Apa arsenik? Fitur, sifat dan aplikasi

Arsenik - kimia kelompok nitrogen unsur (Kelompok 15 dari tabel periodik). Ini abu-abu metalik kilap substansi rapuh (α-arsenik) dengan kisi kristal rombohedral. Ketika dipanaskan sampai 600 ° C Sebagai sublimasi. Setelah pendinginan, uap, modifikasi baru - arsenik Kuning. Di atas 270 ° C semua Seperti yang pindah ke arsenik hitam.

Sejarah penemuan

Fakta bahwa arsenik ini dikenal jauh sebelum pengakuan unsur kimianya. The IV c. SM. e. Aristoteles berbicara tentang suatu zat yang disebut "sandarak", yang sekarang diyakini memiliki telah realgar, atau sulfida arsenik. Dan di SM abad I. e. Pliniy Starshy dan penulis Pedany Dioscoride dijelaskan auripigment - dye Sebagai ₂ S _3. Dalam XI di. n. e. berbeda tiga varietas "arsenik" putih (Sebagai ₄ O _6), kuning (As ₂ S _3), dan merah (Sebagai ₄ S _4). Item itu sendiri mungkin pertama kali diisolasi pada abad XIII, Albertus Agung, yang mencatat penampilan zat logam-seperti ketika Ars, juga dikenal sebagai Sebagai ₂ S ₃ dipanaskan dengan sabun dan air. Tapi keyakinan pada kenyataan bahwa ilmuwan alam adalah arsenik murni, tidak ada. Bukti nyata pertama dari alokasi murni unsur kimia adalah tanggal untuk 1649. apoteker Jerman Iogann Shreder disiapkan arsenik, pemanasan di hadapan karbon monoksida. Kemudian Nicolas Lemery, dokter dan ahli kimia Perancis mengamati pembentukan unsur kimia ini dengan memanaskan campuran oksida, dan sabun kalium. Pada awal abad ke-XVIII, arsenik sudah dikenal sebagai semi-metal yang unik.

kelaziman

kerak bumi dan konsentrasi arsen rendah adalah 1,5 ppm. Hal ini ditemukan di dalam tanah dan mineral dan mungkin mendapatkan ke udara, air dan tanah karena angin dan erosi air. Selain itu, unsur memasuki atmosfer dari sumber lain. Sebagai hasil dari letusan gunung berapi di udara dilepaskan sekitar 3 ribu. T arsenik per tahun, mikroorganisme membentuk 20 ribu. T stabil metilarsina tahun, dan sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar fosil pada periode yang sama dialokasikan 80 ribu. T.

Terlepas dari kenyataan bahwa As - racun mematikan, itu adalah komponen penting dari kekuatan beberapa hewan dan mungkin manusia, meskipun dosis yang diperlukan tidak melebihi 0,01 mg / hari.

Arsenik adalah sangat sulit untuk menerjemahkan ke dalam keadaan yang larut dalam air atau volatile. Fakta bahwa cukup mobile, berarti konsentrasi besar substansi di satu tempat tidak dapat muncul. Di satu sisi, ini baik, tapi di sisi lain - kemudahan yang menyebar, adalah alasan bahwa kontaminasi arsenik menjadi masalah yang lebih besar. Akibat aktivitas manusia, terutama melalui pertambangan dan peleburan, biasanya bergerak bermigrasi unsur kimia, dan sekarang dapat ditemukan tidak hanya di tempat-tempat konsentrasi alamnya.

Jumlah arsenik di kerak adalah sekitar 5 g per ton. Di ruang angkasa, diperkirakan sebagai konsentrasi 4 atom per juta atom silikon. Elemen ini didistribusikan secara luas. Sejumlah kecil hadir di negara asli. Biasanya, pembentukan 90-98% kemurnian arsenik terjadi bersama-sama dengan logam seperti antimon dan perak. Sebagian besar, bagaimanapun, adalah bagian dari lebih dari 150 mineral yang berbeda - sulfida, arsenides, sulphoarsenides dan arsenit. Arsenopirit FeAsS adalah salah satu yang paling umum mineral As-bantalan. senyawa arsenik umum lainnya - mineral realgar Sebagai ₄ S _4, auripigment Sebagai ₂ S _3, penyuluh lapangan loellingit dan enargit ₂ Cu ₃ Ass _4. Juga umum oksida arsenik. Sebagian besar bahan ini adalah produk sampingan dari peleburan tembaga, timah, kobalt, dan bijih emas.

