ОПРЕДЕЛЕНИЕ
арсен- тридесет и третият елемент от периодичната таблица. Обозначение - От латинското "arsenicum". Намира се в четвърти период, VA група. Отнася се за полуметали. Ядреният заряд е 33.
Арсенът се среща в природата в по-голямата си част в съединения с метали или сяра и само рядко в свободно състояние. Съдържанието на арсен в земната кора е 0,0005%.
Обикновено арсенът се получава от арсенов пирит FeAsS.
Атомно и молекулно тегло на арсена
Относително молекулно тегло на веществото(M r) е число, показващо колко пъти масата на дадена молекула е по-голяма от 1/12 от масата на въглеродния атом, и относителна атомна маса на елемент(A r) - колко пъти средната маса на атомите на химичен елемент е повече от 1/12 от масата на въглеродния атом.
Тъй като в свободно състояние арсенът съществува под формата на едноатомни As молекули, стойностите на неговата атомна и молекулна маса съвпадат. Те са равни на 74,9216.
Алотропия и алотропни модификации на арсен
Подобно на фосфора, арсенът съществува в няколко алотропни форми. При бързо охлаждане на парата (състояща се от As 4 молекули) се образува неметална фракция - жълт арсен (плътност 2,0 g/cm 3), изоморфен на бял фосфор и подобно разтворим във въглероден дисулфид. Тази модификация е по-малко стабилна от белия фосфор и при излагане на светлина или слабо нагряване лесно се трансформира в метална модификация — сив арсен (фиг. 1). Образува стоманено сива, крехка кристална маса с метален блясък върху прясна фрактура. Плътността е 5,75 g / cm 3. Когато се нагрява при нормално налягане, той сублимира. Има метална електропроводимост.
Ориз. 1. Сив арсен. Външен вид.
Изотопи на арсен
Известно е, че в природата арсенът може да се намери под формата на единствения стабилен изотоп 75 As. Масовото число е 75, ядрото на атома съдържа тридесет и три протона и четиридесет и два неутрона.
Има около 33 изкуствени нестабилни изотопа на арсена, както и десет изомерни състояния на ядрата, сред които най-дълго живеещият изотоп 73 As с период на полуразпад от 80,3 дни.
Арсенови йони
На външното енергийно ниво на атома арсен има пет електрона, които са валентни:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
В резултат на химическо взаимодействие арсенът отдава своите валентни електрони, т.е. е техен донор и се превръща в положително зареден йон:
As 0 -3e → As 3+;
Като 0 -5e → Като 5+.
Молекула и атом на арсен
В свободно състояние арсенът съществува под формата на едноатомни As молекули. Ето някои свойства, които характеризират атома и молекулата на арсена:
Примери за решаване на проблеми
ПРИМЕР 1
| Упражнение | Арсенът образува два оксида. Масовата част на арсена в тях е равна на 65,2% и 75,7%. Определете еквивалентните маси на арсен и в двата оксида. |
| Решение | Нека вземем масата на всеки арсенов оксид на 100 г. Тъй като съдържанието на арсен е посочено в масови проценти, съставът на първия оксид съдържа 65,2 g арсен и 34,8 g кислород (100 - 65,2 = 34,8); в 100 g от втория оксид арсенът представлява 75,7 g, а за кислород - 24,3 g (100 - 75,7 = 24,3). Еквивалентната маса на кислорода е 8. Нека приложим закона за еквивалентите за първия оксид: M eq (As) = 65,2 / 34,8 × 8 = 15 g / mol. Изчислението за втория оксид се извършва по същия начин: m (As) / m (O) = M eq (As) / M eq (O); M eq (As) = m (As) / m (O) × M eq (O); M eq (As) = 75,7 / 24,3 × 8 = 25 g / mol. |
Арсенът е химичен елемент от групата на азота (група 15 на периодичната таблица). Това е крехко вещество (α-арсен), сиво с метален блясък, с ромбоедрична кристална решетка. При нагряване до 600 ° C, като сублимира. При охлаждане на парите се появява нова модификация - жълт арсен. Над 270 ° C всички форми на As се трансформират в черен арсен.
История на откритията
Какво представлява арсенът е известно много преди да бъде признат за химичен елемент. През IV век. пр.н.е д. Аристотел споменава вещество, наречено сандарак, за което сега се смята, че е реалгар или арсенов сулфид. И през 1 век от н.е. д. писателите Плиний Стари и Педаний Диоскорид описват орпимента – багрилото As 2 S 3. През XI век. н. д. бяха разграничени три разновидности на "арсен": бял (As 4 O 6), жълт (As 2 S 3) и червен (As 4 S 4). Самият елемент вероятно е изолиран за първи път през 13-ти век от Албертус Магнус, който отбелязва появата на металоподобно вещество, когато arsenicum, друго име на As 2 S 3, се нагрява със сапун. Но няма сигурност, че този естествен учен е получил чист арсен. Първото истинско удостоверение за изолирането на чистите е от 1649 г. Германският фармацевт Йохан Шрьодер приготвя арсен чрез нагряване на неговия оксид в присъствието на въглища. По-късно Никола Лемери, френски лекар и химик, наблюдава образуването на този химичен елемент при нагряване на смес от неговия оксид, сапун и поташ. В началото на 18 век арсенът вече е известен като уникален полуметал.
