L'arsenico è un elemento chimico con numero atomico 33 nella tavola periodica degli elementi chimici D.I. Mendeleev, è designato dal simbolo As. È un semimetallo fragile, color acciaio.
origine del nome
Il nome arsenico in russo è associato all'uso dei suoi composti per sterminare topi e ratti. Il nome greco ἀρσενικόν deriva dal persiano زرنيخ (zarnik) - "orpimento giallo". L'etimologia popolare risale al greco antico. ἀρσενικός - maschio.
Nel 1789, A.L. Lavoisier isolò l'arsenico metallico dal triossido di arsenico (“arsenico bianco”), dimostrò che si trattava di una sostanza semplice indipendente e assegnò all'elemento il nome “arsenicum”.
Ricevuta
La scoperta di un metodo per produrre l'arsenico metallico (arsenico grigio) è attribuita all'alchimista medievale Alberto Magno, vissuto nel XIII secolo. Tuttavia, molto prima, gli alchimisti greci e arabi erano riusciti a ottenere l'arsenico in forma libera riscaldando l'“arsenico bianco” (triossido di arsenico) con varie sostanze organiche.
Esistono molti modi per ottenere l'arsenico: mediante sublimazione dell'arsenico naturale, mediante decomposizione termica della pirite di arsenico, mediante riduzione dell'anidride di arsenico, ecc.
Attualmente, per ottenere l'arsenico metallico, l'arsenopirite viene spesso riscaldata in forni a muffola senza accesso all'aria. Allo stesso tempo si libera l'arsenico, i cui vapori si condensano e si trasformano in arsenico solido nei tubi di ferro provenienti dai forni e in speciali ricevitori ceramici. Il residuo nei forni viene quindi riscaldato con accesso all'aria, quindi l'arsenico si trasforma in As 2 O 3. L'arsenico metallico è ottenuto in quantità piuttosto piccole e parte principale i minerali contenenti arsenico vengono trasformati in arsenico bianco, cioè in triossido di arsenico - anidride arsenosa As 2 O 3.
Applicazione
L'arsenico viene utilizzato per legare le leghe di piombo utilizzate per preparare i pallini, poiché quando i pallini vengono lanciati utilizzando il metodo della torre, le gocce della lega di arsenico-piombo acquisiscono una forma strettamente sferica e inoltre aumenta la resistenza e la durezza del piombo.
L'arsenico di purezza speciale (99,9999%) viene utilizzato per la sintesi di numerosi materiali semiconduttori preziosi e importanti: arseniuri e semiconduttori complessi simili al diamante.
I composti del solfuro di arsenico - orpimento e realgar - sono utilizzati nella pittura come vernici e nell'industria della pelle come mezzo per rimuovere i peli dalla pelle.
In pirotecnica, il realgar viene utilizzato per produrre il fuoco “greco” o “indiano”, che si verifica quando brucia una miscela di realgar con zolfo e salnitro (una fiamma bianca brillante).
Molti dei composti dell'arsenico in dosi molto piccole sono usati come medicinali per combattere l'anemia e una serie di malattie gravi, poiché hanno un effetto stimolante clinicamente significativo su una serie di funzioni del corpo, in particolare sull'ematopoiesi. Tra i composti inorganici dell'arsenico, l'anidride arsenica può essere utilizzata in medicina per la preparazione di pillole e nello studio dentistico sotto forma di pasta come farmaco necrotizzante. Questo farmaco era chiamato “arsenico” e veniva utilizzato in odontoiatria per rimuovere un nervo. Attualmente i preparati a base di arsenico vengono utilizzati raramente negli studi dentistici a causa della loro tossicità. Sono stati sviluppati e utilizzati altri metodi di denervazione indolore dei denti in anestesia locale.
ARSENICO(probabilmente dalla parola "topo"; nell'antica Rus', l'emergere di un tale nome potrebbe essere associato all'uso di composti di arsenico per sterminare topi e ratti; lat. Arsenicura, dal greco arsen-forte, potente) Come, chimico. elemento V gr. periodico sistemi, a. N. 33, a. m.74.9216. In natura esiste un isotopo stabile con peso parte 75. La sezione d'urto per la cattura dei neutroni termici è 4.2. 10 -28 m -2 . Configurazione esterna guscio elettronico 4s 2 4p 3 ; stati di ossidazione - 3, + 3 e +5; energia di ionizzazione sequenziale transizione da As 0 ad As 5+ risp. pari a 9,815, 18,62, 28,34, 50,1, 62,6 eV; Elettronegatività di Pauling 2.1; raggio atomico 0,148 nm, raggio covalente 0,122 nm. raggi ionici (i numeri di coordinazione sono indicati tra parentesi) As 3+ 0,072 nm (6), As 5+ 0,047 nm (4), 0,060 nm (6), As 3- 0,191 nm.
Il contenuto della crosta terrestre è 1,7. 10-4% in peso. Appartiene agli elementi dispersi, ma forma St. 160 propri minerali Raramente trovato nella sua forma nativa. Naib. minerali comuni aventi carattere industriale che significa arsenopirite FeAsS, realgar As 4 S 4 e orpimento As 2 S 3. Pratico Importanti sono i minerali di arsenico contenenti almeno il 2-5% di arsenico. Nei ricchi giacimenti, il contenuto di arsenico nel minerale raggiunge il 25-35%. Significa. Quantità di arsenico sono concentrate nella maggior parte dei materiali polimetallici. minerali metallici non ferrosi. Innanzitutto è geneticamente associato ai minerali di W, Sn, Pb, Sb, Zn, Cu, Ni e Co. Con quasi tutti questi metalli l'arsenico forma ad esempio minerali arseniuri semplici e complessi. sperrshsht PbAs 2, shmaltin CoAs 2, tennatite 3Cu 2 S. Come 2S3. I minerali di arsenico si trovano anche nei depositi dei metalli nobili Au e Ag. Di base massa di arsenico e dei suoi componenti. (oltre il 90%) sono ottenuti dalla lavorazione di materiali polimetallici. minerale Ballo studentesco. I depositi di arsenico nel mondo sono numerosi e le riserve sono praticamente illimitate.
Proprietà. L'arsenico esiste in diversi allotropico forme, di cui la maggior parte grigio stabile, cosiddetto. metallico, arsenico (a-As) con romboedro. cristallino decidere ok oh, a = 0,4135 nm, a = 54,13°, z = 2, spazio. gruppo R3t (in una configurazione esagonale a = 0,376 nm, c = 1,0548 nm), denso. 5,74 g/cm3. Con una condensazione molto rapida del vapore di arsenico su una superficie raffreddata da N 2 liquido, si ottengono cristalli trasparenti, morbidi e cerosi di arsenico giallo (reticolo cubico) con una densità densa. ~2,0 g/cm3. Secondo le sue proprietà, è simile al P bianco, ma molto meno stabile. Quando riscaldato e alla luce, l'arsenico giallo diventa rapidamente grigio; Transizione DH 0 14,63 kJ/mol. Sono note ad esempio anche forme amorfe instabili di arsenico. arsenico nero con densità ~4,7 g/cm 3, formatosi durante la condensazione dei vapori di arsenico in un flusso di H 2. Al di sopra dei 270°C l'arsenico nero diventa grigio; Transizione DH 0 4,18 kJ/mol. L'arsenico grigio compatto (fuso) ha l'aspetto di un lich cristallino grossolano argenteo. metallo; punto triplo 817°C alla pressione del vapore3,7MPa; temperatura dell'aria - 615°C; denso liquido 5,24 g/cm 3 (817°C); C0p 25,05 J/(mol K); DH 0 pl 28 kJ/mol, DH 0 sub 150 kJ/mol (per As 4); S 0 298 35,6 JDmol K); livello di dipendenza dalla temperatura della pressione del vapore: logp (mm Hg) = 11.160 - 7357/T (623 -1090 K); coefficiente di temperatura espansione lineare 4. 10 -6 K -1 (293-573 K); tcrit 1400 °C, pcrit 22,0 MPa, drit 2,65 g/cm3. Il vapore di arsenico è incolore, è costituito da molecole di As 4 fino a 800 ° C, sopra 1700 ° C da As 2, nell'intervallo 800-1700 ° C da una miscela di As 2 e As 4. L'arsenico grigio è molto fragile e si decompone lungo le scissioni; Durezza Brinell ~ 1500 MPa, durezza Mohs 3,5. L'arsenico è diamagnetico, la sensibilità al magnesio è 5,5. 10-6; ha un lich metallico. conduttività; pagina 3.3. 10-5 Ohm. cm, coefficiente di temperatura pagina 3.9. 10 -3 K -1 (273-373 K).
M l'arsenico è chimicamente attivo. Nell'aria a temperature normali, anche l'arsenico metallico compatto (fuso) si ossida facilmente se riscaldato; l'arsenico in polvere si accende e brucia con una fiamma blu per formare ossido di As 2 O 3. È noto anche l'ossido non volatile termicamente meno stabile As 2 O 5 (vedi ossidi di arsenico). Razb. HNO 3 ossida l'arsenico in acido ortoarsenico H 3 AsO 3 , conc. HMO 3 - ad acido ortoarsenico H 3 AsO 4 . Le soluzioni alcaline praticamente non reagiscono con l'arsenico in assenza di O2. Quando fuso con alcali, si formano arsina AsH 3 (vedi idruro di arsenico) e arseniati (III). L'arsenico metallico interagisce facilmente. con gli alogeni dà alogenuri volatili AsHal 3, con F 2 forma anche AsF 5 (vedi alogenuri di arsenico). L'arsenico in polvere si accende spontaneamente in un ambiente di F 2 e Cl 2. Con S, Se e Te l'arsenico forma i corrispondenti calcogenuri di arsenico. Con la maggior parte dei metalli dà un effetto metallico. arseniuri composti. L'arseniuro di gallio e l'arseniuro di indio sono importanti composti semiconduttori. Se ne conoscono numerosi. composti organici dell'arsenico. Con Sb l'arsenico forma una serie continua di soluzioni solide.
Naib. collegamento importante Articoli separati sono dedicati all'arsenico; di seguito sono riportate informazioni sui composti dell'arsenico.
