Арсен

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Арсен (As)
Атомний номер 33
Зовнішній вигляд
простої речовини
крихкий напівметал
сталевого кольору
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
74,92159 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 139 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
946,2(9,81) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Ar] 3d10 4s2 4p3
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 120 пм
Радіус іона (+5e)46 (-3e)222 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
2,18
Електродний потенціал 0
Ступені окиснення 5, 3, -3
Термодинамічні властивості
Густина 5,73 (grey arsenic) г/см³
Питома теплоємність 0,328 Дж/(K моль)
Теплопровідність (50,2) Вт/(м К)
Температура плавлення 1090 K
Теплота плавлення n/a кДж/моль
Температура кипіння 876 K
Теплота випаровування 32,4 кДж/моль
Молярний об'єм 13,1 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки тригональна
Період ґратки 4,130 Å
Відношення c/a 2,805
Температура Дебая 285,00 K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Арсен (As) — хімічний елемент з атомним номером 33, простою речовиною якого є напівметал арсен (миш'як). За звичайних умов найстійкіший металічний або сірий арсен — сірі кристали, крихкі. Реагує з киснем. Сплавляється з деякими металами, утворюючи арсеніди. Сполуки арсену дуже отруйні.

Застаріла назва: миш'як (мишак, аршеник, аршинник).

Загальна інформація[ред.ред. код]

Арсен має декілька алотропних модифікацій. За звичайних умов найстійкіший так званий металевий, або сірий, арсен — сіро-стальна крихка кристалічна маса, яка при свіжому зламі має металевий блиск, на повітрі швидко блякне, оскільки покривається тонкою плівкою As2O3. Кристалічна ґратка сірого арсену ромбоедрична, шарувата. Густина As — 5,72 г/см3 (при 20 °С), питомий електричний опір 35·10−8 Ом/см, твердість за Брінеллем 147 кгс/мм². Арсен діамагнітний. При конденсації пари арсену на поверхні, що охолоджується рідким повітрям, утворюється жовтий арсен — прозорі, м'які як віск кристали, густиною 1,97 г/см−5, схожі за властивостями до білого фосфору. Під дією світла або при слабкому нагріванні він переходить в сірий арсен. Відомі також склоподібно-аморфні модифі­кації: чорний арсен і бурий арсен, які при нагріванні вище за 270°С перетворюються на сірий арсен.

Назва Arsenikon (від грец. Αρσενικόν — «сильний», «мужній», зустрічається вже в Аристотеля) служила для позначення сполук арсену (за їх сильною дією на організм). Російська назва (рос. мышьяк), як вважають, походить від слова «миша» (через застосування препаратів арсену для винищування мишей і щурів). Отримання арсену у вільному стані припи­сують Альберту Великому (близько 1250 p.). У 1789 році А. Лавуазьє вклю­чив арсен у список хімічних елементів.

Історія[ред.ред. код]

Перший контакт людини з арсеном відбувся ще у 3 тис. до нашої ери. У волоссі знайденої мумії (Отці — нім. Ötzi) в альпійському льдовику виявлений значний вміст арсену. З цього можна зробити висновок, що він працював на виробництві міді, руди якої часто забруднені арсеном.

Алхімічний символ Арсену.

У середні віки арсен відомий у вигляді аурипігменту (As2S3) та реальгару (As4S4) які були описані ще в часи Арістотеля. З ІІІ століття нашої ери (Ляйденський папірус) відомі ці сполуки у використанні для забарвлення срібла в золотий, а міді в білий кольори. Алхіміки у середньовічній роботі «Фізика і містика» припускали спорідненість сірки і ртуті. Арсен (ІІІ)-сульфід використовувався як фарба для малювання, засіб для усування волося на тілі а також проти легеневих хвороб.
В середні віки також Арсен (ІІІ)-оксид було знайдено в димі плавильних печей. Альбетрус Маґнус описав вперше добування арсену відновленням його вугіллям у 1250 році. Його вважають відкривачем арсену. Парацельс у XVI столітті ввів елемент до переліку лікувальних засобів.

