¿Qué es el arsénico? Definición, fórmula, propiedades. Tabla periódica de elementos de Mendeleev - arsénico Posición del elemento en la tabla periódica arsénico

El arsénico (el nombre proviene de la palabra ratón, utilizada para cebar a los ratones) es el elemento trigésimo tercer de la tabla periódica. Se refiere a semimetales. Cuando se combina con un ácido, no forma sales, siendo una sustancia formadora de ácido. Puede formar modificaciones alotrópicas. El arsénico tiene tres estructuras de red cristalina actualmente conocidas. El arsénico amarillo exhibe las propiedades de un no metal típico, el arsénico amorfo es negro y el arsénico metálico más estable es gris. En la naturaleza, se encuentra con mayor frecuencia en forma de compuestos y con menos frecuencia en estado libre. Los más comunes son los compuestos de arsénico con metales (arseniuros), como el arsénico, el hierro (arsenopirita, pirita venenosa) y el níquel (kupfernickel, llamado así por su similitud con el mineral de cobre). El arsénico es un elemento poco activo, insoluble en agua, y sus compuestos se clasifican como sustancias poco solubles. La oxidación del arsénico se produce durante el calentamiento; a temperatura ambiente esta reacción avanza muy lentamente.

Todos los compuestos de arsénico son toxinas muy fuertes que tienen un efecto negativo no solo en el tracto gastrointestinal, sino también en el sistema nervioso. La historia conoce muchos casos sensacionales de intoxicación por arsénico y sus derivados. Los compuestos de arsénico se utilizaban como veneno no sólo en la Francia medieval, sino que eran conocidos incluso en la antigua Roma y Grecia. La popularidad del arsénico como potente veneno se explica por el hecho de que es casi imposible detectarlo en los alimentos, no tiene olor ni sabor. Cuando se calienta, se convierte en óxido de arsénico. Diagnosticar la intoxicación por arsénico es bastante difícil, ya que tiene síntomas similares a los de diversas enfermedades. Muy a menudo, el envenenamiento por arsénico se confunde con el cólera.

¿Dónde se usa el arsénico?

A pesar de su toxicidad, los derivados del arsénico no sólo se utilizan como cebo para ratones y ratas. Dado que el arsénico puro tiene una alta conductividad eléctrica, se utiliza como dopante que imparte el tipo requerido de conductividad a semiconductores como el germanio y el silicio. En la metalurgia no ferrosa, el arsénico se utiliza como aditivo, lo que confiere a las aleaciones resistencia, dureza y resistencia a la corrosión en un entorno gaseoso. En vidriería se añade en pequeñas cantidades para abrillantar el vidrio; además, forma parte del famoso “vidrio de Viena”. El níquel se utiliza para colorear el vidrio de verde. En la industria del curtido, los compuestos de sulfato de arsénico se utilizan al procesar pieles para eliminar el pelo. El arsénico forma parte de barnices y pinturas. En la industria de la madera, el arsénico se utiliza como antiséptico. En pirotecnia, el "fuego griego" se elabora a partir de compuestos de sulfuro de arsénico y se utiliza en la producción de cerillas. Algunos compuestos de arsénico se utilizan como agentes de guerra química. Las propiedades tóxicas del arsénico se utilizan en la práctica dental para matar la pulpa dental. En medicina, las preparaciones de arsénico se utilizan como medicamento que aumenta el tono general del cuerpo, para estimular un aumento en la cantidad de glóbulos rojos. El arsénico tiene un efecto inhibidor sobre la formación de leucocitos, por lo que se utiliza en el tratamiento de algunas formas de leucemia. Se conocen una gran cantidad de medicamentos a base de arsénico, pero recientemente han sido reemplazados gradualmente por medicamentos menos tóxicos.

A pesar de su toxicidad, el arsénico es uno de los elementos más esenciales. Al trabajar con sus conexiones, es necesario cumplir con las reglas de seguridad, lo que ayudará a evitar consecuencias indeseables.

El arsénico es un elemento químico del grupo del nitrógeno (grupo 15 de la tabla periódica). Se trata de una sustancia gris, metálica y quebradiza (α-arsénico) con una red cristalina romboédrica. Cuando se calienta a 600°C, el As se sublima. Cuando se enfría el vapor, aparece una nueva modificación: el arsénico amarillo. Por encima de 270°C, todas las formas de As se transforman en arsénico negro.

Historia del descubrimiento

Lo que era el arsénico se sabía mucho antes de que fuera reconocido como elemento químico. En el siglo IV. antes de Cristo mi. Aristóteles mencionó una sustancia llamada sandarac, que ahora se cree que era rejalgar o sulfuro de arsénico. Y en el siglo I d.C. mi. los escritores Plinio el Viejo y Pedanio Dioscórides describieron el oropimento, el tinte como 2 S 3. En el siglo XI norte. mi. Existían tres variedades de “arsénico”: blanco (As 4 O 6), amarillo (As 2 S 3) y rojo (As 4 S 4). El elemento en sí probablemente fue aislado por primera vez en el siglo XIII por Alberto Magno, quien notó la aparición de una sustancia similar al metal cuando el arsénico, otro nombre del As 2 S 3, se calentaba con jabón. Pero no hay certeza de que este científico natural haya obtenido arsénico puro. La primera evidencia auténtica de aislamiento puro se remonta a 1649. El farmacéutico alemán Johann Schröder preparó arsénico calentando su óxido en presencia de carbón. Posteriormente, Nicolas Lemery, médico y químico francés, observó la formación de este elemento químico calentando una mezcla de su óxido, jabón y potasa. A principios del siglo XVIII, el arsénico ya era conocido como un semimetal único.

