Oxid arsenios
Oxid arsenios | |
---|---|
Numele IUPAC | |
trioxid diarsenic | |
Denumiri alternative | |
trioxid de arsen, anhidridă de arsen, sesquioxid de arsen, arsen alb, oxid de arsenic (III) [1] | |
Caracteristici generale | |
Formula moleculară sau brută | Ca 2 O 3 |
Masa moleculară ( u ) | 197,84 |
Aspect | solid alb cristalin |
numar CAS | |
Numărul EINECS | 215-481-4 |
PubChem | 261004 |
DrugBank | DBDB01169 |
ZÂMBETE | O=[As]O[As]=O |
Proprietăți fizico-chimice | |
Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 3.865 (arsenolit) 4.15 (claudetită) [1] |
Solubilitate în apă | 17 g / L la 16 ° C [1] |
Temperatură de topire | 275 ° C (527 ° F ) (arsenolit) [1] |
Temperatura de fierbere | 460 ° C (860 ° F) [1] |
Sistem cristalin | polimorf |
Proprietăți termochimice | |
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) | –1313.9 (arsenolit) [2] |
S 0 m (J K −1 mol −1 ) | 214 (arsenolit) [2] |
Proprietăți toxicologice | |
LD 50 (mg / kg) | 14,6 șobolan oral [1] |
Informații de siguranță | |
Simboluri de pericol chimic | |
Pericol | |
Fraze H | 300 - 314 - 350 - 410 [1] |
Sfaturi P | 201 - 280 - 301 + 310 - 330 - 303 + 361 + 353 - 304 + 340 - 305 + 351 + 338 - 308 + 313 [1] |
Oxidul de arsen sau trioxidul de diarsenic este un compus anorganic cu formula As 2 O 3 , unde arsenicul are un număr de oxidare +3. Acest oxid este cel mai important compus comercial al arsenicului , utilizat ca bază pentru alți compuși arsenici , inclusiv compuși organoarsenici . Aproape 50.000 de tone au fost produse în 1991. [3] Multe dintre aplicațiile sale sunt controversate datorită toxicității ridicate a compușilor arsenici.
Structura
Compusul dă naștere la două modificări cristaline, care sunt observate și în cele două minerale arsenolit și claudetit . Cea mai comună formă este arsenolitul care are o structură cristalină cubică ; constă din dimeri As 4 O 6 , izostructurali cu P 4 O 6 , dispuși într-un aranjament asemănător diamantului. [4] [5] Prin încălzirii, claudetite monoclinic forma este obținută, care constă din straturi de ASO 3 piramide că atomii parts de oxigen. [4] În faza gazoasă există molecule ca 4 O 6 care mai sus 800 ° C încep să se disocieze formând monomerul ca 2 O 3 . Condensarea vaporilor sub 250 ° C dă arsenolit, în timp ce peste această temperatură se formează un sticlos As 2 O 3 . [3] [4]
arsenolit (cub) | claudetita I (monoclinic) | claudetita II (monoclinic) |
Sinteză
Din punct de vedere industrial, cea mai mare parte a trioxidului de arsen se obține ca subprodus din minerale arsenicale care sunt tratate cu scopul principal de a obține metale prețioase prezente în cantități mici. Cele mai utilizate minerale sunt arsenopirita (FeAsS) și löllingita (FeAs 2 ). Mineralul este prăjit în condiții atent controlate pentru a forma compuși volatili de arsenic, evitându-se formarea de compuși precum As 2 O 5 sau arseniați , care ar rămâne în materialul prăjit. Este important să se obțină un reziduu cu un conținut scăzut de arsen, pentru a simplifica tratamentele ulterioare ale reziduurilor, din care se obțin metale prețioase precum argintul , aurul și cuprul , dar și nichelul , cobaltul , plumbul . Compușii volatili care conțin arsen sunt condensate, separate și tratate în continuare cu diferite tehnici , în funcție de compoziția reală, până la As 2 O 3 la 95-99%. Numai în China mineralele arsenicale sunt tratate cu scopul principal de a obține arsenic. [3]
În laborator, trioxidul de arsen poate fi preparat prin arderea arsenului elementar sau prin hidroliza triclorurii de arsen : [4] [6]
- 4As + 3O 2 → 2As 2 O 3
- 2AsCl 3 + 3H 2 O → Ca 2 O 3 + 6 HCI
Reactivitate
Trioxidul de arsen este un oxid amfoteric , ușor solubil în apă, unde formează soluții slab acide care conțin în principal speciile As (OH) 3 . Această specie nu a fost niciodată izolată, dar se așteaptă să aibă o structură piramidală. Într-un mediu alcalin, solubilitatea este mai mare și, prin deprotonarea ulterioară a As (OH) 3 , în funcție de pH , speciile [AsO (OH) 2 ] - , [AsO 2 (OH)] 2– și [AsO 3 ] 3 se formează - . [4]
