elementet och kan nu hittas på andra platser än dess naturliga koncentration.
Mängden arsenik i jordskorpan är cirka 5 g per ton. I rymden uppskattas dess koncentration till 4 atomer per miljon kiselatomer. Detta element är utbrett. En liten mängd av det finns i den ursprungliga staten. Som regel finns arsenikformationer med en renhet på 90-98% tillsammans med metaller som antimon och silver. Det mesta ingår dock i mer än 150 olika mineral - sulfider, arsenider, sulfoarsenider och arseniter. Arsenopyrit FeAsS är ett av de vanligaste As-innehållande mineralerna. Andra vanliga arsenikföreningar är mineralerna realgar As 4 S 4, orpiment As 2 S 3, lellingit FeAs 2 och enargite Cu 3 AsS 4. Arsenikoxid är också vanligt. Det mesta av detta ämne är en biprodukt av smältning av koppar, bly, kobolt och guldmalm.
I naturen finns det bara en stabil isotop av arsenik - 75 As. Bland de konstgjorda radioaktiva isotoperna utmärker sig 76 As med en halveringstid på 26,4 timmar Arsenik-72, -74 och -76 används i medicinsk diagnostik.
Industriell produktion och tillämpning
Metallisk arsenik erhålls genom att värma arsenopyrit till 650-700 °C utan lufttillgång. Om arsenopyrit och andra metallmalmer värms upp med syre, kombineras As lätt med det och bildar lätt sublimerad As 4 O 6, även känd som "vit arsenik". Oxidångan samlas upp och kondenseras och renas senare genom upprepad sublimering. Most As produceras genom dess reduktion med kol från vit arsenik som sålunda erhållits.
Den globala konsumtionen av arsenikmetall är relativt liten – bara några hundra ton per år. Det mesta som konsumeras kommer från Sverige. Det används inom metallurgi på grund av dess metalloidegenskaper. Cirka 1 % arsenik används vid tillverkning av blyhagel eftersom det förbättrar den smälta droppens rundhet. Egenskaperna hos blybaserade lagerlegeringar förbättras både termiskt och mekaniskt när de innehåller cirka 3 % arsenik. Närvaron av små mängder av detta kemiska element i blylegeringar härdar dem för användning i batterier och kabelskydd. Små arsenikföroreningar ökar korrosionsbeständigheten och de termiska egenskaperna hos koppar och mässing. I sin rena form används den kemiska grundämnet As för bronsbeläggning och inom pyroteknik. Högrenad arsenik har tillämpningar inom halvledarteknik, där den används med kisel och germanium, och i form av galliumarsenid (GaAs) i dioder, lasrar och transistorer.
Som kopplingar
Eftersom valensen för arsenik är 3 och 5, och den har en rad oxidationstillstånd från -3 till +5, kan grundämnet bildas olika typer anslutningar. Dess viktigaste kommersiellt viktiga former är As 4 O 6 och As 2 O 5 . Arsenikoxid, allmänt känd som vit arsenik, är en biprodukt från rostning av malmer av koppar, bly och vissa andra metaller, såväl som arsenopyrit och sulfidmalmer. Det är han källmaterial för de flesta andra anslutningar. Det används också i bekämpningsmedel, som avfärgningsmedel vid glasproduktion och som konserveringsmedel för läder. Arsenikpentoxid bildas när vit arsenik utsätts för ett oxidationsmedel (som salpetersyra). Det är huvudingrediensen i insekticider, herbicider och metalllim.
Arsin (AsH 3), en färglös giftig gas som består av arsenik och väte, är ett annat känt ämne. Ämnet, även kallat arsenikväte, erhålls genom hydrolys av metallarsenider och reduktion av metaller från arsenikföreningar i sura lösningar. Det har funnit användning som dopningsmedel i halvledare och som kemisk krigföringsmedel. I lantbruk Av stor betydelse är arseniksyra (H 3 AsO 4), blyarsenat (PbHAsO 4) och kalciumarsenat [Ca 3 (AsO 4) 2], som används för jordsterilisering och skadedjursbekämpning.
Arsenik är ett kemiskt grundämne som bildar många organiska föreningar. Cacodyne (CH 3) 2 As−As(CH 3) 2, till exempel, används vid framställningen av det allmänt använda torkmedlet (torkmedlet) kakodylsyra. Komplexa organiska föreningar av elementet används vid behandling av vissa sjukdomar, till exempel amöbisk dysenteri orsakad av mikroorganismer.
Fysiska egenskaper
Vad är arsenik när det gäller det fysiska egenskaper? I sitt mest stabila tillstånd är det en spröd, stålgrå fast substans med låg termisk och elektrisk ledningsförmåga. Även om vissa former av As är metallliknande, är klassificeringen av den som en icke-metall en mer exakt karakterisering av arsenik. Det finns andra former av arsenik, men de är inte särskilt väl studerade, särskilt den gula metastabila formen, som består av As 4-molekyler, som t.ex. vit fosfor R 4. Arsenik sublimeras vid en temperatur på 613 °C, och i form av ånga existerar den som As 4-molekyler, som inte dissocierar förrän en temperatur på cirka 800 °C. Fullständig dissociation till As 2-molekyler sker vid 1700 °C.