Acido ortoarsenico (acido arsenico) H 3 AsO 4 x x 0,5H 2 O, incolore. cristalli; p.f. 36 °C (con decomposizione); sol. in acqua (88% in peso a 20°C); igroscopico; in soluzioni acquose, acido tribasico: K a1 = 5,6. 10 -3, K a2 =1,7. 10 -7, K a3 = 3,0. 10-12; quando riscaldato OK. A 100 °C perde acqua trasformandosi in acido piroarsenico H 4 As 2 O 7, a temperature più elevate si trasforma in acido metaarsenico HAsO 3. Ottenuto per ossidazione di As o As 2 O 3 conc. HNO3. Utilizzato per produrre As 2 O 5 , arseniati (V), arsenico. com., come antisettico per il legno. L'acido ortomo (acido arsenico) H 3 AsO, esiste solo in soluzione acquosa; debole, K a1 = 8. 10 -16 (25°C); ottenuto sciogliendo As 2 O 3 in acqua; intermittente prodotto nella preparazione di arseniati (III) e altri composti.
Ricevuta. I minerali contenenti arsenico sono soggetti a ossidazione. dalla torrefazione e l'arsenico viene recuperato sotto forma di As 2 O 3 . Viene sublimato e si ottiene un prodotto con una purezza superiore al 98%. Quasi tutti i collegamenti l'arsenico nell'industria è prodotto sulla base di As 2 O 3. L'arsenico metallico si ottiene anche da As 2 O 3 riducendolo con agenti riducenti contenenti carbonio (molto spesso carbone). L'arsenico viene purificato mediante sublimazione. Arsenico ad elevata purezza per la sintesi di composti semiconduttori. ottenuto dalla sostanza chimica AsH 3 o AsCl 3 pre-purificata. mediante deposizione di vapore. L'arsina si decompone a 300-400 °C in un flusso di H 2 o Ar. Il cloruro viene ridotto con H2 ad elevata purezza (che viene purificato mediante diffusione attraverso leghe di Pd). Naib. L'arsenico puro si ottiene combinando distillazione e cristallizzazione. Questi processi vengono condotti a 815-850 °C e una pressione di 4-6 MPa. Arsenico per la sintesi di composti semiconduttori. non deve contenere impurità (Si, S, O, Cu, ecc.) più del 10 -5 -10 -6% in peso di ciascuna sostanza.
Definizione. Naib. metodo generale delle qualità. la rilevazione dell'arsenico si basa sul recupero del suo composto. ad AsH 3 con zinco o Al in dil. k-tah (sale o zolfo); Quando l'ASH 3 risultante viene fatto passare attraverso un tubo di vetro riempito con H 2 riscaldato a 300-350 ° C, l'arsenico si deposita sulle sue pareti sotto forma di uno specchio marrone-nero, facilmente solubile. in una soluzione alcalina di NaClO, a differenza del simile “antimoniospecchi." Il metodo Gutzeit è sensibile; l'H 2 con tracce di AsH 3 liberate (durante la riduzione dei composti dell'arsenico) viene fatto passare su una striscia di carta da filtro secca impregnata di HgCl 2 o, meglio, HgBr 2; questo metodo può anche essere utilizzato come quantitativo Il metodo di attivazione neutronica per rilevare l'arsenico sotto forma di 76 As (T 1/2 26,6 h) ha una sensibilità molto elevata (~5,10 -12 g);10 -8 -10 -10% arsenico.
L'arsenico viene determinato quantitativamente dopo averlo distillato dalla soluzione di acido cloridrico sotto forma di AsCl 3 . Secondo il metodo Ledebour, l'AsCl 3 catturato in acqua viene titolato con KBrO 3 in soluzione di acido cloridrico in presenza. metilarancio o fluoresceina. Secondo il metodo dell'ipofosfito, l'As(III) viene ridotto ad arsenico elementare in un mezzo fortemente acido (2As 3+ + 3H 2 PO - 2 +ZN 2 O -> 2As + ZN 2 PO - 3 + 6H +); l'arsenico risultante viene filtrato, lavato con dil. soluzione di acido cloridrico e NH 4 Cl e sciogliere in un eccesso di una quantità nota di 0,01-0,1 N. soluzione I2. L'eccesso di I 2 viene titolato con una soluzione di H 3 AsO 3 in presenza. NaHCO3. Gravimetrico metodi, l'arsenico è determinato nella forma
L'arsenico è un veleno classico degli avvelenatori medievali e moderni
e medicina nella moderna medicina sportiva e riabilitativa
Pietre e minerali tossici e velenosi
Arsenico(lat. Arsenicum), As, elemento chimico del gruppo V del sistema periodico di Mendeleev, numero atomico 33, massa atomica 74,9216; cristalli grigio acciaio. L'elemento è costituito da un isotopo stabile 75 As. Velenoso in qualsiasi forma, medicina.
Riferimento storico.
I composti naturali dell'arsenico con lo zolfo (orpimento As 2 S 3, realgar As 4 S 4) erano noti ai popoli del mondo antico, che usavano questi minerali come medicinali e vernici. Era noto anche il prodotto della combustione dei solfuri di arsenico: ossido di arsenico (III) As 2 O 3 ("arsenico bianco").
Il nome arsenikon si trova già all'inizio della nostra era; deriva dal greco arsen - forte, coraggioso e serviva a designare i composti dell'arsenico (in base al loro effetto sul corpo). Si ritiene che il nome russo derivi da "mysh" ("morte" - dopo l'uso di preparati a base di arsenico per uccidere gli yak e sterminare topi e ratti). La produzione chimica dell'arsenico libero è attribuita al 1250 d.C. Nel 1789 A. Lavoisier inserì l'arsenico nell'elenco degli elementi chimici.
Arsenico. Deposito Belorechenskoe, Nord. Caucaso, Russia. ~10x7 cm. Foto: A.A. Evseev.
Distribuzione dell'arsenico in natura.
Il contenuto medio di arsenico nella crosta terrestre (clarke) è 1,7 * 10 -4% (in massa), in tali quantità è presente nella maggior parte delle rocce ignee. Poiché i composti dell'arsenico sono volatili alle alte temperature (sublimazione vulcanica secca sui batoliti), l'elemento sublima nell'atmosfera e nell'aria sotto forma di vapori metallici (miraggi - l'aria sottostante increspa) non si accumula durante i processi magmatici della lava sublimando attraverso fessure e tubi ; è concentrato, depositato da vapori e acque profonde calde su catalizzatori per la formazione di cristalli: ferro metallico (insieme a S, Se, Sb, Fe, Co, Ni, Cu e altri elementi).
Durante le eruzioni vulcaniche (durante la sublimazione secca dell'arsenico), l'arsenico sotto forma di composti volatili entra nell'atmosfera. Poiché l'arsenico è multivalente, la sua migrazione è influenzata dall'ambiente redox. In condizioni ossidanti della superficie terrestre si formano arsenati (As 5+) e arseniti (As 3+).
Si tratta di minerali rari che si trovano in aree di depositi di arsenico. L'arsenico nativo e i minerali As 2+ sono ancora meno comuni. Tra i minerali e i composti dell'arsenico (circa 180), l'arsenopirite FeAsS è di importanza industriale (l'atomo di ferro è il centro della formazione della pirite, la formula del “singolo cristallo” di partenza è Fe + (As + S)).
Vena di arsenopirite. Miniera Trifonovskaya, deposito Kochkarskoye (Au), Plast, Urali meridionali, Russia. Arsenici. Foto: A.A. Evseev.
Piccole quantità di arsenico sono essenziali per la vita. Tuttavia, nelle aree con depositi di arsenico e attività di giovani vulcani, i terreni in alcuni luoghi contengono fino all'1% di arsenico, che è associato a malattie del bestiame e morte della vegetazione. L'accumulo di arsenico è particolarmente tipico dei paesaggi di steppe e deserti, nei cui terreni l'arsenico è inattivo. Nei climi umidi e quando le piante e il terreno vengono annaffiati, l’arsenico viene eliminato dal terreno.
Nella materia vivente si trova in media il 3,10 -5% di arsenico, nei fiumi il 3,10 -7%. L'arsenico trasportato dai fiumi nell'oceano precipita in tempi relativamente brevi. Nell'acqua di mare c'è l'1 * 10 -7% di arsenico (c'è molto oro, che lo sostituisce), ma nelle argille e negli scisti c'è l'arsenico (lungo le rive dei fiumi e dei bacini artificiali, nelle formazioni argillose nere e lungo i fiumi bordi delle cave) - 6,6 * 10 - 4 %. I minerali di ferro sedimentari, il ferromanganese e altri noduli di ferro sono spesso arricchiti di arsenico.
Proprietà fisiche dell'arsenico.
L'arsenico ha diverse modifiche allotropiche. In condizioni normali, il più stabile è il cosiddetto arsenico metallico, o grigio (α-As) - grigio acciaio fragile massa cristallina (a seconda delle proprietà - come pirite, blenda d'oro, pirite di ferro); appena fratturato ha una lucentezza metallica; all'aria diventa presto opaco, essendo ricoperto da una sottile pellicola di As 2 O 3 .
L'arsenico è raramente chiamato blenda d'argento: è il caso degli impiegati dello zar A.M. Romanov a metà del XVII secolo, l'argento, non malleabile, si presenta in polvere, può essere macinato: veleno per lo zar di tutta la Rus'. Lo scandalo spagnolo più famoso nella taverna degli avvelenatori vicino al mulino Don Chisciotte sulla strada per Almaden, in Spagna, dove viene estratto il cinabro rosso nel continente europeo (scandali sulla vendita di vergini nel territorio di Krasnodar della Federazione Russa, il villaggio di Novy, rosso cinabro cristallino, non voglio lavorare) .
Arsenopirite. Drusi di cristalli prismatici con sferuliti di calcite. Freiberg, Sassonia, Germania. Foto: A.A. Evseev.
Il reticolo cristallino dell'arsenico grigio è romboedrico (a = 4,123Å, angolo α = 54 o 10", x = 0,226), stratificato. Densità 5,72 g/cm 3 (a 20 o C), resistività elettrica 35 * 10 -8 ohm *m, o 35*10 -6 ohm*cm, coefficiente di temperatura della resistenza elettrica 3,9·10 -3 (0 o -100 o C), durezza Brinell 1470 MN/m 2, o 147 kgf/mm 2 (3- 4 secondo Moocy); l'arsenico è diamagnetico.
Sotto pressione atmosferica, l'arsenico sublima a 615 o C senza sciogliersi, poiché il punto triplo di α-As si trova a 816 o C e ad una pressione di 36 a.