Cu HF anhidru și HCI reacționează pentru a forma AsF 3 și respectiv AsCl 3 : [6]
Trioxidul de arsen trebuie tratat cu oxidanți foarte puternici precum ozonul , peroxidul de hidrogen și acidul azotic pentru a obține pentoxidul de arsen sau acidul corespunzător: [6]
Prin urmare, trioxidul de arsen este mai rezistent la oxidare decât trioxidul de fosfor congener, care prin încălzire simplă arde în aer formând pentoxid de fosfor .
Prin reducerea As 2 O 3 , se obține arsenic sau arsină elementară (AsH 3 ), în funcție de condițiile utilizate. [6] Această reacție a fost folosită în trecut în testul Marsh pentru a determina urmele de arsen.
Utilizări
Trioxidul de arsen este utilizat pe scară largă ca materie primă pentru producția de conservanți ai lemnului, cum ar fi arsenatul de cupru. Acești conservanți sunt folosiți pe scară largă în Statele Unite ale Americii și Malaezia , dar această utilizare este controversată și interzisă în multe alte țări. [3]
De asemenea, este folosit pentru a produce erbicide și insecticide, în conservarea pielii, ca agent de înălbire în industria sticlei, pentru a prepara arsenic elementar și alți compuși de arsen, în industria electronică. [3] [5] În trecut, a fost folosit pentru obținerea pigmentului verde din Paris și a medicamentului Neosalvarsan .
Trioxidul de arsen are avantajul de a fi un standard primar și din acest motiv este utilizat în chimia analitică pentru standardizarea oxidanților utilizați în volum. [5]
Aplicații în medicină
Deși toxicitatea arsenicului este bine cunoscută, trioxidul de arsen a fost utilizat în medicină încă din medicina tradițională chineză , unde este cunoscut sub numele de Pi Shuang și este încă utilizat pentru tratarea cancerului și a altor boli. [7] În homeopatie se numește arsenicum album . Trioxidul de arsen a fost conținut în diferite medicamente care s-au dovedit mai târziu ineficiente sau periculoase, cum ar fi soluția Fowler . [8]
În anii 1970, cercetătorii chinezi au investigat dacă trioxidul de arsen utilizat în medicina tradițională chineză ar putea fi utilizat în tratamentul leucemiei acute promielocitare . [9] Mai târziu, studii efectuate atât de cercetători chinezi, cât și de cei occidentali au condus la dezvoltarea medicamentului Trisenox, care în 2000 a fost aprobat de Food and Drug Administration (FDA) pentru tratamentul leucemiei . [10] Sub denumirea comercială Trisenox, trioxidul de arsen este o chimioterapie aprobată de FDA pentru cazurile de leucemie promielocitară acută care nu răspund la medicamente elective precum tretinoina . S-a demonstrat că trioxidul de arsen induce apoptoza în celulele canceroase. Acest medicament prezintă riscuri semnificative, având în vedere toxicitatea arsenului. [11] [12] Utilizarea combinată a tretinoinei și tretinoinei de arsen a fost aprobată de FDA pentru tratamentul anumitor tipuri de leucemie. [13] Un medicament care conține trioxid de arsen a fost, de asemenea, dezvoltat la Universitatea din Hong Kong, care poate fi administrat pe cale orală, mai degrabă decât intravenos. [14]
Toxicologie
Proprietățile toxice ale trioxidului de arsen sunt legendare și sunt cuprinse în literatura de specialitate. [15] [16] [17] Trioxidul de arsen este absorbit rapid de sistemul digestiv. Efectele toxice prin inhalare sau contact cu pielea sunt, de asemenea, cunoscute. Eliminarea este inițial rapidă, cu un timp de înjumătățire de 1-2 zile, după metilare pentru a forma acid monometilarsonic și acid dimetilarsonic, care sunt excretați în urină. Cu toate acestea, o anumită cantitate, care poate fi de 30-40% cu expunere repetată, este încorporată în oase, mușchi, piele, păr și unghii (toate țesuturile bogate în keratină ) și este eliminată în săptămâni sau luni.
