Мышьяк

Мышьяк — минерал из класса самородных элементов, полуметалл, химическая формула As. Обычны примеси Sb, S, Fe, Ag, Ni; реже Bi и V. Содержание As в самородном мышьяке достигает 98%. Химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) четвёртого периода периодической системы; имеет атомный номер 33. Мышьяк (неочищенный мышьяк) представляет собой твердое вещество, извлекаемое из природных арсенопиритов. Он существует в двух основных формах: обыкновенный, так называемый «металлический» мышьяк, в виде блестящих кристаллов стального цвета, хрупких, не растворимых в воде и желтый мышьяк, кристаллический, довольно неустойчивый. Мышьяк используется в производстве дисульфида мышьяка, крупной дроби, твердой бронзы и различных других сплавов (олова, меди и т.п.)

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура мышьяка дитригонально-скаленоэдрическая симметрия. Сингония тригональная, в. с. L633L23PC. Кристаллы крайне редки, имеют ромбоэдрический или псевдокубический габитус.

Установлено несколько аллотропных модификаций мышьяка. В обычных условиях устойчив металлический, или серый мышьяк (альфа-мышьяк). Кристаллическая решетка серого мышьяка ромбоэдрическая, слоистая, с периодом а=4,123 А, угол а = 54° 10′. Плотность (при температуре 20° С) 5,72 г/см3; температурный коэфф. линейного расширения 3,36 • 10 град ; удельное электрическое сопротивление (температура 0° С) 35 • 10—6 ом • см; НВ = ж 147; коэфф. сжимаемости (при температуре 30° С) 4,5 х 10-6cm2/кг. Температура плавления альфа-мышьяка 816° С при давлении 36 атмосфер.

Под атм. давлением мышьяк возгоняется при температуре 615° С не плавясь. Теплота сублимации 102 кал/г. Пары мышьяка бесцветны, до т-ры 800° С состоят из молекул As4, от 800 до 1700° С — из смеси As4 и As2, выше температуры 1700° С — только из As2. При быстрой конденсации паров мышьяк на поверхности, охлаждаемой жидким воздухом, образуется желтый мышьяк— прозрачные мягкие кристаллы кубической системы с плотностью 1,97 г/см3. Известны также другие метастабильные модификации мышьяка: бета-мышьяк — аморфная стеклообразная, гамма-мышьяк — желто-коричневая и дельта-мышьяк — коричневая аморфная с плотностями соответственно 4,73; 4,97 и 5,10 г/см3. Выше температуры 270° С эти модификации переходят в серый мышьяк.

СВОЙСТВА

Цвет на свежем изломе цинково-белый, оловянно-белый до светло-серого, быстро тускнеет за счет образования тёмно-серой побежалости; чёрный на выветрелой поверхности. Твёрдость по шкале Мооса 3 — 3,5. Плотность 5,63 — 5,8 г/см3. Хрупкий. Диагностируется по характерному запаху чеснока при ударе. Спайность совершенная по {0001} и менее совершенная по {0112}. Излом зернистый. Уд. вес 5,63-5,78. Черта серая, оловянно-белая. Блеск металлический, сильный (в свежем изломе), быстро тускнеет и становится матовым на окислившейся, почерневшей с течением времени поверхности. Является диамагнетиком.

МОРФОЛОГИЯ

Мышьяк обычно наблюдается в виде корок с натечной почковидной поверхностью, сталактитов, скорлуповатых образований, в изломе обнаруживающих кристаллически-зернистое строение. Самородный мышьяк довольно легко узнается по форме выделений, почерневшей поверхности, значительному удельному весу, сильному металлическому блеску в свежем изломе и совершенной спайности. Под паяльной трубкой улетучивается, не плавясь (при температуре около 360°), издавая характерный чесночный запах и образуя белый налет As2О3 на угле. В жидкое состояние переходит лишь при повышенном внешнем давлении. В закрытой трубке образует зеркало мышьяка. При резком ударе молотком издает чесночный запах.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Мышьяк встречается в гидротермальных месторождениях в виде метаколлоидных образований в пустотах, образуясь, очевидно, в последние моменты гидротермальной деятельности. В ассоциации с ним могут встречаться различные по составу мышьяковистые, сурьмянистые, реже сернистые соединения никеля, кобальта, серебра, свинца и др., а также нерудные минералы.

