Arsenic

iso: izotop
NA: abundență în natură
TD: timpul de înjumătățire
DM: modul de descompunere
DE: energia de descompunere în MeV
DP: produs de descompunere

Arsenicul este elementul chimic cu numărul atomic 33 și simbolul său este As . Este un semimetal care se prezintă în trei forme alotrope diferite: galben, negru și gri. În trecut, compușii săi s- au folosit ca erbicide ^[1] și insecticide . Este folosit și în unele aliaje .

Caracteristici

Proprietăți fizice

Structura cristalină a arsenului gri

Arsenicul există sub diferite forme alotropice ; cele mai importante sunt arsenul gri, galben și negru. Cel mai frecvent este arsenul cenușiu (α-As), stabil la temperatura camerei, care are o structură romboedrică cu straturi ondulate formate din inele hexagonale, cu densitate 5,78 g / cm³ . Distanța Ca atare 252 pm într-un strat e 312 pm între straturi. Datorită legăturii slabe dintre straturi, arsenicul gri este fragil și are o duritate Mohs relativ scăzută de 3,5. In stare de vapori, formele de arsen molecule tetraedrice Ca ₄ , cum ar fi alb fosfor P _4; la răcire, se formează arsenic galben (β-As), un solid care ar trebui să fie compus și din molecule tetraedrice As ₄ . Galbenul de arsen are densitate 1,97 g / cm³ , este instabil și la expunere la lumină sau încălzire se transformă în arsenic gri. ^[2] ^[3]

Izotopi

În natură este prezent un singur izotop stabil de arsenic, ⁷⁵ As . Preparate artificial, sunt cunoscuți 33 de radionuclizi , cu numere de masă între 60 și 92. Cel mai stabil dintre aceștia este ⁷³ As , care se descompune prin captarea electronilor cu un timp de înjumătățire de 80,3 zile eliberând 0,34 MeV. ^[4]

Reactivitate

Din punct de vedere chimic, arsenicul este foarte asemănător cu fosforul , omologul său, până la punctul în care îl înlocuiește parțial în unele reacții biochimice, de unde și efectul său toxic. Arsenicul formează cu ușurință molecule covalente cu majoritatea nemetalelor . Arsenicul este stabil în aer uscat, dar la expunerea la umezeală, acesta este acoperit cu o patină de bronz auriu care în cele din urmă devine un strat negru de suprafață. Prin încălzirea arsenicului sublim la 615 ºC, adică devine gazos fără a trece prin faza lichidă. Când este încălzit în aer, arsenicul se oxidează la As ₂ O ₃ ; fumul acestei reacții are un miros de garlicky. Ars într-o atmosferă de oxigen, formează As ₂ O ₃ și As ₂ O ₅ , care au aceeași structură ca și compuși similari ai fosforului. Într-o atmosferă de fluor, arsenicul arde pentru a forma AsF ₅ . ^[2]

În apă, arsenicul nu este afectat de baze sau acizi neoxidanți, dar cu acid azotic diluat formează acid arsenic H ₃ AsO ₃ și cu acid azotic concentrat fierbinte formează acid arsenic H ₃ AsO ₄ . Cu acid sulfuric fierbinte, se formează As ₂ O ₃ . Arsenicul reacționează cu metalele pentru a forma arsenide, compuși care sunt dificil de clasificat deoarece pot da naștere la diferite stoichiometrii de la M ₉ As la M ₃ As ₇ cu structuri complexe. Arsenicul este localizat în tabelul periodic al elementelor după finalizarea seriei 3d și, prin urmare, starea sa maximă de oxidare +5 nu este foarte stabilă (vezi efectul cuplului inert ). Acest lucru face ca As ₂ O ₅ și H ₃ AsO _{4 să} fie oxidanți puternici. ^[2]

Aplicații

Arseniatul de plumb a fost folosit până la o bună parte a secolului al XX-lea ca insecticid pe pomi fructiferi , cu leziuni grave la nivelul ochilor, sistemului circulator, plămânilor, în special pentru lucrătorii care îl răspândesc pe culturi fără protecție adecvată. Există rapoarte despre utilizarea arsenatului de cupru în secolul al XIX-lea ca vopsea pentru bomboane.

Aplicarea celui mai mare pericol pentru oameni este probabil cea a lemnului tratat cu arsenchromat de cupru („ CCA ” sau „ Tanalith ” și cea mai mare parte a vechiului lemn „tratat sub presiune”). Lemnul CCA este încă în circulație și în uz în multe țări și a fost utilizat pe scară largă în prima jumătate a secolului al XX-lea pentru structuri portante și placări exterioare ale clădirilor din lemn, unde exista pericolul putrezirii sau atacului insectelor.