Di alam, hanya ada satu isotop stabil arsenik - ⁷⁵ As. Di antara isotop radioaktif buatan dirilis ⁷⁶ Sebagai c paruh 26,4 jam. Arsenik-72, -74 dan -76 digunakan dalam diagnosa medis.

produksi industri dan penggunaan

Logam arsenik arsenopirit disiapkan oleh pemanasan untuk 650-700 ° C tanpa akses udara. Jika arsenopirit dan logam lainnya bijih dipanaskan dengan oksigen, Seperti mudah bereaksi dengan mereka dalam bentuk senyawa mudah menyublim Sebagai ₄ O _6, juga dikenal sebagai "arsenik putih". uap oksida dikumpulkan dan kental, dan kemudian kembali dimurnikan dengan sublimasi. Kebanyakan Seperti yang diproduksi oleh pengurangan karbon arsenik putih yang diperoleh.

konsumsi dunia arsenik logam relatif kecil - hanya beberapa ratus ton per tahun. Banyak dari apa yang dikonsumsi, berasal dari Swedia. Hal ini digunakan dalam metalurgi karena sifat metalloid nya. Sekitar 1% dari arsenik yang digunakan dalam pembuatan memimpin ditembak, karena meningkatkan kebulatan dari tetesan cair. Sifat-sifat paduan bantalan berdasarkan memimpin ditingkatkan baik dalam karakteristik termal dan mekanik ketika mereka mengandung sekitar 3% dari arsenik. Kehadiran sejumlah kecil unsur kimia ini dalam paduan memimpin emosi mereka untuk digunakan dalam baterai dan baju besi kabel. kotoran kecil ketahanan peningkatan korosi arsenik dan sifat termal dari tembaga dan kuningan. Kimia unsur murni Sebagai perunggu digunakan untuk menerapkan pelapis dan di kembang api. Sangat arsenik menemukan aplikasi dalam teknologi semikonduktor, di mana ia digunakan dengan silikon dan germanium, serta dalam bentuk gallium arsenide (GaAs) di dioda, laser dan transistor.

sebagai senyawa

Sejak arsenik valensi adalah 3 dan 5, dan memiliki beberapa bilangan oksidasi dari -3 ke +5, elemen dapat membentuk berbagai jenis senyawa. Signifikansi komersial yang paling penting oksida, dasar bentuk yang merupakan Seperti ₄ O ₆ dan As ₂ O _5. Arsenous oksida, umumnya dikenal sebagai arsenik putih, - produk sampingan memanggang bijih tembaga, timah dan beberapa logam lainnya, serta bijih sulfida dan arsenopirit. Dia adalah bahan awal untuk sebagian besar senyawa lain. Selain itu, digunakan dalam pestisida, digunakan decolorizing agent dalam pembuatan kaca dan pengawet untuk kulit. arsenik pentoksida terbentuk ketika terkena oksidan (misalnya, asam nitrat) untuk arsenik putih. Ini adalah bahan utama insektisida, herbisida dan perekat untuk logam.

