Arzén elem. Az arzén tulajdonságai

AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYOS MINISZTÉRIUMA

FSBEI HPE TYUMEN ÁLLAMI ÉPÍTÉSZETI ÉS ÉPÍTÉSI EGYETEM

ABSZTRAKT

Szakág: "Építőanyagok"

A témában: „Az arzén a periódusos rendszer eleme”

Elkészítette: 1. évfolyamos, gr. S12-1

008-as rekordkönyv

Dolgiy P.V.

Ellenőrizte: Tenkachev Sh.Z.

BEVEZETÉS

Az arzén egy nem túl gyakori, de meglehetősen széles körben ismert elem, olyan elem, amelynek tulajdonságai összeegyeztethetetlenül ellentmondóak. Nehéz összeegyeztetni azt a szerepet is, amelyet ez az elem játszott és játszik az emberiség életében.

Az arzén egyedülálló tulajdonsága, hogy mindenhol megtalálható - kőzetekben, ásványokban, vízben, talajban, állatokban és növényekben. Még mindenütt jelenlévő elemnek is nevezik. Az arzén a Föld különböző földrajzi régióiban oszlik meg vegyületeinek illékonysága és vízben való nagy oldhatósága miatt. Ha a régió éghajlata párás, az elem kimosódik a talajból, majd a talajvíz elviszi. A felszíni vizek és a mély folyók 3 µg/l-től 10 µg/l-ig, a tengeri és óceáni vizek pedig jóval kevesebbet, körülbelül 1 µg/l-t tartalmaznak. Az arzén a felnőtt emberi szervezetben körülbelül 15 mg mennyiségben fordul elő. Legtöbbször a májban, a tüdőben, a vékonybélben és a hámban található. Az anyag felszívódása a gyomorban és a belekben történik. Az anyag antagonistái a foszfor, a kén, a szelén, az E- és C-vitaminok, valamint néhány aminosav. Az anyag viszont rontja a szelén, a cink, az A-, E-, C-vitamin és a folsav felszívódását a szervezetben. Előnyeinek titka mennyiségében rejlik: kis adagban számos hasznos funkciót lát el; a nagyoknál pedig erős méreg.

Így különböző időpontokban, különböző körülmények között, in különböző formákban méregként és gyógyító szerként, káros és veszélyes ipari hulladékként és a leghasznosabb, pótolhatatlan anyagok összetevőjeként működik.

A munka célja: A munka célja az arzén és az arra épülő készítmények emberi szervezetre és környezetre gyakorolt hatásának, valamint előállítási felhasználásának vizsgálata volt.

A cél elérése érdekében a következő feladatokat oldották meg:

1. Dana Általános jellemzők arzén;

2. Megfontolandó fizikai-kémiai jellemzők, toxikus tulajdonságai, az arzén toxikus hatásának mechanizmusa;

3. Figyelembe veszik az arzén felhasználási módjait és típusait;

4. Az elvégzett munkáról következtetést vonunk le.

FEJEZET 1. ELEM JELLEMZŐI

Arzén (lat. Arsenicum), As, Mengyelejev periódusos rendszerének V. csoportjába tartozó kémiai elem, 33-as rendszám, 74,9216 atomtömeg; acélszürke kristályok. Zöldes félfém.

Az elem egy stabil 75 As izotópból áll. Az orosz név az „egér” szóból ered (az egerek és patkányok kiirtására használt arzénkészítmények után). Albertus Magnusnak tulajdonítják, hogy 1250 körül szerezte meg az arzént szabad állapotában. 1789-ben A. Lavoisier felvette az arzént a kémiai elemek listájára.

A földkéreg arzéntartalma mindössze 0,0005%, de ez az elem meglehetősen aktív, ezért több mint 120 ásvány tartalmaz arzént Az arzén fő ipari ásványa az arzenopirit FeAsS. Az USA-ban, Svédországban, Norvégiában és Japánban nagy réz-arzénlelőhelyek, Kanadában arzén-kobaltlelőhelyek, Bolíviában és Angliában pedig arzén-ón lelőhelyek találhatók. Emellett az USA-ban és Franciaországban is ismertek arany-arzén lelőhelyek. Számos arzénlelőhely található Jakutföldön és a Kaukázusban, Közép-Ázsiában és az Urálban, Szibériában és Chukotkában, Kazahsztánban és Transbajkáliában. Az arzén azon kevés elemek egyike, amelyek iránt kisebb a kereslet, mint az előállítási képesség.

Mivel az arzénvegyületek magas hőmérsékleten illékonyak, az elem nem halmozódik fel magmás folyamatok során; koncentrálódik, forró mélyvizekből kicsapódik (S, Se, Sb, Fe, Co, Ni, Cu és egyéb elemekkel együtt). A vulkánkitörések során az arzén illékony vegyületei formájában kerül a légkörbe. Mivel az arzén többértékű, migrációját befolyásolja nagy befolyást redox környezet. A földfelszín oxidáló körülményei között arzenátok (As 5+) és arzenitek (As 3+) keletkeznek. Ez ritka ásványok, csak az arzénlelőhelyek területén található. A natív arzén és az As 2+ ásványok még kevésbé elterjedtek. A számos arzénásvány közül (mintegy 180) csak az arzenopirit FeAsS bír elsődleges ipari jelentőséggel.

Kis mennyiségű arzén szükséges az élethez. Azonban az arzénlerakódásokkal és a fiatal vulkánok tevékenységével járó területeken a talaj egyes helyeken akár 1% arzént is tartalmaz, ami az állatbetegségekhez és a növényzet pusztulásához kapcsolódik. Az arzén felhalmozódása különösen jellemző a sztyeppek és sivatagok tájaira, amelyek talajában az arzén inaktív. Nedves éghajlaton az arzén könnyen kimosódik a talajból.

Az élőanyagban átlagosan 3·10 -5% arzén, a folyókban 3,10 -7%. A folyók által az óceánba szállított arzén viszonylag gyorsan kicsapódik. A tengervízben csak 1·10 -7% arzén, az agyagokban és palákban viszont 6,6·10 -4%. Az üledékes vasércek és ferromangán csomók gyakran arzénban gazdagodnak.

Sokak fejében a „méreg” és az „arzén” szavak azonosak. Történelmileg ez már megtörtént. Vannak történetek Kleopátra mérgeiről. Locusta mérgei híresek voltak Rómában. A méreg a középkori olasz köztársaságokban is gyakori fegyver volt a politikai és egyéb ellenfelek kiirtására. Velencében például a speciális mérgezőket tartották az udvarban. És szinte minden méreg fő összetevője az arzén volt.

Oroszországban Anna Ioannovna uralkodása alatt – 1733 januárjában – törvény tiltja a „vitriol és borostyánolaj, erős vodka, arzén és cilibucha” magánszemélyek számára történő értékesítését. A törvény rendkívül szigorú volt, és így szólt: „Ki fog ezentúl arzént és más fent említetteket használnak. Elkezdenek árusítani anyagokat, és ezzel elkapják, vagy akit feljelentenek, azt szigorú büntetésnek vetik alá, és minden kegyelem nélkül száműzetésbe küldik, aki pedig gyógyszertárak és városházák mellett vásárol valakitől is tanítani kell. És ha valaki, aki ilyen mérgező anyagokat vásárolt, kárt okoz az emberekben, a keresetteket nemcsak megkínozzák, hanem halállal is kivégzik, a dolog fontosságától függően."

Az arzénvegyületek évszázadok óta felkeltették (és továbbra is vonzzák) a gyógyszerészek, toxikológusok és igazságügyi szakértők figyelmét.

De nem csak az arzén méreg, hanem gyógyszer is. A tudósok azt sugallják, hogy az arzén mikrodózisai növelik a szervezet ellenálló képességét a káros mikrobákkal szemben.

Az orvosok szerint a fogszuvasodás korunk leggyakoribb betegsége. Manapság nehéz olyan embert találni, akinek ne lenne legalább egy tömött foga. A betegség a fogzománc meszes sóinak elpusztulásával kezdődik, majd a kórokozó mikrobák csúnya dolgukba kezdenek. Megkezdődik a gyulladása, majd az orvos a legrosszabb elkerülése érdekében úgy dönt, hogy megöli az ideget. Kiadják a parancsot: „arzén!”, és egy gombostűfejnyi pasztaszemet helyeznek a műszer által feltárt pépre. A pasztában lévő arzénsav gyorsan bediffundál a pulpába (az érzett fájdalom nem más, mint a haldokló pép „utolsó kiáltása”), és 24...48 óra múlva mindennek vége – a fog halott. Most az orvos fájdalommentesen eltávolíthatja a pépet, és feltöltheti a pulpakamrát és a gyökércsatornákat antiszeptikus pasztával, és kitöltheti a „lyukat”.

Az arzént és vegyületeit nem csak a fogászatban használják. A Salvarsan, a 20. század elején felfedezett német orvos, Paul Ehrlich 606. gyógyszere világszerte ismertté vált. első hatékony gyógymód a lues elleni küzdelem.

A Salvarsant más arzéntartalmú gyógyszerek váltották fel, amelyek hatékonyabbak és kevésbé mérgezőek, különösen annak származékai: novarsenol, miarsenol stb.

Néhány szervetlen arzénvegyületet az orvosi gyakorlatban is használnak. Arzén-anhidrid Mint 2 O 3, kálium-arzenit KAsO 2, nátrium-hidroarzenát Na2HAsO 4 · 7H 2 O (természetesen minimális dózisban) gátolják a szervezet oxidatív folyamatait és fokozzák a vérképzést. Egyes bőrbetegségekre ugyanazokat az anyagokat írják fel, mint a külső anyagokat. Az arzénnek és vegyületeinek tulajdonítják egyes ásványvizek gyógyító hatását.

Többek között az arzén a pusztító fegyver.

Nem titok, hogy az arzént széles körben használták, és talán ma is használják vegyi fegyverek gyártásában, nem kevésbé bűnöző módon, mint az atomfegyvereket.

Az arzénvegyületek az ismert kémiai harci szerek (CWA) összes fő csoportjába tartoznak. Az általánosan mérgező hatások közé tartozik az arzin, az arzén-hidrogén AsH 3. Az összes arzénvegyület közül ez a legmérgezőbb: elég fél órán át levegőt lélegezni, amiből egy liter 0,00005 g AsH 3 -ot tartalmaz, hogy néhány napon belül a következő világba kerüljön. A 0,005 g/l-es AsH 3 koncentráció azonnal megöl. Úgy gondolják, hogy az AsH 3 biokémiai hatásmechanizmusa az, hogy molekulái „blokkolják” az eritrocita enzim - kataláz - molekuláit; Emiatt a hidrogén-peroxid felhalmozódik a vérben, tönkretéve a vért. Az aktív szén gyengén szívja fel az arzint, ezért egy közönséges gázálarc nem véd az arzin ellen.

A mérgező anyagok másik nagy csoportja – az irritáló anyagok – szinte teljes egészében arzénvegyületekből áll. Tipikus képviselői a difenil-klór-arzin (Cb H 5) 2 AsCl és a difenilcianarzin (C 6 H 5) 2 AsCN.

Az ebbe a csoportba tartozó anyagok szelektíven hatnak a nyálkahártyák idegvégződéseire - elsősorban a felső légúti membránokra.