Разпространение
В земната кора концентрацията на арсен е ниска и възлиза на 1,5 ppm. Той се среща в почвата и минералите и може да бъде освободен във въздуха, водата и почвата чрез вятърна и водна ерозия. Освен това елементът навлиза в атмосферата от други източници. В резултат на вулканични изригвания във въздуха се отделят около 3 хиляди тона арсен годишно, микроорганизмите образуват 20 хиляди тона летлив метиларсин годишно, а в резултат на изгарянето на изкопаеми горива се отделят 80 хиляди тона през същия период.
Въпреки факта, че As е смъртоносна отрова, той е важен компонент от храненето на някои животни и, вероятно, хора, въпреки че необходимата доза не надвишава 0,01 mg / ден.
Арсенът е изключително трудно да се превърне във водоразтворимо или летливо състояние. Фактът, че е доста подвижен, означава, че не могат да се появят големи концентрации на вещество на нито едно място. От една страна, това е добре, но от друга страна, лекотата, с която се разпространява, е причината замърсяването с арсен да е все по-голям проблем. Поради човешката дейност, главно чрез добив и топене, обикновено неподвижният химичен елемент мигрира и сега може да се намери не само в местата на естествената му концентрация.
Количеството арсен в земната кора е около 5 g на тон. В космоса концентрацията му се оценява на 4 атома на милион силициеви атома. Този елемент е широко разпространен. Малко количество от него присъства в родното си състояние. Като правило арсенови образувания с чистота 90-98% се срещат заедно с метали като антимон и сребро. По-голямата част от него обаче е част от над 150 различни минерала – сулфиди, арсениди, сулфоарсениди и арсенити. Арсенопирит FeAsS е един от най-разпространените минерали, съдържащи As. Други често срещани съединения на арсен са минералите реалгар As 4 S 4, орпимент As 2 S 3, лелингит FeAs 2 и енаргит Cu 3 AsS 4. Арсеновият оксид също е често срещан. По-голямата част от това вещество е страничен продукт от топенето на медни, оловни, кобалтови и златни руди.
В природата има само един стабилен изотоп на арсена - 75 As. Сред изкуствените радиоактивни изотопи се откроява 76 As с период на полуразпад от 26,4 ч. Арсен-72, -74 и -76 се използват в медицинската диагностика.
Промишлено производство и приложение
Металният арсен се получава чрез нагряване на арсенопирит до 650-700 ° C без достъп на въздух. Ако арсенопиритът и други метални руди се нагряват с кислород, тогава As лесно влиза в комбинация с него, образувайки лесно сублимиран As 4 O 6, известен още като "бял арсен". Оксидните пари се събират и кондензират и по-късно се пречистват чрез повторна сублимация. Повечето от As се произвежда чрез редукция на въглерод от така получения бял арсен.
Световното потребление на метален арсен е сравнително малко - само няколкостотин тона годишно. Повечето от консумираното идва от Швеция. Използва се в металургията поради своите металоидни свойства. Около 1% арсен се използва при производството на оловна дроб, тъй като подобрява закръглеността на разтопената капчица. Свойствата на лагерните сплави на основата на олово се подобряват както в термични, така и в механични свойства, когато съдържат около 3% арсен. Наличието на малко количество от този химичен елемент в оловните сплави ги втвърдява за използване в батерии и кабелна броня. Малки количества арсен повишават устойчивостта на корозия и термичните свойства на медта и месинга. В чист вид химически елементарен As се използва за бронзово покритие и в пиротехниката. Високо пречистеният арсен намира приложение в полупроводниковата технология, където се използва със силиций и германий, и под формата на галиев арсенид (GaAs) в диоди, лазери и транзистори.
Като връзки
Тъй като валентността на арсена е 3 и 5 и има диапазон от степени на окисление от -3 до +5, елементът може да образува различни видове съединения. Най-важните търговски форми са As 4 O 6 и As 2 O 5. Арсеновият оксид, известен като бял арсен, е страничен продукт от изпичането на медни, оловни и някои други метални руди, както и арсенопиритни и сулфидни руди. Той е изходният материал за повечето други съединения. Освен това се използва в пестицидите, като обезцветител при производството на стъкло и като консервант за кожа. Арсеновият пентоксид се образува, когато белият арсен е изложен на окислител (като азотна киселина). Той е основна съставка в инсектицидите, хербицидите и металното лепило.
Арсин (AsH 3), безцветен отровен газ, съставен от арсен и водород, е друго добре известно вещество. Веществото, наричано още арсенов водород, се получава чрез хидролиза на метални арсениди и редукция на метали от съединения на арсен в киселинни разтвори. Намира приложение като добавка в полупроводниците и боен отровен газ. В селското стопанство от голямо значение са арсеновата киселина (H 3 AsO 4), оловен арсенат (PbHAsO 4) и калциев арсенат [Ca 3 (AsO 4) 2], които се използват за стерилизация на почвата и борба с вредителите.
Арсенът е химичен елемент, който образува много органични съединения. Cacodyne (CH 3) 2 As-As (CH 3) 2, например, се използва при приготвянето на широко използвания десикант (изсушаващ агент), какодилова киселина. Сложните органични съединения на елемента се използват при лечението на някои заболявания, например, амебна дизентерия, причинена от микроорганизми.
