De arsenik Det är en halvmetall eller metalloid som tillhör grupp 15 eller VA i det periodiska systemet. Den representeras av den kemiska symbolen As och dess atomnummer är 33. Det finns i tre allotropa former: gul, svart och grå; den senare är den enda av industriell betydelse.
Grå arsenik är en spröd, metallisk fast substans med en stål, kristallin färg (bilden nedan). Det tappar sin glans när det utsätts för luft och bildar arsenoxid (AstvåELLER3), som vid uppvärmning avger en vitlökslukt. Å andra sidan är dess gula och svarta allotroper molekylära respektive amorfa..
Arsenik finns i jordskorpan förknippad med många mineraler. Endast en liten del finns i ursprungsstaten, dock associerad med antimon och silver.
Bland de vanligaste mineralerna i vilka arsenik finns finns följande: realgar (As4S4), orpimentet (AstvåS3), loellingite (FeAstvå) och enargit (Cu3Röv4). Arsenik erhålls också som en biprodukt vid smältning av metaller som bly, koppar, kobolt och guld..
Arsenföreningar är giftiga, särskilt arsin (AsH3). Emellertid har arsenik många industriella tillämpningar, inklusive legering med bly, som används vid tillverkning av bilbatterier och legering med gallium med olika användningsområden inom elektronik..
Artikelindex
Namnet "arsenik" kommer från det latinska arsenikumet och det grekiska arsenikonet, med hänvisning till gult orpiment, vilket var den viktigaste formen för användning av arsenik av alkemister..
Arsenik, länge innan det erkändes som ett kemiskt grundämne, var känt och användes i form av dess föreningar. Till exempel Aristoteles på 4-talet f.Kr. skrev om sandarache, ett ämne som nu tros vara arseniksulfid.
Plinius den äldre och Pedanius Discórides, beskrev orpimentet på 1-talet e.Kr., ett mineral bestående av AstvåS3. Under 1100-talet kändes tre arter av arsenik in: vita (As4ELLER4), den gula (AstvåS3) och rött (As4S4).
Arsenik som ett rent element observerades först av Albertus Magnus (1250). Magnus upphettade arseniksulfiden med tvål och noterade utseendet på ett ämne med en egenskap som liknar den gråaktiga allotropen i bilden. Men den första autentiska rapporten om hans isolering publicerades 1649 av Johann Schroeder, en tysk farmaceut..
Schroeder beredd arsenik genom att värma upp sin oxid med kol. Därefter lyckades Nicolas Lémery producera den genom att värma upp en blandning av arsenikoxid, tvål och kaliumchlorid. På 1700-talet erkändes detta element äntligen som en halvmetall.
Arsenik är isomorf mot antimon; det vill säga de är strukturellt identiska och skiljer sig bara i storleken på deras atomer. Varje arsenatom bildar tre kovalenta bindningar As-As, på ett sådant sätt att de härrör från sexkantiga enheter As6 ”Rynkad eller brant”, eftersom hybridiseringen av As-atomerna är sp3.
Sedan enheterna As6 de ansluter och ger upphov till rena lager av arsenik, som interagerar svagt med varandra. På grund av deras intermolekylära krafter, som framför allt beror på deras atommassor, ger rombohedrala grå arsenkristaller det fasta materialet en skör och spröd konsistens..
Möjligen på grund av avstötningarna från det fria elektronparet arsenik, As6 bildade mellan parallella lager definierar inte en perfekt men förvrängd oktaeder:
Observera att de svarta kulorna drar det förvrängda planet i utrymmet mellan två branta lager. På samma sätt finns det i lagret nedan blåaktiga kulor som tillsammans med den svarta sfären utgör enheten som6 nämndes i början av avsnittet.
Strukturen ser ordnad ut, raderna går upp och ner och därför är den kristallin. Det kan emellertid bli amorft, med sfärer klämda på olika sätt. När gråaktig arsenik blir amorf, förvandlas den till en halvledare.
Gul arsenik, den mest giftiga allotropen i detta ämne, är ett rent molekylärt fast ämne. Den består av molekyler av As4 enheter med svaga spridningskrafter, som inte hindrar dem från att flyktiga.
Svart arsenik är amorft; men inte hur den gråaktiga allotropen kan vara. Dess struktur liknar den som just beskrivits, med skillnaden att dess enhetsplan As6 har större områden och olika röramönster.
[Ar] 3d104stvå4p3
Den har alla nivå 3 orbitaler fyllda. Bildar bindningar med 4- och 4p-orbitaler (precis som 4d) genom olika kemiska hybridiseringar.
74,922 g / mol
Grå arsenik är en gråaktig fast substans med ett metalliskt utseende och en spröd konsistens..
Tre allotropa former, gul (alfa), svart (beta) och grå (gamma).