Predominio

En la corteza terrestre, la concentración de arsénico es baja y asciende a 1,5 ppm. Se encuentra en el suelo y los minerales y puede liberarse al aire, al agua y al suelo a través de la erosión hídrica y eólica. Además, el elemento ingresa a la atmósfera desde otras fuentes. Como resultado de las erupciones volcánicas, se liberan al aire alrededor de 3 mil toneladas de arsénico por año, los microorganismos producen 20 mil toneladas de metilarsina volátil por año y, como resultado de la quema de combustibles fósiles, se liberan 80 mil toneladas durante el año. Mismo periodo.

A pesar de que el As es un veneno mortal, es un componente importante de la dieta de algunos animales y, posiblemente, de los humanos, aunque la dosis requerida no supera los 0,01 mg/día.

El arsénico es extremadamente difícil de convertir a un estado volátil o soluble en agua. El hecho de que sea bastante móvil significa que no pueden aparecer grandes concentraciones de la sustancia en un solo lugar. Por un lado, esto es algo bueno, pero por otro, la facilidad con la que se propaga es la razón por la que la contaminación por arsénico se está convirtiendo en un problema mayor. Debido a la actividad humana, principalmente a través de la minería y la fundición, el elemento químico normalmente inmóvil migra y ahora puede encontrarse en lugares distintos de su concentración natural.

La cantidad de arsénico en la corteza terrestre es de unos 5 g por tonelada. En el espacio, se estima que su concentración es de 4 átomos por millón de átomos de silicio. Este elemento está muy extendido. Una pequeña cantidad está presente en su estado natal. Como regla general, las formaciones de arsénico con una pureza del 90-98% se encuentran junto con metales como el antimonio y la plata. La mayor parte, sin embargo, está incluida en más de 150 minerales diferentes: sulfuros, arseniuros, sulfoarseniuros y arsenitos. La arsenopirita FeAsS es uno de los minerales que contienen As más comunes. Otros compuestos de arsénico comunes son los minerales rejalgar As 4 S 4, oropimente As 2 S 3, lellingita FeAs 2 y enargita Cu 3 AsS 4. El óxido de arsénico también es común. La mayor parte de esta sustancia es un subproducto de la fundición de minerales de cobre, plomo, cobalto y oro.

En la naturaleza, sólo existe un isótopo estable de arsénico: el 75 As. Entre los isótopos radiactivos artificiales destaca el 76 As, con un período de semidesintegración de 26,4 horas, y el arsénico 72, 74 y 76 se utilizan en diagnóstico médico.

Producción y aplicación industriales.

El arsénico metálico se obtiene calentando arsenopirita a 650-700 °C sin acceso de aire. Si la arsenopirita y otros minerales metálicos se calientan con oxígeno, el As se combina fácilmente con él, formando As 4 O 6, que se sublima fácilmente, también conocido como "arsénico blanco". El vapor de óxido se recoge y se condensa y luego se purifica mediante sublimación repetida. La mayor parte del As se produce por reducción con carbono del arsénico blanco así obtenido.

El consumo mundial de arsénico metálico es relativamente pequeño: sólo unos pocos cientos de toneladas por año. La mayor parte de lo que se consume procede de Suecia. Se utiliza en metalurgia debido a sus propiedades metaloides. Aproximadamente un 1% de arsénico se utiliza en la producción de perdigones de plomo, ya que mejora la redondez de la gota fundida. Las propiedades de las aleaciones para cojinetes a base de plomo mejoran tanto térmica como mecánicamente cuando contienen aproximadamente un 3% de arsénico. La presencia de pequeñas cantidades de este elemento químico en las aleaciones de plomo las endurece para su uso en baterías y armaduras de cables. Pequeñas impurezas de arsénico aumentan la resistencia a la corrosión y las propiedades térmicas del cobre y el latón. En su forma pura, el elemento químico As se utiliza para el revestimiento de bronce y en pirotecnia. El arsénico altamente purificado tiene aplicaciones en la tecnología de semiconductores, donde se utiliza con silicio y germanio, y en forma de arseniuro de galio (GaAs) en diodos, láseres y transistores.

Como conexiones

Dado que la valencia del arsénico es 3 y 5, y tiene un rango de estados de oxidación de -3 a +5, el elemento puede formar diferentes tipos de compuestos. Sus formas comercialmente más importantes son As 4 O 6 y As 2 O 5 . El óxido de arsénico, comúnmente conocido como arsénico blanco, es un subproducto de la tostación de minerales de cobre, plomo y algunos otros metales, así como de arsenopirita y minerales de sulfuro. Es el material de partida para la mayoría de los demás compuestos. También se utiliza en pesticidas, como agente decolorante en la producción de vidrio y como conservante de cueros. El pentóxido de arsénico se forma cuando el arsénico blanco se expone a un agente oxidante (como el ácido nítrico). Es el ingrediente principal de insecticidas, herbicidas y adhesivos metálicos.