В литературе имеются указания на вторичное происхождение мышьяка в зонах выветривания месторождений мышьяковистых руд, что, вообще говоря, мало вероятно, если учесть, что в этих условиях он очень неустойчив и, быстро окисляясь, разлагается полностью. Черные корочки состоят из тонкой смеси мышьяка и арсенолита (As2О3). В конце концов образуется чистый арсенолит.

В земной коре концентрация мышьяка невелика и составляет 1,5 промилле. Он встречается в почве и минералах и может попасть в воздух, воду и грунт благодаря ветровой и водной эрозии. Кроме того, элемент поступает в атмосферу из других источников. В результате извержения вулканов в воздух выделяется около 3 тыс. т мышьяка в год, микроорганизмы образуют 20 тыс. т летучего метиларсина в год, а в результате сжигания ископаемого топлива за тот же период выделяется 80 тыс. т.

На территории СССР самородный мышьяк был встречен в нескольких месторождениях. Из них отметим Садонское гидротермальное свинцово-цинковое месторождение, где он неоднократно наблюдался в виде почковидных масс на кристаллическом кальците с галенитом и сфалеритом. Крупные почкообразные скопления самородного мышьяка с концентрически-скорлуповатым строением были встречены на левом берегу р. Чикоя (Забайкалье). В парагенезисе с ним наблюдался лишь кальцит в виде оторочек на стенках тонких жил, секущих древние кристаллические сланцы. В виде обломков (рис. 76) мышьяк был найден также в районе ст. Джалинда, Амурской ж. д. и в других местах.

В ряде месторождений Саксонии (Фрейберг, Шнееберг, Аннаберг и др.) самородный мышьяк наблюдался в ассоциации с мышьяковистыми соединениями кобальта, никеля, серебра, самородным висмутом и др. Все эти и другие находки этого минерала практического значения не имеют.

ПРИМЕНЕНИЕ

Мышьяк используется для легирования сплавов свинца, идущих на приготовление дроби, так как при отливке дроби башенным способом капли сплава мышьяка со свинцом приобретают строго сферическую форму, и кроме того, прочность и твёрдость свинца существенно возрастают. Мышьяк особой чистоты (99,9999 %) используется для синтеза ряда полезных и важных полупроводниковых материалов — арсенидов (например, арсенида галлия) и других полупроводниковых материалов с кристаллической решёткой типа цинковой обманки.

Сульфидные соединения мышьяка — аурипигмент и реальгар — используются в живописи в качестве красок и в кожевенной отрасли промышленности в качестве средств для удаления волос с кожи. В пиротехнике реальгар употребляется для получения «греческого», или «индийского», огня, возникающего при горении смеси реальгара с серой и селитрой (при горении образует ярко-белое пламя).
Некоторые элементоорганические соединения мышьяка являются боевыми отравляющими веществами, например, люизит.

В начале XX века некоторые производные какодила, например, сальварсан, применяли для лечения сифилиса, со временем эти препараты были вытеснены из медицинского применения для лечения сифилиса другими, менее токсичными и более эффективными, фармацевтическими препаратами, не содержащими мышьяк.