A hólyagos hatású toxikus anyagok közé tartozik a lewisit, amely reakcióba lép a szulfoptdril SH enzimcsoportokkal, és megzavarja számos biokémiai folyamat lefolyását. A bőrön keresztül felszívódva a lewisit a szervezet általános mérgezését okozza. Ez a körülmény egy időben adott okot arra, hogy az amerikaiak „halálharmat” néven hirdették a lewisitet.

1.1. Az arzén fizikai tulajdonságai

Az arzénnek számos allotróp módosulata van. Normál körülmények között a legstabilabb az úgynevezett fémes vagy szürke arzén (α-As) - szürke-acél rideg kristályos massza; frissen törve fémes fényű a levegőben, gyorsan elmosódik, mivel vékony As 2 O 3 film borítja. A szürke arzén kristályrácsa romboéderes (a = 4,123Å, α szög = 54°10", x == 0,226), réteges. Sűrűsége 5,72 g/cm 3 (20 °C-on), elektromos ellenállása 35,10 -8 ohm m, vagy 35 10 -6 ohm cm, az elektromos ellenállás hőmérsékleti együtthatója 3,9 10 -3 (0°-100 °C), Brinell keménység 1470 MN/m 2 vagy 147 kgf/mm 2 (Moocy szerint 3 -4 ); , 1700 ° C felett - csak az As 2-től. Amikor az arzéngőz lecsapódik a folyékony levegővel lehűtött felületen, sárga Arzén képződik - átlátszó, viaszos kristályok, amelyek sűrűsége 1,97 g/cm 3, tulajdonságaiban hasonló a fehér foszforhoz vagy enyhe hevítés hatására szürke arzénná alakul üveges-amorf módosulatok is: fekete arzén és barna arzén, amelyek 270 °C feletti hőmérsékleten szürke arzénné alakulnak.

1.2. Az arzén kémiai tulajdonságai

Az arzénatom külső elektronjainak konfigurációja 3d 10 4s 2 4p 3. A vegyületekben az arzén oxidációs állapota +5, +3 és -3. A szürke arzén kémiailag sokkal kevésbé aktív, mint a foszfor. Levegőn 400 °C fölé melegítve az arzén megég, és As 2 O 3 keletkezik. Az arzén közvetlenül halogénekkel kombinálódik; normál körülmények között az AsF 5 gáz; AsF 3, AsCl 3, AsBr 3 - színtelen, erősen illékony folyadékok; Az AsI 3 és az As 2 I 4 vörös kristályok. Ha az arzént kénnel hevítjük, szulfidokat kapunk: narancsvörös As 4 S 4 és citromsárga As 2 S 3. Halványsárga szulfid As 2 S 5 úgy válik ki, hogy H 2 S-t arzénsav (vagy sói) füstölgő sósavval készült, jéghűtött oldatába vezetnek:

2H3AsO4 + 5H2S = As2S5 + 8H2O;

Körülbelül 500 °C-on As 2 S 3 -ra és kénre bomlik. Az összes arzén-szulfid nem oldódik vízben és híg savakban. Az erős oxidálószerek (HNO 3 + HCl, HCl + KClO 3 keverékek) H 3 AsO 4 és H 2 SO 4 keverékévé alakítják őket. Mivel a 2 S 3 szulfid könnyen feloldódik az ammónium és alkálifémek szulfidjaiban és poliszulfidjaiban, savak sóit képezve - tioarzén H 3 AsS 3 és tioarzén H 3 AsS 4 . Az oxigénnel az arzén oxidokat termel: arzén(III)-oxid As 2 O 3 - arzén-anhidrid és arzén(V)-oxid As 2 O 5 - arzén-anhidrid. Az első közülük az oxigénnek az arzénre vagy szulfidjaira gyakorolt hatására jön létre, például 2As 2 S 3 + 9O 2 = 2As 2 O 3 + 6SO 2. Ahogy a 2 O 3 gőzei színtelen üveges masszává kondenzálódnak, amely kis köbös kristályok képződése miatt idővel átlátszatlanná válik, sűrűsége 3,865 g/cm 3 . A gőzsűrűség az As 4 O 6 képletnek felel meg; 1800 °C felett a gőz As 2 O 3 -ból áll. 2,1 g As 2 O 3 feloldódik 100 g vízben (25 °C-on). Az arzén(III)-oxid amfoter vegyület, túlnyomórészt savas tulajdonságokkal. A H 3 AsO 3 ortoarzénsavnak és a metaarsenikus HAsO 2 -nak megfelelő sók (arzenitek) ismertek; maguk a savak nem kerültek elő. Csak az alkálifém- és ammónium-arzenit oldódik vízben. Mivel a 2 O 3 és az arzenitek általában redukálószerek (például As 2 O 3 + 2I 2 + 5H 2 O = 4HI + 2H 3 AsO 4), de oxidálószerek is lehetnek (például As2O3 + 3C = 2As + 3CO).

Az arzén(V)-oxidot arzénsav H3AsO4 hevítésével állítják elő (körülbelül 200 °C). Színtelen, és körülbelül 500 °C-on As2O3-ra és O2-re bomlik. Az arzénsavat tömény HNO3 As vagy As2O3 hatására állítják elő. Az arzénsav sói (arzenátok) vízben oldhatatlanok, kivéve az alkálifém- és ammóniumsókat. Ismertek olyan sók, amelyek megfelelnek az ortoarzén H3AsO4, metaarsenes HAsO3 és piroarzén H4As2O7 savaknak; az utolsó két savat nem szabad állapotban kaptuk. Fémekkel ötvözve az arzén többnyire vegyületeket (arzenideket) képez.

1.3. Arzén beszerzése

Az arzént iparilag arzén-pirit hevítésével állítják elő:

FeAsS = FeS + As

vagy (ritkábban) az As2O3 szénnel történő redukálása. Mindkét eljárást tűzálló agyagból készült retortákban hajtják végre, amelyek az arzéngőz kondenzálására szolgáló tartályhoz vannak csatlakoztatva. Az arzén-anhidridet arzénércek oxidatív pörkölésével vagy polifémes ércek pörkölésének melléktermékeként nyerik, amelyek szinte mindig tartalmaznak arzént. Az oxidatív pörkölés során As2O3 gőzök képződnek, amelyek a gyűjtőkamrákban lecsapódnak. A nyers As2O3-at 500-600 °C-on szublimálással tisztítják. A tisztított As2O3-at az arzén és készítményeinek előállításához használják.

2. FEJEZET. AZ ARZÉN FELHASZNÁLÁSA

2.1. Ipari alkalmazás

A bányászott arzén körülbelül 98%-át nem tiszta formában használják fel. De vegyületei népszerűvé váltak, és különféle iparágakban használják. Évente több száz tonna anyagot bányásznak és használnak fel. Hozzáadják csapágyötvözetekhez a minőség javítása érdekében, kábelek és ólomelemek készítéséhez használják a keménység növelése érdekében, valamint germániumot vagy szilíciumot tartalmazó ötvözetekben használják félvezető eszközök gyártásában. Az arzént adalékanyagként használják, amely bizonyos típusú vezetőképességet biztosít a „klasszikus” félvezetőknek. Az arzén értékes anyag a színesfémkohászatban. Ha ólmot adunk hozzá 1%-ban, az ötvözet keménysége megnő. Ha egy kis arzént adunk az olvadt ólomhoz, akkor az öntés során megfelelő alakú gömb alakú golyók jönnek ki. A réz adalékai növelik annak szilárdságát, korrózióállóságát és keménységét. Ennek az adaléknak köszönhetően nő a réz folyékonysága, ami megkönnyíti a huzalhúzás folyamatát. Amint egyes sárgaréz-, bronz-, nyomóötvözetek és babbit-típusokhoz hozzáadják. Ennek ellenére a kohászok megpróbálják kizárni ezt az adalékanyagot a gyártási folyamatból, mivel nagyon káros az emberre. Ezenkívül káros a fémekre is, mivel arzén jelenléte van benne Nagy mennyiségű rontja számos ötvözet és fém tulajdonságait.

Az arzénvegyületeket fertőtlenítőszerként használják megromlás elleni védelemre, valamint prémek, bőrök, plüssállatok tartósítására; lerakódásgátló festékek készítéséhez vízi szállításhoz; fa impregnálására. Egyes As származékok biológiai aktivitása felkeltette az agronómusok, egészségügyi és járványügyi szolgálatok dolgozói, valamint állatorvosok érdeklődését. Ennek eredményeként arzéntartalmú gyógyszereket hoztak létre, amelyek a termelékenység és a növekedés serkentői voltak; állatok betegségeinek megelőzésére szolgáló gyógyszerek; anthelmintikumok. Az arzéntartalmú termékeket rágcsálók, gyomok és rovarok irtására használják. Korábban aktívan használták pamut- és dohányültetvények, gyümölcsfák feldolgozására; az állatok bolháktól és tetvektől való megszabadítására; gyapotültetvény betakarítás előtti szárításához; sertés- és baromfitenyésztés növekedésének ösztönzése. Az ókori kínai földtulajdonosok arzén-oxiddal kezelték a rizstermést, hogy megvédjék őket a gombás betegségektől és a patkányoktól, és így megóvják a termést. Jelenleg az arzéntartalmú anyagok toxicitása miatt a mezőgazdaságban való felhasználásuk korlátozott. Az arzéntartalmú anyagok legfontosabb felhasználási területei a mikroáramkörök, a félvezető anyagok és a száloptika gyártása, a filmelektronika, valamint a speciális lézeres egykristályok termesztése. Ezekben az esetekben általában gáznemű arzint használnak. Az indium- és gallium-arzenideket diódák, tranzisztorok és lézerek gyártásához használják. A szövetekben, szervekben az elem elsősorban a fehérjefrakcióban található, a savban oldódó frakcióban jóval kevesebb, a lipidfrakcióban pedig csak kis része. Részt vesz a redox reakciókban, anélkül, hogy az oxidatív bomlás nem lehetséges összetett szénhidrátok. Részt vesz a fermentációban és a glikolízisben. Ennek az anyagnak a vegyületeit a biokémiában specifikus enziminhibitorként használják, amelyek szükségesek a metabolikus reakciók tanulmányozásához. Az emberi szervezet számára nyomelemként szükséges. Az orvostudományban az arzén felhasználása sokkal kevésbé kiterjedt, mint a termelésben. A különféle patológiák és betegségek diagnosztizálása, valamint a fogászati betegségek kezelése azonban mikroszkopikus arzéndózisok felhasználásával történik. A legfontosabb dolog az arzénnal kapcsolatban, hogy mérgező az emberi egészségre. Mivel negatívan befolyásolja az egészséget, az orvostudomány alapos tanulmányozásával foglalkozik tulajdonságainak, amely olyan módszereket keres, amelyek megvédik az embert az arzénmérgezéstől, vagy minimalizálják annak következményeit.

2.2. Alkalmazás az építőiparban

Még az ősi üvegkészítők is tudták, hogy az arzén-trioxid az üveget „tompává”, azaz átlátszatlanná teszi. Ennek az anyagnak a kis kiegészítései azonban éppen ellenkezőleg, megkönnyítik az üveget. 1612-ben Firenzében megjelent az első tudományos munka az üveggyártás területén - A. Neri szerzetes könyve. Arzén-oxid használatáról szól a légbuborékok üvegből való eltávolítására. Erre a célra manapság időnként arzén-oxidokat használnak. Az arzén egyes ipari üvegek, például a félkristályos (0,5%) és a hőmérős üvegek, például a jénai üvegek (0,2%) összetevője. Az infravörös technológiában As2S3 alapú üveget használnak. Az ilyen üveg hőtágulási együtthatója majdnem megegyezik az alumíniuméval. Jól továbbítja a sugárzást 1-12 mikron közötti hullámhosszon. Az arzén és szelén vegyületét tartalmazó üveg pedig jól átereszti az infravörös sugárzást, de átlátszatlan a látható fény számára.