Otra sustancia conocida es la arsina (AsH 3), un gas venenoso incoloro compuesto de arsénico e hidrógeno. La sustancia, también llamada hidrógeno arsénico, se obtiene por hidrólisis de arseniuros metálicos y reducción de metales a partir de compuestos de arsénico en soluciones ácidas. Se ha utilizado como dopante en semiconductores y como agente de guerra química. En agricultura, el ácido arsénico (H 3 AsO 4), el arseniato de plomo (PbHAsO 4) y el arseniato de calcio [Ca 3 (AsO 4) 2], que se utilizan para la esterilización del suelo y el control de plagas, son de gran importancia.

El arsénico es un elemento químico que forma muchos compuestos orgánicos. El cacodino (CH 3) 2 As-As(CH 3) 2, por ejemplo, se utiliza en la preparación del ampliamente utilizado ácido cacodílico desecante (agente secante). Los compuestos orgánicos complejos del elemento se utilizan en el tratamiento de determinadas enfermedades, por ejemplo, la disentería amebiana causada por microorganismos.

Propiedades físicas

¿Qué es el arsénico en términos de sus propiedades físicas? En su estado más estable, es un sólido frágil de color gris acero con baja conductividad térmica y eléctrica. Aunque algunas formas de As son similares a los metales, clasificarlo como no metal es una caracterización más precisa del arsénico. Hay otras formas de arsénico, pero no están muy bien estudiadas, especialmente la forma metaestable amarilla, formada por moléculas de As 4, como el fósforo blanco P 4 . El arsénico se sublima a una temperatura de 613 °C y en forma de vapor existe como 4 moléculas que no se disocian hasta una temperatura de aproximadamente 800 °C. La disociación completa en moléculas de As 2 se produce a 1700 °C.

Estructura atómica y capacidad para formar enlaces.

La fórmula electrónica del arsénico (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3) se parece al nitrógeno y al fósforo en que hay cinco electrones en la capa exterior, pero se diferencia de ellos en que tiene 18 electrones en la penúltima. cáscara en lugar de dos u ocho. Agregar 10 cargas positivas al núcleo mientras se llenan los cinco orbitales 3d a menudo provoca una disminución general de la nube de electrones y un aumento de la electronegatividad de los elementos. El arsénico en la tabla periódica se puede comparar con otros grupos que demuestran claramente este patrón. Por ejemplo, generalmente se acepta que el zinc es más electronegativo que el magnesio y el galio que el aluminio. Sin embargo, en los grupos posteriores esta diferencia disminuye y muchos no están de acuerdo en que el germanio sea más electronegativo que el silicio, a pesar de la abundancia de evidencia química. Una transición similar de la capa de 8 a 18 elementos, del fósforo al arsénico, puede aumentar la electronegatividad, pero esto sigue siendo controvertido.

La similitud de la capa exterior de As y P sugiere que pueden formar 3 por átomo en presencia de un par de electrones no enlazados adicional. Por tanto, el estado de oxidación debe ser +3 o -3, dependiendo de la electronegatividad mutua relativa. La estructura del arsénico también sugiere la posibilidad de utilizar el orbital d exterior para expandir el octeto, lo que permite que el elemento forme 5 enlaces. Se realiza sólo cuando reacciona con flúor. La presencia de un par de electrones libres para la formación de compuestos complejos (mediante donación de electrones) en el átomo de As es mucho menos pronunciada que en el fósforo y el nitrógeno.

El arsénico es estable en el aire seco, pero se convierte en un óxido negro en el aire húmedo. Sus vapores se queman fácilmente formando As 2 O 3. ¿Qué es el arsénico libre? Prácticamente no se ve afectado por el agua, los álcalis y los ácidos no oxidantes, pero se oxida con ácido nítrico a un estado de +5. Los halógenos y el azufre reaccionan con el arsénico y muchos metales forman arseniuros.

Química analítica

La sustancia arsénico se puede detectar cualitativamente en forma de oropimento amarillo, que precipita bajo la influencia de una solución de ácido clorhídrico al 25%. Las trazas de As generalmente se determinan convirtiéndolo en arsina, que se puede detectar mediante la prueba de Marsh. La arsina se descompone térmicamente para formar un espejo negro de arsénico dentro de un tubo estrecho. Según el método Gutzeit, una muestra impregnada de arsina se oscurece debido a la liberación de mercurio.

Características toxicológicas del arsénico.

La toxicidad del elemento y sus derivados varía ampliamente, desde la extremadamente tóxica arsina y sus derivados orgánicos hasta el simple As, que es relativamente inerte. Lo que es el arsénico lo demuestra el uso de sus compuestos orgánicos como agentes de guerra química (lewisita), vesicante y defoliante (Agente Azul a base de una mezcla acuosa de un 5% de ácido cacodílico y un 26% de su sal sódica).