Походження назви[ред.ред. код]

Назва миш'яку пов'язують з вживанням його сполук для знищення мишей та щурів. Виводять грецьке arsenikon — грец. αρσενικόν від перського زرنيخ (царник) — «золотистий». За іншою версією назву виводять від грецького «арсен» — сильний, потужний. Символ «As» запропонований у 1814 році Йонсом Якобом Берцеліусом.

Отримання[ред.ред. код]

Арсен

Відомо понад 120 мінералів, що містять Арсен. Найпоширеніші: реальгар, аурипігмент, арсенопірит — основні руди арсену знаходяться в гідротермальних жилах разом з арсенистими і стибіїстими мінералами Ni, Co, Ag, Pb. Порівняно рідкісний.

Відкриття способу отримання так званого металевого арсену («сірого миш'яку») приписують знаменитому середньовічному алхіміку Альберту Великому, що жив у XIII ст. Однак набагато раніше грецькі та арабські алхіміки вміли отримувати арсен у вільному вигляді, нагріваючи «білий арсен» (те, що це триоксид арсену, а не проста речовина, було виявлено лише в 1789 р. А. Л. Лавуазьє, який і присвоїв елементу назву «арсенікум») з різними органічними речовинами. Існує безліч способів одержання арсену: сублімацією природного арсену, способом термічного розкладання арсенового колчедану, відновленням арсеновмісного ангідриду та ін. Сьогодні для отримання металевого арсену найчастіше нагрівають арсенопірит у муфельних печах без доступу повітря. При цьому вивільняється арсен, пари якого конденсуються і перетворюються на твердий арсен в залізних трубках, що виступають з печей, і знаходяться в особливих керамісних приймачах. Залишок в печах потім нагрівають при доступі повітря, і тоді арсен перетворюється на As2O3. Металевий арсен виробляють в досить незначних кількостях, і головна частина арсенвмісних руд переробляють на білий арсен, тобто в триоксид арсену — арсенистий ангідрид As2О3. Ще добувають арсен нагріванням без доступу повітря з арсенопіриту:

FeAsS(тв) → FeS(тв)+As(г)
Арсенопірит розкладається при нагріванні на сульфід заліза і елементарний арсен (з сублімацією As на холодному місті).

Арсен для напівпровідників добувають відновленням воднем із дистильованого AsCl3.

2AsCl3 + 3H2 → 6HCl + 2As
Арсенхлорид реагує з воднем утворюючи хлороводень та елементарний арсен.

Застосування[ред.ред. код]

Застосовують арсен для виготовлення деяких сплавів, особливо чистий — у напівпровідниковій техніці; сполуки його використовують як інсектициди, деякі — у медицині.

Життя на основі арсену[ред.ред. код]

Докладніше у статті Життя на основі арсену

В 2010 р. в озері Моно в штаті Каліфорнія, вперше на Землі дослідники виявили бактерію, яку назвали GFAJ-1, що здатна жити й розмножуватися в середовищі, що містить великі концентрації арсена, токсичного для більшості інших організмів.

Отруєння миш'яком[ред.ред. код]

При надходженні в організм в надмірних кількостях арсен призводить до мутацій ДНК людини.

Смертельна доза при прийомі всередину 0,05—0,2 г.

Симптоми: блювота, металевий присмак у роті, сильний біль у животі, блювотні маси зеленого кольору, рідкий кал, різке зневоднення організму, судоми, втрата свідомості.

Невідкладна допомога: промивання шлунку, клізми, унітиол (5 мл 5% розчину) в/в 8 разів на добу; в/в крапельно тетацин-кальцій (30 мл 10% розчину) у 500 мл 5% розчину глюкози; вітаміни С, В1, В6, В12. В/в хлорид кальцію (10 мл 10% розчину); під шкіру ізотонічний розчин хлориду натрію та 5% розчин глюкози до 3 л/добу. При болю у животі — атропін (1 мл 0,1% розчину). Серцево-судинні засоби.

Про отруєння миш'яком в історії та мистецтві див.: [1].

Див. також[ред.ред. код]

Щодо отруєння миш'яком[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]