Az arzént a fa konzerváló kezelésében is használják (az Egyesült Államokban 2001–2002-ben az arzénfogyasztás fő területe, de az emberi egészség védelmét célzó szigorított környezetvédelmi ellenőrzések miatt úgy döntöttek, hogy abbahagyják az arzén kezelését). lakóépületek padlóburkolatára és külső burkolására szánt fa.

2.3. Az arzén – a technikai haladás serkentője

Az arzént ma is használják, bár régóta ismert vegyületei mellett (és gyakrabban helyettük) viszonylag újakat is használnak. Mindenekelőtt ezek gallium- és indium-arzenidek, GaAs és InAs, valamint ezeknek a vegyületeknek gallium- és indium-foszfidokkal készült szilárd oldatai.
2012-ben a gallium-arzenid (GaAs) félvezetők piaca tovább fejlődött, növelve az arzén iránti keresletet. Mára nem csak a piacról van jelentős kereslet az ilyen félvezetőkre mobiltelefonokés más nagy sebességű vezeték nélküli eszközök, hanem az okostelefonok piacáról is. Kína a legnagyobb arzéntermelő, e fém 56,8%-át szállítja. Chile a második helyen áll 22,7%-os piaci részesedéssel.

Ezenkívül a sötétszürke, lila árnyalatú és fémes fényű gallium-arzenid az integrált áramkörök, fotodetektorok, napelemek és lézeralkatrészek egyik fő félvezető anyaga. Az indium-arzenid alkalmazási területei nem kevésbé hasonlóak.

Az InAs-t nagyáramú elektronikához, mikrohullámú elektronikához, optikai vevőkészülékekhez és infravörös sugárzókhoz való elektronikus eszközök létrehozásához használják anyagként. Előnyei vannak a szilíciummal és a gallium-arzeniddel szemben a töltéshordozók nagyobb mobilitása miatt.

Az InA-k összetételének változtatásával optimalizálható a közeli infravörös vevők emissziós spektruma és érzékenysége, amelyet az 1300 és 1550 nm hullámhosszú infravörös sugárzást alkalmazó száloptikai adatátviteli technológiákban alkalmaznak.

A mikrohullámú tranzisztorok ebből az anyagból készülnek.

A GaInAs a germániumot váltja fel a közeli infravörös detektorok anyagaként, mivel lényegesen alacsonyabb a sötétáram, és egyes közeli infravörös kamerákban használják.

Az InGaAs alacsonyabb lavinazajjal rendelkezik, mint a germánium a lavina fotodiódákban, ahol lavinarétegként használják.

A GaInAs munkaközegként való felhasználása 905 nm, 980 nm, 1060 nm és 1300 nm hullámhosszon működő félvezető lézereknél ígéretes.

A GaAs mátrixban lévő GaInAs kvantumpontokat lézeres alkalmazásokhoz tanulmányozták.

A Ga 0,47 In 0,53 As vegyület többrétegű fotovoltaikus cellákban nagyobb sávrés közbülső rétegként használható, mivel a germániummal való kiváló rácsállandó illeszkedése miatt csökken a diszlokációs sűrűség, és ezáltal nő a cella hatékonysága.

KÖVETKEZTETÉS

Mit tudunk tehát az arzén történetéről? Ősidők óta ismert és Arisztotelész is említette. Plinius és Hippokratész írja le az arzén-szulfidok betegek általi használatát. Az arzén mérgező tulajdonságait már az alkímia előtti időszakban is ismerték a gyógyítók. Orosz neve egyes kutatók szerint az egerek méregével kapcsolatos. V.I. nem emeli ki szótárában az „arzén” szót, hanem az „egér” szó egyéb származékaival együtt magyarázza.

Az alkimisták „a Vénusz fehérítő gyógyszerének” nevezték (a Vénusz réz). T. Paracelsus (1493–1541) felhívta a figyelmet az arzénsavra, és bevezette a „gyúlékony arzént” - a kálium-arzenátot. E. Frankland (1825–1899) a vegyérték fogalmát a cacodyle - As(C 2 H 3) 2 példáján keresztül fejtette ki. (Utólag megállapították, hogy a kakodil képlete [(CH3) 2 As] 2.) A XIX. század végétől. Az arzén kimutatására egy meglehetősen érzékeny reakciót alkalmaztak az arzéntükör kialakulására (Marsh eszköz). A. P. Borodin (1833–1887) kimutatta, hogy az arzénsav sokkal kevésbé mérgező, mint az arzénsav.

Kis adagokban az arzén fejti ki a legjobb hatást az emberre: fokozza a vérképzés képességét, a nitrogén és foszfor felszívódását, csökkenti a sejtoxidáció mértékét.

Jelenleg a szervetlen arzénvegyületek kis mennyiségben szerepelnek az általános erősítő és tonizáló termékekben, és megtalálhatók a gyógyászati ásványvizekben és iszapokban, a szerves arzénvegyületeket pedig antimikrobiális és protozoális gyógyszerekként használják. A fogorvosi gyakorlatban az arzén-anhidridet régóta használják, különösen az idegek eltávolítására.

Emellett az arzént különféle ötvözetek, félvezetők, színezékek, akkumulátorok, növényvédő szerek, faimpregnáló vegyületek, valamint a bőr-, textil- és üvegiparban használják fel.

Bár az arzén biokémiai és fiziológiai funkcióit kellőképpen tanulmányozták, jelenleg nem lehet e funkciók zavarait az arzén táplálkozási hiányával összefüggésbe hozni.

Az arzénhiány lehetséges jelei a csökkent növekedés és a rendellenes szaporodás, amelyet fokozott termékenység és perinatális mortalitás jellemez. Egyéb ismert tünetek: csökkent szérum triglicerid-koncentráció.

Ez a 33-as elem, amely méltán rossz hírű, mégis sok esetben nagyon hasznos.

BIBLIOGRÁFIA

1. http://www.astronet.ru Elektronikus változat: „Science and Technology”, Arzén

2. http://ru.wikipedia.org

3. http://www.megabook.ru Cirill és Metód Megaenciklopédiája

4.http://www.tiensmed.ru/news/myshyak1.html Az arzén veszélyes, de szükséges anyag 2012. június 7. Radzikhovskaya A. A.
5. Kémiai elemek népszerű könyvtára. Elektronikus változat:

Az arzén (a név az egér szóból származik, egerek csalira használják) a periódusos rendszer harmincharmadik eleme. Félfémekre utal. Savval kombinálva nem képez sókat, mivel savképző anyag. Allotróp módosulatokat hozhat létre. Az arzénnek három jelenleg ismert kristályrácsszerkezete van. A sárga arzén egy tipikus nemfém tulajdonságait mutatja, az amorf arzén a fekete, a legstabilabb fémarzén pedig a szürke. A természetben leggyakrabban vegyületek formájában, ritkábban szabad állapotban található meg. A legelterjedtebbek az arzén fémekkel alkotott vegyületei (arzenidek), mint például az arzénvas (arzenopirit, mérgező pirit), a nikkel (kupfernickel, a rézérchez való hasonlósága miatt nevezték el). Az arzén alacsony aktivitású elem, vízben nem oldódik, vegyületeit a gyengén oldódó anyagok közé sorolják. Az arzén oxidációja szobahőmérsékleten melegítés közben megy végbe, ez a reakció nagyon lassan megy végbe.

Minden arzénvegyület nagyon erős méreganyag, amely nemcsak a gyomor-bélrendszerre, hanem az idegrendszerre is negatív hatással van. A történelem számos szenzációs esetet tud az arzénnel és származékaival történt mérgezésről. Az arzénvegyületeket méregként nemcsak a középkori Franciaországban használták, hanem az ókori Rómában és Görögországban is ismerték. Az arzén, mint erős méreg népszerűsége azzal magyarázható, hogy szinte lehetetlen kimutatni az élelmiszerekben sem szaga, sem íze. Melegítéskor arzén-oxiddá alakul. Az arzénmérgezés diagnosztizálása meglehetősen nehéz, mivel a tünetek hasonlóak a különböző betegségekhez. Leggyakrabban az arzénmérgezést összekeverik a kolerával.

Hol használják az arzént?

Mérgező hatásuk ellenére az arzénszármazékokat nem csak egerek és patkányok csalogatására használják. Mivel a tiszta arzén nagy elektromos vezetőképességgel rendelkezik, adalékanyagként használják, amely biztosítja a szükséges típusú vezetőképességet a félvezetőknek, például a germániumnak és a szilíciumnak. A színesfémkohászatban adalékanyagként használják az arzént, amely szilárdságot, keménységet és korrózióállóságot biztosít az ötvözeteknek gáznemű környezetben. Az üveggyártásban kis mennyiségben adják hozzá az üveg élénkítésére, emellett a híres „bécsi üveg” része. A nikkelint az üveg színezésére használják zöld szín. A cserzőiparban arzén-szulfát vegyületeket használnak a bőrök feldolgozása során a szőrszálak eltávolítására. Az arzén a lakkok és festékek része. A fafeldolgozó iparban az arzént antiszeptikumként használják. A pirotechnikában a „görög tüzet” arzén-szulfid-vegyületekből készítik, és gyufák előállításához használják. Egyes arzénvegyületeket vegyi harci szerként használnak. Az arzén toxikus tulajdonságait a fogorvosi gyakorlatban a fogpép elpusztítására használják. Az orvostudományban az arzénkészítményeket olyan gyógyszerként használják, amely növeli a test általános tónusát, és serkenti a vörösvértestek számának növekedését. Az arzén gátló hatással van a leukociták képződésére, ezért a leukémia egyes formáinak kezelésére használják. Nagyon sok arzénalapú gyógyászati készítmény ismert, de az utóbbi időben fokozatosan kevésbé mérgező gyógyszerekre váltották őket.

Mérgező hatása ellenére az arzén az egyik legfontosabb elem. A csatlakozásokkal való munka során be kell tartania a biztonsági szabályokat, amelyek segítenek elkerülni a nem kívánt következményeket.

Az arzén a periódusos rendszer 4. periódusának 5. csoportjába tartozó kémiai elem, 33-as rendszámmal. Törékeny acél színű félfém, zöldes árnyalattal. Ma közelebbről megvizsgáljuk, mi az arzén, és megismerkedünk ennek az elemnek az alapvető tulajdonságaival.

Általános jellemzők

Az arzén egyedisége abban rejlik, hogy szó szerint mindenhol megtalálható - kőzetekben, vízben, ásványokban, talajban, növény- és állatvilágban. Ezért gyakran nem kevesebbnek nevezik, mint mindenütt jelenlévő elemnek. Az arzén akadálytalanul eloszlik a Föld bolygó minden földrajzi régiójában. Ennek oka vegyületeinek illékonysága és oldhatósága.

Az elem neve a rágcsálók irtására való felhasználásához kapcsolódik. A latin Arsenicum szó (a periódusos rendszerben az arzén képlete As) a görög Arsen szóból származik, ami „erős” vagy „erős”.