Por lo general, los derivados de este elemento químico irritan la piel y provocan dermatitis. También se recomienda protegerse contra la inhalación de polvo que contiene arsénico, pero la mayoría de las intoxicaciones se producen por ingestión. La concentración máxima permitida de As en el polvo durante una jornada laboral de ocho horas es de 0,5 mg/m 3 . Para la arsina, la dosis se reduce a 0,05 ppm. Además del uso de compuestos de este elemento químico como herbicidas y pesticidas, el uso del arsénico en farmacología permitió obtener salvarsán, el primer fármaco exitoso contra la sífilis.

Efectos en la salud

El arsénico es uno de los elementos más tóxicos. Los compuestos inorgánicos de esta sustancia química se encuentran naturalmente en pequeñas cantidades. Las personas pueden estar expuestas al arsénico a través de los alimentos, el agua y el aire. La exposición también puede ocurrir a través del contacto de la piel con suelo o agua contaminados.

Las personas que trabajan con él, viven en casas construidas con madera tratada con él y en tierras agrícolas donde se han utilizado pesticidas en el pasado también son susceptibles a la exposición.

El arsénico inorgánico puede causar una variedad de efectos en la salud de los humanos, como irritación estomacal e intestinal, disminución de la producción de glóbulos rojos y blancos, cambios en la piel e irritación pulmonar. Se sospecha que la ingestión de cantidades importantes de esta sustancia puede aumentar las posibilidades de desarrollar cáncer, especialmente cáncer de piel, pulmones, hígado y sistema linfático.

Concentraciones muy altas de arsénico inorgánico provocan infertilidad y abortos espontáneos en las mujeres, dermatitis, disminución de la resistencia del cuerpo a las infecciones, problemas cardíacos y daños cerebrales. Además, este elemento químico puede dañar el ADN.

La dosis letal de arsénico blanco es de 100 mg.

Los compuestos orgánicos del elemento no causan cáncer ni dañan el código genético, pero en dosis elevadas pueden dañar la salud humana, por ejemplo, provocar trastornos nerviosos o dolor abdominal.

Propiedades como

Las principales propiedades químicas y físicas del arsénico son las siguientes:

• El número atómico es 33.
• Peso atómico - 74,9216.
• El punto de fusión de la forma gris es de 814 °C a una presión de 36 atmósferas.
• La densidad de la forma gris es 5,73 g/cm 3 a 14 °C.
• La densidad de la forma amarilla es 2,03 g/cm 3 a 18 °C.
• La fórmula electrónica del arsénico es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
• Estados de oxidación: -3, +3, +5.
• La valencia del arsénico es 3,5.

El arsénico es un elemento químico del grupo 5 del cuarto período de la tabla periódica con número atómico 33. Es un semimetal quebradizo de color acero con un tinte verdoso. Hoy veremos más de cerca qué es el arsénico y nos familiarizaremos con las propiedades básicas de este elemento.

características generales

La singularidad del arsénico radica en el hecho de que se encuentra literalmente en todas partes: en rocas, agua, minerales, suelo, flora y fauna. Por eso, a menudo se le llama nada menos que el elemento omnipresente. El arsénico se distribuye libremente por todas las regiones geográficas del planeta Tierra. La razón de esto es la volatilidad y solubilidad de sus compuestos.

El nombre del elemento está asociado a su uso para el exterminio de roedores. La palabra latina Arsenicum (la fórmula de arsénico en la tabla periódica es As) se deriva del griego Arsen, que significa "fuerte" o "poderoso".

El cuerpo de un adulto medio contiene unos 15 mg de este elemento. Se concentra principalmente en el intestino delgado, el hígado, los pulmones y el epitelio. La absorción de la sustancia se realiza en el estómago y los intestinos. Los antagonistas del arsénico son el azufre, el fósforo, el selenio, algunos aminoácidos y las vitaminas E y C. El elemento en sí perjudica la absorción de zinc, selenio y las vitaminas A, C, B9 y E.

Como muchas otras sustancias, el arsénico puede ser a la vez veneno y medicamento, todo depende de la dosis.

Entre las funciones útiles de un elemento como el arsénico se encuentran:

1. Estimular la absorción de nitrógeno y fósforo.
2. Mejora de la hematopoyesis.
3. Interacción con cisteína, proteínas y ácido lipoico.
4. Debilitamiento de los procesos oxidativos.

El requerimiento diario de arsénico para un adulto es de 30 a 100 mcg.

Referencia histórica

Una de las etapas del desarrollo humano se llama "bronce", ya que durante este período la gente reemplazó las armas de piedra por otras de bronce. Este metal es una aleación de estaño y cobre. Una vez, al fundir bronce, los artesanos utilizaron accidentalmente productos de intemperie del mineral de sulfuro de cobre y arsénico en lugar de mineral de cobre. La aleación resultante fue fácil de fundir y de excelente forja. En aquella época nadie sabía todavía qué era el arsénico, pero se buscaban deliberadamente yacimientos de sus minerales para producir bronce de alta calidad. Con el tiempo, esta tecnología fue abandonada, aparentemente debido al hecho de que a menudo se producían envenenamientos con su uso.

En la antigua China utilizaban un mineral duro llamado rejalgar (As 4 S 4). Se utilizó para tallar piedra. Dado que, bajo la influencia de la temperatura y la luz, el rejalgar se convirtió en otra sustancia, como 2 S 3, pronto también fue abandonado.