Многие из мышьяковых соединений в очень малых дозах применяются в качестве препаратов для борьбы с малокровием и рядом других тяжелых заболеваний, так как оказывают клинически заметное стимулирующее влияние на ряд специфических функций организма, в частности, на кроветворение. Из неорганических соединений мышьяка мышьяковистый ангидрид может применяться в медицине для приготовления пилюль и в зубоврачебной практике в виде пасты как некротизирующее лекарственное средство. Этот препарат в обиходе и жаргонно называли «мышьяк» и применяли в стоматологии для локального омертвления зубного нерва. В настоящее время препараты мышьяка редко применяются в зубоврачебной практике из-за их токсичности. Сейчас разработаны и применяются другие методы безболезненного омертвления нерва зуба под местной анестезией.

Мышьяк (англ. Arsenic) — As

Молекулярный вес 74.92 г/моль
Происхождение названия русское название от слова «мышь», в связи с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс. Английское от греч. Arsenikon, изначально применялось к минералу аурипигменту
IMA статус действителен

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание) 1/B.01-10
Nickel-Strunz (10-ое издание) 1.CA.05
Dana (7-ое издание) 1.3.1.1
Dana (8-ое издание) 1.3.1.1
Hey’s CIM Ref. 1.33

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала оловянно-белый, с поверхности переходящий в тёмно-серый или чёрный
Цвет черты серый
Прозрачность непрозрачный
Блеск полуметаллический, тусклый
Спайность совершенная по {0001} и менее совершенная по {0112}
Твердость (шкала Мооса) 3,5
Излом неравномерный
Прочность хрупкий
Плотность (измеренная) 5.63 — 5.78 г/см3
Радиоактивность (GRapi) 0

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Тип анизотропный
Оптическая анизотропия различимая — желтовато-коричневый и светло-серый переходящий в желтовато-серый
Оптический рельеф низкий
Плеохроизм слабый
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа 3m (3 2/m) — Гексагональная-скаленоэдрическая
Пространственная группа R 3m
Сингония Тригональная
Параметры ячейки a = 3.768Å, c = 10.574Å
Двойникование Двойники редки, по {10_14}, также механические двойники давления по {01_12}

Мышьяк As

Мышьяк в таблице менделеева занимает 33 место, в 4 периоде.

Символ As
Номер 33
Атомный вес 74.9215950
Латинское название Arsenicum
Русское название Мышьяк

Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ

Электронная схема мышьяка

As: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3
Короткая запись:
As: 4s2 3d10 4p3

Одинаковую электронную конфигурацию имеют атом мышьяка и Se+1

Порядок заполнения оболочек атома мышьяка (As) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14

Мышьяк имеет 33 электрона, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

6 электронов на 3p-подуровне

2 электрона на 4s-подуровне

10 электронов на 3d-подуровне

3 электрона на 4p-подуровне

Степень окисления мышьяка

Атомы мышьяка в соединениях имеют степени окисления 5, 3, 2, -3.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Ионы мышьяка

As 0

Валентность As

Атомы мышьяка в соединениях проявляют валентность V, III, II.

Валентность мышьяка характеризует способность атома As к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа As

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома As эти числа имеют значение N = 4, L = 1, Ml = 1, Ms = ½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Результат:

Отравление мышьяком

Мышьяк (Arsenicum) – химический элемент, относящийся к группе полуметаллов. Обозначение в периодической системе – As. В чистом виде вещество имеет серый цвет с зеленоватым оттенком и хрупкую структуру. Мышьяк и его соединения очень ядовиты для всех млекопитающих, в том числе человека. Этот элемент получил свое русское название за область применения: с его помощью с давних времен боролись с грызунами, поэтому термин составлен из двух слов – «мышь» и «яд».

Соединения мышьяка встречаются в природе:

  1. Элемент входит в состав многих горных пород (мышьяковый колчедан, серебряные, свинцовые, золотые, медные руды и др.).
  2. Встречается в водоемах и грунтовых водах.
  3. В небольших количествах содержится в морепродуктах.

Вблизи заводов по переработке полезных ископаемых мышьяк может содержаться в воздухе в виде арсина – H3As. Этот газ очень токсичен, его относят ко II классу опасности.