Физически свойства
Какво представлява арсенът по отношение на неговите физически свойства? В най-стабилното си състояние той е крехко стоманено сиво твърдо вещество с ниска топлинна и електрическа проводимост. Въпреки че някои форми на As са металоподобни, класифицирането му като неметал е по-точна характеристика на арсена. Има и други видове арсен, но те не са добре разбрани, особено жълтата метастабилна форма, състояща се от As 4 молекули, като белия фосфор P4. Арсенът сублимира при 613 ° C и в пара съществува като As 4 молекули, които не се дисоциират до около 800 ° C. Пълна дисоциация в As 2 молекули настъпва при 1700 ° C.
Структурата на атома и способността за образуване на връзки
Електронната формула на арсена - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 - наподобява азота и фосфора по това, че във външната обвивка има пет електрона, но се различава от тях по наличието на 18 електрона предпоследната обвивка вместо две или осем. Добавянето на 10 положителни заряда към ядрото при запълване на петте 3d орбитали често води до цялостно намаляване на електронния облак и увеличаване на електроотрицателността на елементите. Арсенът в периодичната таблица може да се сравни с други групи, които ясно демонстрират този модел. Например, общоприето е, че цинкът е по-електроотрицателен от магнезия и галий от алуминия. Въпреки това, в следващите групи тази разлика намалява и мнозина не са съгласни, че германият е електроотрицателен от силиция, въпреки изобилието от химически доказателства. Такъв преход от 8- към 18-елементна обвивка от фосфор към арсен може да увеличи електроотрицателността, но това остава спорно.
Приликата на външните обвивки на As и P предполага, че те могат да образуват 3 на атом в присъствието на допълнителна несвързана електронна двойка. Следователно степента на окисление трябва да бъде +3 или -3, в зависимост от относителната взаимна електроотрицателност. Структурата на арсена също така предполага възможността за използване на външната d-орбитала за разширяване на октета, което позволява на елемента да образува 5 връзки. Осъществява се само чрез реакция с флуор. Наличието на свободна електронна двойка за образуване на комплексни съединения (чрез даряване на електрони) в атома As се проявява много по-малко, отколкото във фосфора и азота.
Арсенът е стабилен на сух въздух, но образува черен оксид във влажен въздух. Неговите пари лесно се изгарят, за да образуват As 2 O 3. Какво е свободен арсен? Практически не се влияе от вода, основи и неокисляващи киселини, но се окислява с азотна киселина до състояние +5. Халогените и сярата реагират с арсен и много метали образуват арсениди.
Аналитична химия
Веществото арсен може да се открие качествено под формата на жълт орпимент, който се утаява под действието на 25% разтвор на солна киселина. Следите от As обикновено се определят чрез преобразуването му в арсин, което може да бъде открито с помощта на теста на Марш. Арсинът термично се разлага, образувайки черно арсеново огледало вътре в тясна тръба. Според метода Gutzeit, сонда, импрегнирана с арсин, потъмнява поради отделянето на живак.
Токсикологични характеристики на арсена
Токсичността на елемента и неговите производни варира в широки граници в значителни граници, от изключително отровния арсин и неговите органични производни до просто As, който е относително инертен. Използването на неговите органични съединения като химически бойни агенти (люизит), везикант и дефолиант („Agent Blue“ на базата на водна смес от 5% какодилова киселина и 26% от нейната натриева сол) разказва за това какво представлява арсенът.
Като цяло, производните на този химичен елемент дразнят кожата и причиняват дерматит. Препоръчва се и защита срещу вдишване на арсенов прах, но повечето отравяния се получават при поглъщане. Максимално допустимата концентрация на As в прах за осемчасов работен ден е 0,5 mg / m 3. За арсин дозата се намалява до 0,05 ppm. В допълнение към използването на съединения на този химичен елемент като хербициди и пестициди, използването на арсен във фармакологията направи възможно получаването на салварсан, първото успешно лекарство срещу сифилис.
Въздействие върху здравето
Арсенът е един от най-токсичните елементи. Неорганичните съединения на този химикал се срещат естествено в малки количества. Хората могат да бъдат изложени на арсен чрез храна, вода и въздух. Експозицията може да възникне и при контакт на кожата със замърсена почва или вода.
Веществото засяга и хора, които работят с него, живеят в къщи, построени от обработена дървесина и в земеделски земи, където в миналото са били използвани пестициди.
Неорганичният арсен може да причини различни здравни ефекти като стомашно и чревно дразнене, намалено производство на червени и бели кръвни клетки, кожни промени и дразнене на белите дробове. Предполага се, че усвояването на значителни количества от това вещество може да увеличи шансовете за развитие на рак, особено рак на кожата, белите дробове, черния дроб и лимфната система.
Много високи концентрации на неорганичен арсен причиняват безплодие и спонтанни аборти при жени, дерматит, намалена устойчивост към инфекции, сърдечни проблеми и мозъчни увреждания. Освен това този химичен елемент може да увреди ДНК.
Смъртоносната доза бял арсен е 100 mg.
Органичните съединения на елемента не причиняват рак или увреждане на генетичния код, но високи дози могат да навредят на човешкото здраве, например, да причинят нервни разстройства или болки в корема.
Като имоти
Основните химични и физични свойства на арсена са както следва:
- Атомният номер е 33.