Egy átlagos felnőtt teste körülbelül 15 mg-ot tartalmaz ebből az elemből. Főleg a vékonybélben, a májban, a tüdőben és a hámban koncentrálódik. Az anyag felszívódását a gyomor és a belek végzik. Az arzén antagonistái a kén, a foszfor, a szelén, néhány aminosav, valamint az E- és C-vitamin. Maga az elem rontja a cink, a szelén, valamint az A-, C-, B9- és E-vitamin felszívódását.

Sok más anyaghoz hasonlóan az arzén is lehet méreg és gyógyszer is, minden az adagtól függ.

Az ilyen elem, mint az arzén, hasznos funkciói között szerepel:

A nitrogén és a foszfor felszívódásának serkentése.
A hematopoiesis javítása.
Kölcsönhatás ciszteinnel, fehérjékkel és liponsavval.
Az oxidatív folyamatok gyengülése.

A felnőttek napi arzénszükséglete 30-100 mcg.

Történelmi hivatkozás

Az emberi fejlődés egyik szakaszát „bronznak” nevezik, mivel ebben az időszakban az emberek a kőfegyvereket bronzra cserélték. Ez a fém ón és réz ötvözete. Egyszer a bronz olvasztásakor a kézművesek véletlenül a réz-arzén-szulfid ásvány mállási termékeit használták a rézérc helyett. A kapott ötvözet könnyen önthető és kiválóan kovácsolt. Akkoriban még senki sem tudta, mi az az arzén, de az ásványi anyagok lelőhelyeit szándékosan keresték a kiváló minőségű bronz előállításához. Idővel ezt a technológiát elhagyták, nyilván annak a ténynek köszönhető, hogy használata során gyakran előfordult mérgezés.

Az ókori Kínában a realgar nevű kemény ásványt (As 4 S 4) használták. Kőfaragáshoz használták. Mivel a hőmérséklet és a fény hatására a realgar egy másik anyaggá alakult - 2 S 3 -ként, azt is hamarosan elhagyták.

A Kr.e. 1. században idősebb Plinius római tudós, Dioscorides botanikussal és orvossal együtt leírta az orpiment nevű arzén ásványt. Nevét latinból „aranyfesték”-nek fordítják. Az anyagot sárga festékként használták.

A középkorban az alkimisták az elem három formáját osztályozták: sárga (As 2 S 3 szulfid), vörös (As 4 S 4 szulfid) és fehér (As 2 O 3 oxid). A 13. században a sárga arzén szappannal való hevítésével az alkimisták fémszerű anyagot kaptak. Valószínűleg ez volt az első példa a mesterségesen nyert tiszta elemre.

Hogy mi az arzén tiszta formájában, azt a 17. század elején fedezték fel. Ez akkor történt, amikor Johann Schröder az oxidot szénnel redukálva izolálta ezt az elemet. Néhány évvel később Nicolas Lemery francia kémikusnak sikerült előállítania az anyagot úgy, hogy oxidját szappannal és hamuzsírral keverve hevítette. A következő évszázadban az arzén már jól ismert volt félkő állapotában.

Kémiai tulajdonságok

Mengyelejev periódusos rendszerében az arzén kémiai elem az ötödik csoportban található, és a nitrogéncsaládba tartozik. BAN BEN természeti viszonyok az egyetlen stabil nuklid képviseli. Az anyag több mint tíz radioaktív izotópját mesterségesen állítják elő. Felezési idejük tartománya meglehetősen széles - 2-3 perctől több hónapig.

Bár az arzént néha fémnek is nevezik, valószínűbb, hogy nem fém. Savakkal kombinálva nem képez sókat, hanem maga is savképző anyag. Ez az oka annak, hogy az elemet félfémként azonosítják.

Az arzén a foszforhoz hasonlóan különféle allotróp konfigurációkban található. Egyikük, a szürke arzén, törékeny anyag, amely törve fémes fényt ad. Ennek a félfémnek az elektromos vezetőképessége 17-szer alacsonyabb, mint a rézé, de 3,6-szor nagyobb, mint a higanyáé. A hőmérséklet emelkedésével csökken, ami a tipikus fémekre jellemző.

Az arzéngőznek a folyékony nitrogén hőmérsékletére (-196 °C) történő gyors lehűtésével sárga foszforra emlékeztető, lágy sárgás anyag nyerhető. Hevítés és ultraibolya fény hatására a sárga arzén azonnal szürkévé válik. A reakciót hőkibocsátás kíséri. Amikor a gőzök inert atmoszférában lecsapódnak, az anyag egy másik formája képződik - amorf. Ha arzéngőz válik ki, tükörfilm jelenik meg az üvegen.

Ennek az anyagnak a külső elektronhéja ugyanolyan szerkezetű, mint a foszfor és a nitrogén. A foszforhoz hasonlóan az arzén is hármat alkot kovalens kötések. Száraz levegőn stabil alakja van, és a páratartalom növekedésével elhomályosodik, és fekete oxidréteggel borítja. A gőz meggyújtásakor az anyagok kék lánggal égnek.

Mivel az arzén inert, nem hatnak rá a víz, a lúgok és a savak, amelyek nem rendelkeznek oxidáló tulajdonságokkal. Ha egy anyag híg salétromsavval érintkezik, ortoarzénsav, tömény savval pedig ortoarzénsav képződik. Az arzén a kénnel is reagál, és különböző összetételű szulfidokat képez.

A természetben lenni

BAN BEN természeti viszonyok Az arzén kémiai elem gyakran rézzel, nikkellel, kobalttal és vassal kombinálva található.

Az anyag által alkotott ásványi anyagok összetétele a félig fémes tulajdonságainak köszönhető. A mai napig több mint 200 ásványi anyag ismert ebből az elemből. Mivel az arzén negatív és pozitív oxidációs állapotban is létezhet, könnyen kölcsönhatásba lép sok más anyaggal. Az arzén pozitív oxidációja során fémként (szulfidokban), negatív oxidációja során nemfémként (arzenidekben) működik. Az ezt az elemet tartalmazó ásványi anyagok meglehetősen összetett összetételűek. A kristályrácsban egy félfém helyettesítheti a kén-, antimon- és fématomokat.

Összetételi szempontból sok arzéntartalmú fémvegyület valószínűleg nem az arzenidekhez, hanem az intermetallikus vegyületekhez tartozik. Néhányukat a fő elem változó tartalma különbözteti meg. Az arzenidek egyidejűleg több fémet is tartalmazhatnak, amelyek atomjai közeli ionsugár esetén helyettesíthetik egymást. Minden arzenidnek minősített ásvány fémes fényű, átlátszatlan, nehéz és tartós. A természetes arzenidek közül (összesen körülbelül 25 van) a következő ásványok jegyezhetők meg: skutterudit, rammelsbreggit, nikkelin, lellingrit, klinózafflorit és mások.

Kémiai szempontból érdekesek azok az ásványok, amelyekben az arzén a kénnel egyidejűleg van jelen, és fémszerepet játszik. Nagyon összetett szerkezettel rendelkeznek.

Az arzénsav természetes sói (arzenátok) különböző színűek lehetnek: eritrit - kobalt; az simplezit, az annabergit és a scoride zöld, a rooseveltit, kettigit és gernessit pedig színtelen.

Kémiai tulajdonságait tekintve az arzén meglehetősen közömbös, így natív állapotában olvasztott kockák és tűk formájában is megtalálható. A rögben lévő szennyeződések tartalma nem haladja meg a 15%-ot.

A talajban az arzéntartalom 0,1-40 mg/kg. A vulkánok területein és olyan helyeken, ahol arzénérc található, ez a szám elérheti a 8 g/kg-ot is. Az ilyen helyeken a növények elpusztulnak, az állatok pedig megbetegednek. Hasonló probléma jellemző a sztyeppekre és sivatagokra, ahol az elem nem mosódik ki a talajból. Az agyagos kőzeteket dúsítottnak tekintik, mivel négyszer több arzénanyagot tartalmaznak, mint a közönséges kőzetek.

Ha egy tiszta anyagot a biometilezés során illékony vegyületté alakítanak át, akkor azt nemcsak a víz, hanem a szél is ki tudja vinni a talajból. Normál területeken a levegő arzénkoncentrációja átlagosan 0,01 μg/m 3 . Azon ipari területeken, ahol gyárak és erőművek működnek, ez a szám elérheti az 1 μg/m3-t.

Az ásványvíz mérsékelt mennyiségű arzént tartalmazhat. A gyógyászati ásványvizekben az általánosan elfogadott szabványok szerint az arzén koncentrációja nem haladhatja meg a 70 µg/l-t. Itt érdemes megjegyezni, hogy nagyobb arányban is csak ilyen víz rendszeres fogyasztása esetén fordulhat elő mérgezés.

A természetes vizekben az elem különféle formákban és vegyületekben megtalálható. A háromértékű arzén például sokkal mérgezőbb, mint az ötértékű arzén.

Arzén beszerzése

Az elemet ólom-, cink-, réz- és kobaltércek feldolgozása során, valamint aranybányászat során nyerik. Egyes polifémes ércekben az arzéntartalom elérheti a 12%-ot is. Amikor 700 °C-ra melegítik, szublimáció következik be - az anyag szilárd halmazállapotból gázhalmazállapotba való átmenete, megkerülve a folyékony állapotot. Ennek a folyamatnak a fontos feltétele a levegő hiánya. Amikor az arzénérceket levegőn hevítik, illékony oxid képződik, amelyet „fehér arzénnek” neveznek. A szénnel való kondenzációnak kitéve tiszta arzén nyerhető vissza.

Az elem megszerzésének képlete a következő:

2As 2S3 +9O 2 =6SO 2 +2As 2O 3;
As 2 O 3 +3C=2As+3CO.

Az arzénbányászat veszélyes iparág. Paradox az a tény, hogy ezzel az elemmel a legnagyobb környezetszennyezés nem az azt termelő vállalkozások, hanem az erőművek és színesfémkohászati üzemek közelében jelentkezik.

Egy másik paradoxon, hogy a fémarzén termelési volumene meghaladja az igényt. Ez nagyon ritka jelenség a fémbányászatban. A felesleges arzént úgy kell ártalmatlanítani, hogy a fémtartályokat régi bányákba kell elásni.

Az arzénércek legnagyobb lelőhelyei a következő országokban koncentrálódnak:

Réz-arzén - USA, Grúzia, Japán, Svédország, Norvégia és közép-ázsiai államok.
Arany-arzén - Franciaország és USA.
Arzén-kobalt - Kanada és Új-Zéland.
Arzén-ón - Anglia és Bolívia.

Meghatározás

Az arzén laboratóriumi meghatározását sárga szulfidok sósavoldatokból történő kicsapásával végezzük. Az elem nyomait a Gutzeit-módszerrel vagy a Marsh-reakcióval határozzuk meg. Az elmúlt fél évszázad során mindenféle szenzitív elemzési technikát hoztak létre, amellyel még nagyon kis mennyiségben is kimutatható ez az anyag.

Néhány arzénvegyületet szelektív hibrid módszerrel elemeznek. Ez magában foglalja a vizsgált anyag arzin illékony elemmé történő redukálását, amelyet azután folyékony nitrogénnel hűtött tartályban lefagyasztanak. Ezt követően, amikor a tartály tartalmát lassan felmelegítjük, a különböző arzinok egymástól külön-külön párologni kezdenek.