Deși acest tip de tratament al lemnului a fost interzis în majoritatea țărilor după apariția studiilor care arată eliberarea lentă a arsenicului în solul înconjurător de lemnul CCA, cel mai grav risc este arderea lemnului CCA, care concentrează compușii arsenici în cenușă: au existat cazuri de otrăvire cu arsenic a animalelor și a oamenilor prin ingestia de cenușă de lemn CCA. Doza letală pentru un bărbat este de 20 de grame de cenușă, aproximativ o lingură.

Arsenicul este o otravă puternică, incoloră și inodoră, care, luată în doze mici, provoacă crampe în brațe și picioare și, în cele din urmă, moarte. 0,8 la sută este considerat tolerabil de către un organism normal. În plus, această otravă blochează procesul de deteriorare a țesuturilor și, prin urmare, corpul rămâne intact, ca și cum ar fi mumificat.

Cu toate acestea, lemnul CCA recuperat din clădirile demolate continuă să fie ars, din ignoranță, în incendii domestice sau comerciale; Eliminarea în siguranță a lemnului CCA continuă să fie puțin practicată și există îngrijorări în unele zone puternic construite cu lemn tratat cu arsen pentru viitoarele demolări ale construcțiilor.

Alte utilizări:

Arsenidul de galiu (GaAs) este un semiconductor important utilizat în circuitele integrate și panourile fotovoltaice . Circuitele fabricate din arsenidă de galiu sunt mult mai rapide, dar mult mai scumpe decât cele realizate din siliciu . Spre deosebire de siliciu, acestea pot fi utilizate în diode laser și LED-uri pentru a converti direct electricitatea în lumină .
Trioxidul de diarsen a fost utilizat pentru tratamentul leucemiei acute promielocitare la pacienții rezistenți la terapia cu acid trans- retinoic ^[5] .
Trioxidul de diarsen este utilizat în Australia ca agent pentru dezinfectarea caselor de termite .
Este, de asemenea, utilizat la fabricarea artificiilor .
În trecut a fost folosit pentru diferite insecticide și pesticide agricole . ^[6]

Istorie

Simbol alchimic al arsenului

Arsenicul cuvânt este împrumutat din persan زرنيخ (Zarnik), ceea ce înseamnă „ornament galben“; Zarnik , prin siriac ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ (al) zarniqa , a fost adoptat în greaca veche sub forma arsenikon . Arsenicul a fost, prin urmare, cunoscut și utilizat în Persia și în alte locuri din cele mai vechi timpuri. Deoarece simptomele otrăvirii cu arsen au fost slab definite, a fost adesea folosit pentru crime , până la elaborarea eseului lui Marsh , un test de laborator foarte sensibil capabil să-i detecteze prezența în țesuturi.

Inițial ca impuritate prezentă în mineralele cupriferous și apoi ales în mod deliberat ca atașament, arsenicul deja în calcoliticul anatolian final și apoi în epoca bronzului a fost adesea combinat cu cupru pentru a crea un aliaj cu caracteristici similare bronzului . Se crede că primul care a izolat arsenicul elementar a fost Albertus cel Mare în 1250 . În 1649 Johann Schroeder a publicat două moduri diferite de preparare a arsenului. În epoca victoriană, arsenicul era folosit ca produs cosmetic, pentru a îmbunătăți tenul și aspectul feței (așa-numita „paloare arsenică”).

S-a demonstrat că organismul uman poate construi o toleranță la arsenic prin administrarea unor cantități mici pentru perioade prelungite; se spune că Mithridates VI al Pontului ^[7] și, mai recent, Rasputin ^[8] l-au ^folosit în mod regulat pentru a se proteja de o posibilă otrăvire.