Мышьяк входит в состав многих пестицидов и красителей. Его применяют в электротехнике для создания полупроводников.

Ранее мышьяк широко применяли в стоматологии, закладывая его под временную пломбу для умертвления нерва.

Сейчас большинство стоматологов использует менее токсичные методы лечения, однако некоторые врачи по-прежнему применяют небезопасную мышьяковую пасту.

Причины отравления мышьяком

Ядовитые соединения поступают в организм несколькими путями:

  • через рот – при проглатывании препаратов, содержащих яд;
  • при вдыхании воздуха, в котором присутствует арсин;
  • через кожные покровы.

Отравление человека мышьяком может быть вызвано рядом факторов:

  1. Неблагополучная экологическая обстановка: проживание вблизи горнодобывающих комбинатов, заводов по переработке руд, изготовлению пестицидов и др.
  2. Производственные аварии.
  3. Нарушения технологических процессов на производстве.
  4. Сбор грибов, плодов и ягод в технической зоне.
  5. Несоблюдение техники безопасной работы с арсенсодержащими веществами.
  6. Неправильное хранение яда для грызунов.
  7. Низкое качество стоматологических услуг.
  8. Употребление воды и морепродуктов с высокой концентрацией мышьяка.
  9. Попытка суицида.
  10. Покушение на убийство.

Чаще всего бытовое отравление мышьяком носит непреднамеренный характер и происходит из-за употребления отравленных продуктов (грибы, вода, морепродукты и т. д.). Дети более восприимчивы к яду, чем взрослые.

Разложенные по дому ядохимикаты от грызунов часто становятся причиной отравления детей.

Признаки отравления мышьяком

Интоксикация может иметь хронический или острый характер. В первом случае на человека в течение длительного времени воздействуют малые дозы яда. Они могут соответствовать предельно допустимым концентрациям, но со временем накапливаются в организме и вызывают серьезные расстройства. Во втором случае отравление человека мышьяком происходит после однократного получения высокой дозы вещества.

Симптомы хронической интоксикации

Яд, поступающий в небольших количествах, может накапливаться в организме годами. Но уже в первый месяц можно распознать хроническое отравление мышьяком по следующим признакам:

  • белесые полосы на ногтях;
  • гиперпигментация кожных покровов в области подмышечных ямок, мошонки и шеи;
  • сильное шелушение кожи и ее уплотнение.

Хроническая интоксикация приводит к развитию энцефалопатии и других патологий нервной системы. Часто при отравлении мышьяком возникают заболевания дыхательной системы (бронхит, трахеит и др.), сердца, печени. Так как соединения мышьяка являются канцерогенами, их длительное воздействие может спровоцировать появление новообразований.

Симптомы острой интоксикации

При значительной дозе симптомы отравления мышьяком проявляются спустя полчаса после приема внутрь или вдыхания.

Внешние признаки отравления:

  • общая слабость;
  • запах чеснока изо рта;
  • возникновение болей в голове и животе;
  • тошнота, сменяющаяся рвотой и частым поносом;
  • обезвоживание: сильная жажда, пересыхание рта.

У пострадавшего ускоряется сердечный ритм, давление падает. Неоказание помощи на этом этапе интоксикации приводит к следующим последствиям:

  1. Снижается сердечная проводимость, пульс становится нерегулярным.
  2. Возникают судорожные сокращения мышц.
  3. Открывается желудочное кровотечение.
  4. Ларингоспазм приводит к легочной недостаточности.
  5. Пострадавший впадает в кому.
  6. Кожные покровы желтеют (из-за разрушения эритроцитов).
  7. Моча приобретает темный оттенок, развивается почечная недостаточность.

При попадании в организм взрослого 0,2 г яда симптомы развиваются очень быстро. Если не оказать человеку медицинскую помощь, он умрет. Для детей смертельная доза составляет 0,05 г.

Яд особенно быстро всасывается в кровь, если был принят на голодный желудок.