Toalett
Smaklös
1090 K vid 35,8 atm (trippelpunkt för arsenik).
Vid normalt tryck har den ingen smältpunkt, eftersom den sublimerar till 887 K.
-Grå arsenik: 5,73 g / cm3.
-Gul arsenik: 1,97 g / cm3.
Olöslig
139.00
13,1 cm3/ mol
120.00
0,328 J / gmol vid 20 ° C
32,4 kJ / mol
2.18 på Pauling-skalan
Första joniseringsenergin 946,2 kJ / mol
-3, +3, +5
Elementärt arsenik är stabilt i torr luft, men när det utsätts för fuktig luft täcks det av ett bronsgult skikt som kan bli ett svart lager av arsenoxid (somtvåELLER3).
När arsenik värms upp till sönderdelning avger den vit rök av AstvåELLER3. Förfarandet är farligt eftersom arsin, en mycket giftig gas, också kan släppas ut.
180 ºC
3,5 på Mohs-hårdhetsskalan.
Det attackeras inte av kall svavelsyra eller koncentrerad saltsyra. Reagerar med het salpetersyra eller svavelsyra och bildar arseniksyra och arseniksyra.
När grå arsenik förångas genom uppvärmning och ångorna kyls snabbt bildas en gul arsenik. Detta återgår till den gråaktiga formen när den utsätts för ultraviolett ljus.
En liten mängd arsenik tillsatt för bly, hårdnar dess legeringar tillräckligt för att använda dem vid beläggning av kablar och vid tillverkning av bilbatterier..
Tillsatsen av arsenik till mässing, en legering av koppar och zink, ökar dess motståndskraft mot korrosion. Å andra sidan korrigerar eller minskar förlusten av zink i mässingen, vilket orsakar en ökad livslängd..
Renad arsenik används i halvledarteknik där den används tillsammans med gallium och germanium, liksom i form av galliumarsenid (GaAs) som är den näst mest använda halvledaren.
GaAs har ett direkt bandgap, som kan användas i diod-, laser- och LED-tillverkning. Förutom galliumarsenid finns det andra arsenider, såsom indiumarsenid och aluminiumarsenid, som också är III-V halvledare..
Under tiden är kadmiumarsenid en typ II-IV halvledare. Arsine har använts vid dopning av halvledare.
De flesta applikationer har skrotats på grund av deras höga toxicitet och föreningarna. EssettvåELLER3 har använts som bekämpningsmedel, medan AstvåELLER5 är en ingrediens i herbicider och insekticider.
Arseninsyra (H3AsO4) och salter såsom kalciumarsenat och blyarsenat har använts för att sterilisera jord och bekämpa skadedjur. Detta skapar en risk för miljöföroreningar med arsenik..
Blyarsenat användes som insektsmedel på fruktträd fram till första hälften av 1900-talet. Men på grund av dess toxicitet ersattes den av natriummetylarsenat, som slutade användas av samma anledning sedan 2013.
Fram till 1900-talet användes flera av dess föreningar som läkemedel. Arsfenamin och neolsalvarsan har till exempel använts vid behandling av syfilis och trypanosomiasis.
År 2000 användes AstvåELLER3, Mycket giftig förening, vid behandling av akut promyelocytisk leukemi resistent mot alltrans retinsyra. Nyligen användes den radioaktiva isotopen 74Ess för tumörlokalisering.
Isotopen ger bra bilder, tydligare än de som erhålls med 124Jag, eftersom jod transporteras till sköldkörteln och producerar brus i signalen.
Arsenik användes tidigare som fodertillsats i fjäderfä- och grisproduktion.
Den används som en katalysator vid tillverkning av etylenoxid. Det används också i fyrverkerier och garvning. Arsenoxid används som avfärgningsmedel vid tillverkning av glas.
Arsenik finns i små mängder i elementärt tillstånd, med hög renhetsgrad. Det finns i många föreningar, såsom: sulfider, arsenider och sulfoarseniider.
Det finns också i flera mineraler, inklusive: arsenopyrit (FeSAs), loellingite (FeAs)två), enargit (Cu3Röv4), orpimentet (AstvåS3) och realgar (As4S4).
Arsenopyrit värms upp till 650-700 ° C i frånvaro av luft. Arseniket avdunstar och lämnar järnsulfid (FeS) som en rest. Under denna process sammanfogar arsen syre för att bilda As4ELLER6, känd som "vit arsenik".
Esset4ELLER6 modifieras för att bilda AstvåELLER3, vars ångor samlas upp och kondenseras i en uppsättning tegelkamrar, varvid arsenik renas genom sublimering.
Det mesta av arsenik produceras genom minskning av kol av dammet bildat från AstvåELLER3.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.