Il vapore di arsenico è costituito da molecole di As 4 fino a 800 o C, sopra 1700 o C - solo As 2. Quando il vapore di arsenico si condensa su una superficie raffreddata da aria liquida, si forma l'arsenico giallo: cristalli trasparenti, morbidi come la cera con una densità di 1,97 g/cm 3, simili nelle proprietà al fosforo bianco.
Se esposto alla luce o a fuoco basso, si trasforma in arsenico grigio. Sono note modifiche vetrose-amorfe: arsenico nero e arsenico marrone, che, se riscaldati oltre i 270 o C, si trasformano in arsenico grigio
Proprietà chimiche dell'arsenico.
La configurazione degli elettroni esterni dell'atomo di arsenico è 3d 10 4s 2 4p 3. Nei composti, l'arsenico ha stati di ossidazione +5, +3 e -3. L'arsenico grigio è chimicamente meno attivo del fosforo. Se riscaldato in aria a una temperatura superiore a 400 o C, l'arsenico brucia formando As 2 O 3.
L'arsenico si combina direttamente con gli alogeni; in condizioni normali AsF 5 è un gas; AsF 3 , AsCl 3 , AsBr 3 - liquidi volatili incolori; AsI 3 e As 2 I 4 sono cristalli rossi. Quando l'arsenico viene riscaldato con lo zolfo, si ottengono solfuri: rosso-arancio As 4 S 4 e giallo limone As 2 S 3.
Solfuro d'argento giallo pallido As 2 S 5 ( arsenopirite) si deposita facendo passare H 2 S in una soluzione raffreddata con ghiaccio di acido arsenico (o suoi sali) in acido cloridrico fumante: 2H 3 AsO 4 + 5H 2 S = As 2 S 5 + 8H 2 O; A circa 500°C si decompone in As 2 S 3 e zolfo.
Tutti i solfuri di arsenico sono insolubili in acqua e negli acidi diluiti. Forti agenti ossidanti (miscele di HNO 3 + HCl, HCl + KClO 3) li convertono in una miscela di H 3 AsO 4 e H 2 SO 4.
Poiché il solfuro 2 S 3 si dissolve facilmente in solfuri e polisolfuri di ammonio e metalli alcalini, formando sali di acidi: tioarsenico H 3 AsS 3 e tioarsenico H 3 AsS 4 .
Con l'ossigeno, l'arsenico produce ossidi: ossido di arsenico (III) As 2 O 3 - anidride arsenica e ossido di arsenico (V) As 2 O 5 - anidride arsenica. Il primo di essi è formato dall'azione dell'ossigeno sull'arsenico o sui suoi solfuri, ad esempio 2As 2 S 3 + 9O 2 = 2As 2 O 3 + 6SO 2.
Poiché i vapori di 2 O 3 si condensano in una massa vetrosa incolore, che con il tempo diventa opaca per la formazione di piccoli cristalli cubici, densità 3,865 g/cm 3 . La densità del vapore corrisponde alla formula As 4 O 6; sopra i 1800 oC il vapore è costituito da As 2 O 3.
2,1 g di As 2 O 3 si sciolgono in 100 g di acqua (a 25 oC). L'ossido di arsenico (III) è un composto anfotero con una predominanza di proprietà acide. Sono noti i sali (arseniti) corrispondenti agli acidi ortoarsenico H 3 AsO 3 e metaarsenico HAsO 2; gli acidi stessi non sono stati ottenuti. Solo gli arseniti di metalli alcalini e di ammonio sono solubili in acqua.
As 2 O 3 e arseniti sono solitamente agenti riducenti (ad esempio As 2 O 3 + 2I 2 + 5H 2 O = 4HI + 2H 3 AsO 4), ma possono anche essere agenti ossidanti (ad esempio As 2 O 3 + 3C = 2As + 3CO ).
L'ossido di arsenico (V) viene preparato riscaldando l'acido arsenico H 3 AsO 4 (circa 200 o C). È incolore, a circa 500°C si decompone in As 2 O 3 e O 2. L'acido arsenico si ottiene dall'azione di HNO 3 concentrato su As o As 2 O 3.
I sali dell'acido arsenico (arsenati) sono insolubili in acqua, ad eccezione dei sali di metalli alcalini e di ammonio. Sono noti sali che corrispondono agli acidi ortoarsenico H 3 AsO 4 , metaarsenico HAsO 3 e piroarsenico H 4 As 2 O 7 ; gli ultimi due acidi non sono stati ottenuti allo stato libero. Quando legato con i metalli, l'arsenico forma principalmente composti (arseniuri).
Ottenere l'arsenico.
L'arsenico viene prodotto industrialmente riscaldando le piriti di arsenico:
FeAsS = FeS + As
o (meno spesso) riduzione di As 2 O 3 con carbone. Entrambi i processi vengono eseguiti in storte di argilla refrattaria collegate ad un ricevitore per la condensazione dei vapori di arsenico.
L'anidride arsenica è ottenuta mediante arrostimento ossidativo di minerali di arsenico o come sottoprodotto della arrostimento di minerali polimetallici, che quasi sempre contengono arsenico. Durante la tostatura ossidativa si formano vapori di As 2 O 3 che condensano nelle camere di raccolta.
L'As 2 O 3 grezzo viene purificato mediante sublimazione a 500-600 o C. L'As 2 O 3 purificato viene utilizzato per la produzione di arsenico e suoi preparati.
Uso dell'arsenico.
Piccole aggiunte di arsenico (0,2-1,0% in peso) vengono introdotte nel piombo utilizzato per la produzione di pallini da arma da fuoco (l'arsenico aumenta la tensione superficiale del piombo fuso, per cui i pallini assumono una forma quasi sferica; l'arsenico aumenta leggermente la durezza del piombo). Come sostituto parziale dell'antimonio, l'arsenico è incluso in alcune leghe di babbitt e da stampa.
L'arsenico puro non è velenoso, ma tutti i suoi composti solubili in acqua o che possono andare in soluzione sotto l'influenza del succo gastrico sono estremamente velenosi; L'idrogeno di arsenico è particolarmente pericoloso. Tra i composti dell'arsenico utilizzati nella produzione, l'anidride arsenica è la più tossica.
Quasi tutti i minerali di solfuro di metalli non ferrosi, così come la pirite di ferro (zolfo), contengono una miscela di arsenico. Pertanto durante la loro tostatura ossidativa, insieme all'anidride solforosa SO 2, si forma sempre As 2 O 3; La maggior parte si condensa nei canali da fumo, ma in assenza o in scarsa efficienza degli impianti di trattamento, i gas di scarico dei forni per minerali trascinano via notevoli quantità di As 2 O 3.
L'arsenico puro, sebbene non velenoso, è sempre ricoperto da uno strato di As 2 O 3 tossico quando conservato all'aria. In assenza di una ventilazione adeguata, l'incisione dei metalli (ferro, zinco) con acidi solforici o cloridrici industriali contenenti arsenico è estremamente pericolosa, poiché produce idrogeno arsenico.
Arsenico nel corpo.
Come oligoelemento, l'arsenico è onnipresente nella natura vivente. Il contenuto medio di arsenico nel suolo è 4*10 -4%, nelle ceneri vegetali - 3*10 -5%. Il contenuto di arsenico negli organismi marini è superiore a quello terrestre (nei pesci 0,6-4,7 mg per 1 kg di materia prima, si accumula nel fegato).
La quantità maggiore (per 1 g di tessuto) si trova nei reni e nel fegato (se consumato, non si accumula nel cervello). Molto arsenico si trova nei polmoni, nella milza, nella pelle e nei capelli; relativamente poco - nel liquido cerebrospinale, nel cervello (principalmente nella ghiandola pituitaria), nelle gonadi e altri.
Nei tessuti si trova principalmente l'arsenico frazione proteica("la pietra dei bodybuilder e degli atleti"), molto meno - nella parte solubile in acido e solo una piccola parte di essa si trova nella frazione lipidica. È usato per trattare la distrofia muscolare progressiva - non si accumula nel cervello e nelle ossa (doping sportivo, trattato per ostaggi e prigionieri di campi di concentramento come "Auschwitz" in Polonia, UE, 1941-1944).
L'arsenico è coinvolto nelle reazioni redox: degradazione ossidativa di carboidrati e zuccheri biologici complessi, fermentazione, glicolisi, ecc. Migliora le capacità mentali (favorisce il processo di scomposizione degli zuccheri nel cervello). I composti dell'arsenico sono utilizzati in biochimica come inibitori enzimatici specifici per studiare le reazioni metaboliche. Promuove la disgregazione dei tessuti biologici (accelera). Viene utilizzato attivamente in odontoiatria e oncologia per eliminare cellule tumorali e tumori in rapida crescita e invecchiamento precoce.
Miscela (lega di solfuro duro) di tallio, arsenico e piombo: Hutchinsonite (Hutchinsonite)
La formula minerale è (Pb, Tl)S` Ag2S * 5 As2 S5 - sale complesso di solfuro e carburo di adsenuro. Rombo. I cristalli sono da prismatici a aghiformi. Scollatura perfetta secondo (010). Gli aggregati sono aghiformi radiali, granulari. Durezza 1,5-2. Peso specifico 4.6. Rosso. Brillantezza del diamante. In depositi idrotermali con dolomite, con solfuri e arseniuri di Zn, Fe, As e solfoarseniuri. Il risultato della sublimazione secca solforica e arsenicale del magma attraverso caldere e prese d'aria vulcaniche aperte, nonché della sublimazione secca attraverso fessure nelle profonde plutoniti magmatiche dal magma caldo della Terra. Contiene argento. È una delle dieci pietre e minerali molto pericolosi per la salute umana e animale e cancerogeni che cristallizzano nelle condizioni moderne tra le altre rocce sotto forma di minerali dannosi, pericolosi per la salute (se maneggiati senza autorizzazione) e ingannevoli di bellezza. Nella foto - Hutchinsonite con orpimento.
Minerali velenosi. Hutchinsonite - prende il nome dal mineralogista Hutchinson dell'Università di Cambridge e assomiglia al piombo nell'aspetto (può essere usato per la protezione dalle radiazioni). Inaugurato nel 1861. Una miscela mortale (lega dura) di tallio, arsenico e piombo. Il contatto con questo minerale può portare alla caduta dei capelli (alopecia, calvizie, calvizie), malattie complesse della pelle e morte. Tutti i suoi componenti principali sono velenosi. Molto simile al piombo, all'argento nativo, alla pirite ("pirite secca") e all'arsenopirite. È anche simile alla stibnite (un composto di antimonio, anch'esso molto velenoso). Simile anche alle zeoliti. L'hutchinsonite è una miscela pericolosa e sorprendente di carburo di tallio, piombo e arsenico. Tre metalli rari, molto costosi e preziosi formano un cocktail di minerali tossico e letale che deve essere maneggiato con la massima cura. Colpisce contemporaneamente cervello, cuore e fegato.