Первая помощь при отравлении мышьяком

Если поступление вредных веществ произошло на производстве через кожу или дыхательные пути, то пострадавшего следует немедленно изолировать от воздействия вредного фактора. Его необходимо вывести с места аварии на свежий воздух, предварительно вызвав скорую помощь.

При подозрении на пероральное отравление сначала нужно вызывать скорую помощь, затем сразу же приступать к промыванию желудка (если человек не потерял сознание). В домашних условиях можно использовать следующие жидкости:

  • Вода;
  • Солевой раствор (2 ч. л./1 л воды);
  • Суспензия сернокислой магнезии (20 г/1 л воды);
  • Сироп ипеакуаны (1 ч. л.).

Промывание проводят несколько раз, чтобы вывести как можно больше яда из желудка. Если пострадавший потерял сознание, процедуру следует прекратить, повернуть человека на бок и дождаться приезда бригады скорой помощи. Промывать желудок детям и людям, находящимся в бессознательном состоянии, должны медработники с использованием специального оборудования (зонд).

Первая помощь при попадании яда на кожные покровы заключается в тщательном мытье кожи с мылом под проточной водой. При этом можно использовать мочалку.

Даже если симптомы отравления выражены слабо, скорую помощь нужно вызывать обязательно.

Только медицинский работник может оценить степень серьезности интоксикации. К тому же состояние пострадавшего может внезапно и резко ухудшиться.

Лечение отравления мышьяком

Для лечения больного госпитализируют в токсикологическое отделение больницы. Ставят капельницу с антидотом (противоядием) или делают внутримышечный укол. Антидотами являются следующие препараты:

  • Унитиол, Димеркапрол – при острых интоксикациях;
  • D-пеницилламин – при хронических отравлениях.

При отравлении арсином больному назначают ингаляции кислорода.

Также при отравлениях мышьяком используют следующие методы лечения:

  1. Капельница с физиологическим раствором. Помогает поддерживать водный баланс организма и объем крови в сосудах.
  2. Витаминотерапия. Поступление в организм пациента витаминов В-группы и аскорбиновой кислоты ускоряет метаболизм. В результате токсичное вещество выводится быстрее.
  3. Поддержание функций сердечно-сосудистой системы.
  4. Лечение почечной недостаточности.
  5. Переливание крови – в особо серьезных случаях.

Осложнения и последствия

Острая интоксикация протекает в тяжелой форме, мышьяк может циркулировать в крови несколько месяцев. Даже при своевременно оказанной медицинской помощи возникают осложнения: низкий уровень гемоглобина, заболевания дыхательной системы, печени. Часто возникает почечная недостаточность, которая может приобрести хроническую форму. Иногда отравление мышьяком заканчивается инвалидностью, в особо тяжелых случаях – смертью пострадавшего.

Профилактика отравления мышьяком

Известно, что полигоны с отходами металлургических и горноперерабатывающих производств повышают риск отравления мышьяком людей, проживающих в расположенных рядом населенных пунктах. Поэтому в первую очередь проблема должна решаться на региональном и производственном уровнях. Чтобы избежать интоксикации и ее последствий, следует соблюдать ряд профилактических мер.

На федеральном и региональном уровнях:

  1. Проводить экологический мониторинг и выявлять местности с повышенным содержанием яда в воде и в воздухе.
  2. Ограничить добычу морепродуктов в опасных зонах.

На производстве:

  • использовать эффективные газоочистные сооружения, утилизировать твердые отходы на закрытых полигонах;
  • следить за соблюдением работниками техники безопасности;
  • на предприятиях, где используют соединения мышьяка, следует регулярно определять его содержание в воздухе рабочей зоны;
  • опрыскивать поля пестицидами, содержащими яд, только наземным способом. При этом работники должны пользоваться спецодеждой и противогазом.