Ipari felhasználás

A bányászott arzén csaknem 98%-át nem használják fel tiszta formájában. Vegyületeit széles körben használják különféle iparágakban. Évente több száz tonna arzént bányásznak és dolgoznak fel. Hozzáadják csapágyötvözetekhez azok minőségének javítása érdekében, kábelek és ólom akkumulátorok keménységének növelésére használják, valamint félvezető eszközök gyártásában is használják germániummal vagy szilíciummal együtt. És ezek csak a legambiciózusabb területek.

Adalékanyagként az arzén vezetőképességet kölcsönöz néhány „klasszikus” félvezetőnek. Az ólom hozzáadása jelentősen növeli a fém szilárdságát, a réz pedig a folyékonyságot, a keménységet és a korrózióállóságot. Arzént néha bizonyos típusú bronzokhoz, sárgarézekhez, babbittekhez és ötvözetekhez is adnak. A kohászok azonban gyakran megpróbálják elkerülni ennek az anyagnak a használatát, mivel nem biztonságos az egészségre. Egyes fémek esetében a nagy mennyiségű arzén is káros, mert rontja az eredeti anyag tulajdonságait.

Az arzén-oxidot az üveggyártásban üvegfehérítőként használják. Ebben az irányban használták az ősi üvegfúvók. Az arzénvegyületek erős fertőtlenítő hatásúak, így szőrmék, plüssállatok és bőrök tartósítására, valamint vízszállításra és faanyag impregnálására szolgáló szennyeződésgátló festékek készítésére szolgálnak.

Egyes arzénszármazékok biológiai aktivitása miatt az anyagot növényi növekedést serkentő szerek, valamint gyógyszerek, köztük haszonállatok féreghajtó szerek előállítására használják. Az ezt az elemet tartalmazó termékek gyomok, rágcsálók és rovarok irtására szolgálnak. Korábban, amikor az emberek nem gondoltak arra, hogy az arzén felhasználható-e élelmiszertermelésre, az elemet szélesebb körben alkalmazták a mezőgazdaságban. Miután azonban felfedezték mérgező tulajdonságait, helyettesítőt kellett találni.

Ennek az elemnek fontos felhasználási területei: mikroáramkörök, száloptikák, félvezetők, filmelektronika gyártása, valamint mikrokristályok előállítása lézerekhez. Erre a célra gáznemű arzinokat használnak. A lézerek, diódák és tranzisztorok gyártása pedig nem teljes gallium- és indiumarzenidek nélkül.

Gyógyszer

Az emberi szövetekben és szervekben az elem főként a fehérjefrakcióban, kisebb mértékben a savban oldódó frakcióban van jelen. Részt vesz az erjedésben, a glikolízisben és a redox reakciókban, valamint biztosítja az összetett szénhidrátok lebontását is. A biokémiában ennek az anyagnak a vegyületeit specifikus enziminhibitorként használják, amelyek szükségesek a metabolikus reakciók vizsgálatához. Az arzén nyomelemként szükséges az emberi szervezet számára.

Az elem felhasználása az orvostudományban kevésbé kiterjedt, mint a termelésben. Mikroszkópos dózisait mindenféle betegség és patológia diagnosztizálására, valamint fogászati betegségek kezelésére használják.

A fogászatban arzént használnak a pép eltávolítására. Az arzénsavat tartalmazó paszta kis adagja szó szerint egy napon belül biztosítja a fog elhalását. Működésének köszönhetően a pép eltávolítása fájdalommentes és akadálytalan.

Az arzént széles körben használják a leukémia enyhe formáinak kezelésére is. Lehetővé teszi a leukociták kóros képződésének csökkentését vagy akár elnyomását, valamint serkenti a vörös vérképzést és a vörösvértestek felszabadulását.

Az arzén olyan, mint a méreg

Ennek az elemnek minden vegyülete mérgező. Az akut arzénmérgezés hasi fájdalmat, hasmenést, hányingert és központi idegrendszeri depressziót okoz. Az ezzel az anyaggal való mérgezés tünetei a kolera tüneteihez hasonlítanak. Ezért a bírói gyakorlatban korábban gyakran előfordult szándékos arzénmérgezés. Bűnügyi célokra az elemet leggyakrabban trioxid formájában használták.

Mérgezés tünetei

Eleinte az arzénmérgezés fémes ízben a szájban, hányásban és hasi fájdalomban nyilvánul meg. Ha nem tesznek intézkedéseket, görcsök, sőt bénulás léphet fel. A legrosszabb esetben a mérgezés végzetes lehet.

A mérgezés oka lehet:

Arzénvegyületeket tartalmazó por belélegzése. Általában olyan arzéngyártó üzemekben fordul elő, ahol nem tartják be a munkavédelmi szabályokat.
Mérgezett étel vagy víz fogyasztása.
Bizonyos gyógyszerek alkalmazása.

Elsősegély

Az arzénmérgezés legszélesebb körben elérhető és legismertebb ellenszere a tej. A benne található kazein fehérje oldhatatlan vegyületeket képez a mérgező anyaggal, amely nem szívódik fel a vérbe.

Akut mérgezés esetén az áldozat gyors segítése érdekében gyomormosást kell végezni. Kórházi körülmények között hemodialízist is végeznek, amelynek célja a vesék tisztítása. A gyógyszerek között univerzális ellenszert használnak - Unithiol. Ezenkívül antagonista anyagok is használhatók: szelén, cink, kén és foszfor. A jövőben a betegnek aminosav- és vitaminkomplexumot kell előírnia.

Arzén hiány

A kérdésre válaszolva: „Mi az arzén?”, érdemes megjegyezni, hogy az emberi szervezetnek kis mennyiségben szüksége van rá. Az elem immuntoxikusnak tekinthető, feltételesen nélkülözhetetlen. Részt vesz az emberi szervezet szinte valamennyi legfontosabb biokémiai folyamatában. Ennek az anyagnak a hiányát a következő jelek jelezhetik: a trigliceridek koncentrációjának csökkenése a vérben, a szervezet fejlődésének és növekedésének romlása.

Általános szabály, hogy távollétében komoly problémákat Egészségügyi szempontból nem kell tartani az arzén hiányától az étrendben, mivel az elem szinte minden növényi és állati eredetű termékben megtalálható. A tenger gyümölcsei, a gabonafélék, a szőlőbor, a gyümölcslevek és az ivóvíz különösen gazdagok ebben az anyagban. 24 órán belül az elfogyasztott arzén 34%-a kiürül a szervezetből.

Vérszegénység esetén étvágyfokozásra szedik az anyagot, szelénmérgezés esetén pedig hatékony ellenszerként hat.

Néhányan, akik a középkorban kolerában haltak meg, nem haltak bele. A betegség tünetei hasonlóak azokhoz arzénmérgezés.

Miután ezt felismerték, a középkori üzletemberek elkezdték az elem trioxidját méregként kínálni. Anyag. A halálos adag mindössze 60 gramm.

Részletekre osztották, több héten keresztül adták be. Emiatt senki sem gyanította, hogy a férfi nem halt bele kolerába.

Az arzén íze kis adagokban nem érezhető, például ételben vagy italban. A modern valóságban természetesen nincs kolera.

Az embereknek nem kell aggódniuk az arzén miatt. Inkább az egerektől kell félni. A mérgező anyag egyfajta méreg a rágcsálók számára.

Az elemet egyébként az ő tiszteletükre nevezték el. Az „arzén” szó csak az orosz nyelvű országokban létezik. Az anyag hivatalos neve arsenicum.

Megnevezés – As. A sorozatszám 33. Ez alapján feltételezhetjük az arzén tulajdonságainak teljes listáját. De ne tételezzük fel. Mindenképpen megvizsgáljuk a kérdést.

Az arzén tulajdonságai

Az elem latin neve „erős”-nek felel meg. Nyilvánvalóan ez az anyagnak a szervezetre gyakorolt hatására utal.

Ittas állapotban hányás kezdődik, az emésztés felborul, a gyomor megfordul, az idegrendszer működése részben leáll. nem tartozik a gyengék közé.

A mérgezés az anyag bármely allotróp formájából következik be. Az alltrópia ugyanazon dolog megnyilvánulásainak létezése, amelyek szerkezetükben és tulajdonságaiban különböznek egymástól. elem. Arzén legstabilabb fém formában.

Az acélszürke romboéderek törékenyek. Az egységek jellegzetes fémes megjelenésűek, de nedves levegővel érintkezve fénytelenné válnak.

Az arzén egy fém, melynek sűrűsége közel 6 gramm köbcentiméterenként. Az elem többi formájának alacsonyabb mutatója van.

A második helyen amorf arzén. Az elemek jellemzői: - majdnem fekete színű.

Ennek a formának a sűrűsége 4,7 gramm köbcentiméterenként. Külsőleg az anyag hasonlít.

A hétköznapi emberek szokásos arzénállapota sárga. A köbös kristályosodás instabil, és 280 Celsius fokra hevítve vagy egyszerű fény hatására amorf lesz.

Ezért a sárgák puhák, mint a sötétben. A szín ellenére az aggregátumok átlátszóak.

Az elem számos módosításából egyértelmű, hogy ez csak fél fém. A kérdésre egyértelmű válasz: „ Az arzén fém vagy nem fém", Nem.

Megerősítésként szolgál kémiai reakciók. A 33. elem savképző. A savban való tartózkodás azonban önmagában nem ad.

A fémek másképp csinálják a dolgokat. Az arzén esetében még az egyik legerősebbvel való érintkezéskor sem működnek.

Sószerű vegyületek „születnek” az arzén és az aktív fémek reakciói során.

Ez az oxidálószerekre vonatkozik. A 33. anyag csak velük lép kölcsönhatásba. Ha a partner nem rendelkezik kifejezett oxidáló tulajdonságokkal, a kölcsönhatás nem megy végbe.

Ez még a lúgokra is vonatkozik. vagyis Az arzén kémiai elem elég inert. Hogyan érheti el, ha a reakciók listája nagyon korlátozott?

Arzénbányászat

Az arzént más fémek melléktermékeként bányászják. Elkülönülnek, így marad a 33. szubsztancia.

A természetben vannak az arzén vegyületei más elemekkel. Tőlük nyerik ki a 33. fémet.

Az eljárás jövedelmező, mert az arzénnel együtt gyakran , , és .

Szemcsés tömegben vagy ón színű köbös kristályokban található. Néha sárga árnyalat van.

Arzén vegyületÉs fém A Ferrumnak van egy „testvére”, amelyben a 33. szubsztancia helyett a . Ez egy közönséges pirit arany színű.

Az aggregátumok hasonlóak az arzénes változathoz, de nem szolgálhatnak arzénércként, bár szennyeződésként arzént is tartalmaznak.

Az arzén egyébként a közönséges vízben is előfordul, de ismét szennyeződésként.

A tonnánkénti elem mennyisége olyan kicsi, de még a melléktermék bányászatnak sincs értelme.

Ha a világ arzénkészletei egyenletesen oszlanak el a földkéregben, akkor csak 5 gramm lenne tonnánként.

Tehát az elem nem közös, mennyisége összemérhető a , , .

Ha megnézi azokat a fémeket, amelyekkel az arzén ásványokat képez, akkor ez nem csak a kobaltnál és a nikkelnél van így.