Primele simptome ale otrăvirii acute cu arsenic sunt la nivel digestiv: vărsături, dureri abdominale, diaree însoțită adesea de sângerări. Dozele sub-letale pot provoca convulsii, probleme cardiovasculare, inflamații hepatice și renale și anomalii ale coagulării sângelui. Apoi apar dungi albe caracteristice pe unghii (linii Mees) și apare căderea părului. Dozele mai mici provoacă probleme cu ficatul și rinichii și modificări ale pigmentării pielii. Chiar și soluțiile diluate de trioxid de arsen sunt periculoase pentru contactul cu ochii.
Intoxicația cronică cu arsenic este cunoscută sub numele de arsenicoză . Această boală afectează lucrătorii de turnătorie, persoanele care beau apă potabilă conținând cantități mari de arsenic (0,3-0,4 ppm) și pacienții care urmează tratamente îndelungate cu medicamente pentru arsen. Studiile asupra lucrătorilor din topitoriile de cupru din Statele Unite, Japonia și Suedia indică un risc de 6-10 ori mai mare de cancer pulmonar pentru lucrătorii cei mai expuși decât pentru populația normală. Ingerarea pe termen lung a trioxidului de arsen din apa potabilă sau din medicamente poate provoca cancer de piele. Probleme de reproducere au fost observate, de asemenea, într-un studiu al femeilor expuse la praf de trioxid de arsen, deoarece acestea erau angajate sau trăiau în apropierea topitorilor de cupru.
În Austria există așa-numiții „consumatori de arsenic din Stiria ”, persoane care ingeră trioxid de arsen în doze mult mai mari decât doza letală fără nicio problemă aparentă. [17] [18] [19] [20]
Notă
- ^ a b c d e f g h GESTIS .
- ^ a b Doa98
- ^ a b c d și Grund și Hanusch 2002
- ^ a b c d și Greenwood și Earnshaw 1997
- ^ a b c Patnaik 2003
- ^ A b c d Brauer 1963
- ^ Gielen și Tiekink 2008 , p. 298 .
- ^ Gibaud și Jaouen 2010
- ^ Rao și colab. 2013
- ^ Bian și colab. 2012
- ^ Soignet și colab. 2001
- ^ Antman 2001
- ^ Zhu și colab. 2002
- ^ Au și colab. 2003
- ^ Emsley 2005
- ^ Flaubert 1856
- ^ a b Whorton 2011
- ^ New York Times 1885
- ^ Allesch 1959
- ^ Przygoda și colab. 2001
Bibliografie
- ( DE ) RM Allesch, Arsenik. Seine Geschichte in Österreich , in Archiv für vaterländische Geschichte und Topographie , vol. 54, Klagenfurt, Kleinmayr, 1959.