В быту:

  1. Хранить отраву для мышей и крыс отдельно от пищевых продуктов.
  2. Ядохимикаты должны быть герметично запечатаны.
  3. Если в доме есть маленькие дети, мышьяк для травли грызунов использовать нельзя! Лучше воспользоваться альтернативными методами борьбы с грызунами.
  4. Нельзя собирать грибы возле промышленных предприятий, чья деятельность связана с переработкой руд, производством пестицидов, красителей, изделий из кожи и т. д.
  5. За стоматологическими услугами следует обращаться в современные клиники.
  6. Не употреблять пищу и не пить в присутствии недоброжелателей.

Соблюдение профилактических мер на региональном и производственном уровнях помогут снизить вероятность хронических отравлений. Осторожное обращение с ядами предупредит острые интоксикации в быту.

Видео с YouTube по теме статьи:

№33 Мышьяк    

История открытия:

Соединения мышьяка (англ. и франц. Arsenic, нем. Arsen) известны очень давно. Так уже в I в. древнегреческий военный врач, фармаколог и натуралист Диоскорид описал обжигание аурипигмента (сульфида мышьяка) с образованием при этом белого мышьяка (Аs2O3). Когда именно впервые был получен металлический мышьяк неизвестно, обычно это приписывается Альберту великому (ХIII в.). В названии «мышьяк» предположительно отражены ядовитые свойства соединений элемента и их применение (от «мышь-яд»).

Нахождение в природе, получение:

Содержание мышьяка в земной коре 1,7·10-4% по массе. Это рассеяный элемент, известно около 200 мышьяксодержащих минералов, часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах. Наиболее известны два природных соединения мышьяка с серой: оранжево-красный прозрачный реальгар AsS и лимонно-жёлтый аурипигмент As2S3. Главный промышленный минерал мышьяка — арсенопирит FeAsS.
Мышьяк получают как сопутствующий продукт при переработке содержащих его золотых, свинцово-цинковых, медноколчеданных и других руд. При их обжиге образуется летучий оксид мышьяка(III), который конденсируют и восстанавливают углем.

Физические свойства:

Мышьяк существует в нескольких аллотропных формах и в этом отношении весьма напоминает фосфор. Самая устойчивая из них — серый мышьяк, весьма хрупкое вещество, но имеет металлический блеск и электропроводно (отсюда название «металлический мышьяк»). При быстром охлаждении паров мышьяка получается прозрачное мягкое вещество желтого цвета, состоящее из молекул As4, имеющих форму тетраэдра. Существует также черный мышьяк — аллотропная модификация с аморфным строением.
Мышьяк при нагревании возгоняется, расплавить его можно только в запаянных ампулах под давлением (817°C, 3,6МПа).

Химические свойства:

Мышьяк химически активен. При нагревании на воздухе сгорает с образованием оксида мышьяка(III), с фтором и хлором самовоспламеняется, взаимодействует с халькогенами: серой, селеном, теллуром, образуя различные соединения. Взаимодействует с водородом, образуя газ арсин AsH3.
Разбавленная азотная кислота окисляет мышьяк до H3AsO3, концентрированная — до H3AsO4:
As + 5HNO3 = H3AsO4 + 5NO2 + H2O
Мышьяк нерастворим, не взаимодействует с водой и растворами щелочей.

Важнейшие соединения:

Оксид мышьяка(III), As2O3 — простейшая формула As4O6 — истинная, белые крист., ядовит, при растворении образует мышьяковистые кислоты. Реагирует с конц. соляной кислотой с образованием хлорида мышьяка(III): As2O3 + 6HCl = 2AsCl3 + 3H2O
Метамышьяковистая и ортомышьяковистая кислоты — HAsO2 и H3AsO3, очень слабые, соли — арсениты. Сильные восстановители
Оксид мышьяка(V), As2O5, получают при осторожном обезвоживании мышьяковой кислоты или окислением оксида мышьяка(III) озоном, азотной кислотой. При небольшом нагревании распадается на As2O3 и кислород.
Растворяется в воде с образованием мышьяковой кислоты.
Мышьяковая кислота — H3AsO4, белые крист., к-та средней силы, соли — арсенаты, гидро- и дигидроарсенаты. Качественная реакция — образование арсената серебра Ag3AsO4 (осадок, цвет «кофе с молоком»)
Сульфиды мышьяка, As2S3 — темно-жёлтые крист. (минерал аурипигмент), As2S5 — ярко-жёлтые крист., не растворимы. При взаимодействии с растворами сульфидов щелочных металлов или аммония растворяются, образуя соли соотв. тиокислот: As2S3 + 3(NH4)2S = 2(NH4)3AsS3 (тиоарсенит аммония),
As2S5 + 3(NH4)2S = 2(NH4)3AsS4 (тиоарсенат аммония).
Растворяются и в щелочах, образуя смеси солей соответствующих кислот, например:
As2S3 + 6KOH = K3AsO3 + K3AsS3 + 3H2O
Хлорид мышьяка(III) — AsCl3, бесцветная маслянистая жидкость, на воздухе дымится. Водой разлагается: AsCl3 + 3H2O = H3AsO3 + 3HCl.
Арсин — AsH3, мышьяковистый водород, бесцв. очень токсичный газ, чесночный запах обусловлен примесями продуктов окисления. Сильный восстановитель. Образуется при восстановлении многих мышьяковистых соединений цинком в кислой среде по схеме: (As) + Zn + HCl => AsH3 + ZnCl2 + … .
На этом основана высокочувствительная качественная реакция на мышьяк — реакция Марша, поскольку выделяющийся арсин при пропускании через нагреваемую стеклянную трубку разлагается, образуя на ее стенках черный зеркальный налет.

Применение:

Мышьяк используется в металлургии, как компонент, улучшающий свойства некоторых специальных сплавов. Важной областью применения является также синтез соединений с полупроводниковыми свойствами (GaAs — арсенид галия, третий в масштабах применения полупроводник после кремния и германия).
По-прежнему, многие соединения мышьяка используют для борьбы с насекомыми и грызунами (As2O3, Ca3As2, парижская зелень), для изготовления некоторых медицинских препаратов.

Арапова К., Хабарова М.
ХФ ТюмГУ, 561 группа.