Teljes szám A 33. elem ásványai eléri a 200-at. Az anyag natív formája is megtalálható.

Jelenlétét az arzén kémiai tehetetlensége magyarázza. Olyan elemek mellett képződve, amelyekkel nincs reakció, a hős csodálatos elszigeteltségben marad.

Ebben az esetben gyakran tű alakú vagy köbös aggregátumokat kapnak. Általában együtt nőnek.

Az arzén használata

Az arzén elemhez tartozik kettős, nemcsak fém és nem fém tulajdonságait mutatja.

Az elem emberi felfogása is kettős. Európában a 33. anyagot mindig is méregnek tartották.

1733-ban még rendeletet is adtak ki, amely megtiltotta az arzén adásvételét.

Ázsiában a „mérget” az orvosok 2000 éve használják a pikkelysömör és a szifilisz kezelésére.

A modern orvosok bebizonyították, hogy a 33. elem megtámadja az onkológiát kiváltó fehérjéket.

A 20. században néhány európai orvos is az ázsiaiak oldalára állt. 1906-ban például nyugati gyógyszerészek találták fel a salvarsan gyógyszert.

Ez lett az első a hivatalos gyógyászatban, és számos fertőző betegség ellen alkalmazták.

Igaz, a gyógyszerrel szembeni immunitás, mint az arzén kis dózisú állandó bevitele, kialakul.

A gyógyszer 1-2 kúrája hatásos. Ha az immunitás kialakult, az emberek halálos adagot vehetnek be az elemből, és életben maradhatnak.

Az orvosok mellett a kohászok is érdeklődtek a 33. elem iránt, és elkezdték hozzáadni a sörét előállításához.

Azon az alapon készül, ami benne van nehéz fémek. Arzén növeli az ólmot és lehetővé teszi, hogy kifröccsenései gömb alakúak legyenek öntéskor. Helyes, ami javítja a tört minőségét.

Arzén is megtalálható a hőmérőkben, vagy inkább azokban. Bécsinek hívják, a 33-as anyag oxidjával keverve.

A vegyület derítőszerként szolgál. Az arzént az ókorban az üvegfúvók is használták, de mattító adalékként.

Az üveg átlátszatlanná válik, ha jelentős mennyiségű mérgező elem van benne.

Az arányokat megfigyelve sok üvegfúvó megbetegedett és idő előtt meghalt.

A bőrgyári szakemberek pedig szulfidokat használnak arzén.

Elem fő- alcsoportok Egyes festékekben a periódusos rendszer 5. csoportja szerepel. A bőriparban az arzén segít eltávolítani a szőrt.

Arzén ára

A tiszta arzént leggyakrabban fémes formában kínálják. Az árakat kilogrammonként vagy tonnánként határozzák meg.

1000 gramm körülbelül 70 rubelbe kerül. A kohászok számára készen kínálnak például arzént és rezet.

Ebben az esetben kilónként 1500-1900 rubelt számítanak fel. Az arzén-anhidritet kilogrammban is árulják.

Bőrgyógyszerként használják. Az ágens nekrotikus, azaz elzsibbad az érintett terület, és nemcsak a betegség kórokozóját, hanem magukat a sejteket is elpusztítja. A módszer radikális, de hatékony.

Köszönöm

A webhely csak tájékoztató jellegű hivatkozási információkat tartalmaz. A betegségek diagnosztizálását és kezelését szakember felügyelete mellett kell elvégezni. Minden gyógyszernek van ellenjavallata. Szakorvosi konzultáció szükséges!

Általános információ

Egyediség arzén az, hogy mindenhol megtalálható - kőzetekben, ásványokban, vízben, talajban, állatokban és növényekben. Még mindenütt jelenlévő elemnek is nevezik. Az arzén a Föld különböző földrajzi régióiban oszlik meg vegyületeinek illékonysága és vízben való nagy oldhatósága miatt. Ha a régió éghajlata párás, az elem kimosódik a talajból, majd a talajvíz elviszi. A felszíni vizek és a mély folyók 3 µg/l-től 10 µg/l-ig, a tengeri és óceáni vizek pedig jóval kevesebbet, körülbelül 1 µg/l-t tartalmaznak.

Az arzén a felnőtt emberi szervezetben körülbelül 15 mg mennyiségben fordul elő. Legtöbbször a májban, a tüdőben, a vékonybélben és a hámban található. Az anyag felszívódása a gyomorban és a belekben történik.
Az anyag antagonistái a foszfor, a kén, a szelén, az E- és C-vitaminok, valamint néhány aminosav. Az anyag viszont rontja a szelén, a cink, az A-, E-, C-vitamin és a folsav felszívódását a szervezetben.
Előnyeinek titka mennyiségében rejlik: kis adagban számos hasznos funkciót lát el; a nagyoknál pedig erős méreg.

Funkciók:

A foszfor és a nitrogén felszívódásának javítása.
A hematopoiesis stimulálása.
Az oxidatív folyamatok gyengülése.
Kölcsönhatás fehérjékkel, liponsavval, ciszteinnel.

Ennek az anyagnak a napi szükséglete kicsi - 30-100 mcg.

Az arzén mint kémiai elem

Az arzén a periódusos rendszer V. csoportjának kémiai elemei közé tartozik, és a nitrogéncsaládba tartozik. Természetes körülmények között ezt az anyagot az egyetlen stabil nuklid képviseli. Az arzén több mint tucatnyi radioaktív izotópját mesterségesen nyerték ki, felezési idők széles skálájával - néhány perctől néhány hónapig. A kifejezés kialakulása a rágcsálók - egerek és patkányok - kiirtására való használatához kapcsolódik. Latin név Arsenicum (As) a görög szóból származik arsen", Mit jelent: erős, erős.

Történelmi információk

Az arzén tiszta formájában a középkorban végzett alkímiai kísérletek során fedezték fel. Vegyületeit pedig régóta ismerték az emberek, gyógyszerek és festékek előállításához használták őket. Ma az arzént különösen sokoldalúan használják a kohászatban.

A történészek az emberiség fejlődésének egyik időszakát bronzkorszaknak nevezték. Ebben az időben az emberek áttértek a kőfegyverekről a továbbfejlesztett bronzfegyverekre. A bronz egy vegyület ( ötvözet) ón rézzel. A történészek szerint az első bronzot a Tigris és az Eufrátesz völgyében öntötték, a 30. század környékén. IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT. Az ötvözetben lévő komponensek százalékos összetételétől függően a különböző kovácsok által öntött bronz eltérő tulajdonságokkal rendelkezhet. A tudósok azt találták, hogy a legjobb értékes tulajdonságokkal rendelkező bronz egy olyan rézötvözet, amely legfeljebb 3% ónt és legfeljebb 7% arzént tartalmaz. Az ilyen bronzot könnyű volt önteni és jobban kovácsolni. Valószínűleg az olvasztás során a rézércet összekeverték a réz-arzén-szulfid ásványok mállási termékeivel, amelyek hasonló megjelenésűek voltak. Az ókori kézművesek nagyra értékelték az ötvözet jó tulajdonságait, majd céltudatosan keresték az arzénásványok lelőhelyeit. Megtalálásukhoz felhasználtuk ezeknek az ásványoknak a sajátos tulajdonságát, hogy hevítéskor fokhagymás szagot árasztanak. De idővel az arzénvegyületeket tartalmazó bronz olvasztása megszűnt. Valószínűleg ez annak a ténynek köszönhető, hogy nagyon gyakran mérgezés történt az arzéntartalmú anyagok tüzelésekor.

Természetesen a távoli múltban ez az elem csak ásványai formájában volt ismert. Az ókori Kínában ismertek egy realgar nevű szilárd ásványt, amely, mint ma ismert, egy As4S4 összetételű szulfid. szó" arzénszulfid"arabról lefordítva azt jelenti" az enyém por" Ezt az ásványt kőfaragáshoz használták, de volt egy jelentős hátránya: fényben vagy hevítéskor a realgár „elromlott”, mert hőreakció hatására teljesen más anyaggá, As2S3-vá alakult.

Tudós és filozófus Arisztotelész a 4. században IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT. ennek az ásványnak adta a nevét - " sandarac" Három évszázaddal később a római tudós és író Idősebb Plinius orvossal és botanikussal együtt Dioscorides nevű másik ásványt írt le orpimentum. Az ásvány latin nevét úgy fordítják: arany festék" Ezt az ásványt sárga festékként használták.

A középkorban az alkimisták az anyag három formáját izolálták: a sárga arzént ( az As2S3 szulfidja), piros ( szulfid As4S4) és fehér ( oxid As2O3). A fehér bizonyos arzénszennyeződések szublimációjával képződik az ezt az elemet tartalmazó rézércek pörkölése során. A gázfázisból lecsapódott és fehér bevonat formájában ülepedt, majd összegyűjtöttük.

A 13. században az alkimisták a sárga arzént és a szappant hevítve fémszerű anyagot állítottak elő, amely a mesterségesen előállított tiszta anyag első példája lehetett. De a kapott anyag megsértette az alkimisták elképzeléseit az általuk ismert hét fém misztikus „kapcsolatáról” a hét csillagászati objektummal - a bolygókkal; ezért nevezték az alkimisták a kapott anyagot „illegitim fémnek”. Egy dolgot vettek észre rajta érdekes ingatlan– az anyag fehér színt adhat a réznek.

Az arzént egyértelműen önálló anyagként azonosították a 17. század elején, amikor egy gyógyszerész Johann Schröder amikor az oxidot szénnel redukáltam, azt tiszta formájában kaptam. Néhány évvel később francia orvos és vegyész Nicola Lemery ezt az anyagot úgy sikerült előállítani, hogy oxidját hamuzsírral és szappannal keverve hevítik. A következő évszázadban már jól ismerték és szokatlan „félfémnek” nevezték.

svéd tudós Scheele kísérleti úton nyert arzén hidrogéngáz és arzénsav. Eközben A.L. Lavoisier független kémiai elemként ismerte fel ezt az anyagot.

Természetes körülmények között lenni

Az elem természetes körülmények között gyakran megtalálható rézzel, kobalttal, nikkellel és vassal alkotott vegyületekben. Nem sok van belőle a földkéregben – körülbelül 5 gramm tonnánként, ami nagyjából annyi, mint az ón, a molibdén, a germánium, a volfrám és a bróm.

Az ásványi anyagok összetétele, amelyet ez a kémiai elem alkot ( ma több mint 200 van belőlük), az elem „félfémes” tulajdonságai miatt. Lehet negatív és pozitív oxidációs állapotban is, ezért könnyen kombinálható sok más elemmel; a pozitív oxidációban az arzén fém szerepét tölti be ( például szulfidokban), ha negatív – nem fém ( az arzenidekben). Az arzéntartalmú ásványok összetett összetételűek. Maga az elem helyettesítheti az antimon-, kén- és fématomokat a kristályrácsban.

Számos fém- és arzénvegyület, összetételükből ítélve, nagyobb valószínűséggel intermetallikus vegyület, mint az arzenid; Néhányukat a fő elem változó tartalma különbözteti meg. Az arzenidekben egyidejűleg több fém is jelen lehet, és ezeknek a fémeknek az atomjai közeli ionsugárral önkényes kapcsolatok helyettesítik egymást a kristályrácsban. Minden arzenidnek minősített ásvány fémes fényű. Átlátszatlanok, nehezek, keménységük alacsony.