- Атомното тегло е 74,9216.
- Точката на топене на сивата форма е 814 ° C при налягане от 36 атмосфери.
- Плътността на сивата форма е 5,73 g / cm 3 при 14 ° C.
- Плътността на жълтата форма е 2,03 g / cm 3 при 18 ° C.
- Електронната формула на арсена е 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
- Степени на окисление - -3, +3, +5.
- Валентността на арсена е 3, 5.
Arsenicum или арсен – това име на латински има арсен в химическите таблици. На руски език думата арсен се появи, след като оксидът на това вещество се използва в борбата срещу мишки и плъхове. Арсенът е под формата на много малки черупки с метален блясък или плътно образуване от малки зърна. Едно от неговите неорганични съединения, арсенов анхидрид, се използва широко в медицината, по-специално в денталната практика.
Как и за какво зъболекарят използва арсен
Това вещество се използва от лекарите за облекчаване на болката. Лекарството с арсен убива нерва на болен зъб, разбира се има и други средства за получаване на същия ефект, но този метод все още се използва, защото е ефективен и е тестван от десетилетия.
Под слоя от зъбния емайл и дентина (твърдата тъкан на зъба), който формира неговата основа, има пулпа. Състои се от много нервни окончания и кръвоносни съдове. При остър пулпит се появява възпаление и оток, който притиска нервните окончания и оттам възниква силна болка.
Забележка!Зъбният емайл е най-издръжливата биологична тъкан, поради което свредлата се изработват с диамант.
Арсенът осигурява:
- некротичен ефект върху всички нервни окончания в зъба;
- некроза на пулпата;
- спиране на кръвоснабдяването;
- спиране на импулсите от нервните окончания.
Арсеновата паста съдържа анестетик, така че процесът на излагане на арсен е безболезнен.
Съставът на пастата може да варира в зависимост от производителя. Приблизителният състав на лекарството е както следва:
- арсенов анхидрид;
- новокаин, лидокаин или друг анестетик;
- антисептик като камфор;
- танин, вискозна субстанция, която удължава действието на арсена.
Ако силната болка тревожи, тогава може допълнително да се приложи анестетик върху пастата.
Лекарят пробива зъба, почиства го и въвежда лекарството в кухината на зъба. След това се затваря с временна пломба, с която пациентът ходи, в зависимост от указанията на лекаря. Това може да бъде от 1 до 5 дни.
Забележка!Навлизането на арсен от зъбната кухина в устната кухина трябва да се изключи, тъй като това може да доведе до остеомиелит.
По време на действието на арсена, нервите вътре в зъба могат да повлияят на появата на болезнена болка, това може да продължи няколко часа, за облекчаване на болката се приема бромидно лекарство. След определеното време лекарят ще извади временна пломба, ще премахне арсена, повреден нерв и ще запълни подготвената зъбна кухина.
Ефектът на арсена
В тъкани, където действа арсенов анхидрид, нормалното клетъчно дишане може да бъде нарушено. Дори малко количество от лекарството повлиява вазодилатацията и може да доведе до кръвоизливи. Повечето от компонентите се разлагат в нервните влакна. Такива промени са право пропорционални на дозата на веществото и продължителността на неговото излагане. Лекарство с арсен се използва, когато има нужда от отстраняване на нерви и пулпа.
Забележка!Абсолютно забранено е да се пие алкохол след полагане на арсенова паста, тъй като ефектът му се увеличава и рискът от интоксикация става много вероятен.
Показания и противопоказания
Веществото се използва широко от държавните клиники като ефективно и най-достъпно средство за лечение на некроза на зъбния нерв. Също така, лекарството се използва за:
- невъзможност за извършване на друг вид анестезия;
- необходимостта от спешно умъртвяване на нерва;
- алергии към други болкоуспокояващи;
- неефективност на други болкоуспокояващи;
- наличието на индивидуални индикации;
- в детската стоматология само с образувани корени.
Арсеновата паста не се използва в случай на:
- деца до една година и половина;
- алергична реакция към лекарството;
- бременност;
- заболявания на пикочните органи;
- заплахи от глаукома;
- кърмене;
- невъзможността за пълно почистване на канала;
- кривина на зъбния канал;
- нарушаване на целостта на корените на зъбите.
Забележка!Следи от някои метали в тялото, включително арсен, могат да играят роля в патогенезата на глаукома.
Ако боли зъбобол с арсен
Ако зъбоболът продължава повече от един ден, трябва незабавно да се свържете с вашия зъболекар. Подобна реакция може да възникне в следните случаи:
- алергии към арсен или други съставки;
- лекарят постави арсен върху затворена пулпа;
- възпаление или некроза на тъканите около зъба;
- ниска концентрация на веществото;
- наличието на пародонтит;
- нарушения в технологията на наслагване на вещества;
- висока чувствителност, при която болката може да отшуми след няколко дни.
Ако болката е силна, особено през нощта, най-добре е да потърсите помощ. При възпаление на тъканите около зъба или некроза, причинена от арсен, могат да възникнат много опасни състояния, които засягат периоста или костите на челюстта.
Забележка!На първия ден след полагане на арсен за болка, можете да вземете хапче от всякакви болкоуспокояващи.