În 1998 s-a estimat că în Bangladesh aproximativ 57 de milioane de oameni beau apă din fântâni cu concentrații de arsenic peste limitele maxime de 50 de părți pe miliard stabilite de organizația mondială a sănătății, cu consecințe chiar fatale; ^[9] acest arsenic este de origine naturală și este eliberat din sedimente în apele subterane datorită condițiilor anoxice ale subsolului. Aceste ape subterane au început să fie utilizate după ce organizațiile neguvernamentale occidentale au inițiat un program major de sonde pentru obținerea apei potabile, pentru a evita utilizarea apei de suprafață contaminate de bacterii, dar controalele asupra apei subterane pentru arsen nu au fost niciodată efectuate. Se crede că multe alte țări din Asia de Sud-Est, precum Vietnam , Cambodgia și Tibet , au medii geologice subterane care provoacă aceeași concentrație mare de arsen în apele subterane. Deși în procente mult mai mici, standardele și soluțiile pentru reducerea arsenicului în apă sunt necesare și în Europa. ^[10]

Disponibilitate

Arsenopirita , cunoscută și sub denumirea de greșeală greșită ( Fe S As), este cel mai frecvent mineral de arsenic, din care elementul este obținut prin prăjire: căldura sublimează arsenicul, lăsând sulfura feroasă ca reziduu solid. Compania Rumianca , deținută de Riccardo Gualino , în uzina Carrara Avenza și- a fondat averea comercială în prelucrarea piritelor de arsen, ca precursori ai produselor care vor fi utilizate în industria de război și în pesticide.

Cei mai importanți compuși ai arsenicului sunt arsenul alb (sulfura acestuia), verde de Paris (acetoarsenita de cupru [Cu ₂ (AcO) (AsO ₃ )]) și arseniatul de plumb . Toate acestea au fost folosite în trecut ca pesticide. Arsenicul poate fi rar găsit pur în natură și se găsește mai des asociat cu argint , cobalt , nichel , fier , antimoniu sau sulf .

Pe lângă formele anorganice menționate mai sus, arsenicul poate fi găsit într-un număr de compuși organici din mediu: odată ce intră în lanțul trofic, arsenicul este metabolizat progresiv în forme mai puțin toxice cu un proces de metilare.

Precauții și efecte asupra sănătății

Același subiect în detaliu: otrăvirea cu arsen .

Simboluri de pericol chimic

fraze H	330 - 300 - 410
Expresii R.	R 23/25
sfat P	102 - 270 - 302 + 352 - 309 + 311 - 501 ^[11] ^[12]
Fraze S.	S 1 / 2-20 / 21-28-45
Produsele chimice trebuie manipulat cu precauție
Avertizări

Arsenicul și mulți dintre compușii săi sunt otrăvuri deosebit de puternice. Arsenicul ucide prin deteriorarea gravă a sistemului digestiv și a sistemului cardio-respirator, ducând persoana intoxicată la moarte prin oprirea acestuia și otrăvirea țesuturilor celulare care le compun. Compușii care conțin arsen sunt cancerigeni și, în special, sunt implicați în patogeneza cancerului de vezică urinară , a cancerului de sân și a unor neoplasme ale sistemului tegumentar . O vastă literatură științifică disponibilă în reviste internaționale de prestigiu a demonstrat acum că expunerea cronică la arsen are efecte multiple asupra sănătății:

reduce apărarea antioxidantă a corpului, deoarece arsenicul are o afinitate mare pentru grupările sulfhidril de proteine și metaboliți endogeni, cum ar fi glutationul ;
provoacă otrăvire direct în mediul intracelular, prin inactivarea diferitelor enzime implicate în reacțiile redox ( dehidrogenază , monooxigenază etc.);
interferează puternic cu mecanismele endocrine reglate de estrogen , de unde și suspiciunea că poate provoca cancer de sân ^{[ fără sursă ]} ;
poate ataca direct firele de ADN și poate provoca leziuni combinate de diferite tipuri. ^{[ fără sursă ]}

Lucrări intitulate arsenic

Una dintre poveștile din Sistemul periodic al lui Primo Levi este dedicată arsenului.
În anii 1940, a debutat comedia Arsenico e vecchia letti de Joseph Kesselring , care va avea un mare succes și datorită versiunii de film aproape contemporane a lui Frank Capra .