Il tallio è la controparte oscura del piombo. Questo metallo denso e grasso ha una massa atomica simile al piombo, ma è ancora più mortale. Il tallio è un metallo raro che appare in composti altamente tossici costituiti da strane combinazioni di elementi (leghe dure). Gli effetti dell’esposizione al tallio sono più pericolosi di quelli al piombo e comprendono la caduta dei capelli (alopecia, calvizie), gravi malattie dovute al contatto con la pelle e in molti casi la morte. Hutchinsonite prende il nome da John Hutchinson, un famoso mineralogista dell'Università di Cambridge. Questo minerale può essere trovato nelle regioni montuose dell'Europa, molto spesso nei depositi di minerali. Un minerale popolare in odontoiatria medica, ecc. Gli alcolisti hanno paura del minerale.
Hutchinsonite (Hutchinsonite) è talvolta chiamato scherzosamente "alcol secco" o "alcol solido", "alcol solido" (e non solo per gli effetti dannosi dell'avvelenamento inebriante sul corpo e sulla salute umana). La formula chimica dell'alcol alimentare (alcol) è C2 H5 (OH). Hutchinsonite (Hutchinsonite) ha una formula chimica: 5 As2 S5 * (Pb, Tl) S` Ag2 S o 5 As2 S5 * (Pb, Tl) S` Ag Ag S. La formula di Hutchinsonite (Hutchinsonite) viene talvolta riscritta in modo diverso: As2 S5* (Pb) + As2 S5* (Tl) + As2 S5* S + As2 S5* Ag + As2 S5* AgS. La separazione chimica dei componenti nella produzione viene effettuata anche in base al tipo di diversi alcoli (strati di arricchimento meccanico, diversi in massa e peso, che vengono frantumati mediante ultrasuoni e separati in una centrifuga o su una piattaforma vibrante - il film horror "Aliens "). Sono possibili altre variazioni simili della formula chimica (la composizione varia).
ADR 6.1
Sostanze tossiche (veleno)
Rischio di avvelenamento per inalazione, contatto con la pelle o ingestione. Pericoloso per l'ambiente acquatico o sistema fognario
Utilizzare una maschera quando si lascia un veicolo in caso di emergenza
ADR3
Liquidi infiammabili
Rischio incendio. Rischio di esplosione. I contenitori possono esplodere se riscaldati (estremamente pericoloso - bruciano facilmente)
ADR2.1
Gas infiammabili
Rischio incendio. Rischio di esplosione. Potrebbe essere sotto pressione. Rischio di soffocamento. Può causare ustioni e/o congelamento. I contenitori possono esplodere se riscaldati (estremamente pericoloso - praticamente non bruciano)
Usa la copertura. Evitare zone con superfici basse (buche, pianure, trincee)
Diamante rosso, numero ADR, fiamma nera o bianca
ADR2.2
Cilindro del gas Gas non infiammabili e non tossici.
Rischio di soffocamento. Potrebbe essere sotto pressione. Possono causare congelamento (simile a un'ustione - pallore, vesciche, cancrena da gas nero - scricchiolio). I contenitori possono esplodere se riscaldati (estremamente pericoloso - esplosione da scintilla, fiamma, fiammifero, praticamente non brucia)
Usa la copertura. Evitare zone con superfici basse (buche, pianure, trincee)
Rombo verde, numero ADR, bombola gas nera o bianca (bombola, tipo thermos)
ADR2.3
Gas tossici. Teschio e ossa incrociate
Pericolo di avvelenamento. Potrebbe essere sotto pressione. Può causare ustioni e/o congelamento. I contenitori possono esplodere se riscaldati (estremamente pericoloso - diffusione istantanea dei gas nell'area circostante)
Utilizzare una maschera quando si lascia un veicolo in caso di emergenza. Usa la copertura. Evitare zone con superfici basse (buche, pianure, trincee)
Diamante bianco, numero ADR, teschio e ossa incrociate neri
| Nome del carico particolarmente pericoloso durante il trasporto | Numero ONU | Classe ADR |
| Ossido di arsenico (III) TRIOSSIDO DI ARSENE | 1561 | 6.1 |
| 1685 | 6.1 | |
| 1557 | 6.1 | |
| 1561 | 6.1 | |
| COMPOSTO ARSENATO DI CALCIO ARSENICO, SOLIDO, N.Z.K. inorganici tra cui: Arsenati, n.c.c., Arsenite, n.c.c., Arsene solfuri, n.c.c. | 1557 | 6.1 |
| Arseniato di calcio ARSENATO DI CALCIO | 1573 | 6.1 |
| ARSENATO DI CALCIO | 1573 | 6.1 |
| ARSENATO DI CALCIO E MISCELA DI ARSENITO DI CALCIO, SOLIDO | 1574 | 6.1 |
| Arsenito di calcio | 1557 | 6.1 |
| ARSENATO DI AMMONIO | 1546 | 6.1 |
| Anidride di arsenico TRIOSSIDO DI ARSENE | 1561 | 6.1 |
| ARSEN | 1558 | 6.1 |
| POLVERE DI ARSENICO | 1562 | 6.1 |
| Arsene di idrogeno Arsina | 2188 | 2 |
| Soluzione di arsenio-soda | 1556 | 6.1 |
| BROMURO DI ARSENE | 1555 | 6.1 |
| PENTOSSIDO DI ARSENE | 1559 | 6.1 |
| COMPOSTO DI ARSENE, LIQUIDO, N.Z.K. inorganici, tra cui: Arsenati, n.c.c., Arsenite, n.c.c., ma Arsene solfuri, n.c.c. | 1556 | 6.1 |
| COMPOSTO ARSEN, SOLIDO, N.Z.K. inorganici, tra cui: Arsenati, n.c.c., Arsenite, n.c.c., ma Arsene solfuri, n.c.c. | 1557 | 6.1 |
| TRIOSSIDO DI ARSENE | 1561 | 6.1 |
| TRICLORURO DI ARSENE | 1560 | 6.1 |
| ARSINE | 2188 | 2 |
| ARSENATO DI FERRO(II). | 1608 | 6.1 |
| ARSENATO DI FERRO(III). | 1606 | 6.1 |
| FERRO(III) ARSENITO | 1607 | 6.1 |
| ARSENATO DI POTASSIO | 1677 | 6.1 |
| ARSENITO DI POTASSIO | 1678 | 6.1 |
| ACIDO ARSENICO SOLIDO | 1554 | 6.1 |
| ACIDO ARSENICO LIQUIDO | 1553 | 6.1 |
| ARSENATO DI MAGNESIO | 1622 | 6.1 |
| ARSENITO DI RAME | 1586 | 6.1 |
| ACETOARSENITE DI RAME | 1585 | 6.1 |
| Acido arsenico sodico ARSENITE DI SODIO SOLIDO | 2027 | 6.1 |
| Acido arsenico sodico ARSENATO DI SODIO | 1685 | 6.1 |
| SODIO AZIDE | 1687 | 6.1 |
| ARSENATO DI SODIO | 1685 | 6.1 |
| ARSENITO DI SODIO SOLIDO | 2027 | 6.1 |
| SOLUZIONE ACQUOSA DI ARSENITO DI SODIO | 1686 | 6.1 |
| Arseniuro di stagno | 1557 | 6.1 |
| Stagno arsenico Stagno arsenito | 1557 | 6.1 |
| 2760 | 3 | |
| PESTICIDA LIQUIDO CONTENENTE ARSENE, INFIAMMABILE, TOSSICO con punto di infiammabilità inferiore a 23 o C | 2760 | 3 |
| PESTICIDA CONTENENTE ARSENE, SOLIDO, TOSSICO | 2759 | 6.1 |
| PESTICIDA CONTENENTE ARSENE, LIQUIDO, TOSSICO | 2994 | 6.1 |
| PESTICIDA LIQUIDO, TOSSICO, INFIAMMABILE, CONTENENTE ARSENE, con punto di infiammabilità di almeno 23 o C | 2993 | 6.1 |
| MERCURIO (II) ARSENATO | 1623 | 6.1 |
| GUIDA ARSENATHI | 1617 | 6.1 |
| ARSENITO DI PIOMBO | 1618 | 6.1 |
| COMPOSTO ARSENE-ORGANICO LIQUIDO, N.C.C. | 3280 | 6.1 |
| COMPOSTO ARSENE-ORGANICO, SOLIDO, N.Z.K.* | 3465 | 6.1 |
| ARSENITE D'ARGENTO | 1683 | 6.1 |
| ARSENITO DI STRONZIO | 1691 | 6.1 |
| ARSENATO DI ZINCO, ARSENITO DI ZINCO o ARSENATO DI ZINCO E MISCELA DI ARSENITO DI ZINCO | 1712 | 6.1 |
Il contenuto dell'articolo
ARSENICO– un elemento chimico del gruppo V della tavola periodica, appartiene alla famiglia dell’azoto. Massa atomica relativa 74.9216. In natura l'arsenico è rappresentato da un solo nuclide stabile 75 As. Sono stati ottenuti artificialmente anche più di dieci dei suoi isotopi radioattivi con emivita compresa tra diversi minuti e diversi mesi. Gli stati di ossidazione tipici nei composti sono –3, +3, +5. Il nome arsenico in russo è associato all'uso dei suoi composti per sterminare topi e ratti; Nome latino Arsenicum deriva dal greco “arsen”: forte, potente.
Informazioni storiche.
L'arsenico appartiene ai cinque elementi “alchemici” scoperti nel Medioevo (sorprendentemente, quattro di essi - As, Sb, Bi e P - si trovano nello stesso gruppo della tavola periodica - il quinto). Allo stesso tempo, i composti dell'arsenico sono conosciuti fin dall'antichità e venivano utilizzati per produrre vernici e medicinali; Particolarmente interessante è l'uso dell'arsenico nella metallurgia.