En el siglo I a. C., el científico romano Plinio el Viejo, junto con el botánico y médico Dioscórides, describieron el mineral de arsénico llamado oropimento. Su nombre se traduce del latín como "pintura dorada". La sustancia se utilizó como tinte amarillo.

En la Edad Media, los alquimistas clasificaban el elemento en tres formas: amarillo (sulfuro de 2 S 3), rojo (sulfuro de 4 S 4) y blanco (óxido de 2 O 3). En el siglo XIII, al calentar arsénico amarillo con jabón, los alquimistas obtuvieron una sustancia parecida al metal. Probablemente fue el primer ejemplo de un elemento puro obtenido artificialmente.

Lo que es el arsénico en su forma pura se descubrió a principios del siglo XVII. Esto sucedió cuando Johann Schröder, reduciendo el óxido con carbón, aisló este elemento. Unos años más tarde, el químico francés Nicolas Lemery logró obtener la sustancia calentando su óxido en una mezcla con jabón y potasa. En el siglo siguiente, el arsénico ya era bien conocido en su estado semimetálico.

Propiedades químicas

En la tabla periódica de Mendeleev, el elemento químico arsénico se encuentra en el quinto grupo y pertenece a la familia del nitrógeno. En condiciones naturales, es el único nucleido estable. Más de diez isótopos radiactivos de la sustancia se producen artificialmente. Su vida media es bastante amplia: desde 2-3 minutos hasta varios meses.

Aunque a veces se le llama al arsénico un metal, es más probable que sea un no metal. En combinación con ácidos, no forma sales, pero es en sí mismo una sustancia formadora de ácido. Por eso el elemento se identifica como un semimetal.

El arsénico, al igual que el fósforo, se puede encontrar en varias configuraciones alotrópicas. Uno de ellos, el arsénico gris, es una sustancia quebradiza que al romperse tiene un brillo metálico. La conductividad eléctrica de este semimetal es 17 veces menor que la del cobre, pero 3,6 veces mayor que la del mercurio. A medida que aumenta la temperatura, disminuye, lo cual es típico de los metales típicos.

Enfriando rápidamente el vapor de arsénico a la temperatura del nitrógeno líquido (-196 °C), se puede obtener una sustancia blanda de color amarillento que se asemeja al fósforo amarillo. Cuando se calienta y se expone a la luz ultravioleta, el arsénico amarillo se vuelve gris instantáneamente. La reacción va acompañada de la liberación de calor. Cuando los vapores se condensan en una atmósfera inerte, se forma otra forma de materia: la amorfa. Si precipita vapor de arsénico, aparece una película especular sobre el vidrio.

La capa electrónica exterior de esta sustancia tiene la misma estructura que el fósforo y el nitrógeno. Al igual que el fósforo, el arsénico forma tres enlaces covalentes. En aire seco tiene una forma estable y con el aumento de la humedad se vuelve opaco y se cubre con una película de óxido negro. Cuando se enciende el vapor, las sustancias arden con una llama azul.

Dado que el arsénico es inerte, no se ve afectado por el agua, los álcalis y los ácidos, que no tienen propiedades oxidantes. Cuando una sustancia entra en contacto con ácido nítrico diluido se forma ácido ortoarsénico y con ácido concentrado se forma ácido ortoarsénico. El arsénico también reacciona con el azufre, formando sulfuros de diferentes composiciones.

Estar en la naturaleza

En condiciones naturales, un elemento químico como el arsénico se encuentra a menudo en compuestos con cobre, níquel, cobalto y hierro.

La composición de los minerales que forma la sustancia se debe a sus propiedades semimetálicas. Hasta la fecha se conocen más de 200 minerales de este elemento. Dado que el arsénico puede existir en estados de oxidación positivos y negativos, interactúa fácilmente con muchas otras sustancias. Durante la oxidación positiva del arsénico, funciona como un metal (en sulfuros) y durante la oxidación negativa, funciona como un no metal (en arseniuros). Los minerales que contienen este elemento tienen una composición bastante compleja. En una red cristalina, un semimetal puede reemplazar átomos de azufre, antimonio y metales.

Desde un punto de vista compositivo, es más probable que muchos compuestos metálicos con arsénico no pertenezcan a arseniuros, sino a compuestos intermetálicos. Algunos de ellos se distinguen por el contenido variable del elemento principal. Los arseniuros pueden contener simultáneamente varios metales, cuyos átomos pueden reemplazarse entre sí en radios iónicos cercanos. Todos los minerales clasificados como arseniuros tienen un brillo metálico, son opacos, pesados ​​y duraderos. Entre los arseniuros naturales (hay alrededor de 25 en total) se pueden destacar los siguientes minerales: skutterudita, rammelsbreggita, níquelina, lellingrita, clinosaflorita y otros.

Interesantes desde un punto de vista químico son aquellos minerales en los que el arsénico está presente simultáneamente con el azufre y desempeña el papel de un metal. Tienen una estructura muy compleja.

Las sales naturales de ácido arsénico (arseniatos) pueden tener diferentes colores: eritritol - cobalto; la simplesita, la annabergita y la escorida son verdes, y la rooseveltita, kettigita y gernessita son incoloras.

