Arsénico
| Arsénico | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Germanio | Selenio → | ||||
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| Apariencia de una sustancia simple. | ||||
| Arsénico elemental | ||||
| Propiedades del átomo | ||||
| Nombre, símbolo, número | Arsénico / Arsenicum (As), 33 | |||
| Grupo , período , bloque |
15 (obsoleto 5), 4, elemento p |
|||
| Masa atómica ( masa molar ) |
74.92160(2) [1] a. m.e. ( g / mol ) | |||
| Configuración electrónica |
[Ar] 3d 10 4s 2 4p 3 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 |
|||
| Radio del átomo | 139 horas | |||
| Propiedades químicas | ||||
| radio covalente | 120 p. m. | |||
| Radio de iones | +5 mi : 46, −3 mi : 222 pm | |||
| Electronegatividad | 2.18 [2] (escala de Pauling) | |||
| Potencial de electrodo | 0 | |||
| Estados de oxidación | -3, +3, +5 | |||
| Energía de ionización (primer electrón) |
946,2 (9,81) kJ / mol ( eV ) | |||
| Propiedades termodinámicas de una sustancia simple. | ||||
| Densidad (en n.a. ) | 5,73 (arsénico gris) g/cm³ | |||
| Temperatura de ebullición | sublime _ 886K _ | |||
| triple punto | 1090 K (817 ° C ), 3700 kPa | |||
| Oud. calor de fusión | (gris) 24,44 kJ/mol | |||
| Oud. calor de evaporacion | 32,4 kJ/mol | |||
| Capacidad calorífica molar | 25,05 [3] J/(K mol) | |||
| Volumen molar | 13,1 cm³ / mol | |||
| La red cristalina de una sustancia simple. | ||||
| Estructura de celosía | trigonal | |||
| Parámetros de celosía | a = 0,4123 nm, α = 54,17° | |||
| Debye temperatura | 285K _ | |||
| Otras características | ||||
| Conductividad térmica | (300 K) 50,2 W/(m·K) | |||
| número CAS | 7440-38-2 | |||
| 33 | Arsénico |
| Como74.9216 | |
| 3d 10 4s 2 4p 3 | |
El arsénico ( símbolo químico - As , del lat. Arsenicum ) es un elemento químico del grupo 15 (según la clasificación obsoleta , el subgrupo principal del quinto grupo, VA), el cuarto período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev , con número atómico 33.
La sustancia simple arsénico es un semimetal frágil de color acero con un tinte verdoso (en una modificación alotrópica gris). Venenoso y es cancerígeno .
Historia
El arsénico es uno de los elementos más antiguos utilizados por el hombre. Los sulfuros de arsénico As 2 S 3 y As 4 S 4 , los llamados oropimente ("arsénico") y rejalgar , eran familiares para los romanos y griegos . Estas sustancias son venenosas.
El arsénico es uno de los elementos que se encuentran en la naturaleza en forma libre . Se puede aislar con relativa facilidad de los compuestos. Por lo tanto, la historia no sabe quién recibió por primera vez el arsénico elemental en estado libre. Muchos atribuyen el papel de descubridor al alquimista Albertus Magnus . Los escritos de Paracelso también describen la producción de arsénico a partir de la reacción del arsénico con cáscaras de huevo . Muchos historiadores de la ciencia sugieren que el arsénico metálico se obtuvo mucho antes, pero se consideraba una forma de mercurio nativo . Esto puede explicarse por el hecho de que el sulfuro de arsénico era muy similar al mineral mercurio. La liberación de él fue muy fácil, como con la liberación de mercurio. El arsénico elemental se conoce en Europa y Asia desde la Edad Media . Los chinos lo obtuvieron de los minerales. A diferencia de los europeos, podían diagnosticar la muerte por envenenamiento con arsénico. Pero este método de análisis no ha llegado hasta nuestros días. Los europeos aprendieron a determinar el inicio de la muerte en el envenenamiento por arsénico mucho más tarde, esto fue hecho por primera vez por James Marsh . Esta reacción todavía se usa hoy en día.