Diverse migliaia di anni fa, l'età della pietra lasciò il posto all'età del bronzo. Il bronzo è una lega di rame e stagno. Gli storici ritengono che il primo bronzo sia stato fuso nella valle del Tigri-Eufrate, tra il XX e il XXV secolo. AVANTI CRISTO. In alcune regioni il bronzo veniva fuso con speciali immobili di pregio– è stato fuso meglio e forgiato più facilmente. Come hanno scoperto gli scienziati moderni, si trattava di una lega di rame contenente dall'1 al 7% di arsenico e non più del 3% di stagno. Probabilmente, all'inizio, durante la sua fusione, il ricco minerale di rame malachite fu confuso con i prodotti degli agenti atmosferici di alcuni minerali di solfuro di rame-arsenico anch'essi verdi. Apprezzate le notevoli proprietà della lega, gli antichi artigiani cercarono poi specificatamente i minerali di arsenico. Per la ricerca, abbiamo utilizzato la proprietà di tali minerali di emanare uno specifico odore di aglio quando riscaldati. Tuttavia, nel tempo, la fusione del bronzo all'arsenico cessò. Molto probabilmente ciò è accaduto a causa di frequenti avvelenamenti durante la cottura di minerali contenenti arsenico.
Naturalmente l'arsenico era conosciuto in un lontano passato solo sotto forma di minerali. Quindi, dentro Antica Cina m, il minerale solido realgar (solfuro con la composizione As 4 S 4, realgar in arabo significa "polvere di miniera") veniva utilizzato per scolpire la pietra, ma se riscaldato o alla luce si "deteriorava", trasformandosi in As 2 S 3. Nel IV secolo AVANTI CRISTO. Aristotele descrisse questo minerale con il nome di "sandarac". Nel I secolo ANNO DOMINI Lo scrittore e scienziato romano Plinio il Vecchio e il medico e botanico romano Dioscoride descrissero l'orpimento minerale (solfuro di arsenico As 2 S 3). Tradotto dal latino, il nome del minerale significa “vernice dorata”: veniva usato come colorante giallo. Nell'XI secolo gli alchimisti distinguevano tre “varietà” di arsenico: il cosiddetto arsenico bianco (As 2 O 3 ossido), l'arsenico giallo (As 2 S 3 solfuro) e l'arsenico rosso (As 4 S 4 solfuro). L'arsenico bianco è stato ottenuto mediante sublimazione delle impurità dell'arsenico durante la tostatura dei minerali di rame contenenti questo elemento. Condensando dalla fase gassosa, l'ossido di arsenico si deposita sotto forma di un rivestimento bianco. L'arsenico bianco è stato utilizzato fin dall'antichità per uccidere i parassiti, oltre a...
Nel 13 ° secolo Albert von Bolstedt (Alberto Magno) ottenne una sostanza simile al metallo riscaldando l'arsenico giallo con sapone; Questo potrebbe essere stato il primo esempio di arsenico sotto forma di sostanza semplice ottenuta artificialmente. Ma questa sostanza violava la mistica “connessione” dei sette metalli conosciuti con i sette pianeti; Questo è probabilmente il motivo per cui gli alchimisti consideravano l’arsenico un “metallo bastardo”. Allo stesso tempo, scoprirono la sua proprietà di conferire al rame un colore bianco, da cui venne definito “un agente sbiancante di Venere (cioè del rame)”.
L'arsenico fu chiaramente identificato come sostanza individuale a metà del XVII secolo, quando il farmacista tedesco Johann Schroeder lo ottenne in una forma relativamente pura riducendo l'ossido con carbone. Successivamente, il chimico e medico francese Nicolas Lemery ottenne l'arsenico riscaldando una miscela del suo ossido con sapone e potassa. Nel XVIII secolo l'arsenico era già noto come un insolito "semimetallo". Nel 1775, il chimico svedese K.V. Scheele ottenne l'acido arsenico e l'idrogeno gassoso dell'arsenico, e nel 1789 A.L. Lavoisier riconobbe finalmente l'arsenico come elemento chimico indipendente. Nel 19 ° secolo furono scoperti composti organici contenenti arsenico.
Arsenico in natura.
Nella crosta terrestre c'è poco arsenico - circa 5·10 -4% (cioè 5 g per tonnellata), più o meno come il germanio, lo stagno, il molibdeno, il tungsteno o il bromo. L'arsenico si trova spesso nei minerali insieme a ferro, rame, cobalto e nichel.
La composizione dei minerali formati dall'arsenico (se ne conoscono circa 200) riflette le proprietà “semimetalliche” di questo elemento, che può trovarsi sia in stati di ossidazione positivi che negativi e combinarsi con molti elementi; nel primo caso, l'arsenico può svolgere il ruolo di un metallo (ad esempio nei solfuri), nel secondo - un non metallo (ad esempio negli arseniuri). La complessa composizione di numerosi minerali di arsenico riflette la sua capacità, da un lato, di sostituire parzialmente gli atomi di zolfo e antimonio nel reticolo cristallino (i raggi ionici S–2, Sb–3 e As–3 sono vicini e sono 0,182, 0,208 e 0,191 nm, rispettivamente), dall'altro – atomi di metallo. Nel primo caso, gli atomi di arsenico hanno uno stato di ossidazione piuttosto negativo, nel secondo - positivo.
L'elettronegatività dell'arsenico (2.0) è piccola, ma superiore a quella dell'antimonio (1.9) e della maggior parte dei metalli, pertanto lo stato di ossidazione –3 si osserva per l'arsenico solo negli arseniuri metallici, così come negli SbA stibarsen e nelle intercrescite di questo minerale con cristalli puri di antimonio o arsenico (allemontite minerale). Molti composti dell'arsenico con metalli, a giudicare dalla loro composizione, sono composti intermetallici piuttosto che arseniuri; alcuni di essi hanno un contenuto di arsenico variabile. Gli arseniuri possono contenere contemporaneamente più metalli, i cui atomi, a raggi ionici vicini, si sostituiscono a vicenda nel reticolo cristallino in rapporti arbitrari; in tali casi, nella formula minerale, i simboli degli elementi sono elencati separati da virgole. Tutti gli arseniuri hanno una lucentezza metallica; sono minerali opachi, pesanti e la loro durezza è bassa.
Esempi di arseniuri naturali (ne sono noti circa 25) sono i minerali löllingite FeAs 2 (un analogo della pirite FeS 2), skutterudite CoAs 2–3 e nichel skutterudite NiAs 2–3, nichel (pirite di nichel rossa) NiAs, rammelsbergite ( pirite di nichel bianco) NiAs 2 , safflorite (speys cobalto) CoAs 2 e clinosafflorite (Co,Fe,Ni)As 2, langisite (Co,Ni)As, sperrylite PtAs 2, maucherite Ni 11 As 8, oregonite Ni 2 FeAs 2, algodonite Cu 6 As. A causa della loro elevata densità (più di 7 g/cm3), i geologi classificano molti di essi come minerali “superpesanti”.
Il minerale di arsenico più comune è l'arsenopirite (la pirite di arsenico). FeAsS può essere considerato un prodotto della sostituzione dello zolfo nella pirite FeS 2 con atomi di arsenico (anche la pirite ordinaria contiene sempre un po' di arsenico). Tali composti sono chiamati solfosali. Allo stesso modo, i minerali cobaltina (lucentezza del cobalto) CoAsS, glaucodote (Co,Fe)AsS, gersdorfite (lucentezza del nichel) NiAsS, enargite e luzonite della stessa composizione, ma strutture diverse Cu 3 AsS 4, proustite Ag 3 AsS 3 - un importante minerale d'argento, che a volte viene chiamato "argento rubino" per il suo colore rosso brillante, si trova spesso negli strati superiori delle vene d'argento, dove si trovano magnifici grandi cristalli di questo minerale. I solfosali possono contenere anche metalli nobili del gruppo del platino; Questi sono i minerali osarsite (Os,Ru)AsS, ruarsite RuAsS, irarsite (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS, platarsite (Pt,Rh,Ru)AsS, hollingworthite (Rd,Pt,Pd)AsS. A volte il ruolo degli atomi di zolfo in tali doppi arseniuri è svolto dagli atomi di antimonio, ad esempio in seinajokite (Fe,Ni)(Sb,As) 2, arsenopalladinite Pd 8 (As,Sb) 3, arsene polibasite (Ag,Cu) 16 (Ar,Sb) 2 S 11.
Interessante è la struttura dei minerali, in cui l'arsenico è presente contemporaneamente allo zolfo, ma svolge piuttosto il ruolo di un metallo, raggruppandosi con altri metalli. Questi sono i minerali arsenosulvanite Cu 3 (As,V)S 4, arsenogauchekornite Ni 9 BiAsS 8, freibergite (Ag,Cu,Fe) 12 (Sb,As) 4 S 13, tennantite (Cu,Fe) 12 As 4 S 13 , argentotennantite (Ag,Cu) 10 (Zn,Fe) 2 (As,Sb) 4 S 13, goldfieldite Cu 12 (Te,Sb,As) 4 S 13, girodite (Cu,Zn,Ag) 12 (As,Sb ) 4 (Se,S) 13 . Potete immaginare quale struttura complessa abbia il reticolo cristallino di tutti questi minerali.
L'arsenico ha uno stato di ossidazione chiaramente positivo nei solfuri naturali: orpimento giallo As 2 S 3 , dimorfite giallo-arancio As 4 S 3 , realgar rosso-arancio As 4 S 4 , getchellite rosso carminio AsSbS 3 , nonché nell'ossido incolore As 2 O 3, che si presenta come minerali arsenolite e claudetite con diverse strutture cristalline (si formano a causa dell'erosione di altri minerali di arsenico). Tipicamente questi minerali si trovano sotto forma di piccole inclusioni. Ma negli anni '30 del 20 ° secolo. Nella parte meridionale della catena di Verkhoyansk sono stati trovati enormi cristalli di orpimento di dimensioni fino a 60 cm e di peso fino a 30 kg.
Nei sali naturali dell'acido arsenico H 3 AsO 4 - arseniati (ne sono noti circa 90), lo stato di ossidazione dell'arsenico è +5; esempi includono eritrina rosa brillante (colore cobalto) Co 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, annabergite verde Ni 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, scorodite Fe III AsO 4 2H 2 O e simplesite Fe II 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, gasparite bruno-rossa (Ce,La,Nd)ArO 4, goernesite incolore Mg 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, rooseveltite BiAsO 4 e kettigite Zn 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, anche altrettanti sali basici, ad esempio olivenite Cu 2 AsO 4 (OH), arsenobismite Bi 2 (AsO 4)(OH) 3. Ma gli arseniti naturali - derivati dell'acido arsenico H 3 AsO 3 - sono molto rari.