En cuanto a sus propiedades químicas, el arsénico es bastante inerte, por lo que se puede encontrar en su estado nativo en forma de cubos y agujas fusionados. El contenido de impurezas en la pepita no supera el 15%.

En el suelo, el contenido de arsénico oscila entre 0,1 y 40 mg/kg. En zonas de volcanes y lugares donde se encuentra mineral de arsénico, esta cifra puede alcanzar hasta 8 g/kg. Las plantas en esos lugares mueren y los animales enferman. Un problema similar es típico de las estepas y desiertos, donde el elemento no se elimina del suelo. Las rocas arcillosas se consideran enriquecidas porque contienen cuatro veces más sustancias de arsénico que las rocas ordinarias.

Cuando una sustancia pura se convierte en un compuesto volátil mediante el proceso de biometilación, puede ser expulsada del suelo no sólo por el agua, sino también por el viento. En áreas normales, la concentración de arsénico en el aire es en promedio de 0,01 μg/m 3 . En las zonas industriales donde operan fábricas y centrales eléctricas, esta cifra puede alcanzar 1 μg/m3.

El agua mineral puede contener una cantidad moderada de sustancias de arsénico. En las aguas mineromedicinales, según las normas generalmente aceptadas, la concentración de arsénico no debe superar los 70 µg/l. Vale la pena señalar aquí que incluso en tasas más altas, el envenenamiento solo puede ocurrir con el consumo regular de dicha agua.

En las aguas naturales, el elemento se puede encontrar en diversas formas y compuestos. El arsénico trivalente, por ejemplo, es mucho más tóxico que el arsénico pentavalente.

Obteniendo arsénico

El elemento se obtiene como subproducto del procesamiento de minerales de plomo, zinc, cobre y cobalto, así como durante la extracción de oro. En algunos minerales polimetálicos, el contenido de arsénico puede alcanzar hasta el 12%. Cuando se calientan a 700 °C, se produce la sublimación, la transición de una sustancia del estado sólido al gaseoso, sin pasar por el estado líquido. Una condición importante para que se produzca este proceso es la ausencia de aire. Cuando los minerales de arsénico se calientan en el aire, se forma un óxido volátil, llamado "arsénico blanco". Sometiéndolo a condensación con carbón se recupera el arsénico puro.

La fórmula para obtener un elemento es la siguiente:

• 2Como 2 S 3 +9O 2 =6SO 2 +2Como 2 O 3;
• Como 2 O 3 +3C=2As+3CO.

La minería de arsénico es una industria peligrosa. Es paradójico que la mayor contaminación del medio ambiente por este elemento no se produzca cerca de las empresas que lo producen, sino cerca de las centrales eléctricas y de las plantas metalúrgicas no ferrosas.

Otra paradoja es que el volumen de producción de arsénico metálico supera su necesidad. Esto es algo muy raro en la industria minera de metales. El exceso de arsénico debe eliminarse enterrando contenedores metálicos en minas antiguas.

Los mayores depósitos de minerales de arsénico se concentran en los siguientes países:

1. Cobre-arsénico: EE. UU., Georgia, Japón, Suecia, Noruega y los estados de Asia Central.
2. Oro-arsénico: Francia y Estados Unidos.
3. Arsénico-cobalto: Canadá y Nueva Zelanda.
4. Arsénico-estaño - Inglaterra y Bolivia.

Definición

La determinación de arsénico en laboratorio se realiza mediante precipitación de sulfuros amarillos de soluciones de ácido clorhídrico. Las trazas del elemento se determinan mediante el método de Gutzeit o la reacción de Marsh. Durante el último medio siglo se han creado todo tipo de técnicas de análisis sensibles que pueden detectar incluso cantidades muy pequeñas de esta sustancia.

Algunos compuestos de arsénico se analizan mediante el método híbrido selectivo. Implica la reducción de la sustancia de prueba al elemento volátil arsina, que luego se congela en un recipiente enfriado con nitrógeno líquido. Posteriormente, cuando el contenido del recipiente se calienta lentamente, las distintas arsinas comienzan a evaporarse por separado unas de otras.

Uso industrial

Casi el 98% del arsénico extraído no se utiliza en su forma pura. Sus compuestos son ampliamente utilizados en diversas industrias. Anualmente se extraen y procesan cientos de toneladas de arsénico. Se añade a las aleaciones de rodamientos para mejorar su calidad, se utiliza para aumentar la dureza de cables y baterías de plomo, y también se utiliza en la producción de dispositivos semiconductores junto con el germanio o el silicio. Y estas son sólo las áreas más ambiciosas.

Como dopante, el arsénico imparte conductividad a algunos semiconductores "clásicos". Su adición al plomo aumenta significativamente la resistencia del metal y al cobre: ​​fluidez, dureza y resistencia a la corrosión. A veces también se agrega arsénico a algunos grados de bronces, latones, babbitts y aleaciones tipo. Sin embargo, los metalúrgicos suelen intentar evitar el uso de esta sustancia, ya que no es segura para la salud. Para algunos metales, grandes cantidades de arsénico también son perjudiciales porque degradan las propiedades del material original.