Ако изпадне арсен
Има ситуации, когато по време на хранене временният пълнеж се разрушава и арсенът изпада. Веднага след това трябва да изплакнете устата с разтвор на сода с добавка на йод, това се прави, за да се неутрализират възможните остатъци от анестетична паста. След това кухината на зъба трябва да се затвори с памучен тампон и да се консултирате със зъболекар.
В други ситуации арсенът може да бъде погълнат случайно, но дозировката на лекарството е такава, че няма да причини негативни последици под формата на интоксикация. За да не се притеснявате за това, можете да пиете мляко или да вземете активен въглен. Пломба с арсен може да падне, ако не се спазват препоръките на лекаря, те включват:
- Не яжте два часа след посещение при лекар.
- Ако върху пълнежа се появи кисел вкус, изплакнете с разтвор на сода за хляб.
- Опитайте се да не дъвчете страната на болен зъб и да не яжте мека храна.
- Не забравяйте да посетите лекар в рамките на посочения срок, за да премахнете арсена, временните пломби и да продължите лечението.
Арсенът е химичен елемент с атомен номер 33 в периодичната таблица, обозначен със символа As. Това е крехък полуметал с цвят на стомана.Забележка!Ако времето на пребиваване на арсен в зъбната кухина е превишено, при пациенти със заболявания на храносмилателната система и свръхчувствителност към лекарството може да се развие тъканна некроза около зъба, може да се развие интоксикация.
Видео - Специалист за арсен в зъба
Самоизхвърляне на арсен
Можете сами да се отървете от пастата, но не е желателно. Това трябва да се прави само в екстремни случаи, когато имате нужда от помощ, но по някаква причина е невъзможно да я получите навреме.
Ако трябва да премахнете временна пломба, това може да стане с игла на спринцовка или друга. Арсенът се отстранява със собствена помощ, иглата трябва първо да се третира с алкохол. След това изплакнете устната кухина няколко пъти на ден с разтвор на сода бикарбонат с няколко капки йод. Не забравяйте да покриете отворен зъб с парче памучна вата и се консултирайте със зъболекар възможно най-скоро.
Последици от превишаване на дозата арсен
Ако дозата е превишена от лекаря или пациентът е преекспониран и не се е появил навреме за отстраняване на арсен, тогава са възможни негативни последици, най-честите от тях са:
- оток на пулпа;
- потъмняване на твърдата тъкан на зъба;
- пародонтит;
- остеонекроза;
- обща интоксикация.
Като се имат предвид всички последствия, препарати на базата на арсен не се използват за бременни и кърмещи жени, а арсенът практически не се използва за лечение на детски зъби.
Забележка!В случай на лечение на деца е трудно да се изчисли необходимата доза арсенова паста и детето може самостоятелно да избере уплътнението и да погълне арсен.
Сравнение на пасти без арсен и без арсен
Арсенови пасти Особености 30% съдържание на арсенов анхидрид. Използва се при разпространение на кариозния процес през тънката тъкан на зъба, при инфектиране на пулпата. Максималният период на оставяне на пастата в зъба е 3 дни Максималният срок за оставяне на пастата в зъба е 7 дни. В допълнение към активната съставка се състои от лидокаин, камфор, ефедрин, хлорфенол. Не се препоръчва за употреба от спортисти, може да покаже положителна реакция на антидопингов контрол Пасти на базата на формалдехид Такива пасти, за разлика от арсеновите, могат да мумифицират пулпата, но все още се считат за по-малко ефективни.
Като част от параформалдехид, лидокаин, креозот. Време за действие от 2 до 7 дни Съдържа параформ, хлорфенол, ментол, камфор, лидокаин се използва върху млечни зъби, не премахва пулпата Съдържа лидокаин, параформалдехид, фенол. Прилага се от 7 до 10 дни В стоматологичната клиника лекарят ще използва болкоуспокояващия индивидуално и няма да доставя арсен без вашето съгласие.
Арсен, открит в природата
Арсенът е микроелемент. Съдържание в земната кора 1,7 10-4% тегл. Това вещество може да се намери в естественото си състояние, под формата на метални лъскави сиви черупки или плътни маси, състоящи се от малки зърна. Известни са около 200 минерала, съдържащи арсен. Често се среща в малки концентрации в оловни, медни и сребърни руди. Две естествени съединения на арсен със сяра са доста често срещани: оранжево-червеният прозрачен реалгар AsS и лимоненожълтият орпимент As2S3. Добива се и минерал с индустриално значение - арсенопирит (арсенов пирит) FeAsS или FeS2 FeAs2, арсенов пирит - лелингит (FeAs2).Производство на арсен
Има много начини за получаване на арсен: сублимация на естествен арсен, метод за термично разлагане на арсенов пирит, редукция на арсенов анхидрид и др. В момента, за да се получи метален арсен, арсенопиритът най-често се нагрява в муфелни пещи без достъп на въздух. При това се освобождава арсен, чиито пари кондензират и се превръщат в твърд арсен в железни тръби, идващи от пещите и в специални керамични приемници. След това остатъкът в пещите се нагрява с достъп на въздух и след това арсенът се превръща в As2O3. Металният арсен се получава в доста незначителни количества, а основната част от съдържащите арсен руди се преработва в бял арсен, тоест в арсенов триоксид - арсенов анхидрид As2O3.Използване на арсен
- Използването на арсен в металургията - използва се за легиране на оловни сплави, използвани за приготвянето на сачма, тъй като когато изстрелът се излива по метода на кулата, капките от сплавта на арсен с олово придобиват строго сферична форма, а освен това, силата и твърдостта на оловото се увеличават.