Nella Svezia centrale si trovano le famose cave di ferro-manganese di Langbanov, nelle quali sono stati rinvenuti e descritti più di 50 campioni di minerali di arseniato. Alcuni di loro non si trovano da nessun'altra parte. Un tempo si formavano a seguito della reazione dell'acido arsenico H 3 AsO 4 con la pirocroite Mn(OH) 2 a temperature non molto elevate. Tipicamente, gli arseniati sono prodotti di ossidazione dei minerali solforati. Di regola non hanno uso industriale, ma alcuni sono molto belli e adornano collezioni mineralogiche.
Nei nomi di numerosi minerali di arsenico si trovano nomi di luoghi (Lölling in Austria, Freiberg in Sassonia, Seinäjoki in Finlandia, Skutterud in Norvegia, Allemon in Francia, la miniera canadese Langis e la miniera Getchell in Nevada, Oregon negli USA, ecc.) .), i nomi di geologi, chimici, politici, ecc. (Il chimico tedesco Karl Rammelsberg, il commerciante di minerali di Monaco William Maucher, il proprietario della miniera Johann von Gersdorff, il chimico francese F. Claudet, i chimici inglesi John Proust e Smithson Tennant, il chimico canadese F. L. Sperry, il presidente degli Stati Uniti Roosevelt, ecc.), nomi di piante (quindi , il nome del minerale safflorite deriva dallo zafferano), le lettere iniziali dei nomi degli elementi - arsenico, osmio, rutenio, iridio, palladio, platino, radici greche (“erythros” - rosso, “enargon” - visibile, “ lithos” - pietra) e così via. e così via.
Un interessante nome antico per il minerale nichel (NiAs) è kupfernickel. I minatori tedeschi medievali chiamavano Nickel il malvagio spirito di montagna e "kupfernickel" (Kupfernickel, dal tedesco Kupfer - rame) - "maledetto rame", "falso rame". I cristalli rosso rame di questo minerale assomigliavano molto al minerale di rame; Veniva utilizzato nella lavorazione del vetro per colorare il vetro di verde. Ma nessuno è riuscito a ricavarne il rame. Questo minerale fu studiato dal mineralogista svedese Axel Kronstedt nel 1751 e ne isolò un nuovo metallo, chiamandolo nichel.
Poiché l'arsenico è chimicamente del tutto inerte, si trova anche nel suo stato nativo, sotto forma di aghi o cubi fusi. Tale arsenico contiene solitamente dal 2 al 16% di impurità: molto spesso si tratta di Sb, Bi, Ag, Fe, Ni, Co. È facile da macinare in polvere. In Russia, i geologi hanno trovato l'arsenico nativo nella Transbaikalia, nella regione dell'Amur, e si trova anche in altri paesi.
L'arsenico è unico in quanto si trova ovunque: nei minerali, nelle rocce, nel suolo, nell'acqua, nelle piante e negli animali, e non per niente viene chiamato "onnipresente". Distribuzione dell'arsenico terminata diverse regioni il globo è stato in gran parte determinato nei processi di formazione della litosfera dalla volatilità dei suoi composti alle alte temperature, nonché dai processi di assorbimento e desorbimento nei suoli e nelle rocce sedimentarie. L'arsenico migra facilmente, il che è facilitato dalla solubilità piuttosto elevata di alcuni dei suoi composti in acqua. Nei climi umidi, l’arsenico viene dilavato dal suolo e portato via dalle falde acquifere e poi dai fiumi. Il contenuto medio di arsenico nei fiumi è di 3 µg/l, nelle acque superficiali di circa 10 µg/l, nelle acque marine e oceaniche di solo circa 1 µg/l. Ciò è spiegato dalla precipitazione relativamente rapida dei suoi composti dall'acqua con accumulo nei sedimenti di fondo, ad esempio nei noduli di ferromanganese.
Nei terreni il contenuto di arsenico è solitamente compreso tra 0,1 e 40 mg/kg. Ma nelle zone in cui sono presenti minerali di arsenico, così come nelle aree vulcaniche, il suolo può contenere molto arsenico - fino a 8 g/kg, come in alcune zone della Svizzera e della Nuova Zelanda. In tali luoghi la vegetazione muore e gli animali si ammalano. Questo è tipico delle steppe e dei deserti, dove l'arsenico non viene eliminato dal terreno. Anche le rocce argillose sono arricchite rispetto al contenuto medio: contengono quattro volte più arsenico della media. Nel nostro Paese la concentrazione massima consentita di arsenico nel suolo è di 2 mg/kg.
L'arsenico può essere trasportato dal suolo non solo dall'acqua, ma anche dal vento. Ma per fare questo, deve prima trasformarsi in composti organici volatili dell'arsenico. Questa trasformazione avviene come risultato della cosiddetta biometilazione - l'aggiunta di un gruppo metilico per formare un legame C–As; questo processo enzimatico (è ben noto per i composti del mercurio) avviene con la partecipazione del coenzima metilcobalamina, un derivato metilato della vitamina B 12 (si trova anche nel corpo umano). La biometilazione dell'arsenico avviene sia nell'acqua dolce che in quella di mare e porta alla formazione di composti organoarsenici: acido metilarsonico CH 3 AsO(OH) 2, acido dimetilarsina (dimetilarsenico o cacodilico) (CH 3) 2 As(O)OH, trimetilarsina ( CH 3) 3 As e il suo ossido (CH 3) 3 As = O, presenti anche in natura. Utilizzando metilcobalamina marcata con 14 C e idroarseniato di sodio Na 2 HAsO 4 marcato con As 74 è stato dimostrato che uno dei ceppi di metanobatteri riduce e metila questo sale in dimetilarsina volatile. Di conseguenza, l'aria nelle zone rurali contiene in media 0,001 - 0,01 μg/m 3 di arsenico, nelle città dove non esiste un inquinamento specifico - fino a 0,03 μg/m 3 e vicino a fonti di inquinamento (metalli non ferrosi fonderie, centrali elettriche, lavorazione del carbone ad alto contenuto di arsenico, ecc.) la concentrazione di arsenico nell'aria può superare 1 μg/m 3 . L'intensità della deposizione di arsenico nelle aree in cui sono ubicati i centri industriali è di 40 kg/km 2 all'anno.
La formazione di composti volatili dell'arsenico (la trimetilarsina, ad esempio, bolle a soli 51°C) fu provocata nel XIX secolo. numerosi avvelenamenti, poiché l'arsenico era contenuto nell'intonaco e persino nella vernice verde per carta da parati. I verdi Scheele erano precedentemente utilizzati sotto forma di vernice Cu 3 (AsO 3) 2 N H 2 O e verdi parigini o Schweyfurt Cu 4 (AsO 2) 6 (CH 3 COO) 2. In condizioni di elevata umidità e comparsa di muffe, da tale vernice si formano derivati organo-arsenici volatili. Si ritiene che questo processo possa essere la ragione del lento avvelenamento di Napoleone negli ultimi anni della sua vita (come è noto, l'arsenico fu trovato nei capelli di Napoleone un secolo e mezzo dopo la sua morte).
L'arsenico si trova in quantità notevoli in alcune acque minerali. Le norme russe stabiliscono che l'arsenico nelle acque minerali da tavola non deve superare i 700 µg/l. IN Jermuk può essere molte volte di più. Bevi uno o due bicchieri di “arsenico” acqua minerale Non danneggeranno una persona: per essere avvelenato mortalmente, devi bere trecento litri contemporaneamente... Ma è chiaro che tale acqua non può essere bevuta costantemente invece dell'acqua normale.
I chimici hanno scoperto che l'arsenico nelle acque naturali può essere trovato in forme diverse, che è significativo dal punto di vista dell'analisi, dei metodi di migrazione, nonché della diversa tossicità di questi composti; Pertanto, i composti dell'arsenico trivalente sono 25-60 volte più tossici dell'arsenico pentavalente. I composti As(III) nell'acqua sono solitamente presenti sotto forma di acido arsenico debole H 3 AsO 3 ( rk a = 9,22), e il composto As(V) - sotto forma di acido arsenico molto più forte H 3 AsO 4 ( rk a = 2,20) e i suoi anioni deprotonati H 2 AsO 4 – e HAsO 4 2–.
La materia vivente contiene in media il 6,10–6% di arsenico, ovvero 6 µg/kg. Alcune alghe possono concentrare l'arsenico a tal punto da diventare pericolose per l'uomo. Inoltre, queste alghe possono crescere e riprodursi in soluzioni pure di acido arsenoso. Tali alghe vengono utilizzate in alcuni paesi asiatici come rimedio contro i ratti. Anche in acque pulite le alghe dei fiordi norvegesi possono contenere arsenico in quantità fino a 0,1 g/kg. Negli esseri umani, l'arsenico si trova nel tessuto cerebrale e nei muscoli e si accumula nei capelli e nelle unghie.
Proprietà dell'arsenico.
Sebbene l'arsenico assomigli a un metallo, è piuttosto un non metallo: non forma sali, ad esempio, con l'acido solforico, ma è esso stesso un elemento acido. Pertanto, questo elemento è spesso chiamato semimetallo. L'arsenico esiste in diverse forme allotropiche e sotto questo aspetto è molto simile al fosforo. Il più stabile tra questi è l'arsenico grigio, una sostanza molto fragile che, appena fratturata, presenta una lucentezza metallica (da qui il nome “arsenico metallico”); la sua densità è di 5,78 g/cm3. Se riscaldato fortemente (fino a 615° C), sublima senza sciogliersi (lo stesso comportamento è caratteristico dello iodio). Sotto una pressione di 3,7 MPa (37 atm), l'arsenico si scioglie a 817 ° C, che è significativamente più alta della temperatura di sublimazione. La conduttività elettrica dell'arsenico grigio è 17 volte inferiore a quella del rame, ma 3,6 volte superiore a quella del mercurio. All'aumentare della temperatura, la sua conduttività elettrica, come quella dei metalli tipici, diminuisce, all'incirca nella stessa misura di quella del rame.
Se i vapori di arsenico vengono raffreddati molto rapidamente alla temperatura dell'azoto liquido (–196 °C), si ottiene una sostanza morbida e trasparente colore giallo, somigliante al fosforo giallo, la sua densità (2,03 g/cm3) è notevolmente inferiore a quella dell'arsenico grigio. Il vapore di arsenico e l'arsenico giallo sono costituiti da As 4 molecole che hanno la forma di un tetraedro - e qui l'analogia con il fosforo. A 800° C inizia una notevole dissociazione del vapore con la formazione di dimeri di As 2, mentre a 1700° C rimangono solo molecole di As 2. Quando riscaldato ed esposto alla luce ultravioletta, l'arsenico giallo diventa rapidamente grigio con il rilascio di calore. Quando i vapori di arsenico si condensano in un'atmosfera inerte, si forma un'altra forma amorfa di questo elemento, di colore nero. Se i vapori di arsenico si depositano sul vetro si forma una pellicola a specchio.
La struttura del guscio elettronico esterno dell'arsenico è la stessa dell'azoto e del fosforo, ma a differenza di questi ha 18 elettroni nel penultimo guscio. Come il fosforo, può formare tre legami covalenti (configurazione 4s 2 4p 3), lasciando una coppia solitaria sull'atomo As. Il segno della carica dell'atomo di As nei composti con legami covalenti dipende dall'elettronegatività degli atomi vicini. La partecipazione di una coppia solitaria alla formazione del complesso è significativamente più difficile per l'arsenico rispetto all'azoto e al fosforo.
Se gli orbitali d sono coinvolti nell'atomo As, è possibile l'accoppiamento degli elettroni 4s per formare cinque legami covalenti. Questa possibilità è praticamente realizzata solo in combinazione con il fluoro - nel pentafluoruro AsF 5 (è noto anche pentacloril AsCl 5, ma è estremamente instabile e si decompone rapidamente anche a –50 ° C).
Nell'aria secca l'arsenico è stabile, ma nell'aria umida svanisce e si ricopre di ossido nero. Durante la sublimazione, il vapore di arsenico brucia facilmente nell'aria con una fiamma blu per formare un pesante vapore bianco di anidride di arsenico As 2 O 3. Questo ossido è uno dei reagenti contenenti arsenico più comuni. Ha proprietà anfotere:
Come 2 O 3 + 6HCl ® 2AsCl 3 + 3H 2 O,
2 O 3 + 6NH 4 OH ® 2(NH 4) 3 AsO 3 + 3H 2 O.
L'ossidazione di As 2 O 3 produce un ossido acido - anidride arsenica:
Come 2 O 3 + 2HNO 3 ® Come 2 O 5 + H 2 O + NO 2 + NO.
Quando reagisce con la soda, si ottiene l'idroarseniato di sodio, che viene utilizzato in medicina:
Come 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O ® 2Na 2 HAsO 4 + 2CO 2 .
L'arsenico puro è abbastanza inerte; acqua, alcali e acidi che non hanno proprietà ossidanti non lo influenzano. L'acido nitrico diluito lo ossida in acido ortoarsenico H 3 AsO 3 e l'acido nitrico concentrato lo ossida in acido ortoarsenico H 3 AsO 4:
3As + 5HNO 3 + 2H 2 O ® 3H 3 AsO 4 + 5NO.
L'ossido di arsenico (III) reagisce in modo simile:
3As 2 O 3 + 4HNO 3 + 7H 2 O ® 6H 3 AsO 4 + 4NO.
L'acido arsenico è un acido di media forza, leggermente più debole dell'acido fosforico. Al contrario, l'acido arsenico è molto debole, corrispondente in forza all'acido borico H 3 BO 3. Nelle sue soluzioni c'è un equilibrio H 3 AsO 3 HAsO 2 + H 2 O. L'acido arsenoso e i suoi sali (arseniti) sono forti agenti riducenti:
HAsO 2 + I 2 + 2H 2 O ® H 3 AsO 4 + 2HI.
L'arsenico reagisce con gli alogeni e lo zolfo. Il cloruro AsCl 3 è un liquido oleoso incolore che sviluppa fumi nell'aria; idrolizzato con acqua: AsCl 3 + 2H 2 O ® HAsO 2 + 3HCl. Sono noti il bromuro AsBr 3 e lo ioduro AsI 3, che si decompongono anch'essi con l'acqua. Le reazioni dell'arsenico con lo zolfo formano solfuri di varie composizioni– fino ad Ar 2 S 5 . I solfuri di arsenico si dissolvono negli alcali, nella soluzione di solfuro di ammonio e nell'acido nitrico concentrato, ad esempio:
As 2 S 3 + 6KOH ® K 3 AsO 3 + K 3 AsS 3 + 3H 2 O,
2 S 3 + 3(NH 4) 2 S ® 2(NH 4) 3 AsS 3,
2 S 5 + 3(NH 4) 2 S ® 2(NH 4) 3 AsS 4,
As 2 S 5 + 40HNO 3 + 4H 2 O ® 6H 2 AsO 4 + 15H 2 SO 4 + 40NO.
In queste reazioni si formano tioarseniti e tioarsenati: sali dei corrispondenti tioacidi (simili all'acido tiosolfrico).
Nella reazione dell'arsenico con metalli attivi si formano arseniuri salini che vengono idrolizzati dall'acqua. La reazione avviene particolarmente rapidamente in un ambiente acido con la formazione di arsina: Ca 3 As 2 + 6HCl ® 3CaCl 2 + 2AsH 3 . Gli arseniuri di metalli a bassa attività - GaAs, InAs, ecc. Hanno un reticolo atomico simile al diamante. L'arsina è un gas incolore, inodore, altamente velenoso, ma le impurità gli conferiscono l'odore dell'aglio. L'arsina si decompone lentamente in elementi già a temperatura ambiente e rapidamente se riscaldata.
L'arsenico forma molti composti organoarsenici, ad esempio tetrametildiarsina (CH 3) 2 As–As(CH 3) 2. Nel 1760, il direttore della fabbrica di porcellane di Serves, Louis Claude Cadet de Gassicourt, distillando acetato di potassio con ossido di arsenico (III), ricevette inaspettatamente un liquido fumante contenente arsenico dall'odore disgustoso, chiamato alarsina, o liquido del cadetto. Come si scoprì successivamente, questo liquido conteneva i primi derivati organici dell'arsenico ottenuti: il cosiddetto ossido cacodilico, che si formò a seguito della reazione
4CH 3 COOK + As 2 O 3 ® (CH 3) 2 As–O–As(CH 3) 2 + 2K 2 CO 3 + 2CO 2 , e dicacodile (CH 3) 2 As–As(CH 3) 2 . Kakodyl (dal greco "kakos" - cattivo) è stato uno dei primi radicali scoperti nei composti organici.
Nel 1854, il professore di chimica parigino Auguste Kaur sintetizzò la trimetilarsina mediante l'azione dello ioduro di metile sull'arseniuro di sodio: 3CH 3 I + AsNa 3 ® (CH 3) 3 As + 3NaI.
Successivamente, il tricloruro di arsenico è stato utilizzato per le sintesi, ad esempio,
(CH 3) 2 Zn + 2AsCl 3 ® 2(CH 3) 3 As + 3ZnCl 2.
Nel 1882 furono ottenute arsine aromatiche per azione del sodio metallico su una miscela di alogenuri arilici e tricloruro di arsenico: 3C 6 H 5 Cl + AsCl 3 + 6Na ® (C 6 H 5) 3 As + 6NaCl. La chimica dei derivati organici dell'arsenico si è sviluppata più intensamente negli anni '20 del XX secolo, quando alcuni di essi avevano effetti antimicrobici, irritanti e vesciche. Attualmente sono state sintetizzate decine di migliaia di composti organoarsenici.
Ottenere l'arsenico.
L'arsenico si ottiene principalmente come sottoprodotto della lavorazione dei minerali di rame, piombo, zinco e cobalto, nonché durante l'estrazione dell'oro. Alcuni minerali polimetallici contengono fino al 12% di arsenico. Quando tali minerali vengono riscaldati a 650–700° C in assenza di aria, l'arsenico sublima e quando riscaldati in aria si forma l'ossido volatile As 2 O 3 - "arsenico bianco". Viene condensato e riscaldato con carbone e l'arsenico viene ridotto. Produrre arsenico è una produzione dannosa. In precedenza, quando la parola "ecologia" era conosciuta solo da specialisti ristretti, "l'arsenico bianco" veniva rilasciato nell'atmosfera e si depositava sui campi e sulle foreste vicine. I gas di scarico degli impianti di arsenico contengono da 20 a 250 mg/m 3 As 2 O 3, mentre normalmente l'aria ne contiene circa 0,00001 mg/m 3. Si ritiene che la concentrazione media giornaliera ammissibile di arsenico nell'aria sia pari a soli 0,003 mg/m3. Paradossalmente, ancora oggi non sono le fabbriche che producono arsenico a inquinare maggiormente l'ambiente, ma le imprese metallurgiche non ferrose e le centrali elettriche che bruciano carbone. I sedimenti sul fondo vicino alle fonderie di rame contengono enormi quantità di arsenico – fino a 10 g/kg. L'arsenico può anche penetrare nel terreno con fertilizzanti al fosforo.
E un altro paradosso: ricevono più arsenico del necessario; Questo è un caso piuttosto raro. In Svezia, l’arsenico “non necessario” è stato addirittura costretto a essere sepolto in contenitori di cemento armato in profonde miniere abbandonate.
Il principale minerale di arsenico industriale è l'arsenopirite FeAsS. Ci sono grandi depositi di rame-arsenico in Georgia, Asia centrale e Kazakistan, Stati Uniti, Svezia, Norvegia e Giappone, depositi di arsenico-cobalto in Canada e depositi di arsenico-stagno in Bolivia e Inghilterra. Inoltre, negli Stati Uniti e in Francia sono noti giacimenti di oro e arsenico. La Russia ha numerosi depositi di arsenico in Yakutia, Urali, Siberia, Transbaikalia e Chukotka.
Determinazione dell'arsenico.
Una reazione qualitativa all'arsenico è la precipitazione del solfuro giallo As 2 S 3 da soluzioni di acido cloridrico. Le tracce vengono determinate con la reazione di March o con il metodo Gutzeit: strisce di carta imbevute di HgCl 2 scuriscono in presenza di arsina, che riduce il sublimato a mercurio.
Negli ultimi decenni sono stati sviluppati vari metodi analitici sensibili in grado di quantificare concentrazioni minime di arsenico, ad esempio nelle acque naturali. Questi includono la spettrometria di assorbimento atomico di fiamma, la spettrometria di emissione atomica, la spettrometria di massa, la spettrometria di fluorescenza atomica, l'analisi di attivazione dei neutroni... Se nell'acqua è presente pochissimo arsenico, potrebbe essere necessaria la preconcentrazione dei campioni. Utilizzando tale concentrazione, un gruppo di scienziati di Kharkov dell'Accademia Nazionale delle Scienze dell'Ucraina ha sviluppato nel 1999 un metodo di estrazione mediante fluorescenza a raggi X per determinare l'arsenico (così come il selenio) nell'acqua potabile con una sensibilità fino a 2,5–5 μg /l.
Per la determinazione separata dei composti As(III) e As(V), questi vengono prima separati l'uno dall'altro utilizzando metodi di estrazione e cromatografia ben noti, nonché utilizzando l'idrogenazione selettiva. L'estrazione viene solitamente effettuata utilizzando ditiocarbammato di sodio o pirrolidina ditiocarbammato di ammonio. Questi composti formano complessi insolubili in acqua con As(III), che possono essere estratti con cloroformio. L'arsenico può quindi essere riconvertito nella fase acquosa mediante ossidazione con acido nitrico. Nel secondo campione, l'arseniato viene convertito in arsenito utilizzando un agente riducente, quindi viene eseguita un'estrazione simile. In questo modo si determina l'“arsenico totale” e poi, sottraendo il primo risultato dal secondo, si determinano separatamente As(III) e As(V). Se sono presenti composti organici dell'arsenico nell'acqua, vengono solitamente convertiti in metildiodarsina CH 3 AsI 2 o dimetiliodarsina (CH 3) 2 AsI, che vengono determinati mediante l'uno o l'altro metodo cromatografico. Pertanto, utilizzando la cromatografia liquida ad alte prestazioni, è possibile determinare quantità di nanogrammi di una sostanza.
Molti composti dell'arsenico possono essere analizzati utilizzando il cosiddetto metodo dell'idruro. Implica la riduzione selettiva dell'analita in arsina volatile. Pertanto, gli arseniti inorganici vengono ridotti ad AsH 3 a pH 5 – 7 e a pH
Anche il metodo di attivazione dei neutroni è sensibile. Consiste nell'irradiare un campione con neutroni, mentre i nuclei di 75 As catturano i neutroni e si trasformano nel radionuclide 76 As, che viene rilevato dalla radioattività caratteristica con un'emivita di 26 ore. In questo modo è possibile rilevare fino al 10–10% di arsenico in un campione, ad es. 1 mg per 1000 tonnellate di sostanza
Uso dell'arsenico.
Circa il 97% dell'arsenico estratto viene utilizzato sotto forma di composti. L'arsenico puro è usato raramente. Solo poche centinaia di tonnellate di arsenico metallico vengono prodotte e utilizzate ogni anno in tutto il mondo. In una quantità del 3%, l'arsenico migliora la qualità delle leghe dei cuscinetti. Le aggiunte di arsenico al piombo ne aumentano significativamente la durezza, che viene utilizzata nella produzione di batterie e cavi al piombo. Piccole aggiunte di arsenico aumentano la resistenza alla corrosione e migliorano le proprietà termiche del rame e dell'ottone. L'arsenico altamente purificato viene utilizzato nella produzione di dispositivi a semiconduttore, in cui è legato con silicio o germanio. L'arsenico viene utilizzato anche come drogante, che conferisce ai semiconduttori “classici” (Si, Ge) un certo tipo di conduttività.
L'arsenico è anche utilizzato come prezioso additivo nella metallurgia non ferrosa. Pertanto, l'aggiunta dello 0,2...1% As al piombo ne aumenta significativamente la durezza. È stato a lungo notato che se si aggiunge un po 'di arsenico al piombo fuso, quando si lanciano i pallini si ottengono palline della forma sferica corretta. L'aggiunta dello 0,15...0,45% di arsenico al rame ne aumenta la resistenza alla trazione, la durezza e la resistenza alla corrosione quando si lavora in un ambiente gassoso. Inoltre, l'arsenico aumenta la fluidità del rame durante la fusione e facilita il processo di trafilatura. L'arsenico viene aggiunto ad alcuni tipi di bronzo, ottone, babbitt e leghe da stampa. E allo stesso tempo, l'arsenico danneggia molto spesso i metallurgisti. Nella produzione dell'acciaio e di molti metalli non ferrosi, il processo viene deliberatamente complicato per rimuovere tutto l'arsenico dal metallo. La presenza di arsenico nel minerale rende la produzione dannosa. Dannoso due volte: in primo luogo, per la salute umana; in secondo luogo, per i metalli: significative impurità di arsenico peggiorano le proprietà di quasi tutti i metalli e le leghe.
Più ampiamente utilizzati sono vari composti dell'arsenico, prodotti ogni anno in decine di migliaia di tonnellate. Poiché l'ossido 2 O 3 viene utilizzato nella produzione del vetro come brillantante per il vetro. Già gli antichi vetrai sapevano che l’arsenico bianco rende il vetro “opacizzato”, cioè opaco. opaco. Piccole aggiunte però di questa sostanza, al contrario, alleggeriscono il vetro. L'arsenico è ancora incluso nelle formulazioni di alcuni vetri, ad esempio il vetro “Vienna” per i termometri.
I composti dell'arsenico sono usati come antisettico per proteggere dal deterioramento e preservare pelli, pellicce e animali imbalsamati, per impregnare il legno e come componente delle vernici antivegetative per i fondi delle navi. A questo scopo vengono utilizzati sali di arsenico e acidi arsenico: Na 2 HAsO 4, PbHAsO 4, Ca 3 (AsO 3) 2, ecc. L'attività biologica dei derivati dell'arsenico ha interessato veterinari, agronomi e specialisti dei servizi sanitari ed epidemiologici. Di conseguenza, sono comparsi stimolanti contenenti arsenico per la crescita e la produttività del bestiame, agenti antielmintici e medicinali per la prevenzione delle malattie negli animali giovani negli allevamenti. I composti dell'arsenico (As 2 O 3, Ca 3 As 2, Na 3 As, verde parigino) sono usati per controllare insetti, roditori ed erbe infestanti. In precedenza, tali usi erano diffusi, soprattutto nelle piantagioni di alberi da frutto, tabacco e cotone, per liberare il bestiame da pidocchi e pulci, per promuovere la crescita della produzione di pollame e suini e per essiccare il cotone prima del raccolto. Anche nell’antica Cina, le colture di riso venivano trattate con ossido di arsenico per proteggerle dai ratti e dalle malattie fungine e aumentare così la resa. E nel Vietnam del Sud, le truppe americane usarono l'acido cacodilico (Agent Blue) come defoliante. Ora, a causa della tossicità dei composti dell’arsenico, il loro utilizzo in agricoltura è limitato.
Importanti aree di applicazione dei composti dell'arsenico sono la produzione di materiali semiconduttori e microcircuiti, fibre ottiche, crescita di cristalli singoli per laser ed elettronica a pellicola. Il gas arsina viene utilizzato per introdurre piccole quantità rigorosamente dosate di questo elemento nei semiconduttori. Gli arseniuri di gallio GaAs e gli Indio InAs sono utilizzati nella produzione di diodi, transistor e laser.
L'arsenico trova anche un uso limitato in medicina. . Gli isotopi dell'arsenico 72 As, 74 As e 76 As con emivite convenienti per la ricerca (rispettivamente 26 ore, 17,8 giorni e 26,3 ore) vengono utilizzati per diagnosticare varie malattie.
Ilya Leenson
I composti dell'arsenico (arsenico in inglese e francese, arsenico in tedesco) sono noti da molto tempo. Nel III - II millennio a.C. e. sapeva già come produrre leghe di rame con il 4 - 5% di arsenico. L'allievo di Aristotele, Teofrasto (IV-III secolo aC), chiamò realgar il solfuro di arsenico rosso presente in natura; Plinio chiama il solfuro di arsenico giallo come 2 S 3 orpimento (Auripigmentum) - di colore dorato, e in seguito ricevette il nome di orpimento. L'antica parola greca arsenicon, così come sandarac, si riferisce principalmente ai composti dello zolfo. Nel I secolo Dioscoride descrisse la combustione dell'orpimento e il prodotto risultante: arsenico bianco (As 2 O 3). Nel periodo alchemico dello sviluppo della chimica, era considerato innegabile che l'arsenico (Arsenik) avesse una natura solforosa, e poiché lo zolfo (Zolfo) era venerato come il "padre dei metalli", all'arsenico venivano attribuite proprietà maschili. Non si sa quando sia stato ottenuto esattamente l'arsenico metallico. Questa scoperta è solitamente attribuita ad Alberto Magno (XIII secolo). Gli alchimisti consideravano la colorazione del rame con l'aggiunta di arsenico al colore bianco argento come la trasformazione del rame in argento e attribuivano tale “trasmutazione” al potente potere dell'arsenico. Nel Medioevo e nei primi secoli dell'età moderna si iniziarono a conoscere le proprietà tossiche dell'arsenico. Tuttavia anche Dioscoride (Iv.) raccomandava ai pazienti asmatici di inalare i vapori del prodotto ottenuto riscaldando il realgar con la resina. Paracelso utilizzava già ampiamente l'arsenico bianco e altri composti dell'arsenico per il trattamento. Chimici e minatori del XV-XVII secolo. conosceva la capacità dell'arsenico di sublimare e formare prodotti vaporosi con un odore specifico e proprietà tossiche Vasily Valentin menziona ciò che era ben noto ai metallurgisti del XVI secolo. fumo di altoforno (Huttenrauch) e il suo odore specifico. Il nome greco (e latino) dell'arsenico, riferito ai solfuri di arsenico, deriva dal maschile greco. Ci sono altre spiegazioni sull'origine di questo nome, ad esempio dall'arabo arsa paki, che significa “veleno sfortunato che penetra in profondità nel corpo”; gli arabi probabilmente presero in prestito questo nome dai greci. Il nome russo arsenico è noto da molto tempo. È apparso in letteratura sin dai tempi di Lomonosov, che considerava l'arsenico un semimetallo. Insieme a questo nome nel XVIII secolo. fu usata la parola arsenico e l'arsenico fu chiamato As 2 O 3. Zakharov (1810) propose il nome arsenico, ma non prese piede. La parola arsenico è stata probabilmente presa in prestito dagli artigiani russi dai popoli turchi. In azerbaigiano, uzbeko, persiano e in altre lingue orientali, l'arsenico era chiamato margumush (mar - uccide, mush - topo); Arsenico russo, probabilmente una corruzione del veleno per topi, o veleno di topi.
