Какво е арсен характеристики, свойства и приложения

Арсен - елемент азот група химически (група 15 от периодичната система). Това сив метален блясък крехък вещество (α-арсен) с ромбоидни кристална решетка. Когато се загрява до 600 ° С, както сублимира. При охлаждане на парата, нова модификация - Жълта арсен. Над 270 ° C, както всички се движат в черния арсена.

История на откриването

Фактът, че това арсен е бил известен много преди признаването на неговите химични елементи. IV в. Преди новата ера. д. Аристотел говори за едно вещество, наречено "sandarak", която сега се смята, че са били realgar или арсен сулфид. И в пр.н.е. I век. д. автори Pliniy Starshy и Диоскоридес описано Pedany orpiment - боядисване AS2 S3. В XI инча п. д. Различаваме три вида "арсен": бял (AS4 О6), жълт (AS2 S3) и червено (AS4 S4). Самата позиция вероятно е изолиран за пръв път в XIII век, Алберт Велики, който отбеляза появата на метална субстанция, когато Ars, известен също като AS2 S3. Той се нагрява с вода и сапун. Но увереност в това, че естественият учен беше чист арсен, не. Първият истински доказателства за разпределението на чист химичен елемент е с дата до 1649. Немски фармацевт Iogann Shreder получава арсен, загряване в присъствието на въглероден окис. По-късно Nicolas Lemery, френски лекар и химик наблюдава образуването на този химичен елемент чрез нагряване на смес от оксид и калиеви сапуни. До началото на XVIII век, арсен е вече известен като уникален полу-метал.

преобладаване

земната кора и ниска концентрация на арсен е 1,5 ррт. То се намира в почвата и минерали и може да се получи във въздуха, водата и почвата в резултат на водната и ветрова ерозия. Освен това, един елемент навлиза в атмосферата от други източници. В резултат на вулканични изригвания във въздуха се отделя около 3 хиляди души. T арсен годишно, микроорганизми формират 20 хиляди. T летлив metilarsina една година, и като резултат от изгарянето на изкопаеми горива през същия период се разпределя 80 хиляди. Т.

Въпреки факта, че, както е - смъртоносна отрова, е важен компонент на силата на някои животни и евентуално на хора, въпреки че необходимата доза не трябва да надвишава 0,01 мг / ден.

Арсен е изключително трудно да се трансформира в разтворими във вода или летлив състояние. Фактът, че това е доста мобилни, означава, че голяма концентрация на веществото във всяко едно място не може да се появи. От една страна, това е добре, но от друга - лекотата, с която той се разпространява, е причината, че арсен замърсяване става все по-голям проблем. Благодарение на човешката дейност, основно чрез добив и топене, обикновено неподвижни елементи мигрира химични и сега може да се намери не само в местата на естествената му концентрация.

Количеството на арсен в кората е приблизително 5 грама на тон. В пространството, се оценява, като концентрацията на 4 атома на милион силициеви атоми. Този елемент е широко разпространен. Малко количество присъства в естествено състояние. Обикновено образуването на 90-98% арсен чистота срещат заедно с метали като антимон и сребро. Повечето от това, обаче, е част от повече от 150 различни минерали - сулфиди, arsenides, sulphoarsenides и арсенит. Арсенопиритния FeAsS е един от най-често срещаните Както възглавница минерали. Други чести арсенови съединения - минерали realgar AS4 S4, orpiment AS2 S3, loellingite FeAs2 и енаргит Cu3 AsS4. Също обща арсен оксид. Повечето от този материал е страничен продукт на топене на мед, олово, кобалт, и златни руди.

В природата има само един стабилен изотоп на арсен - 75 Що се. Сред изкуствени радиоактивни изотопи освободени 76 Както в полуживот от 26,4 часа. Арсен-72, -74 и -76 се използват в медицинската диагностика.

Промишленото производство и употреба

Метални арсен арсенопирит получава чрез нагряване до 650-700 ° С без достъп на въздух. Ако арсенопирит и други метални руди нагрява с кислород, той лесно влиза Както при това в сублимира на съединението лесно образуващи AS4 О6. известен също като "бял арсен. оксид пари се събират и се кондензират и след това отново се пречистват чрез сублимация. Най Както се получава чрез редукция на въглерод на бяло арсен Така полученият.

Световната консумация на метален арсен е относително малък - само на няколко стотин тона годишно. Голяма част от това, което се консумира, идва от Швеция. Той се използва в металургията заради металоиди свойства. Около 1% на арсена се използва в производството на олово удар, тъй като подобрява закръгленост на стопения капчици. Свойствата на лагер сплав на базата на олово се подобряват както в термични и механични характеристики, когато те съдържат около 3% от арсен. Присъствието на малки количества от този химичен елемент в оловни сплави смекчава тях за използване в батерии и бронята на кабела. Малки примеси са арсен резистентност увеличение корозия и термични свойства на мед и месинг. Чистата елементарен химикала Както бронз се използва за нанасяне на облицовки и пиротехника. Силно арсен намира приложение в полупроводникова технология, която се използва с силиций и германий, както и под формата на галиев арсенид (GaAs) в диоди, лазери и транзистори.

Като съединения

Тъй като арсен валентността е 3 и 5, и има няколко окисление от -3 до 5, елемент, могат да образуват различни видове съединения. Най-важните търговско значение неговите оксиди, които са основните форми на AS4 О6 и AS2 О5. Арсенов оксид, известен като бяло арсен, - страничен продукт печене руди на мед, олово и други метали, както и сулфидни руди и арсенопирит. Той е изходен материал за по-голямата част от другите съединения. В допълнение, той се използва в пестициди, използвани обезцветяващ агент при производството на стъкло и консервант за кожа. арсен пентоксид се образува, когато са изложени на окислител (например, азотна киселина) на бял арсен. Тя е основната съставка на инсектициди, хербициди и лепилото за метал.

Арсин (AsH3), токсична безцветен газ, състояща се от водород и арсен, - е друг известен вещество. Веществото, наричан също арсенов водород, се получават чрез хидролиза на метални arsenides, и възстановяване на метал от арсенови съединения в кисели разтвори. Той е намерил приложение като добавка в полупроводници и военна отровен газ. В селското стопанство голямо значение арсен киселина (H3 AsO4), оловен арсенат (PbHAsO4) и калциев арсенат [Са3 (AsO4) 2], който се използва за стерилизиране на контрола на почвата и на вредителите.

Арсен - химичен елемент образува множество органични съединения. Kakodin (CH3) 2 По-As (CH3) 2. например, използвани при получаването на широко използван сушител (сушител) - какодилова киселина. Комплекс органично съединение на елемент, използван в лечението на някои заболявания като амебна дизентерия, причинено от микроорганизми.

физични свойства

Какво е арсен от гледна точка на нейните физични свойства? В най-стабилно състояние, е крехък твърда стомана сив цвят с ниска топлинна и електрическа проводимост. Въпреки, че някои форми на Както са металоподобни, присвояване му да неметали - по-точна характеристика на арсен. Има и други видове арсен, но те не са много добре проучен, особено жълто метастабилна форма, състояща се от AS4 молекули. като бял фосфор P4. Арсенови сублимира при температура от 613 ° С и под формата съществува като двойка AS4 молекула. които не се дисоциират до температура от около 800 ° С AS2 на пълна дисоциация на молекулата се извършва при 1700 ° С

Атомна структура и способност за формиране на облигации

Електронни арсен формула - 1s 2 2s 2 2p 6 3S 2 3P 6 3d 10 4S 2 4P 3 - като азот и фосфор, който има пет електрони във външната обвивка, но се различава от тях в присъствието на 18 електрони в предпоследния черупката вместо две или осем. Прибавянето на 10 положителни заряди в ядрото по време на пълнене пет 3D-орбитали често причинява общо намаляване на електронен облак и увеличаване електроотрицателност елементи. Арсен в периодичната таблица може да се сравни с други групи, които ясно показват този модел. Например, обикновено се приема, че цинкът е по електроотрицателен от магнезий и галий - от алуминий. Въпреки това, в следващата група, тази разлика намалява, а много от тях не са съгласни с факта, че Германия електроотрицателност на силиций, въпреки изобилието от химически доказателства. Този преход от 8- до 18-клетъчна мембрана от фосфор на арсен може да увеличи електроотрицателност, но остава противоречива.

Сходство Както външната обвивка и Р означава, че те могат да образуват три ковалентни връзки на атом в присъствието на допълнителен несвързан електронна двойка. Следователно окислението трябва да бъде 3 или -3, в зависимост от взаимното относително електроотрицателност. Структурата на арсен също предлага възможността за използване на външен г-орбитали за разширяване на октет, който позволява на елемента, и образуват 5 връзки. Той се реализира само в реакцията с флуор. Наличието на свободна електронна двойка за образуване на комплексни съединения (чрез дарение електрон) Както атом се появява много по-малък от фосфор и азот.

Арсен е стабилен в сух въздух, а във влажна покрита с черен оксид. Изпаренията му лесно изгарят, образувайки AS2 O3. Какво е арсен в свободно състояние? Това на практика не е изложен на водни, основи и не-оксидиращи киселини, но се окислява с азотна киселина в състояние 5. Тъй като арсен реагира халогени, сяра, и много метали образуват arsenides.

аналитична химия

Веществото може да бъде открит качествено арсен като жълто orpiment се утаява под действието на 25% разтвор на солна киселина. Следи от As, обикновено се определя от неговото превръщане в арсин, които могат да бъдат открити чрез тест март. Арсин е термично разлага до образуване на черно огледало на арсен в тясна тръба. По метода Gutzeit сонда импрегнирани с живак хлорид под действието на арсин потъмнее поради утаяване на живак.

арсен токсикологичните характеристики

клетъчна токсичност и неговите производни са широко варира в широки граници, от изключително токсични арсин и неговите производни органични просто като, който е относително инертен. Това е арсен, споменатото използване на неговите органични съединения като химически бойни средства (луизит) и дефолиант блистер средство ( "агент син" на базата на водна смес от 5% от какодилова киселина, 26% натриев сол).

Като цяло, производни на този химичен елемент раздразни кожата и да причини дерматит. Също така се препоръчва защита от вдишване на арсен, съдържащи прах, но най-отравяне се случва при поглъщане. Максимално допустимата концентрация Както в прах на осем часа на ден е 0,5 мг / м 3. арсин доза се намалява до 0,05 части на милион. Освен използването на съединенията от химичен елемент като хербициди и пестициди, арсен приложение в фармакологични получава salvarsan - първата успешна лекарство срещу сифилис.

Влияние върху здравето

Арсен е един от най-токсичните елементи. Неорганични съединения на химическата намерени естествено в малки количества. Потребителите могат да бъдат изложени на арсен чрез храна, вода и въздух. Експозицията може да възникне и при контакт на кожата със заразена почва или вода.

Ефектите на вещества, също подлежат на хората, които работят с тях, живеят в къщи, построени от дърво, обработено с тях, както и на земеделските земи, които в миналото се използват пестициди.

Неорганични арсен може да доведе до различни здравни ефекти като дразнене на стомаха и червата, намалява производството на червени и бели кръвни клетки, промяна на кожата и възпаление на белите дробове. Предполага се, че абсорбцията на значително количество от това вещество може да увеличи шансовете за развитие на рак, по-специално рак на кожата, на белия дроб, черния дроб и лимфната система.

Много високи концентрации на неорганичен арсен са причина за безплодие и спонтанен аборт при жени, дерматит, понижаване на резистентност към инфекции, сърдечно-съдови проблеми и увреждане на мозъка. Освен това, този химичен елемент е способен да уврежда ДНК.

Летална доза бели арсен е 100 мг.

органично съединение на елемент или рак, или повреди на генетичния код не предизвикват, но високи дози може да предизвика увреждане на здравето на хората, като причиняват нервни разстройства или болка в корема.

Както имоти

Основни химични и физични свойства на арсен следното:

• Атомна брой - 33.
• Атомно тегло - 74.9216.
• Точка на топене сива плесен - 814 ° С при налягане от 36 атмосфери.
• Плътност сива плесен - 5,73 гр / см 3 при 14 ° С
• Плътността на жълто форма - 2,03 г / см 3 при 18 ° С
• Електронни арсен формула - 1S 2s 2 2 2 2p 6 3s 3P 6 3d 10 4S 2 4P 3.
• окисление - -3, 3, 5.
• Валентността на арсен - 3, 5.