El óxido de arsénico se ha utilizado en la fabricación de vidrio como abrillantador de vidrio. Fue utilizado en esta dirección por los antiguos sopladores de vidrio. Los compuestos de arsénico son un fuerte antiséptico, por lo que se utilizan para conservar pieles, animales de peluche y pieles, así como para crear pinturas antiincrustantes para el transporte de agua e impregnaciones de madera.

Debido a la actividad biológica de algunos derivados del arsénico, la sustancia se utiliza en la producción de estimulantes del crecimiento de las plantas, así como en medicamentos, incluidos antihelmínticos para el ganado. Los productos que contienen este elemento se utilizan para controlar malezas, roedores e insectos. Anteriormente, cuando la gente no pensaba si el arsénico podría usarse para la producción de alimentos, el elemento tenía usos más amplios en la agricultura. Sin embargo, tras descubrirse sus propiedades tóxicas, fue necesario encontrar un sustituto.

Áreas importantes de aplicación de este elemento son: la producción de microcircuitos, fibra óptica, semiconductores, electrónica de películas, así como el crecimiento de microcristales para láseres. Para estos fines se utilizan arsinas gaseosas. Y la producción de láseres, diodos y transistores no está completa sin arseniuros de galio e indio.

Medicamento

En los tejidos y órganos humanos, el elemento se presenta principalmente en la fracción proteica y, en menor medida, en la fracción soluble en ácido. Participa en la fermentación, la glucólisis y las reacciones redox, y también asegura la descomposición de los carbohidratos complejos. En bioquímica, los compuestos de esta sustancia se utilizan como inhibidores enzimáticos específicos, necesarios para el estudio de reacciones metabólicas. El arsénico es necesario para el cuerpo humano como oligoelemento.

El uso del elemento en medicina es menos extenso que en la producción. Sus dosis microscópicas se utilizan para diagnosticar todo tipo de enfermedades y patologías, así como para tratar enfermedades dentales.

En odontología, el arsénico se utiliza para eliminar la pulpa. Una pequeña porción de una pasta que contiene ácido arsénico asegura la muerte del diente literalmente en un día. Gracias a su acción, la extracción de la pulpa es indolora y sin obstáculos.

El arsénico también se utiliza ampliamente en el tratamiento de formas leves de leucemia. Le permite reducir o incluso suprimir la formación patológica de leucocitos, así como estimular la hematopoyesis roja y la liberación de glóbulos rojos.

El arsénico es como un veneno.

Todos los compuestos de este elemento son venenosos. La intoxicación aguda por arsénico provoca dolor abdominal, diarrea, náuseas y depresión del sistema nervioso central. Los síntomas de la intoxicación por esta sustancia se parecen a los del cólera. Por lo tanto, en la práctica judicial a menudo se encontraron casos anteriores de envenenamiento intencional por arsénico. Para fines delictivos, el elemento se utilizaba con mayor frecuencia en forma de trióxido.

Síntomas de intoxicación.

Al principio, la intoxicación por arsénico se manifiesta como sabor metálico en la boca, vómitos y dolor abdominal. Si no se toman medidas, pueden producirse convulsiones e incluso parálisis. En el peor de los casos, el envenenamiento puede ser fatal.

La causa del envenenamiento puede ser:

1. Inhalación de polvo que contiene compuestos de arsénico. Ocurre, por regla general, en plantas de producción de arsénico donde no se siguen las normas de seguridad laboral.
2. Consumir alimentos o agua envenenados.
3. Uso de ciertos medicamentos.

Primeros auxilios

El antídoto más conocido y disponible para la intoxicación por arsénico es la leche. La proteína caseína que contiene forma compuestos insolubles con la sustancia tóxica que no pueden absorberse en la sangre.

En caso de intoxicación aguda, para ayudar rápidamente a la víctima, es necesario someterse a un lavado gástrico. En el ámbito hospitalario también se realiza hemodiálisis, destinada a limpiar los riñones. Entre los medicamentos se utiliza un antídoto universal: el unitiol. Además, se pueden utilizar sustancias antagonistas: selenio, zinc, azufre y fósforo. En el futuro, al paciente se le recetará un complejo de aminoácidos y vitaminas.

Deficiencia de arsénico

Respondiendo a la pregunta: "¿Qué es el arsénico?", cabe señalar que el cuerpo humano lo necesita en pequeñas cantidades. El elemento se considera inmunotóxico y condicionalmente esencial. Participa en casi todos los procesos bioquímicos más importantes del cuerpo humano. Una deficiencia de esta sustancia puede estar indicada por los siguientes signos: disminución de la concentración de triglicéridos en la sangre, deterioro del desarrollo y crecimiento del cuerpo.

Como regla general, en ausencia de problemas de salud graves, no hay necesidad de preocuparse por la falta de arsénico en la dieta, ya que el elemento se encuentra en casi todos los productos de origen vegetal y animal. Los mariscos, los cereales, el vino de uva, los zumos y el agua potable son especialmente ricos en esta sustancia. En 24 horas, el organismo elimina el 34% del arsénico consumido.

En caso de anemia, la sustancia se toma para aumentar el apetito y, en caso de intoxicación por selenio, actúa como un antídoto eficaz.