Atomstruktur och förmåga att bilda bindningar
Den elektroniska formeln för arsenik - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 - liknar kväve och fosfor genom att det finns fem elektroner i det yttre skalet, men det skiljer sig från dem genom att ha 18 elektroner i den näst sista maten skal istället för två eller åtta. Att lägga till 10 positiva laddningar till kärnan samtidigt som de fem 3d-orbitalerna fylls orsakar ofta en total minskning av elektronmolnet och en ökning av elementens elektronegativitet. Arsenik i det periodiska systemet kan jämföras med andra grupper som tydligt visar detta mönster. Till exempel är det allmänt accepterat att zink är mer elektronegativt än magnesium och gallium än aluminium. Men i efterföljande grupper minskar denna skillnad, och många håller inte med om att germanium är mer elektronegativt än kisel, trots överflöd av kemiska bevis. En liknande övergång från skalet med 8 till 18 element från fosfor till arsenik kan öka elektronegativiteten, men detta är fortfarande kontroversiellt.
Likheten mellan det yttre skalet av As och P antyder att de kan bilda 3 per atom i närvaro av ytterligare ett obundet elektronpar. Oxidationstillståndet måste därför vara +3 eller -3, beroende på den relativa ömsesidiga elektronegativiteten. Strukturen av arsenik föreslår också möjligheten att använda den yttre d-orbitalen för att expandera oktetten, vilket gör att elementet kan bilda 5 bindningar. Det realiseras endast när det reagerar med fluor. Närvaron av ett fritt elektronpar för bildning av komplexa föreningar (genom elektrondonation) i As-atomen är mycket mindre uttalad än i fosfor och kväve.
Arsenik är stabil i torr luft, men förvandlas till en svart oxid i fuktig luft. Dess ångor brinner lätt och bildar As 2 O 3. Vad är fri arsenik? Det är praktiskt taget opåverkat av vatten, alkalier och icke-oxiderande syror, men oxideras av salpetersyra till ett tillstånd av +5. Halogener och svavel reagerar med arsenik, och många metaller bildar arsenider.
Analytisk kemi
Ämnet arsenik kan detekteras kvalitativt i form av gult orpiment, som fälls ut under påverkan av en 25% lösning av saltsyra. Spår av As bestäms vanligtvis genom att konvertera det till arsin, vilket kan detekteras med Marsh-testet. Arsin sönderfaller termiskt för att bilda en svart spegel av arsenik inuti ett smalt rör. Enligt Gutzeit-metoden mörknar ett prov som är impregnerat med arsin på grund av frigörandet av kvicksilver.
Toxikologiska egenskaper hos arsenik
Toxiciteten hos grundämnet och dess derivat varierar kraftigt, från det extremt giftiga arsinet och dess organiska derivat till helt enkelt As, som är relativt inert. Vad arsenik är bevisas av användningen av dess organiska föreningar som kemiska stridsmedel (lewisit), vesikant och avlövande medel (Agent Blue baserat på en vattenhaltig blandning av 5% kakodylsyra och 26% av dess natriumsalt).
I allmänhet irriterar derivat av detta kemiska element huden och orsakar dermatit. Skydd mot inandning av arsenikhaltigt damm rekommenderas också, men de flesta förgiftningar sker genom förtäring. Den högsta tillåtna koncentrationen av As i damm under en åtta timmar lång arbetsdag är 0,5 mg/m 3 . För arsin reduceras dosen till 0,05 ppm. Förutom användningen av föreningar av detta kemiska element som herbicider och bekämpningsmedel, gjorde användningen av arsenik i farmakologi det möjligt att få salvarsan, det första framgångsrika läkemedlet mot syfilis.
Hälsoeffekter
Arsenik är ett av de giftigaste ämnena. Oorganiska föreningar av detta kemiskt ämne finns naturligt i små mängder. Människor kan utsättas för arsenik genom mat, vatten och luft. Exponering kan också ske genom hudkontakt med förorenad jord eller vatten.
Människor som arbetar med det, bor i hem byggda av trä som behandlats med det, och på jordbruksmarker där bekämpningsmedel har använts tidigare är också känsliga för exponering.
Oorganisk arsenik kan orsaka en mängd olika hälsoeffekter hos människor, såsom irritation i magen och tarmen, minskad produktion av röda och vita blodkroppar, hudförändringar och lungirritation. Man misstänker att intag av betydande mängder av detta ämne kan öka risken för att utveckla cancer, särskilt cancer i hud, lungor, lever och lymfsystemet.
Mycket höga koncentrationer av oorganisk arsenik orsakar infertilitet och missfall hos kvinnor, dermatit, minskad kroppsresistens mot infektioner, hjärtproblem och hjärnskador. Dessutom kan detta kemiska element skada DNA.
Den dödliga dosen av vit arsenik är 100 mg.
Organiska föreningar av grundämnet orsakar inte cancer eller skadar den genetiska koden, men höga doser kan skada människors hälsa, till exempel orsaka nervösa störningar eller buksmärtor.
Egenskaper As
De huvudsakliga kemiska och fysikaliska egenskaperna hos arsenik är följande:
- Atomnummer är 33.
- Atomvikt - 74,9216.
- Smältpunkten för den grå formen är 814 °C vid ett tryck på 36 atmosfärer.
- Densiteten för den grå formen är 5,73 g/cm 3 vid 14 °C.
- Densiteten för den gula formen är 2,03 g/cm 3 vid 18 °C.
- Den elektroniska formeln för arsenik är 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
- Oxidationstillstånd - -3, +3, +5.
- Valensen av arsenik är 3,5.