Arsine (Ash _3), gas tidak berwarna beracun yang terdiri dari hidrogen dan arsenik, - adalah zat lain yang dikenal. Substansi, juga disebut arsenik hidrogen disiapkan oleh hidrolisis arsenides logam, dan pemulihan logam dari senyawa arsenik dalam larutan asam. Dia telah menemukan aplikasi sebagai dopan dalam semikonduktor dan gas beracun militer. Di bidang pertanian, besar pentingnya asam arsenik (H ₃ ASO _4), memimpin arsenat (PbHAsO ₄₎ dan kalsium arsenat [Ca ₃ (ASO _{4) 2],} yang digunakan untuk mensterilkan kontrol tanah dan hama.

unsur kimia membentuk pluralitas senyawa organik - arsenik. Kakodin (CH _{3) 2} As-As _{(CH3) 2,} misalnya, digunakan dalam penyusunan banyak digunakan pengering (drying agent) - asam cacodylic. senyawa organik kompleks dari elemen yang digunakan dalam pengobatan penyakit tertentu seperti disentri amuba yang disebabkan oleh mikroorganisme.

sifat fisik

Apa arsenik dalam hal sifat fisik? Di negara yang paling stabil, itu adalah baja padat warna abu-abu rapuh dengan konduktivitas termal dan listrik yang rendah. Meskipun beberapa bentuk As adalah logam seperti, tugas untuk non-logam - karakterisasi lebih akurat arsenik. Ada jenis lain dari arsenik, tetapi mereka tidak sangat baik dipelajari, bentuk metastabil terutama kuning, yang terdiri dari molekul Sebagai _4, seperti fosfor putih P _4. menyublim arsenik pada suhu 613 ° C, dan sebagai uap itu ada sebagai molekul Sebagai _4, yang tidak memisahkan ke suhu sekitar 800 ° C. disosiasi lengkap dari molekul di As ₂ berlangsung pada 1700 ° C

struktur atom dan kemampuan untuk membentuk ikatan

arsenik rumus elektronik - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ^{3 -} seperti nitrogen dan fosfor yang memiliki lima elektron di kulit terluar, tetapi berbeda dari mereka di hadapan 18 elektron di kulit kedua dari belakang bukan dua atau delapan. Selain itu dari 10 muatan positif dalam inti selama mengisi lima 3d-orbital sering menyebabkan penurunan umum dari awan elektron dan meningkatkan elemen elektronegativitas. Arsenik dalam tabel periodik dapat dibandingkan dengan kelompok lain, yang jelas menunjukkan pola ini. Misalnya, secara umum diterima bahwa seng lebih elektronegatif dari magnesium dan gallium - dari aluminium. Namun, dalam grup berikut, perbedaan ini berkurang, dan banyak yang tidak setuju dengan fakta bahwa Jerman elektronegativitas dari silikon, meskipun kelimpahan bukti kimia. transisi ini dari 8 sampai membran 18-sel dari fosfor untuk arsenik dapat meningkatkan elektronegativitas, tetapi masih kontroversial.

Kesamaan Seperti kulit luar dan P menunjukkan bahwa mereka dapat membentuk tiga ikatan kovalen per atom di hadapan tambahan pasangan elektron terikat. Oleh karena oksidasi harus 3 atau -3, tergantung pada elektronegativitas relatif menguntungkan. Struktur arsenik juga menunjukkan kemungkinan menggunakan eksternal d-orbital untuk perluasan oktet yang memungkinkan elemen untuk membentuk 5 ikatan. Hal ini diwujudkan hanya dalam reaksi dengan fluor. Kehadiran sepasang elektron bebas untuk pembentukan senyawa kompleks (melalui sumbangan elektron) Seperti dalam atom muncul jauh lebih kecil dari fosfor dan nitrogen.

Arsenik adalah stabil di udara kering tetapi di lembab ditutupi dengan oksida hitam. uap yang dibakar dengan mudah membentuk Sebagai ₂ O _3. Apa arsenik dalam keadaan bebas? Hal ini praktis tidak terkena air, alkali dan asam non-oksidasi, tetapi dioksidasi dengan asam nitrat ke keadaan 5. Sejak arsenik bereaksi halogen, sulfur, dan banyak logam membentuk arsenides.