Notă

^ (EN) Arthur H. Westing, Erbicide în război: starea actuală și îndoiala viitoare , în Conservarea biologică, vol. 4, nr. 5, 1972, p. 322, DOI : 10.1016 / 0006-3207 (72) 90043-2 .
^ ^a ^b ^c ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
^ (EN) SC Grund și K. Hanusch, Arsenic and Arsenic Compounds, în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a03_113 .
^ (EN) J. Emsley, Nature's Building Blocks: An AZ Guide to the Elements (Ed. Nouă ) , New York, Oxford University Press, 2011, ISBN 978-0-19-960563-7 .
^ Stéphane Gibaud și Gérard Jaouen, medicamente pe bază de arsen: de la soluția Fowler la chimioterapia anticancerigenă modernă , în Topics in Organometallic Chemistry , pe springer.com . , vol. 32, 2010, pp. 1-20, DOI : 10.1007 / 978-3-642-13185-1_1 .
^ Ce este arsenicul, utilizarea lui, curiozitățile istorice , pe depurazioneacquearrigoni.it .
^ (EN) Ian Steadman, Oamenii pot dezvolta o toleranță genetică pentru arsenic la Wired, 17 octombrie 2012. Accesat la 20 iulie 2017.
^ (EN) VP Singh, Toxicitatea și toleranța metalelor la plante și animale , Sarup & Sons, 2008, p. 146, ISBN 978-81-7625-587-5 .
^(EN) otrăvirea cu arsen a apelor subterane din Bangladesh
^ Directiva 98-83-CE , privind acqua-depurazione.it .
^ Eliminați deșeurile periculoase. Nu vă dispersați în mediu.
^ foaie tehnică arsenic pe IFA-GESTIS , pe gestis-en.itrust.de . Adus la 7 iunie 2021 (Arhivat din original la 16 octombrie 2019) .

Bibliografie

Francesco Borgese, Elementele tabelului periodic. Descoperire, proprietăți, utilizări. Manual chimic, fizic, geologic , Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1 .
R. Barbucci, A. Sabatini și P. Dapporto, Tabel periodic și proprietăți ale elementelor , Florența, Edizioni V. Morelli, 1998 (arhivat din original la 22 octombrie 2010) .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lemă « arsenic »
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre arsen

linkuri externe

Arsenico , pe Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene .
Arsenico , pe Sapienza.it , De Agostini .
(EN) Arsenic , pe periodic.lanl.gov, Laboratorul Național Los Alamos .
( EN ) Fapte științifice despre arsen - un rezumat de GreenFacts al raportului publicat de Programul internațional pentru siguranță chimică (IPCS) , su greenfacts.org .
(EN) Arsenic , pe WebElements.com.
(EN) Arsenic , pe EnvironmentalChemistry.com.
( EN ) Lemn și arsenic CCA: efecte toxicologice ale arsenului , pe origen.net . Adus la 31 ianuarie 2005 (arhivat din original la 5 februarie 2005) .
( EN ) Arsenic , pe clu-in.org .
Utilizare și curiozitate despre arsenic , pe depurazioneacquearrigoni.it .
Arsenic în apă potabilă ( PDF ), pe acqua-depurazione.it . Adus la 12 decembrie 2020 (Arhivat din original la 30 martie 2016) .

Controlul autorității	Thesaurus BNCF 25597 · LCCN (RO) sh85007449 · GND (DE) 4003041-6 · BNF (FR) cb11971740q (data) · NDL (RO, JA) 00563271

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei

[1] (EN) Arthur H. Westing, Erbicide în război: starea actuală și îndoiala viitoare , în Conservarea biologică, vol. 4, nr. 5, 1972, p. 322, DOI : 10.1016 / 0006-3207 (72) 90043-2 .

[Gre97-2] ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .

[ullmanns-3] (EN) SC Grund și K. Hanusch, Arsenic and Arsenic Compounds, în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a03_113 .

[4] (EN) J. Emsley, Nature's Building Blocks: An AZ Guide to the Elements (Ed. Nouă ) , New York, Oxford University Press, 2011, ISBN 978-0-19-960563-7 .

[ITOM-5] Stéphane Gibaud și Gérard Jaouen, medicamente pe bază de arsen: de la soluția Fowler la chimioterapia anticancerigenă modernă , în Topics in Organometallic Chemistry , pe springer.com . , vol. 32, 2010, pp. 1-20, DOI : 10.1007 / 978-3-642-13185-1_1 .

[6] Ce este arsenicul, utilizarea lui, curiozitățile istorice , pe depurazioneacquearrigoni.it .

[7] (EN) Ian Steadman, Oamenii pot dezvolta o toleranță genetică pentru arsenic la Wired, 17 octombrie 2012. Accesat la 20 iulie 2017.

[8] (EN) VP Singh, Toxicitatea și toleranța metalelor la plante și animale , Sarup & Sons, 2008, p. 146, ISBN 978-81-7625-587-5 .

[9] (EN) otrăvirea cu arsen a apelor subterane din Bangladesh

[10] Directiva 98-83-CE , privind acqua-depurazione.it .

[11] Eliminați deșeurile periculoase. Nu vă dispersați în mediu.

[12] tehnică arsenic pe IFA-GESTIS , pe gestis-en.itrust.de . Adus la 7 iunie 2021 (Arhivat din original la 16 octombrie 2019) .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]