- ( EN ) KH Antman, Introducere: Istoria trioxidului de arsen în terapia cancerului , în Oncologist , vol. 6, Suplimentul 2, 2001, pp. 1-2, PMID 11331433 .
- ( RO ) W.-Y. Au, CR Kumana, M. Kou și alții, Trioxid de arsenic oral în tratamentul leucemiei acute promielocitare recidivante , în Sânge , vol. 102, nr. 1, 2003, pp. 407–408, DOI : 10.1182 / blood-2003-01-0298 .
- I. Bertini și F. Mani, Chimie anorganică , CEDAM, ISBN 88-13-16199-9 .
- ( EN ) Z. Bian, S. Chen, C. Cheng, J. Wang, H. Xiao și H. Qin, Dezvoltarea de noi medicamente din analele medicinei chineze , în Acta Pharmaceutica Sinica B , vol. 2, nr. 1, 2012, pp. 1-7, DOI : 10.1016 / j.apsb.2011.12.007 .
- ( EN ) G. Brauer, Manual de preparare chimie anorganică , vol. 1, ediția a II-a, New York, Academic Press, 1963, ISBN 0-323-16127-8 .
- ( EN ) GO Doak, GG Long și LD Freedman, compuși arsenici , în Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , ediția a IV-a, John Wiley & Sons, 1998.
- ( EN ) J. Emsley, Arsenic , în Elementele crimei , Oxford, Oxford University Press, 2005, ISBN 0-19-280599-1 .
- Gustave Flaubert , Madame Bovary , 1856.
- GESTIS, trioxid de diarsenic , pe gestis-en.itrust.de . Adus la 17 noiembrie 2015 . Pagina trioxid de arsen în baza de date GESTIS.
- ( EN ) S. Gibaud și G. Jaouen, Arsenic-based Drugs: From Fowler's Solution to Modern Anticancer Chemiot , în Topics in Organometallic Chemistry , vol. 32, 2010, pp. 1-20, DOI : 10.1007 / 978-3-642-13185-1_1 .
- ( EN ) M. Gielen și ER Tiekink (eds), Medicamente metaloterapeutice și agenți de diagnostic pe bază de metale: utilizarea metalelor în medicină , Wiley, 2008, ISBN 0-470-86403-6 .
- ( 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 și compuși arsenici , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a03_113 .
- (EN) Arsenic Eaters , în New York Times, 26 iulie 1885.
- ( EN ) P. Patnaik, Manual de produse chimice anorganice , New York, McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8 .
- ( EN ) G. Przygoda, J. Feldmann și WR Cullen, The arsenic eaters of Styria: a different picture of people who were chronically exposición to arsenic , in Applied Organometallic Chemistry , vol. 15, nr. 6, 2001, pp. 457–462, DOI : 10.1002 / aoc.126 .
- ( EN ) Y. Rao, R. Li și D. Zhang, Un medicament din otravă: cum a fost descoperit efectul terapeutic al trioxidului de arsen asupra leucemiei promielocitice acute , în Sci. China Life Sci. , Vol. 56, nr. 6, 2013, pp. 495–502, DOI : 10.1007 / s11427-013-4487-z .
- ( EN ) SL Soignet, SR Frankel, D. Douer și colab., Studiul multicentric al Statelor Unite al trioxidului de arsen în leucemia promielocitară acută recidivantă , în J. Clin. Oncol. , vol. 19, nr. 18, 2001, pp. 3852-60, PMID 11559723 .
- ( EN ) JC Whorton, The Arsenic Century: How Victorian Britain was Poisoned at Home, Work, and Play , prima ediție, Oxford University Press, 2011, ISBN 978-0-19-960599-6 .
- ( EN ) J. Zhu, Z. Chen, V. Lallemand-Breitenbach și H. De Thé, How the acute promyelocytic leucemia resived arsenic , în Nature Reviews Cancer , vol. 2, nr. 9, 2002, pp. 705-714, DOI : 10.1038 / nrc887 .
Elemente conexe
Alte proiecte
- Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre oxid arsenios