- Приложение в електротехниката - Арсенът с висока чистота (99,9999%) се използва за синтеза на редица практически много ценни и важни полупроводникови материали - арсениди и сложни диамантени полупроводници.
- Приложение като багрило - арсенови сулфидни съединения - орпимент и реалгар - се използват в боядисването като бои.
- Приложения в кожената индустрия - Използва се като средство за отстраняване на косми.
- Приложение в пиротехниката - реалгарът се използва за получаване на "гръцки", или "индийски", огън, който възниква при изгаряне на смес от реалгар със сяра и селитра (ярък бял пламък).
- Приложение в медицината - много от съединенията на арсена в много малки дози се използват като лекарства за борба с анемията и редица сериозни заболявания, тъй като имат клинично значим стимулиращ ефект върху редица функции на тялото, по-специално върху хематопоезата. От неорганичните съединения на арсена арсеновият анхидрид може да се използва в медицината за приготвяне на хапчета и в денталната практика под формата на паста като некротизиращо лекарство (същият "арсен", който се поставя в канала на зъба преди отстраняване нерв и пълнеж). Понастоящем препарати с арсен рядко се използват в денталната практика поради токсичност и възможност за безболезнена денервация на зъбите при локална анестезия.
- Приложение в производството на стъкло - арсеновият триоксид прави стъклото "тъп", т.е. непрозрачен. Въпреки това, малки добавки от това вещество, напротив, озаряват стъклото. Арсенът все още е включен в съставите на някои стъкла, например "виенско" стъкло за термометри и полукристали.
Най-обещаващата област на приложение на арсен несъмнено е полупроводниковата технология. В него особено значение придобиват галиеви арсениди GaAs и индиев InAs. Галиевият арсенид също е необходим за важна област на електронната технология - оптоелектрониката, която възниква през 1963 ... 1965 г. на кръстопътя на физиката на твърдото тяло, оптиката и електрониката. Същият материал помогна за създаването на първите полупроводникови лазери.
Защо арсенидите са обещаващи за полупроводниковата технология? За да отговорим на този въпрос, нека си припомним накратко някои от основните понятия на физиката на полупроводниците: „валентна лента“, „забранена лента“ и „зона на проводимост“.
За разлика от свободния електрон, който може да има всякаква енергия, електронът, съдържащ се в атом, може да има само някои, съвсем определени стойности на енергия. От възможните стойности на енергията на електроните в атома се формират енергийни ленти. По силата на добре познатия принцип на Паули, броят на електроните във всяка зона не може да бъде повече от определен максимум. Ако зоната е празна, тогава тя естествено не може да участва в създаването на проводимост. Електроните на напълно запълнената зона също не участват в проводимостта: тъй като няма свободни нива, външно електрическо поле не може да предизвика преразпределение на електроните и по този начин да създаде електрически ток. Провеждането е възможно само в частично запълнена зона. Следователно телата с частично запълнена зона се класифицират като метали, а телата, в които енергийният спектър на електронните състояния се състои от запълнени и празни зони, се класифицират като диелектрици или полупроводници.
Припомняме също, че напълно запълнените ленти в кристалите се наричат валентни ленти, частично запълнените и празните ленти се наричат ленти на проводимост, а енергийната празнина (или бариера) между тях се нарича забранена лента.
Основната разлика между диелектриците и полупроводниците се крие точно в ширината на забранената междина: ако е необходима енергия за преодоляването й над 3 eV, тогава кристалът се класифицира като диелектрик, а ако е по-малък, той се нарича полупроводник .
В сравнение с класическите полупроводници от група IV - германий и силиций - арсенидите на елементите от група III имат две предимства. Ширината и подвижността на носителите на заряд в тях могат да варират в по-широки граници. И колкото по-мобилни са носителите на заряд, толкова по-високи честоти може да работи едно полупроводниково устройство. Ширината на забранената зона се избира в зависимост от предназначението на устройството.
Така че за токоизправители и усилватели, проектирани да работят при повишени температури, се използва материал с голяма ширина на лентата, а за охладени инфрачервени приемници - с малка.
Галиевият арсенид придоби особена популярност, тъй като има добри електрически характеристики, които запазва в широк температурен диапазон - от минус до + 500 ° C. За сравнение посочваме, че индиевият арсенид, който не е по-нисък от GaAs по електрически свойства, започва да ги губи вече при стайна температура, германий - при 70 ... 80, а силиций - при 150 ... 200 ° C.
Арсенът се използва и като добавка, която придава определен тип проводимост на "класическите" полупроводници (Si, Ge). В този случай в полупроводника се създава така нареченият преходен слой, който в зависимост от предназначението на кристала се легира, така че да се получи преходен слой на различна дълбочина. В кристалите, предназначени за производство на диоди, той е "скрит" по-дълбоко; ако слънчевите батерии са направени от полупроводникови кристали, тогава дълбочината на преходния слой е не повече от един микрометър.
Арсенът се използва и като ценна добавка в цветната металургия. Така че добавянето на 0,2 ... 1% As към олово значително увеличава неговата твърдост. Фракцията, например, винаги се прави от олово, легирано с арсен - в противен случай няма да получите строго сферична форма на пелети.