El arsénico a veces se encuentra en los minerales de estaño . En la literatura china de la Edad Media se describen muertes de personas que bebían agua o vino de vasijas de peltre debido a la presencia de arsénico en ellas. Durante un tiempo relativamente largo, la gente confundió el arsénico y su óxido, confundiéndolos con una sola sustancia. Este malentendido fue eliminado por Georg Brandt y Antoine Laurent Lavoisier , quienes demostraron que se trata de sustancias diferentes y que el arsénico es un elemento químico independiente. El óxido de arsénico se ha utilizado durante mucho tiempo para matar roedores. De ahí el origen del nombre ruso del elemento. Proviene de las palabras "ratón" y "veneno".
Etimología
El nombre de arsénico en ruso proviene de la palabra "ratón", en relación con el uso de sus compuestos para el exterminio de ratones y ratas [4] . El nombre griego ἀρσενικόν proviene del persa زرنيخ (zarnik) - " oropimente amarillo ". La etimología popular se remonta a otros griegos. ἀρσενικός - masculino [5] .
El nombre latino arsenicum es un préstamo directo del griego ἀρσενικόν . En 1789, A. Lavoisier incluyó el arsénico en la lista de elementos químicos bajo el nombre de arsénico [6] .
Estar en la naturaleza
El arsénico es un oligoelemento. El contenido en la corteza terrestre es 1,7⋅10 −4 % en peso. En agua de mar 0,003 mg/l [7] . Este elemento a veces se encuentra en la naturaleza en su forma nativa, el mineral tiene la forma de conchas gris metálico brillante o masas densas que consisten en pequeños granos.
Se conocen alrededor de 200 minerales que contienen arsénico. En pequeñas concentraciones, suele acompañar a los minerales de plomo, cobre y plata . Dos minerales naturales de arsénico son bastante comunes en forma de sulfuros (compuestos binarios con azufre ): rejalgar transparente rojo anaranjado AsS y oropimente amarillo limón As 2 S 3 . Un mineral de importancia industrial para la producción de arsénico - arsenopirita (pirita de arsénico) FeAsS o FeS 2 FeAs 2 (46 % As), pirita de arsénico - lollingita (FeAs 2 ) (72,8 % As), escorodita FeAsO 4 (27 -36 % Como). La mayor parte del arsénico se extrae incidentalmente durante el procesamiento de oro , plomo-zinc, pirita de cobre y otros minerales que contienen arsénico.
Depósitos
El principal mineral industrial de arsénico es la arsenopirita FeAsS. Existen grandes yacimientos de cobre-arsénico en Georgia , Asia Central y Kazajstán , en EE.UU. , Suecia , Noruega y Japón , arsénico-cobalto -en Canadá , arsénico-estaño- en Bolivia e Inglaterra . Además, se conocen yacimientos de oro y arsénico en Estados Unidos y Francia . Rusia tiene numerosos depósitos de arsénico en Yakutia , los Urales , Siberia , Transbaikalia y Chukotka [8] .
Isótopos
Se conocen 33 isótopos y al menos 10 estados excitados de isómeros nucleares . De estos isótopos, solo el 75 As es estable, y el arsénico natural consiste solo en este isótopo. El isótopo radiactivo de vida más larga , 73 As, tiene una vida media de 80,3 días.
Propiedades químicas
Con un fuerte calentamiento, el arsénico se quema, formando óxido de arsénico (III) , que es poco soluble en agua, pero reacciona con ella, formando hidróxido de arsénico (III) o ácido arsénico . Los agentes oxidantes fuertes como el cloro convierten el elemento en ácido arsénico , cuyas sales son muy similares a los fosfatos correspondientes . Calcinando este ácido, se puede obtener óxido de arsénico (V) . Durante la reducción de compuestos de arsénico, se forma gas arsina [9] .
Conseguir
El descubrimiento de un método para obtener arsénico metálico (arsénico gris) se atribuye al alquimista medieval Alberto el Grande , que vivió en el siglo XIII. Sin embargo, mucho antes, los alquimistas griegos y árabes pudieron obtener arsénico libre calentando "arsénico blanco" ( trióxido de arsénico ) con diversas sustancias orgánicas.
Hay muchas formas de obtener arsénico: sublimación del arsénico natural, descomposición térmica de la pirita de arsénico, reducción del anhídrido de arsénico , etc.
Actualmente, para obtener arsénico metálico, la arsenopirita se suele calentar en hornos de mufla sin acceso al aire. En este caso, se libera arsénico, cuyos vapores se condensan y se transforman en arsénico sólido en las tuberías de hierro provenientes de los hornos y en recipientes cerámicos especiales. El residuo en los hornos luego se calienta con acceso al aire y luego el arsénico se oxida a As 2 O 3 . El arsénico metálico se obtiene en cantidades bastante pequeñas, y la parte principal de los minerales que contienen arsénico se procesa en arsénico blanco, es decir, en trióxido de arsénico - anhídrido de arsénico As 2 O 3 .
El principal método de producción es el tostado de minerales sulfurados, seguido de la reducción de óxido con carbón (carbono) [10] :
Aplicación
El arsénico se utiliza para la aleación de aleaciones de plomo , las cuales se utilizan para la preparación de perdigones , ya que cuando los perdigones se lanzan por método de torre, las gotas de una aleación de arsénico con plomo adquieren una forma estrictamente esférica, y además, la resistencia y dureza del plomo. aumentar significativamente[ especificar ] .
El arsénico de alta pureza (99,9999%) se utiliza para sintetizar una serie de materiales semiconductores útiles e importantes : arseniuros (por ejemplo, arseniuro de galio ) y otros materiales semiconductores con una red cristalina como la blenda de zinc .
Los compuestos de sulfuro de arsénico (oropimente y rejalgar) se utilizan en la pintura como pinturas y en la industria del cuero como medio para eliminar el vello de la piel.
En pirotecnia , el rejalgar se usa para producir fuego "griego" o fuego "indio" (Bengala), que ocurre cuando se quema una mezcla de rejalgar con azufre y nitrato (forma una llama blanca brillante cuando se quema ).
Algunos compuestos de organoelementos de arsénico son agentes de guerra química , como la lewisita .
A principios del siglo XX, algunos derivados del cacodyl , por ejemplo, salvarsan , se usaban para tratar la sífilis , con el tiempo, estos medicamentos fueron desplazados del uso médico para el tratamiento de la sífilis por otros preparados farmacéuticos menos tóxicos y más efectivos que no contienen arsénico.
Algunos compuestos de arsénico en dosis muy pequeñas se utilizaron como medicamentos para combatir la anemia y otras enfermedades, ya que tienen un efecto estimulante clínicamente notable en varios sistemas del cuerpo, en particular, en la médula ósea roja y el sistema nervioso central. Debido a la aparición de fármacos comparables y superiores, los compuestos solubles de arsénico prácticamente han desaparecido de la práctica médica desde mediados de los años 80 del siglo XX. De los compuestos inorgánicos del arsénico, el anhídrido de arsénico se puede utilizar en medicina para la preparación de pastillas y en la práctica dental en forma de pasta como fármaco necrotizante. Este fármaco se denominaba comúnmente y en la jerga "arsénico" y se utilizaba en odontología para la necrosis local del nervio dentario (ver pulpitis ). Actualmente (2015), las preparaciones de arsénico rara vez se utilizan en la práctica dental debido a su toxicidad. Ahora se han desarrollado y se están utilizando otros métodos de necrosis indolora del nervio del diente bajo anestesia local .
Rol biológico y acción fisiológica
Toxicidad
0
cuatro
0
Toxicología
El arsénico [11] y muchos de sus compuestos son venenosos y cancerígenos . Los compuestos inorgánicos de arsénico pertenecen a los carcinógenos de categoría 1 según IARC, la arsenobetaína y otros compuestos orgánicos que no se metabolizan en el cuerpo humano, al grupo 3. [12] La dosis letal de arsénico para humanos es de 50 a 170 mg (1,4 mg/kg de peso corporal) . En la intoxicación aguda por arsénico se observan vómitos , dolor abdominal, diarrea , depresión del sistema nervioso central . La similitud de los síntomas del envenenamiento por arsénico con los síntomas del cólera durante mucho tiempo permitió disfrazar el uso de compuestos de arsénico (con mayor frecuencia, trióxido de arsénico, el llamado "arsénico blanco") como un veneno mortal. En Francia, el polvo de trióxido de arsénico por su alta eficacia recibió el nombre común de "polvo hereditario" ( fr. poudre de sucesión ). Se supone que Napoleón fue envenenado con compuestos de arsénico en la isla de Santa Elena. En 1832, apareció una reacción cualitativa confiable al arsénico: la prueba de Marsh , que aumentó significativamente la eficiencia del diagnóstico de envenenamiento.
Ayuda y antídotos para el envenenamiento por arsénico: tomar soluciones acuosas de tiosulfato de sodio Na 2 S 2 O 3 , lavado gástrico, tomar leche y requesón; antídoto específico - unitiol . El MPC en el aire para el arsénico es de 0,5 mg/m³.
Trabaje con arsénico en cajas selladas, usando ropa protectora. Debido a su alta toxicidad, los compuestos de arsénico se utilizaron como agentes venenosos en la Primera Guerra Mundial .
En 2016, un desastre ambiental provocado por el hombre en el sur de la India recibió amplia publicidad : debido a la extracción excesiva de agua de los acuíferos, el arsénico comenzó a ingresar al agua potable. Esto provocó daños tóxicos y oncológicos en decenas de miles de personas.
Se creía que con el consumo a largo plazo de pequeñas dosis de arsénico, el cuerpo desarrolla inmunidad. Este hecho ha sido establecido tanto para humanos como para animales. Hay casos en que los usuarios habituales de arsénico inmediatamente tomaron dosis varias veces más altas que la dosis letal y se mantuvieron saludables. Los experimentos con animales han demostrado la originalidad de este hábito. Resultó que un animal acostumbrado al arsénico al usarlo muere rápidamente si se inyecta una dosis mucho más baja en la sangre o debajo de la piel. Sin embargo, tal "adicción" es muy limitada, en relación con los llamados. "toxicidad aguda", y no protege contra las neoplasias. Sin embargo, actualmente se está investigando el efecto de microdosis de fármacos que contienen arsénico como agente anticancerígeno.
Tanto los compuestos de arsénico orgánicos como los inorgánicos son tóxicos para los organismos vivos en altas concentraciones. Sin embargo, en pequeñas dosis , algunos compuestos de arsénico promueven el metabolismo, fortalecen los huesos, tienen un efecto positivo sobre la función hematopoyética y el sistema inmunológico , y aumentan la absorción de nitrógeno y fósforo de los alimentos. En las plantas, el efecto más notable del arsénico es el metabolismo lento, lo que reduce los rendimientos, pero el arsénico también estimula la fijación de nitrógeno . [13] [14]
Se observó que para un organismo en crecimiento en humanos y animales, las microdosis de arsénico contribuyen al crecimiento de los huesos en longitud y grosor, y en algunos casos, también se observó crecimiento óseo bajo la influencia de microdosis de arsénico al final del crecimiento [ 15] .
Algunos autores consideran el arsénico como un microelemento vital y lo clasifican como un ultramicroelemento - microelementos necesarios en concentraciones especialmente pequeñas (como el selenio , el vanadio , el cromo y el níquel ). La dosis diaria requerida para una persona es de 10-15 mcg. [13]
En la medicina tradicional
En los países occidentales, el arsénico era conocido principalmente como un veneno fuerte, mientras que en la medicina tradicional china se usa desde hace casi dos mil años para tratar la sífilis y la psoriasis . .
El arsénico en pequeñas dosis es cancerígeno , su uso como droga "mejoradora de la sangre" (el llamado "arsénico blanco", por ejemplo, "Tabletas de arsénico de Blo", etc.) continuó hasta mediados de la década de 1950, y aportó su aporte al desarrollo del cáncer .
El compuesto de arsénico salvarsan (también conocido como fármaco 606 y arsfenamina) es históricamente el primer fármaco etiotrópico eficaz y al mismo tiempo relativamente inocuo para la sífilis , creado por el químico Paul Ehrlich [16] . Hasta la fecha salvarsan ha caído en desuso y ha sido sustituido por otros medios mucho más eficaces y seguros.
En ciencia forense
El método para detectar arsénico en el cuerpo humano, cadáveres y alimentos en caso de sospecha de envenenamiento se desarrolló a principios del siglo XIX. El químico inglés James Marsh [17] .
Vida basada en arsénico
Se sabe que las bacterias extremófilas son capaces de sobrevivir a altas concentraciones de arseniato en el medio ambiente. Se sugirió que en el caso de la cepa GFAJ-1 , el arsénico reemplaza al fósforo en las reacciones bioquímicas, en particular, forma parte del ADN [18] [19] [20] , pero esta suposición no se confirmó [21] .
Contaminación por arsénico
En el territorio de la Federación Rusa en la ciudad de Skopin , región de Ryazan , como resultado de muchos años de trabajo de la planta metalúrgica local SMK Metallurg, se enterraron alrededor de mil quinientas toneladas de desechos polvorientos con un alto contenido de arsénico. en el cementerio de la empresa. [22] El arsénico es un elemento concomitante característico de muchos yacimientos de oro , lo que conduce a problemas ambientales adicionales en países mineros de oro como Rumania [23] [24] .
Véase también
- oligoelementos
- Arsina
- Sustancias toxicas potentes
Notas
- ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Pesos atómicos de los elementos 2011 (Informe Técnico IUPAC ) // Química Pura y Aplicada . - 2013. - Vol. 85 , núm. 5 . - P. 1047-1078 . -doi : 10.1351 / PAC-REP-13-03-02 .
- ↑ Arsénico : electronegatividades . Elementos web. Consultado el 5 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 1 de septiembre de 2010.
- ↑ Editorial: Knunyants I. L. (editor en jefe). Enciclopedia química: en 5 volúmenes - Moscú: Enciclopedia soviética, 1992. - T. 3. - S. 157. - 639 p. — 50.000 copias. - ISBN 5-85270-039-8.
- ↑ Arsénico // Gran Diccionario Enciclopédico . — 2000.
- ↑ Frisk H. Griechisches etymologisches Wörterbuch, Band I. - Heidelberg: Carl Winter's Universitätsbuchhandlung. - 1960. - S. 152.
- ↑ Lavoisier, Antoine. Traité Élémentaire de Chimie, présenté dans un ordre nouveau, et d'après des découvertes modernes (francés) . - París: Cuchet, Libraire, 1789. - S. 192.
- ↑ JP Riley y Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965.
- ↑ Arsénico Archivado el 5 de noviembre de 2013 en Wayback Machine . Enciclopedia La vuelta al mundo.
- ↑ Química general: libro de texto / N. L. Glinka . - Ed. borrado — M.: KNORUS, 2012. — 752 p. — ISBN 978-5-406-02149-1
- ↑ Química inorgánica: en 3 volúmenes. / ed. Yu. D. Tretiakova. Vol. 2: Química de elementos intransitivos: un libro de texto para estudiantes. instituciones de mayor prof. educación / A. A. Drozdov, V. P. Zlomanov, G. N. Mazo, F. M. Spiridonov - 2ª ed., revisada. - M .: Centro Editorial "Academia", 2011. - 368 p.
- ↑ Knizhnikov V.A., Bochkarev V.V., Zimina L.N., Marchenko E.N., Rubtsov A.F., Serebryakov L.A. Arsénico // Gran Enciclopedia Médica : en 30 volúmenes / cap. edición BV Petrovski . - 3ra ed. - Moscú: Enciclopedia soviética , 1981. - T. 16. Museos - Nilo . — 512 págs. — 150.800 ejemplares.
- ↑ Agentes clasificados por las monografías de IARC . Consultado el 9 de marzo de 2019. Archivado desde el original el 25 de febrero de 2019.
- ↑ 1 2 Kopylov, Kaminsky, 2004 , p. 289-291.
- ↑ Chertko, 2012 , pág. 123.
- ↑ Prof. de farmacología. Nikolaev. 1943 1ra edición
- ↑ Paul de Craif (de Kruy) . Cazadores de microbios. Editor: Astrel, Polygraphizdat, 2012. ISBN 978-5-271-35518-9 , ISBN 978-5-4215-3274-3
- ↑ McDermid, 2016 , pág. ocho.
- ↑ Wolfe-Simon F., Blum JS, Kulp TR, et al. Una bacteria que puede crecer usando arsénico en lugar de fósforo // Ciencia: revista. - 2010. - Diciembre. -doi : 10.1126 / ciencia.1197258 . —PMID 21127214 .
- ↑ El microbio que come arsénico puede redefinir la química de la vida . noticias de la naturaleza. Fecha de acceso: 26 de enero de 2011. Archivado desde el original el 24 de febrero de 2012.
- ↑ El descubrimiento astrobiológico lleva una vida llena de veneno (enlace inaccesible) . membrana. Fecha de acceso: 26 de enero de 2011. Archivado desde el original el 28 de enero de 2012.
- ↑ Reaves, Marshall Louis; Sunita Sinha, Joshua D. Rabinowitz, Leonid Kruglyak, Rosemary J. Redfield. Ausencia de arseniato detectable en el ADN de células GFAJ-1 cultivadas con arseniato (inglés) // Ciencia: revista. - 2012. - 27 de julio ( vol. 337 , no. 6093 ). - Pág. 470-473 . — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203 . -doi : 10.1126 / ciencia.1219861 .
- ↑ Desintoxicación de suelos contaminados con arsénico con adsorbentes naturales, sus mezclas y modificaciones . Consultado el 3 de febrero de 2016. Archivado desde el original el 26 de febrero de 2018.
- ↑ N. V. PETROVSKAYA “ORO NATIVO. CARACTERÍSTICAS GENERALES, TIPOMORFISMO, CUESTIONES DE GÉNESIS, EDITORIAL "NSKL, MOSCÚ, 1973
- ↑ La minería de oro como veneno para el medio ambiente - GUERRA y PAZ . Consultado el 3 de febrero de 2016. Archivado desde el original el 3 de febrero de 2016.
Literatura
- N. I. Kopylov, Yu. D. Kaminsky. Arsénico. - Novosibirsk, 2004.
- Arsénico // Gran Enciclopedia Rusa : [en 35 volúmenes] / cap. edición Yu. S. Osipov . - M. : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.
- arsénico _ Enciclopedia "Circumnavegación".
- El arsénico y la salud humana . Enciclopedia "Circumnavegación".
- VS Gamayúrov. Arsénico en ecología y biología. — M .: Nauka, 1993.
- Val McDermid. Anatomía de un crimen: lo que pueden decir los insectos, las huellas dactilares y el ADN = Val Mcdermid: "Mecánica forense: la anatomía del crimen". - M. : Alpina No ficción, 2016. - 344 p. - ISBN 978-5-91671-591-0 .
- Nikolai Chertko, Eduard Chertko, Dmitry Budko, Anna Taranchuk. cap. 5 Elementos químicos del bloque p // Función biológica de los elementos químicos. — Minsk, 2012.
Enlaces
- Arsénico en todos los minerales (ruso)
- Arsénico en Webelements
- Arsénico en la Biblioteca Popular de Elementos Químicos
- Geoquímica del arsénico
- E. Strelnikova "Ratón, arsénico y Kalle el detective" // "Química y vida" No. 2, 2011
- La electrónica necesita arsénico de alta pureza
 diccionarios y enciclopedias |
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