arsenic Este un semimetal sau metaloid care aparține grupului 15 sau VA al tabelului periodic. Este reprezentat de simbolul chimic As, iar numărul său atomic este 33. Poate fi găsit în trei forme alotrope: galben, negru și gri; acesta din urmă fiind singurul cu importanță industrială.
Arsenicul cenușiu este un solid fragil, cu aspect metalic, cu o culoare oțel, cristalină (imaginea de mai jos). Își pierde strălucirea atunci când este expus la aer, formând oxid de arsen (AsDouăSAU3), care la încălzire emite un miros de usturoi. Pe de altă parte, alotropii săi galbeni și negri sunt moleculari, respectiv amorfi..
Arsenicul se găsește în scoarța terestră asociată cu numeroase minerale. Doar o mică proporție se găsește în statul natal, oricum asociată cu antimoniul și argintul.
Printre cele mai frecvente minerale în care se găsește arsenic se numără următoarele: realgar (As4S4), orpimentul (AsDouăS3), loellingit (FeAsDouă) și enargit (Cu3Cur4). Arsenicul se obține și ca subprodus al topirii metalelor precum plumbul, cuprul, cobaltul și aurul..
Compușii arsenici sunt toxici, în special arsina (AsH3). Cu toate acestea, arsenicul are numeroase aplicații industriale, inclusiv alierea cu plumb, utilizată la fabricarea bateriilor auto și alierea cu galiu cu diverse utilizări în electronică..
Indice articol
Denumirea de „arsenic” provine din latinescul arsenicum și din grecescul arsenikon, referindu-se la orpimentul galben, care a fost principala formă de utilizare a arsenicului de către alchimiști..
Arsenicul, cu mult înainte de a fi recunoscut ca element chimic, a fost cunoscut și utilizat sub forma compușilor săi. De exemplu, Aristotel în secolul al IV-lea î.Hr. a scris despre sandarache, o substanță despre care acum se crede că este sulfura de arsen.
Pliniu cel Bătrân și Pedanius Discórides, în secolul I d.Hr., au descris orpimentul, un mineral format dinDouăS3. În secolul al XI-lea, au fost recunoscute trei specii de arsenic: alb (As4SAU4), galbenul (AsDouăS3) și roșu (As4S4).
Arsenicul ca element pur a fost observat pentru prima dată de Albertus Magnus (1250). Magnus a încălzit sulfura de arsen cu săpun, observând apariția unei substanțe cu o caracteristică similară cu alotropul cenușiu din imagine. Cu toate acestea, primul raport autentic al izolării sale a fost publicat în 1649 de Johann Schroeder, un farmacist german..
Schroeder a preparat arsenicul prin încălzirea oxidului său cu cărbune. Ulterior, Nicolas Lémery a reușit să-l producă încălzind un amestec de oxid de arsen, săpun și potasiu. În secolul al XVIII-lea, acest element a fost în cele din urmă recunoscut ca un semi-metal.
Arsenicul este izomorf până la antimoniu; adică sunt identici din punct de vedere structural, diferind doar prin mărimea atomilor lor. Fiecare atom de arsen formează trei legături covalente As-As, în așa fel încât să genereze unități hexagonale As6 „Îndoit sau abrupt”, deoarece hibridizarea atomilor de As este sp3.
Apoi unitățile As6 acestea se conectează dând naștere unor straturi pure de arsenic, care interacționează slab între ele. Datorită forțelor lor intermoleculare, dependente mai ales de masele lor atomice, cristalele romboedrice de arsenic conferă solidului o textură fragilă și fragilă..
Posibil datorită respingerilor perechii de electroni liberi de arsenic, As6 formate între straturi paralele nu definesc un octaedru perfect, dar distorsionat:
Rețineți că sferele negre desenează planul distorsionat în spațiul dintre două straturi abrupte. La fel, în stratul de mai jos există sfere albăstrui care, împreună cu sfera neagră, alcătuiesc unitatea As6 menționată la începutul secțiunii.
Structura arată ordonată, rândurile merg în sus și în jos și, prin urmare, este cristalină. Cu toate acestea, poate deveni amorf, cu sfere stoarse în moduri diferite. Când arsenicul cenușiu devine amorf, acesta se transformă într-un semiconductor.
Arsenicul galben, cel mai toxic alotrop al acestui element, este un solid pur molecular. Se compune din molecule de As4 unități prin forțe de dispersie slabe, care nu le împiedică să se volatilizeze.
Arsenicul negru este amorf; dar nu cum poate fi alotropul cenușiu. Structura sa este ușor similară cu cea descrisă cu diferența că planurile sale de unități As6 au suprafețe mai mari și diferite modele de dezordine.
[Ar] 3d104sDouă4p3
Are toate orbitalele de nivel 3 umplute. Formează legături folosind orbitalii 4s și 4p (la fel ca 4d) prin diferite hibridizări chimice.
74,922 g / mol
Arsenicul cenușiu este un solid cenușiu cu aspect metalic și o consistență fragilă..
Trei forme alotrope, galben (alfa), negru (beta) și gri (gamma).
Toaletă
Fără gust
1.090 K la 35,8 atm (triplu punct de arsenic).
La presiune normală nu are punct de topire, deoarece se sublimă la 887 K.
-Arsenic gri: 5,73 g / cm3.
-Arsenic galben: 1,97 g / cm3.
Insolubil
139 pm
13,1 cm3/ mol
120 pm
0,328 J / gmol la 20 ° C
32,4 kJ / mol
2.18 pe scara Pauling
Prima energie de ionizare 946,2 kJ / mol
-3, +3, +5
Arsenicul elementar este stabil în aerul uscat, dar când este expus la aerul umed, acesta este acoperit cu un strat galben bronz care poate deveni un strat negru de oxid de arsenic (CaDouăSAU3).
Când arsenicul este încălzit până la descompunere, acesta emite fum alb de AsDouăSAU3. Procedura este periculoasă, deoarece arsina, un gaz foarte otrăvitor, poate fi, de asemenea, eliberată.
180 ° C
3.5 pe scara de duritate Mohs.
Nu este atacat de acid sulfuric rece sau acid clorhidric concentrat. Reacționează cu acid azotic fierbinte sau acid sulfuric, formând acid arsenic și acid arsenic.
Când arsenicul cenușiu este volatilizat prin încălzire și vaporii se răcesc rapid, se formează un arsenic galben. Aceasta revine la forma cenușie, când este supusă luminii ultraviolete.
O cantitate mică de arsenic adăugată la plumb, își întărește aliajele suficient pentru a le folosi la acoperirea cablurilor și la fabricarea bateriilor auto..
Adăugarea de arsen în alamă, un aliaj de cupru și zinc, crește rezistența sa la coroziune. Pe de altă parte, corectează sau reduce pierderile de zinc din alamă, ceea ce determină o creștere a duratei sale de utilizare..
Arsenicul purificat este utilizat în tehnologia semiconductorilor, unde este utilizat împreună cu galiul și germaniu, precum și sub formă de arsenidă de galiu (GaAs), care este al doilea semiconductor cel mai utilizat.
GaA-urile au o distanță de bandă directă, care poate fi utilizată în fabricarea diodelor, laserelor și LED-urilor. Pe lângă arsenura de galiu, există și alte arsenide, cum ar fi arsenura de indiu și arsenura de aluminiu, care sunt, de asemenea, semiconductori III-V..
Între timp, arsenura de cadmiu este un semiconductor de tip II-IV. Arsine a fost utilizat în dopajul cu semiconductori.
Majoritatea aplicațiilor au fost abandonate datorită toxicității lor ridicate și a compușilor lor. AsulDouăSAU3 a fost folosit ca pesticid, în timp ce AsDouăSAU5 este un ingredient al erbicidelor și insecticidelor.
Acid arsenic (H3AsO4) și săruri precum arseniat de calciu și arseniat de plumb au fost utilizate pentru sterilizarea solurilor și controlul dăunătorilor. Acest lucru creează un risc de contaminare a mediului cu arsenic..
Arseniatul de plumb a fost folosit ca insecticid pe pomi fructiferi până în prima jumătate a secolului XX. Dar, din cauza toxicității sale, a fost înlocuit cu metilarsenat de sodiu, care a încetat să mai fie utilizat din același motiv din 2013.
Până în secolul al XX-lea, mai mulți dintre compușii săi erau folosiți ca medicamente. Arfenamina și neolsalvarsanul, de exemplu, au fost utilizate în tratamentul sifilisului și tripanosomiazei.
În 2000, utilizarea AsDouăSAU3, Compus foarte toxic, în tratamentul leucemiei acute promielocitare rezistente la acidul retinoic all-trans. Recent, a fost folosit izotopul radioactiv 74Ace pentru localizarea tumorii.
Izotopul produce imagini bune, mai clare decât cele obținute cu 124Eu, deoarece iodul este transportat la tiroidă și produce zgomot în semnal.
Arsenicul a fost folosit în trecut ca aditiv pentru hrana animalelor la producția de păsări și porci.
Este utilizat ca catalizator la fabricarea oxidului de etilenă. Este, de asemenea, utilizat în artificii și bronzare. Oxidul de arsen este utilizat ca decolorant în fabricarea sticlei.
Arsenicul poate fi găsit în cantități mici în stare elementară, cu un grad ridicat de puritate. Este prezent în numeroși compuși, cum ar fi: sulfuri, arsenide și sulfoarseniide.
De asemenea, se găsește în mai multe minerale, inclusiv: arsenopirit (FeSAs), loellingite (FeAsDouă), enargit (Cu3Cur4), orpimentul (AsDouăS3) și realgar (As4S4).
Arsenopirita este încălzită la 650-700 ° C, în absența aerului. Arsenicul se evaporă, lăsând sulfura de fier (FeS) ca reziduu. În timpul acestui proces, arsenicul se alătură oxigenului pentru a forma As4SAU6, cunoscut sub numele de "arsenic alb".
Asul4SAU6 este modificat pentru a forma AsDouăSAU3, ai căror vapori sunt colectați și condensați într-un set de camere de cărămidă, arsenicul fiind purificat prin sublimare.
Cea mai mare parte a arsenicului este produsă prin reducerea de către carbon a prafului format din AsDouăSAU3.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.