Példa a természetes arzenidekre ( körülbelül 25 van belőlük) olyan ásványokat szolgálhat ki, mint a skutterudit, sáfflorit, rammelsbergit, nikkelskutterudit, nikkelin, löllingit, sperrylit, maucherit, algodonit, langisite, klinozafflorit. Ezek az arzenidek nagy sűrűségűek, és a „szupernehéz” ásványok csoportjába tartoznak.

A leggyakoribb ásvány az arzenopirit ( vagy más néven arzén-pirit). A vegyészek számára érdekesnek tűnik azoknak az ásványoknak a szerkezete, amelyekben az arzén a kénnel egyidejűleg van jelen, és amelyekben fém szerepét tölti be, mivel más fémekkel csoportosul. Ezek az ásványok az arzenosulvanit, girodit, arsenogauchekornit, freibergit, goldfieldit, tennantit, argentotennantit. Ezeknek az ásványoknak a szerkezete nagyon összetett.

A természetes szulfidok, mint a realgar, orpiment, dimorfit, getchellit, pozitív oxidációs állapotúak, mint ( lat. arzén megjelölés). Ezek az ásványok kis zárványként jelennek meg, bár időnként nagy méretű és tömegű kristályokat bányásztak egyes területeken.

Érdekes tény, hogy az arzénsav természetes sói, az úgynevezett arzenátok, nagyon eltérően néznek ki. Az eritrit kobalt színű, míg a scorodit, annabergite és a simplezit zöld. A görnesit, köttigitit és rooseveltit pedig teljesen színtelen.

Svédország középső régiójában vannak kőbányák, amelyekben ferromangánércet bányásznak. Ezekben a kőbányákban több mint ötven arzenát ásványmintát találtak és írtak le. Néhány ilyen arzenátot nem találtak sehol máshol. A szakértők úgy vélik, hogy ezek az ásványok alacsony hőmérsékleten keletkeztek az arzénsav és más anyagok kölcsönhatása következtében. Az arzenátok bizonyos szulfidércek oxidációs termékei. Általában esztétikai értékükön kívül nincs más értékük. Az ilyen ásványok ásványtani gyűjtemények díszei.

Az ásványok nevét többféleképpen adták: egy részüket tudósokról és kiemelkedő politikai személyiségekről nevezték el; másokat arról a helységről neveztek el, ahol megtalálták őket; megint másokat görög kifejezésekkel neveztek el, amelyek alapvető tulajdonságaikat jelölik ( például szín); a negyediket olyan rövidítésekkel nevezték el, amelyek más elemek nevének kezdőbetűit jelölik.

Érdekes például egy olyan ásvány ősi nevének kialakulása, mint a nikkel. Korábban kupfernickelnek hívták. A német bányászok, akik öt-hat évszázaddal ezelőtt a réz kifejlesztésén dolgoztak, babonásan féltek egy gonosz hegyi szellemtől, amelyet nikkelnek neveztek. német szó" kupfer"jelentette" réz" Kupfernickelnek nevezték a „rohadt” vagy „hamis” rézt. Ez az érc nagyon hasonlított a rézre, de rezet nem lehetett belőle nyerni. De megtalálta az alkalmazását az üveggyártásban. Segítségével zöldre festették az üveget. Ezt követően egy új fémet izoláltak ebből az ércből, és nikkelnek nevezték el.

A tiszta arzén kémiai tulajdonságaiban meglehetősen közömbös, és natív állapotában megtalálható. Összeolvadt tűknek vagy kockáknak tűnik. Az ilyen rögöt könnyű porrá őrölni. Legfeljebb 15% szennyeződést tartalmaz ( kobalt, vas, nikkel, ezüst és egyéb fémek).

A talaj As-tartalma általában 0,1 mg/kg és 40 mg/kg között van. Azokon a területeken, ahol arzénérc található, és a vulkánok területén a talaj nagyon nagy mennyiségű As-t tartalmazhat - akár 8 g/kg-ig. Pontosan ez az arány Új-Zéland és Svájc egyes területein. Az ilyen területeken a flóra elpusztul és az állatok megbetegednek. Ugyanez a helyzet jellemző a sivatagokra és sztyeppekre, ahol az arzén nem mosódik ki a talajból. Az átlagos tartalomhoz képest az agyagos kőzetek is dúsítottnak számítanak, hiszen négyszer több arzénanyagot tartalmaznak.

Ha egy tiszta anyag a biometilezés eredményeként illékony szerves arzénvegyületté alakul, akkor azt nemcsak a víz, hanem a szél is kivonja a talajból. A biometiláció egy metilcsoport hozzáadása C–As kötés kialakításához. Ezt a folyamatot a metilkobalamin - a B12-vitamin metilezett származéka - részvételével hajtják végre. Az As biometilációja mind a tengervízben, mind az édesvízben előfordul. Ez szerves arzénvegyületek, például metil-arzonsav és dimetil-arzinsav képződéséhez vezet.

Azokon a területeken, ahol nincs fajlagos szennyezettség, az arzénkoncentráció 0,01 μg/m3, az ipari területeken, ahol erőművek és gyárak találhatók, a koncentráció eléri az 1 μg/m3 szintet. Azokon a területeken, ahol ipari központok találhatók, az arzénlerakódás intenzív, és eléri a 40 kg/m2-t. km évente.

Az illékony arzénvegyületek, amikor tulajdonságaikat még nem vizsgálták teljesen, sok gondot okoztak az embereknek. A tömeges mérgezések még a 19. században sem voltak ritkák. De az orvosok nem tudták a mérgezés okait. A mérgező anyagot pedig zöld tapétafesték és vakolat tartalmazta. A magas páratartalom penészképződéshez vezetett. E két tényező hatására illékony szerves arzén anyagok keletkeztek.

Feltételezhető, hogy az illékony szerves arzénszármazékok képződése okozhatta a császár késleltetett mérgezését. Napóleon ami a halálához vezetett. Ez a feltételezés azon a tényen alapul, hogy 150 évvel halála után arzénnyomokat találtak a hajában.

Az arzén anyagok mérsékelt mennyiségben találhatók egyes ásványvizekben. Az általánosan elfogadott szabványok szerint a gyógyászati ásványvizekben az arzén koncentrációja nem haladhatja meg a 70 µg/l-t. Elvileg, ha az anyag koncentrációja magasabb is, csak állandó, hosszan tartó használat mellett vezethet mérgezéshez.

Az arzén a természetes vizekben különféle vegyületekben és formában megtalálható. A háromértékű arzén például sokszor mérgezőbb, mint az ötértékű arzén.

Egyes hínárok olyan koncentrációban halmozhatják fel az arzént, hogy veszélyesek az emberre. Az ilyen algák savas arzénes környezetben könnyen szaporodhatnak, sőt szaporodhatnak is. Egyes országokban kártevőirtó szerként használják ( patkányok ellen).

Kémiai tulajdonságok

Az arzént néha fémnek is nevezik, de valójában inkább nem fém. Savval keverve nem képez sókat, önmagában viszont savképző anyag. Ezért nevezik félfémnek is. A foszforhoz hasonlóan az arzén is különböző allotróp formákban létezhet.

Az egyik ilyen forma a szürke arzén, amely meglehetősen törékeny anyag. Törése fényes fémes fényű ( ezért a második neve „arzénfém”). Ennek a félfémnek az elektromos vezetőképessége 17-szer kisebb, mint a rézé, ugyanakkor 3,6-szor nagyobb, mint a higanyé. Minél magasabb a hőmérséklet, annál kisebb az elektromos vezetőképesség. A fémeknek ez a jellemző tulajdonsága erre a félfémre is jellemző.

Ha az arzéngőzt rövid időre –196 fokos hőmérsékletre hűtjük ( ez a folyékony nitrogén hőmérséklete), lágy, átlátszó, sárga anyagot kapunk, amely úgy néz ki, mint a sárga foszfor. Ennek az anyagnak a sűrűsége sokkal kisebb, mint az arzénfémé. A sárga arzén és az arzéngőzök olyan molekulákból állnak, amelyek tetraéder alakúak ( azok. piramis alakú négy alappal). A foszformolekulák azonos alakúak.

Ultraibolya sugárzás hatására, valamint melegítéskor a sárga arzén azonnal szürkévé válik; Ez a reakció hőt bocsát ki. Ha a gőzök inert atmoszférában lecsapódnak, akkor ennek az elemnek egy másik formája képződik - amorf. Ha arzéngőz kerül az üvegre, tükörfilm képződik.

Ennek az elemnek az elektronikus külső héjának szerkezete megegyezik a foszforral és a nitrogénnel. Az arzén a foszforhoz hasonlóan három kovalens kötést tud kialakítani.

Ha a levegő száraz, akkor az As stabil formával rendelkezik. A párás levegőtől elhomályosul, és a tetején fekete oxid borítja. Meggyújtáskor az arzéngőz könnyen megég kék lánggal.

Mivel tiszta formájában meglehetősen inert; lúgok, víz és különféle savak, amelyek nem rendelkeznek oxidáló tulajdonságokkal, semmilyen módon nem befolyásolják. Ha híg salétromsavat veszünk be, az tisztán oxidálódik, mint az ortoarzénsav, ha pedig tömény salétromsavat, akkor ortoarzénsavvá oxidálja.

Mint reagál kénnel és halogénekkel. A kénnel való reakciók során különböző összetételű szulfidok képződnek.

Az arzén olyan, mint a méreg

Minden arzénvegyület mérgező.

Az ezen anyagok által okozott akut mérgezés hasi fájdalomban, hasmenésben, hányásban és központi idegrendszeri depresszióban nyilvánul meg. Az ezzel az anyaggal való mérgezés tünetei nagyon hasonlóak a kolera tüneteihez. Ezért a bírósági gyakorlatban korábban gyakran találkoztak az arzén méregként való felhasználásával. A bűnügyi célokra legsikeresebben használt mérgező vegyület az arzén-trioxid.

Azokon a területeken, ahol az anyag feleslege van a vízben és a talajban, felhalmozódik az emberek pajzsmirigyében. Ennek eredményeként endemikus golyva alakul ki.

Arzénmérgezés

Az arzénmérgezés tünetei közé tartozik a fémes íz a szájban, a hányás és az erős hasi fájdalom. Később görcsrohamok vagy bénulás léphet fel. A mérgezés halálhoz vezethet. Az arzénmérgezés legszélesebb körben elérhető és legismertebb ellenszere a tej. A tej fő fehérje a kazein. Az arzénnel oldhatatlan vegyületet képez, amely nem szívódik fel a vérbe.

A mérgezés előfordul:
1. Az arzénvegyületek por formájában történő belélegzésekor ( leggyakrabban - kedvezőtlen termelési körülmények között).
2. Mérgezett víz és étel fogyasztása esetén.
3. Bizonyos gyógyszerek alkalmazásakor. A felesleges anyag lerakódik a csontvelőben, a tüdőben, a vesében, a bőrben és a bélrendszerben. Számos bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy a szervetlen arzénvegyületek rákkeltőek. Az arzénnel mérgezett víz vagy gyógyszerek hosszú távú fogyasztása miatt alacsony fokú bőrrák alakulhat ki ( Bowen rákja) vagy a máj hemangioendotheliomája.