мышьяк

МЫШЬЯ́К (лат. Arsenicum, от греческого arsen — сильный), As (читается «арсеникум»), химический элемент c атомным номером 33, атомная масса 74,9216. В природе встречается один стабильный изотоп 75As. Расположен в VА группе в 4 периоде периодической системы элементов. Электронная конфигурация внешнего слоя 4s2p3. Степени окисления +3, +5, –3 (валентности III, V).
Радиус атома 0,148 нм. Радиус иона Аs3- 0,191 нм, иона As3+ 0,072 нм (координационное число 4), иона As5+0,047 нм (6). Энергии последовательной ионизации 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 и 62,6 эВ. электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,1. Неметалл.
Историческая справка
Мышьяк известен человечеству с древнейших времен, когда использовались в качестве красителей минералы аурипигмент (см. АУРИПИГМЕНТ) As2S3и реальгар (см. РЕАЛЬГАР)As 4S 4(упоминания о них встречаются у Аристотеля) (см. АРИСТОТЕЛЬ).
Алхимики при прокаливании сульфидов мышьяка на воздухе отмечали, что образование так называемого белого оксида As 2O3:
2As 2S3+9О2=2As2O3+6SO2
Этот оксид — сильный яд, он растворяется в воде и в вине.
Впервые As в свободном виде получил немецкий алхимик А. фон Больдштндт в 13 веке прогреванием оксида мышьяка с углем:
As2O3 +3С=2As+3СО
Для изображения мышьяка использовали знак извивающейся змеи с раскрытой пастью.
Нахождение в природе
Мышьяк — рассеянный элемент. Содержание в земной коре 1,7·10–4% по массе. Известно 160 мышьяксодержащих минералов. В самородном состоянии встречается редко. Минерал, имеющий промышленное значение — арсенопирит (см. АРСЕНОПИРИТ) FeAsS. As часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах.
Получение
Обогащенную руду подвергают окислительному обжигу, затем сублимируют летучий As2O3.. Этот оксид восстанавливают углеродом. Для очистки As его подвергают дистилляции в вакууме, затем переводят в летучий хлорид AsCl3, который восстанавливают водородом (см. ВОДОРОД). Получаемый мышьяк содержит 10-5-10-6% примесей по массе.
Физические и химические свойства
Мышьяк — серое с металлическим блеском хрупкое вещество (a-мышьяк) с ромбоэдрической кристаллической решеткой, a = 0,4135 нм и a = 54,13°. Плотность 5,74 кг/дм3.
При нагревании до 600°C As сублимирует. При охлаждении паров возникает новая модификация — желтый мышьяк. Выше 270°C все формы As переходят в черный мышьяк.
Расплавить As можно только в запаянных ампулах под давлением. Температура плавления 817°C при давлении его насыщенных паров 3,6МПа.
Структура серого мышьяка похожа на структуру серой сурьмы и по строению напоминает черный фосфор.
Мышьяк химически активен. При хранении на воздухе порошкообразный As воспламеняется с образованием кислотного оксида As2O3. Этот оксид в парах существует в виде димеров As4O6.
При осторожном обезвоживании мышьяковой кислоты H3AsO4 получают высший кислотный оксид мышьяка As2O5, который при нагревании легко отдает кислород (см. КИСЛОРОД), превращаясь в As2O3.
Оксиду As2O3 отвечают существующие только в растворах ортомышьяковистая H3AsO3 и метамышьяковистая слабые кислоты HAsO2. Их соли — арсенаты.
Разбавленная азотная кислота (см. АЗОТНАЯ КИСЛОТА) окисляет As до H3AsO3, концентрированная азотная кислота — до H3AsO4. Со щелочами As не реагирует, в воде растворяется.
При нагревании As и H2образуется газ арсин (см. МЫШЬЯКА ГИДРИД) AsH3. С фтором (см. ФТОР) и хлором (см. ХЛОР) As взаимодействует с самовоспламенением. При взаимодействии As с серой (см. СЕРА), селеном (см. СЕЛЕН) и теллуром (см. ТЕЛЛУР) образуются хальгкогениды: (см. ХАЛЬКОГЕНИДЫ) As2S5, As2S3, As4S4, As2Se3, As2Te3, существующие в стеклообразном состоянии. Они являются полупроводниками.
Со многими металлами As образует арсениды (см. АРСЕНИДЫ). Арсенид галлия GaAs и индия InAs — полупроводники (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ).
Известно большое число органических соединений мышьяка, в которых имеется химическая связь As — C: органоарсины RnAsH3-n (n = 1,3), тетраорганодиарсины R2As — AsR2 и другие.
Применение
As особой чистоты используется для синтеза полупроводниковых материалов. Иногда As добавляют к сталям как легирующую добавку.
В 1909 немецкий микробиолог П. Эрлих (см. ЭРЛИХ Пауль) получил «препарат 606», эффективное лекарство от малярии, сифилиса, возвратного тифа.
Физиологическое действие
Мышьяк и все его соединения ядовиты. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. Помощь и противоядия при отравлении мышьяком: прием водных растворов Na2S2O3. Промывание желудка, прием молока и творога; специфическое противоядие — унитиол. ПДК в воздухе для мышьяка 0,5мг/м3. Работают с мышьяком в герметичных боксах, используя защитную спецодежду. Из-за высокой токсичности соединения мышьяка использовались Германией как отравляющие вещества в Первую мировую войну.
На территориях, где в почве и воде избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе у людей и вызывает эндемический зоб.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *