Je, arsenic ni nini? Tabia, mali na programu

Arsenic ni kipengele cha kemikali cha kikundi cha nitrojeni (kikundi 15 cha meza ya mara kwa mara). Huu ni kijivu, chuma cha mchanganyiko wa dhahabu (α-arsenic) na bandari ya kioo ya rhombohedral. Wakati mkali kufikia 600 ° C, Kama vibaya. Wakati mvuke imepozwa, mabadiliko mapya yanatokea - arsenic ya njano. Zaidi ya 270 ° C Wote kama fomu zinaingia kwenye arsenic nyeusi.

Historia ya ugunduzi

Kuhusu nini arsenic ilijulikana muda mrefu kabla ya kutambuliwa kama kipengele cha kemikali. Katika karne ya IV. BC. E. Aristotle alitaja kitu kinachoitwa "sandarak", ambayo sasa inaaminika kuwa sulphidi halisi au ya arsenic. Na katika karne ya AD. E. Waandishi Pliny Mzee na Pedanius Dioscorides walielezea auripigment, rangi ya ₂ S ₃ . Katika karne ya XI. N. E. Aina tatu za "arsenic" zilijulikana: nyeupe (kama ₄ O ₆ ), njano (kama ₂ S ₃ ) na nyekundu (kama ₄ S ₄ ). Kipengele yenyewe pengine ilikuwa ya kwanza pekee katika karne ya 13 na Albert Mkuu, ambaye alibainisha kuonekana kwa dutu kama chuma, wakati arsenicum, jina lingine kama ₂ S ₃ , lilikuwa limejaa sabuni. Lakini hakuna uhakika kwamba mwanasayansi huyo wa asili amepokea arsenic safi. Hati ya kwanza ya kutengwa kwa kipengele cha kemikali safi ni tarehe 1649. Mchungaji wa Ujerumani Johann Schroeder aliandaa arsenic kwa kupokanzwa oksidi yake mbele ya makaa ya mawe. Baadaye Nikola Lemery, daktari wa Kifaransa na mtaalamu wa kemia, aliona kuundwa kwa kipengele hiki cha kemikali kwa kupokanzwa mchanganyiko wa oksidi yake, sabuni na potashi. Mwanzoni mwa karne ya 18, arsenic ilikuwa tayari inajulikana kama semimetal ya pekee.

Kuenea

Katika ukonde wa dunia, ukolezi wa arsenic ni mdogo na ni 1.5 ppm. Inapatikana katika udongo na madini na inaweza kuingia hewa, maji na udongo kutokana na mmomonyoko wa upepo na maji. Aidha, kipengele kinaingia kwenye anga kutoka vyanzo vingine. Kwa sababu ya mlipuko wa volkano, tani 3,000 za arsenic hutolewa katika hewa kwa mwaka, microorganisms huunda tani 20,000 za methylarsini tete kwa mwaka, na kutokana na mafuta ya mafuta ya mafuta ya mafuta yanayotokana na tani 80,000 wakati huo huo.

Pamoja na ukweli kwamba Kama ni sumu yenye mauti, ni sehemu muhimu ya lishe ya wanyama wengine na, labda, mtu, ingawa kipimo cha lazima hauzidi 0.01 mg / siku.

Arsenic ni vigumu sana kutafsiri katika hali ya maji ya mumunyifu au yenye tete. Ukweli kwamba ni simu ya mkononi kabisa inamaanisha kwamba viwango vingi vya jambo katika sehemu moja havionekani. Kwa upande mmoja, ni nzuri, lakini kwa upande mwingine - urahisi ambao unenea, ni sababu kwamba uchafuzi wa arsenic unakuwa shida kubwa. Kwa sababu ya shughuli za binadamu, hasa kutokana na madini na smelting, kawaida kipengele immobile kemikali huhamia, na sasa inaweza kupatikana si tu katika maeneo ya ukolezi wa asili.

Kiasi cha arsenic katika ukubwa wa dunia ni karibu 5 g kwa tani. Katika nafasi, ukolezi wake inakadiriwa kuwa atomi 4 kwa milioni ya atomi za silicon. Kipengele hiki ni kusambazwa sana. Kiasi kidogo kilichopo katika hali ya asili. Kama kanuni, mafunzo ya arsenic na usafi wa 90-98% hupatikana pamoja na metali kama antimoni na fedha. Zaidi ya hayo, hata hivyo, ni sehemu ya madini zaidi ya 150 - sulphides, arsenides, sulphoarsenides na arsenites. Arsenopyrite FeAsS ni mojawapo ya madini ya kawaida yaliyomo. Mengine ya misombo ya arsenic ya kawaida ni madini kama ₄ S ₄ halisi _, auripigment kama ₂ S _{3, ya} lelligite ya FeAs ₂ na enargite ya Cu ₃ AsS ₄ . Arsenic oksidi pia ni ya kawaida. Wengi wa dutu hii ni kwa-bidhaa ya smelting ya shaba, risasi, cobalt na ores dhahabu.

Kwa asili, kuna isotopu moja tu imara ya arsenic - ⁷⁵ Kama. Miongoni mwa isotopesi za bandia za mionzi, ⁷⁶ Kama ilivyojulikana na nusu ya maisha ya masaa 26.4 Arsenic-72, -74 na -76 hutumiwa katika uchunguzi wa matibabu.

Uzalishaji wa viwanda na matumizi

Arsenic ya chuma huzalishwa na joto la arsenopyrite hadi 650-700 ° C bila upatikanaji wa hewa. Ikiwa arsenopyrite na ores nyingine za chuma zinapokanzwa na oksijeni, Kwa urahisi huingia ndani ya kiwanja na hayo, na kuunda kwa urahisi kama ndogo ya ₄ O ₆ , pia inajulikana kama "arsenic nyeupe". Vipu vya oksidi hukusanywa na kuvumiwa, na baadaye kutakaswa na upyaji wa maji. Wengi wa As huzalishwa na kupunguza kwake na kaboni kutoka kwa arsenic nyeupe iliyopatikana kwa njia hii.

Matumizi ya kimataifa ya arsenic ya chuma ni ndogo - tu tani mia chache kwa mwaka. Zaidi ya kile kinachotumiwa hutoka Sweden. Inatumika katika metallurgy kwa sababu ya mali zake za metalloid. Kuhusu asilimia 1 ya arsenic hutumiwa katika uzalishaji wa risasi ya risasi, kama inaboresha upungufu wa tone la kusufi. Mali ya aloi za kuzaa za kuongoza huboresha wote katika mali za mafuta na mitambo, wakati zina vyenye asilimia 3 ya arsenic. Kuwepo kwa kiasi kidogo cha kipengele hiki cha kemikali katika aloi za risasi huwachochea kwa matumizi ya betri za rechargeable na silaha za cable. Mchanganyiko mdogo wa arsenic huongeza upinzani wa kutu na mali ya shaba ya shaba na shaba. Kwa hali yake safi, kemikali ya msingi kama vile hutumiwa kwa mipako ya shaba na pyrotechnics. Arsenic iliyosafishwa sana hutumiwa katika teknolojia ya semiconductor, ambapo hutumiwa na silicon na germanium, na vilevile kama vile gallium arsenide (GaAs) katika diodes, lasers na transistors.

Maunzi Kama

Tangu valence ya arsenic ni 3 na 5, na ina digrii za vioksidishaji kutoka -3 hadi +5, kipengele kinaweza kuunda aina mbalimbali za misombo. Thamani muhimu ya kibiashara ni oksidi zake , aina kuu ambazo ni As ₄ O ₆ na As ₂ O ₅ . Oxydi yenye sumu, inayojulikana kama arsenic nyeupe, ni kwa bidhaa ya kuchoma shaba, risasi na metali nyingine, pamoja na ores arsenopyrite na sulfudi. Ni nyenzo ya kuanzia kwa misombo mingi. Kwa kuongeza, hutumiwa kwa dawa za dawa, hutumikia kama uharibifu katika uzalishaji wa kioo na kihifadhi kwa ngozi. Pentoxide ya Arsenic huundwa na hatua ya wakala wa oksidi (kwa mfano asidi ya nitriki) kwenye arsenic nyeupe. Ni kiungo kuu cha wadudu, dawa za kulevya na gundi ya chuma.

Arsin (AsH ₃ ), gesi yenye rangi isiyo na rangi yenye arsenic na hidrojeni, ni dutu nyingine inayojulikana. Dutu, pia huitwa arsenic, huzalishwa na hidrolisisi ya arsenides ya chuma na kupunguza metali kutoka kwa misombo ya arsenic katika ufumbuzi wa asidi. Imegundua programu kama vidonge vya doping katika semiconductors na gesi ya sumu ya sumu. Katika kilimo, asidi ya arsenic (H ₃ AsO ₄ ), arsenate ya risasi (PbHAsO ₄ ) na arsenate ya kalsiamu [Ca ₃ (AsO ₄ ) ₂ ], ambayo hutumiwa kwa ajili ya kuzuia udongo na kudhibiti wadudu, ni muhimu sana.

Arsenic ni kipengele cha kemikali kinachounda aina nyingi za misombo ya kikaboni. Kakodin (CH ₃ ) ₂ Kama-As (CH ₃ ) ₂ , kwa mfano, hutumiwa katika utayarishaji wa asidi ya kukausha sana (kavu wakala) - asidi ya cacodyl. Misombo ya kikaboni ya kipengele hutumika katika kutibu magonjwa fulani, kwa mfano, tumbo la amoebic linasababishwa na microorganisms.

Mali ya kimwili

Je, arsenic ni nini kulingana na mali yake ya kimwili? Katika hali imara zaidi, ni imara imara ya kijivu cha chuma na conductivity ya chini ya mafuta na umeme. Ingawa aina fulani za As ni zenye chuma, zinazotajwa kwa yasiyo ya metali ni sifa sahihi zaidi ya arsenic. Kuna aina nyingine za arsenic, lakini hawajasome vizuri sana, hasa aina ya njano ya njano, inayojumuisha kama molekuli ₄ , kama phosphorus nyeupe P ₄ . Arsenic ni ndogo kwa kiwango cha joto la 613 ° C, na kama mvuke ipo kama vile molekuli ₄ , ambazo hazipatikani na joto la juu ya 800 ° C. Kufafanua kamili kwa molekuli kama ₂ hutokea saa 1700 ° C.

Muundo wa atomi na uwezo wa kuunda vifungo

Fomu ya arsenic ya umeme - 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ^{3 -} inafanana na nitrojeni na fosforasi kwa kuwa kuna elektroni tano katika kamba ya nje, lakini inatofautiana na kuwepo kwa elektroni 18 katika shell ya mwisho badala ya mbili au Nane. Kuongeza mashtaka 10 mazuri wakati wa kujazwa kwa orbitals tano tatu mara nyingi husababisha upungufu kwa ujumla katika wingu la electron na ongezeko la electronegativity ya vipengele. Arsenic katika meza ya mara kwa mara inaweza kulinganishwa na makundi mengine ambayo yanaonyesha wazi ruwaza hii. Kwa mfano, inakubaliwa kwa ujumla kuwa zinc ni zaidi ya upasuaji kuliko magnesiamu, na galliamu ni zaidi ya aluminium. Hata hivyo, katika makundi yafuatayo tofauti hii inapungua, na wengi hawakubaliani kwamba germanium ni electronegative kuliko silicon, licha ya wingi wa ushahidi wa kemikali. Mpito huo kutoka kwa sehemu ya 8- hadi 18-kipengele kutoka kwa phosphorus hadi kwenye arsenic inaweza kuongeza upeo wa utawala, lakini hii inabakia kuwa na utata.

Ufanana wa shell ya nje Kama As na P wanapendekeza kwamba wanaweza kuunda vifungo 3 vyema kwa atomi mbele ya jozi ya ziada ya elektroni isiyounganishwa. Kwa hiyo kiwango cha oxidation lazima iwe +3 au -3, kulingana na upatanisho wa kifedha. Muundo wa arsenic pia unaonyesha uwezekano wa kutumia d-orbitals nje ya kupanua octet, ambayo inaruhusu kipengele kuunda vifungo 5. Inatambuliwa tu wakati wa kuitikia na fluorin. Kuwepo kwa jozi ya elektroni ya bure kwa kuundwa kwa misombo tata (kwa njia ya mchango wa elektroni) katika Atom kama inavyoonekana chini sana kuliko phosphorus na nitrojeni.

Arsenic imara katika hewa kavu, lakini katika mvua inafunikwa na oksidi nyeusi. Mvuke wake huwaka moto kwa urahisi, unaunda kama ₂ O ₃ . Nini arsenic katika hali ya bure? Haifai kuathiriwa na asidi ya maji, alkali na zisizo za oksidi, lakini husababishwa na asidi ya nitriki kwa hali ya +5. Arsenic humenyuka halojeni, sulfuri, na metali nyingi huunda arsenides.

Kemia ya uchambuzi

Dutu ya arsenic inaweza kuonekana kwa usahihi kwa namna ya auripigment ya njano, imepunguzwa na ufumbuzi wa asilimia 25 ya hidrokloric. Maelekezo ya Kama, kama sheria, imedhamiriwa na kuibadilisha, na inaweza kuambukizwa kutumia mtihani wa Marsh. Arsin imeharibiwa sana, na kuunda kioo nyeusi kutoka kwa arsenic ndani ya tube nyembamba. Kulingana na njia ya Gutzait, uchunguzi uliowekwa na kloridi ya zebaki chini ya hatua ya Arsin darkens kutokana na kutolewa kwa zebaki.

Tabia za sumu ya arsenic

Toxicity ya kipengele na derivatives yake inatofautiana sana, kuanzia arsine sumu kali na derivatives yake ya kikaboni tu Kama, ambayo ni kiasi cha inert. Je, arsenic inasemekana kuwa matumizi ya misombo yake ya kikaboni kama vitu vya sumu vikali (lewisite), vesicant na defoliant ("Agent blu" kulingana na mchanganyiko wa maji ya asilimia 5% ya asidi ya cacodyl 26% ya chumvi yake ya sodiamu).

Kwa ujumla, derivatives ya kemikali hii kipengele inakera ngozi na kusababisha ugonjwa wa ugonjwa. Ulinzi dhidi ya kuvuta pumzi ya vumbi vya arsenic pia inapendekezwa, lakini wengi wa sumu hutokea wakati umeingizwa. Upeo wa juu unaoruhusiwa wa Kama kama katika vumbi kwa siku ya kazi ya saa nane ni 0.5 mg / m ³ . Kwa kipimo, dozi imepungua kwa sehemu 0.05 kwa milioni. Mbali na kutumia misombo ya kipengele hiki cha kemikali kama herbicides na pesticides, matumizi ya arsenic katika pharmacology iliwezekana kupata salvarsan, dawa ya kwanza ya mafanikio dhidi ya kaswisi.

Athari juu ya afya

Arsenic ni moja ya mambo yenye sumu. Misombo isiyo ya kawaida ya kemikali hii katika hali ya asili hutokea kwa kiasi kidogo. Watu wanaweza kuwa wazi kwa arsenic kupitia chakula, maji na hewa. Mfiduo unaweza pia kutokea wakati wa mawasiliano ya ngozi na udongo au maji yaliyochafuliwa.

Maudhui ya arsenic katika chakula ni ya chini kabisa. Hata hivyo, viwango vyake katika samaki na dagaa vinaweza kuwa vya juu sana, kwani vinachukua kipengele hicho cha kemikali kutoka kwa maji wanayoishi. Kiasi kikubwa cha arsenic inorganic katika samaki inaweza kuwa hatari kwa afya ya binadamu.

Madhara ya dutu hii pia huathiriwa na watu wanaofanya kazi nayo, wanaishi katika nyumba zilizojengwa kutoka kwa kuni zilizopangwa nao, na kwenye ardhi ya kilimo, ambapo dawa za dawa za kulevya zilitumiwa zamani.

Arsenic isiyo ya kawaida inaweza kusababisha madhara mbalimbali juu ya afya ya binadamu, kama inakera ya tumbo na tumbo, kupunguza uzalishaji wa seli nyekundu na nyeupe za damu, mabadiliko ya ngozi na hasira ya mapafu. Inaaminika kwamba kunywa kwa kiasi kikubwa cha dutu hii kunaweza kuongeza uwezekano wa kuendeleza kansa, hasa kansa ya ngozi, mapafu, ini na mfumo wa lymphatic.

Viwango vikubwa sana vya arsenic zisizo za kawaida ni sababu ya kutokuwepo na utoaji wa mimba kwa wanawake, ugonjwa wa uzazi, kupunguza upinzani wa mwili kwa magonjwa, matatizo ya moyo na uharibifu wa ubongo. Aidha, kipengele hiki cha kemikali kinaweza kuharibu DNA.

Dalili mbaya ya arsenic nyeupe ni 100 mg.

Misombo ya kiumbe ya kipengele si kansa wala kuharibu kanuni za maumbile, lakini kiwango kikubwa kinaweza kuharibu afya ya binadamu, kwa mfano, kusababisha ugonjwa wa neva au maumivu ya tumbo.

Mali ya As

Kemikali kuu-kimwili mali ya arsenic ni kama ifuatavyo:

• Nambari ya atomiki ni 33.
• Uzito wa atomiki ni 74.9216.
• Kiwango cha kuyeyuka kwa fomu ya kijivu ni 814 ° C kwa shinikizo la anga 36.
• Uzito wa fomu ya kijivu ni 5.73 g / cm ³ Saa 14 ° C.
• Uzito wa fomu ya njano ni 2.03 g / cm ³ saa 18 ° C.
• Njia ya elektroniki ya arsenic ni 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ³ _.
• Hali ya oxidation ni -3, +3, +5.
• Valence ya arsenic - 3, 5.