Akut mérgezés esetén elsősegélynyújtásként gyomormosás szükséges. Álló körülmények között hemodialízist végeznek a vesék tisztítására. Akut és krónikus mérgezés esetén az Unithiolt használják - univerzális ellenszert. Ezenkívül antagonista anyagokat használnak: kén, szelén, cink, foszfor; vitamin- és aminosav-komplex pedig kötelező.

A túladagolás és a hiány tünetei

Az arzénhiány lehetséges jelei a vér triglicerid-koncentrációjának csökkenésében, a termékenység növekedésében, valamint a szervezet fejlődésének és növekedésének romlásában nyilvánulnak meg.

Az arzén erősen mérgező anyag, egyszeri 50 mg-os adag végzetes lehet. A túladagolás ingerlékenységgel, allergiával, fejfájással, bőrgyulladással, ekcémával, kötőhártya-gyulladással, a légzésfunkció és az idegrendszer depressziójával, valamint a májműködés károsodásával nyilvánul meg. Egy anyag túladagolása növeli a rák kialakulásának kockázatát.

Az elem forrása: növényi és állati termékek, tenger gyümölcsei, gabonafélék, gabonafélék, dohány, bor, sőt ivóvíz is.

Nem kell attól tartanunk, hogy ez a mikroelem bekerüljön étrendünkbe – a finomított cukor kivételével szinte minden állati és növényi eredetű termékben megtalálható. Elegendő mennyiségben jut hozzánk étellel. A benne különösen gazdag termékek, mint a garnélarák, a homár, a homár – a túladagolás elkerülése érdekében érdemes mértékkel enni, nehogy túlzott mennyiségű mérget nyeljen be.

Az arzénvegyületek ásványvízzel, tenger gyümölcseivel, gyümölcslevekkel, szőlőborokkal, gyógyszerekkel, gyomirtókkal és növényvédő szerekkel kerülhetnek az emberi szervezetbe. Ez az anyag főleg a retikuloendoteliális rendszerben, valamint a tüdőben, a bőrben és a vesében halmozódik fel. A szervezetbe jutó anyag napi elégtelen bevitele 1 mcg/nap. A toxicitási küszöb körülbelül 20 mg.

Az elem nagy mennyiségben megtalálható a halolajban és furcsa módon a borokban. A normál ivóvízben az anyag tartalma alacsony és nem veszélyes az egészségre - körülbelül 10 µg/l. A világ egyes régiói ( Mexikó, Tajvan, India, Banglades) arról híresek, hogy ivóvizükben magas az arzén ( 1 mg/l), ezért ott időnként előfordulnak tömeges polgárok mérgezései.

Az arzén megakadályozza, hogy a szervezet elveszítse a foszfort. A D-vitamin a foszfor-kalcium anyagcsere folyamatában, az arzén pedig a foszfor anyagcserét szabályozza.

Az is ismert, hogy az allergia bizonyos formái a szervezet arzénhiánya miatt alakulnak ki.

A nyomelemet vérszegénység esetén étvágyfokozásra használják. Szelénmérgezés esetén az arzén kiváló ellenszer. Kísérleti tanulmányok egereken kimutatták, hogy az anyag pontosan kiszámított dózisai segítenek csökkenteni a rák előfordulását.

Amikor egy elem koncentrációja a talajban vagy az élelmiszerben növekszik, mérgezés lép fel. A súlyos mérgezés súlyos betegségekhez, például gégerákhoz vagy leukémiához vezethet. Ráadásul a halálozások száma is növekedni fog.

Ismeretes, hogy a táplálékkal a szervezetbe jutó anyag 80%-a a gyomor-bél traktusba kerül, és onnan a vérbe, a fennmaradó 20% pedig a bőrön és a tüdőn keresztül jut el hozzánk.

Egy nappal a szervezetbe jutás után az anyag több mint 30% -a ürül ki a vizelettel és körülbelül 4% a széklettel együtt. A besorolás szerint az arzén immuntoxikus, feltételesen esszenciális elemnek minősül. Bebizonyosodott, hogy az anyag szinte minden fontos biokémiai folyamatban részt vesz.

Arzén a fogászatban

Ezt az anyagot gyakran használják fogászati betegségek, például fogszuvasodás kezelésére. A fogszuvasodás akkor kezdődik, amikor a fogzománc meszes sói elkezdenek lebomlani, és a legyengült fogat megtámadják a kórokozók. A mikrobák a fog lágy belső részét érintve szuvas üreget képeznek.
Ha a betegség ezen szakaszában a szuvas üreget megtisztítják és tömőanyaggal feltöltik, a fog „életben” marad. És ha hagyja, hogy a folyamat lezajlik, a szuvas üreg eléri a vért, ideg- és nyirokereket tartalmazó szövetet. Pépnek hívják.

A pulpa gyulladása alakul ki, amely után csak az ideg eltávolításával lehet megakadályozni a betegség további terjedését. Ehhez a manipulációhoz szükséges az arzén.

A pépet fogászati műszerrel feltárják, egy arzénsavat tartalmazó pasztaszemcsét helyeznek rá, amely szinte azonnal bediffundál a pulpába. Egy nappal később a fog elhal. Most már teljesen fájdalommentesen eltávolítható a pulpa, speciális fertőtlenítő pasztával megtölthetők a gyökércsatornák és a pulpakamra, valamint lezárható a fog.

Arzén a leukémia kezelésében

Az arzént meglehetősen sikeresen alkalmazzák a leukémia enyhe formáinak kezelésére, valamint az elsődleges exacerbáció időszakában, amikor még nem figyelték meg a lép és a nyirokcsomók éles megnagyobbodását. Csökkenti, sőt elnyomja a leukociták kóros képződését, serkenti a vörösvértestek képződését és a vörösvértestek perifériára jutását.

Arzén beszerzése

Ólom-, réz-, kobalt- és cinkércek feldolgozása során, valamint aranybányászat során nyerik melléktermékként. A polifémes ércek egy része akár 12% arzént is tartalmaz. Ha 650-700 fokra melegítik, akkor levegő hiányában szublimáció történik. Ha levegőn hevítjük, „fehér arzén” képződik, amely illékony oxid. Kondenzálják és szénnel hevítik, melynek során az arzén redukálódik. Ennek az elemnek a megszerzése káros termelés.

Korábban, az ökológia mint tudomány fejlődése előtt a „fehér arzén” nagy mennyiségben került a légkörbe, majd később fákon és növényeken telepedett meg. A levegőben a megengedett koncentráció 0,003 mg/m3, míg az ipari létesítmények közelében a koncentráció eléri a 200 mg/m3-t. Furcsa módon a környezetet nem az arzént előállító gyárak szennyezik leginkább, hanem az erőművek és a színesfémkohászati vállalkozások. A rézkohók közelében lévő fenéküledékek nagy mennyiségben tartalmazzák az elemet - akár 10 g/kg-ot is.

Egy másik paradoxon, hogy ezt az anyagot a szükségesnél nagyobb mennyiségben állítják elő. Ez ritka jelenség a fémbányászatban. A felesleget nagy fémtartályokba kell dobni, használaton kívüli, régi bányákba rejtve.

Az arzenopirit értékes ipari ásvány. Nagy réz-arzén lelőhelyek találhatók Közép-Ázsiában, Grúziában, az USA-ban, Japánban, Norvégiában, Svédországban; arany-arzén - az USA-ban, Franciaországban; arzén-kobalt - Új-Zélandon, Kanadában; arzén-ón - Angliában és Bolíviában.

Az arzén meghatározása

Az arzénre adott minőségi reakció a sárga szulfidok sósavoldatokból történő kicsapódásából áll. A nyomokat Gutzeit-módszerrel vagy a Marsh-reakcióval határozzák meg: a HgCl2-vel átitatott papírcsíkok színét sötétre változtatják arzin jelenlétében, ami a szublimátumot higanygá redukálja.

Az elmúlt fél évszázad során számos érzékeny elemzési technikát fejlesztettek ki ( spektrometria), melynek köszönhetően kis mennyiségű arzén is kimutatható. Ha nagyon kevés anyag van a vízben, akkor a mintákat előre koncentráljuk.

Egyes vegyületeket szelektív hidrid módszerrel elemeznek. Ez a módszer magában foglalja az analit szelektív redukálását arzin illékony vegyületté. Az illékony arzinokat folyékony nitrogénnel hűtött edényben lefagyasztják. Ezután a tartály tartalmának lassú felmelegítésével biztosíthatja, hogy a különböző arzinok egymástól elkülönítve párologjanak el.

Ipari alkalmazás

Az arzén értékes anyag a színesfémkohászatban. Ha ólmot adunk hozzá 1%-ban, az ötvözet keménysége megnő. Ha egy kis arzént adunk az olvadt ólomhoz, akkor az öntés során megfelelő alakú gömb alakú golyók jönnek ki. A réz adalékai növelik annak szilárdságát, korrózióállóságát és keménységét. Ennek az adaléknak köszönhetően nő a réz folyékonysága, ami megkönnyíti a huzalhúzás folyamatát.

Amint egyes sárgaréz-, bronz-, nyomóötvözetek és babbit-típusokhoz hozzáadják. Ennek ellenére a kohászok megpróbálják kizárni ezt az adalékanyagot a gyártási folyamatból, mivel nagyon káros az emberre. Ezenkívül káros a fémekre is, mivel az arzén nagy mennyiségben jelenléte számos ötvözet és fém tulajdonságait rontja.

Az oxidokat az üveggyártásban üvegfehérítőként használják. Még az ősi üvegfúvók is tudták, hogy a fehér arzén hozzájárul az üveg átlátszatlanságához. Ennek kis kiegészítései azonban éppen ellenkezőleg, fényesebbé teszik az üveget. Az arzén még mindig szerepel néhány pohár gyártási receptjében, például a „bécsi” üvegben, amelyet hőmérők készítésére használnak.

Egyes As származékok biológiai aktivitása felkeltette az agronómusok, egészségügyi és járványügyi szolgálatok dolgozói, valamint állatorvosok érdeklődését. Ennek eredményeként arzéntartalmú gyógyszereket hoztak létre, amelyek a termelékenység és a növekedés serkentői voltak; állatok betegségeinek megelőzésére szolgáló gyógyszerek; anthelmintikumok.

Az ókori kínai földtulajdonosok arzén-oxiddal kezelték a rizstermést, hogy megvédjék őket a gombás betegségektől és a patkányoktól, és így megóvják a termést. Jelenleg az arzéntartalmú anyagok toxicitása miatt a mezőgazdaságban való felhasználásuk korlátozott.

Az arzéntartalmú anyagok legfontosabb felhasználási területei a mikroáramkörök, a félvezető anyagok és a száloptika gyártása, a filmelektronika, valamint a speciális lézeres egykristályok termesztése. Ezekben az esetekben általában gáznemű arzint használnak. Az indium- és gallium-arzenideket diódák, tranzisztorok és lézerek gyártásához használják.

A szövetekben, szervekben az elem elsősorban a fehérjefrakcióban található, a savban oldódó frakcióban jóval kevesebb, a lipidfrakcióban pedig csak kis része. Részt vesz a redox reakciókban, enélkül az összetett szénhidrátok oxidatív lebontása lehetetlen. Részt vesz a fermentációban és a glikolízisben. Ennek az anyagnak a vegyületeit a biokémiában specifikus enziminhibitorként használják, amelyek szükségesek a metabolikus reakciók tanulmányozásához. Az emberi szervezet számára nyomelemként szükséges.