kimia analitik

Zat ini dapat dideteksi secara kualitatif arsenik sebagai orpiment kuning presipitat bawah aksi larutan asam klorida 25%. Jejak As, biasanya ditentukan oleh konversi kepada arsine, yang dapat dideteksi dengan uji Maret. Arsine secara termal terurai untuk membentuk cermin hitam arsenik dalam tabung yang sempit. Dengan metode Gutzeit penyelidikan diresapi dengan merkuri klorida di bawah tindakan arsine gelap akibat hujan merkuri.

toksikologi arsenik

toksisitas sel dan turunannya secara luas bervariasi dalam berbagai macam, dari arsine sangat beracun dan turunannya organik untuk hanya As, yang relatif inert. Artinya arsenik, kata penggunaan senyawa organik sebagai agen senjata kimia (Lewisite) dan agen defoliant blister ( "agen biru" didasarkan pada campuran berair dari 5% asam cacodylic, 26% natrium garamnya).

Secara umum, turunan dari unsur kimia ini mengiritasi kulit dan menyebabkan dermatitis. Juga dianjurkan perlindungan dari menghirup debu arsenik yang mengandung, tetapi kebanyakan keracunan terjadi ketika tertelan. konsentrasi maksimum yang diizinkan dari Seperti debu per delapan jam sehari adalah 0,5 mg / m ^3. Untuk dosis arsine berkurang menjadi 0,05 bagian per juta. Selain penggunaan senyawa-senyawa dari unsur kimia sebagai herbisida dan pestisida, aplikasi arsenik dalam farmakologi menghasilkan Salvarsan - pertama obat berhasil melawan sifilis.

Dampak terhadap kesehatan

Arsenik adalah salah satu elemen yang paling beracun. senyawa anorganik bahan kimia yang ditemukan secara alami dalam jumlah kecil. Pengguna dapat terkena arsenik melalui makanan, air dan udara. eksposur juga dapat terjadi pada kontak kulit dengan tanah yang terkontaminasi atau air.

kandungan arsenik cukup rendah dalam makanan. Namun, tingkat di ikan dan kerang bisa sangat tinggi, karena mereka menyerap elemen aktif kimia dari air di mana mereka tinggal. Sebuah jumlah yang signifikan dari arsenik anorganik dalam ikan dapat menjadi bahaya bagi kesehatan manusia.

Efek dari zat juga tunduk pada orang-orang yang bekerja dengan mereka, tinggal di rumah yang dibangun dari kayu diperlakukan dengan mereka, dan di lahan pertanian, yang pada masa lalu digunakan pestisida.

arsenik anorganik dapat menyebabkan berbagai efek kesehatan seperti iritasi lambung dan usus, penurunan produksi sel darah merah dan putih, perubahan kulit, dan iritasi paru-paru. Hal ini diasumsikan bahwa penyerapan sejumlah besar zat ini dapat meningkatkan kemungkinan terkena kanker, terutama kanker kulit, paru-paru, hati dan sistem limfatik.

konsentrasi yang sangat tinggi dari arsenik anorganik adalah penyebab infertilitas dan keguguran pada wanita, dermatitis, menurunkan resistensi terhadap infeksi, masalah jantung dan kerusakan otak. Selain itu, unsur kimia ini mampu merusak DNA.

Lethal dosis arsenik putih adalah 100 mg.

Senyawa organik dari unsur atau kanker, atau merusak kode genetik tidak menyebabkan, tetapi dosis tinggi dapat membahayakan kesehatan manusia, seperti menyebabkan gangguan saraf atau nyeri di perut.

sebagai properti

kimia dan sifat fisik arsenik berikut:

• nomor atom - 33.
• Berat atom - 74,9216.
• Titik lebur cetakan abu-abu - 814 ° C pada tekanan 36 atmosfer.
• Kepadatan cetakan abu-abu - 5,73 g / cm ³ pada 14 ° C
• Kepadatan dari bentuk kuning - 2,03 g / cm ³ pada 18 ° C
• arsenik rumus elektronik - 1s 2s ^{2 2 2} 2p ⁶ 3s 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p _^3.
• oksidasi - -3, 3, 5.
• Valensi arsenik - 3, 5.