Добавянето на 0,15 ... 0,45% арсен към медта повишава нейната якост на опън, твърдост и устойчивост на корозия при работа в среда, замърсена с газ. В допълнение, арсенът увеличава течливостта на медта по време на леене, улеснява процеса на изтегляне на тел.
Арсенът се добавя към някои видове бронз, месинг, бабити, печатарски сплави.
И в същото време арсенът много често е вреден за металурзите. При производството на стомана и много цветни метали те умишлено усложняват процеса, за да отстранят целия арсен от метала. Наличието на арсен в рудата прави производството вредно. Вреден два пъти: първо, за човешкото здраве; второ, за метал - значителни примеси на арсен влошават свойствата на почти всички метали и сплави.
Всички връзки арсенът, разтворен във вода и слабо кисела среда (например стомашен сок), са изключително отровни; MPC във въздуха на арсен и неговия комп. (с изключение на AsH3) по отношение на арсен 0,5 mg / m3. Conn. Тъй като (III) са по-отровни от комп. Като (V). От неорг. съедин. особено опасни са As2O3 и AsH3. При работа с арсен и неговия комп. изискват се: пълно херметизиране на оборудването, отстраняване на прах и газове чрез интензивна вентилация, лична хигиена (противопрашно облекло, очила, ръкавици, противогаз), чести медицински контроли; жените и юношите нямат право да работят. При остро отравяне с арсен се наблюдават повръщане, болки в корема, диария и депресия на центъра. нервна система. Помощ и антидоти при отравяне с арсен: прием на водни разтвори на Na2S2O3, стомашна промивка, прием на мляко и извара; специфични антидотът е унитиол. Особен проблем е отстраняването на арсена от отпадъчните газове, технолог. води и странични продукти от преработката на руди и концентрати от цветни и редки метали и желязо. Найб. обещаващ метод за заравяне на арсен чрез превръщането му в практически неразтворими сулфидни стъкла.
Арсенът е познат от древни времена. Дори Аристотел споменава неговата природа. серни съединения. Не е известно кой е първият, получил елементарен арсен, обикновено това постижение се приписва на Алберт Велики c. 1250. Chem. Арсенът е признат за елемент от А. Лавоазие през 1789 г.
Това е елемент № 33, който се радва на заслужена репутация и въпреки това е много полезен в много случаи.
Съдържанието на арсен в земната кора е само 0,0005%, но този елемент е доста активен и затова има повече от 120 минерала, които съдържат арсен.Основният промишлен минерал на арсена е арсенопирит FeAsS. Големи медно-арсенови находища има в САЩ, Швеция, Норвегия и Япония, арсен-кобалтови находища в Канада, арсен-калайни находища в Боливия и Англия. Освен това има известни златно-арсенови находища в САЩ и Франция. Русия има множество находища на арсен в Якутия и Кавказ, Централна Азия и Урал, Сибир и Чукотка, Казахстан и Забайкалия. Арсенът е един от малкото елементи, за които има по-малко търсене, отколкото способността да се произвежда. Световно производство на арсен (с изключение на социалистическите страни) по отношение на As2O3 прибл. 50 хиляди тона (1983 г.); от тях се получават ~ 11 тона елементарен арсен със специална чистота за синтеза на полупроводникови съединения.
Рентгеновият флуоресцентен метод за анализ на арсен е доста прост и безопасен, за разлика от химическия метод. Чистата каша се пресова в таблетки и се използва като еталон. GOST 1293.4-83, GOST 1367.1-83, GOST 1429.10-77, GOST 2082.5-81, GOST 2604.11-85, GOST 6689.13-92, GOST 11739.14-99 се извършва флуоресцентно детектор. Най-доказаните спектрометри в тази област са спектрометрите edx 3600 B и edx 600.
Някои умрели от холера през Средновековието не са умрели от нея. Симптомите на заболяването са подобни на проявите отравяне с арсен.
Осъзнавайки това, средновековните бизнесмени започнали да предлагат триоксида на елемента като отрова. Вещество. Смъртоносната доза е само 60 грама.
Те бяха разделени на порции, дадени в продължение на няколко седмици. В резултат на това никой не подозираше, че мъжът не е умрял от холера.
Арсенов вкусне се усеща в малки дози, например в храна или напитки. В съвременните реалности, разбира се, няма холера.
Хората не трябва да се страхуват от арсен. По-скоро мишките трябва да се страхуват. Токсичното вещество е вид отрова за гризачи.
В тяхна чест, между другото, елементът е кръстен. Думата "арсен" се използва само в рускоезичните страни. Официалното наименование на веществото е арсеник.
Обозначението в - As. Поредният номер е 33. Въз основа на него можем да приемем пълен списък на свойствата на арсена. Но да не предполагаме. Нека да проучим въпроса със сигурност.
Свойства на арсен
Латинското име на елемента се превежда като "силен". Очевидно това се отнася до ефекта на веществото върху тялото.
При интоксикация започва повръщане, храносмилането се разстройва, стомахът се извива и работата на нервната система е частично блокирана. не слаб.
Отравянето възниква от някоя от алотропните форми на веществото. Алтропията е съществуването на проявления на същото елемент. арсеннай-стабилен в метална форма.
Стоманено-сив ромбоедъричен крехък. Уредите имат характерен метал, но от контакт с влажен въздух избледняват.
Арсен - метал, чиято плътност е почти 6 грама на кубичен сантиметър. Останалите форми на елементите имат по-нисък индикатор.
На второ място е аморфен арсен. Характеристика на елемента: - почти черен.
Плътността на тази форма е 4,7 грама на кубичен сантиметър. Външно материалът наподобява.
Обичайното състояние на арсен за обикновените хора е жълто. Кубичната кристализация е нестабилна, трансформира се в аморфна при нагряване до 280 градуса по Целзий или под въздействието на проста светлина.
Следователно жълтите са меки, като в тъмното. Въпреки цвета, агрегатите са прозрачни.
От редица модификации на елемента се вижда, че е само наполовина метал. Очевидният отговор на въпроса: - " Метал арсен или неметал", Не.
Химичните реакции са доказателство. 33-тият елемент е киселиннообразуващ. Въпреки това, да бъде в самата киселина не дава.
Металите действат различно. В случай на арсен те не действат дори при контакт с един от най-силните.
Солеподобните съединения се "раждат" в хода на реакциите на арсена с активните метали.
Това се отнася до окислителите. 33-тото вещество взаимодейства само с тях. Ако партньорът няма изразени окислителни свойства, взаимодействието няма да се осъществи.
Това се отнася дори за алкали. Това е, арсен - химичен елементдоста инертен. Как тогава можете да го получите, ако списъкът с реакции е много ограничен?
Добив на арсен
Арсенът се добива по пътя към други метали. Разделете ги, остава 33-тото вещество.
В природата има съединения на арсен с други елементи... Именно от тях се извлича 33-ият метал.
Процесът е полезен, тъй като, заедно с арсен, те често отиват, и.
Намира се в гранулирани маси или кубични калаени кристали. Понякога има жълт оттенък.
Арсеново съединениеи металниферум има "брат", в който вместо 33-то вещество е. Това е обикновен златист пирит.
Инертните материали са подобни на арсеновата версия, но не могат да служат като арсенова руда, въпреки че съдържат и примеси.
Арсенът в обичайните, между другото, също се случва, но, отново, като примес.
Количеството на елемента на тон е толкова малко, но дори страничното извличане няма смисъл.
Ако разпределим равномерно световните запаси от арсен в земната кора, получаваме само 5 грама на тон.
Така че елементът не е често срещан, по количество е сравним с,,.
Ако погледнете металите, с които арсенът образува минерали, тогава това е не само, но и с кобалт и никел.
Общият брой на минералите на 33-ия елемент достига 200. Съществува и местна форма на веществото.
Неговото присъствие се обяснява с химическата инертност на арсена. Оформяйки се до елементи, с които не са осигурени реакции, героят остава в прекрасна изолация.
В този случай често се получават игловидни или кубични агрегати. Обикновено те растат заедно.
Използване на арсен
Елементът арсен принадлежи къмдвойна, не само показваща свойствата както на метал, така и на неметал.
Възприемането на елемента от човечеството също е двойствено. В Европа 33-тото вещество винаги се е смятало за отрова.
През 1733 г. дори е издаден указ, забраняващ продажбата и покупката на арсен.
В Азия "отровата" се използва от лекарите в продължение на 2000 години при лечението на псориазис и сифилис.
Съвременните лекари са доказали, че 33-ият елемент атакува протеини, които провокират онкологията.
През 20-ти век някои европейски лекари също заеха страната на азиатците. През 1906 г. например западните фармацевти изобретяват лекарството салварсан.
Той стана първият в официалната медицина, използван срещу редица инфекциозни заболявания.
Вярно е, че лекарството, както всеки постоянен прием на арсен в малки дози, развива имунитет.
1-2 курса на лекарството са ефективни. Ако се развие имунитет, хората могат да приемат смъртоносна доза от елемента и да останат живи.
В допълнение към лекарите, металурзите се интересуват от 33-ти елемент, като се добавят към производството на изстрел.
Извършва се на базата, която е включена в тежки метали. арсенувеличава оловото и позволява сферичната му форма по време на леене. Правилно е, което подобрява качеството на изстрела.
Арсен може да се намери и в термометрите, или по-скоро в тях. Нарича се виенски, смесен с оксида на 33-то вещество.
Съединението служи като избистрител. Арсенът е бил използван и от древните стъклодухачи, но като матираща добавка.
Стъклото става непрозрачно с впечатляваща примес от токсичен елемент.
Спазвайки пропорциите, много стъклодухачи се разболяват и умират преждевременно.
И кожарите използват сулфиди арсен.
елементосновното подгрупи 5-та група на периодичната таблица е част от някои бои. В кожената индустрия арсеникумът помага за премахване на космите.
Цена на арсен
Чистият арсен най-често се предлага в метална форма. Цените се определят за килограм или тон.
1000 грама струват около 70 рубли. За металурзите предлагат готови, например, арсен с мед.
В този случай те вземат 1500-1900 рубли на килограм. Арсеновият анхидрит също се продава в килограми.
Използва се като лекарство за кожата. Агентът е некротичен, тоест замърсява засегнатата област, убивайки не само причинителя на заболяването, но и самите клетки. Методът е радикален, но ефективен.
Зареждане ...