Los compuestos de arsénico (arsénico inglés y francés, arsénico alemán) se conocen desde hace mucho tiempo. En el III - II milenio antes de Cristo. mi. Ya sabía producir aleaciones de cobre con un 4 - 5% de arsénico. El alumno de Aristóteles, Teofrasto (siglos IV-III a. C.), llamó rejalgar al sulfuro de arsénico rojo que se encuentra en la naturaleza; Plinio llama al sulfuro de arsénico amarillo As 2 S 3 oropimento (Auripigmentum), de color dorado, y más tarde recibió el nombre de oropimento. La antigua palabra griega arsenicon, así como sandarac, se refieren principalmente a compuestos de azufre. En el siglo I Dioscórides describió la quema de oropimento y el producto resultante: arsénico blanco (As 2 O 3). En el período alquímico del desarrollo de la química, se consideraba innegable que el arsénico (Arsenik) tenía una naturaleza sulfurosa, y dado que el azufre (Azufre) era venerado como el "padre de los metales", al arsénico se le atribuían propiedades masculinas. Se desconoce cuándo se obtuvo exactamente el arsénico metálico por primera vez. Este descubrimiento suele atribuirse a Alberto Magno (siglo XIII). Los alquimistas consideraban la coloración del cobre con la adición de arsénico a un color blanco plateado como la transformación del cobre en plata y atribuyeban tal "transmutación" al poderoso poder del arsénico. En la Edad Media y en los primeros siglos de la era moderna se conocieron las propiedades tóxicas del arsénico. Sin embargo, incluso Dioscórides (Iv.) recomendaba a los pacientes asmáticos inhalar los vapores del producto obtenido calentando rejalgar con resina. Paracelso ya utilizaba ampliamente el arsénico blanco y otros compuestos de arsénico para el tratamiento. Químicos y mineros de los siglos XV al XVII. Conocía la capacidad del arsénico para sublimar y formar productos vaporosos con un olor específico y propiedades tóxicas. Vasily Valentin menciona lo que era bien conocido por los metalúrgicos del siglo XVI. Humo de alto horno (Huttenrauch) y su olor específico. El nombre griego (y latino) del arsénico, que se refiere a los sulfuros de arsénico, se deriva del griego masculino. Hay otras explicaciones para el origen de este nombre, por ejemplo del árabe arsa paki, que significa “un veneno desafortunado que penetra profundamente en el cuerpo”; Los árabes probablemente tomaron prestado este nombre de los griegos. El nombre ruso de arsénico se conoce desde hace mucho tiempo. Ha aparecido en la literatura desde la época de Lomonosov, quien consideraba que el arsénico era un semimetal. Junto con este nombre en el siglo XVIII. Se utilizó la palabra arsénico, y al arsénico se le llamó As 2 O 3. Zakharov (1810) propuso el nombre de arsénico, pero no tuvo éxito. La palabra arsénico probablemente fue tomada prestada por los artesanos rusos de los pueblos turcos. En azerbaiyano, uzbeko, persa y otras lenguas orientales, el arsénico se llamaba margumush (mar - matar, papilla - ratón); Arsénico ruso, probablemente una corrupción del veneno para ratones o veneno para ratones.

DEFINICIÓN

Arsénico- trigésimo tercer elemento de la tabla periódica. Designación - A partir del latín "arsenicum". Ubicado en el cuarto periodo, grupo VA. Se refiere a semimetales. La carga nuclear es 33.

El arsénico se encuentra en la naturaleza principalmente en compuestos con metales o azufre y rara vez en estado libre. El contenido de arsénico en la corteza terrestre es del 0,0005%.

El arsénico se obtiene normalmente a partir de pirita de arsénico FeAsS.

Masa atómica y molecular del arsénico.

Peso molecular relativo de la sustancia.(M r) es un número que muestra cuántas veces la masa de una molécula dada es mayor que 1/12 de la masa de un átomo de carbono, y masa atómica relativa de un elemento(A r): cuántas veces la masa promedio de los átomos de un elemento químico es mayor que 1/12 de la masa de un átomo de carbono.

Dado que en estado libre el arsénico existe en forma de moléculas monoatómicas de As, los valores de sus masas atómicas y moleculares coinciden. Son iguales a 74,9216.

Alotropía y modificaciones alotrópicas del arsénico.

Al igual que el fósforo, el arsénico existe en varias formas alotrópicas. Cuando el vapor se enfría rápidamente (que consta de 4 moléculas de As), se forma una fracción no metálica: arsénico amarillo (densidad 2,0 g / cm 3), isomorfa al fósforo blanco y, como este, soluble en disulfuro de carbono. Esta modificación es menos estable que el fósforo blanco y, cuando se expone a la luz o a un bajo calentamiento, se transforma fácilmente en una modificación metálica: el arsénico gris (Fig. 1). Forma una masa cristalina frágil de color gris acero con un brillo metálico cuando está recién fracturada. La densidad es de 5,75 g/cm3. Cuando se calienta a presión normal, se sublima. Tiene conductividad eléctrica metálica.

Arroz. 1. Arsénico gris. Apariencia.

Isótopos de arsénico

Se sabe que en la naturaleza el arsénico se puede encontrar en forma del único isótopo estable 75 As. El número másico es 75, el núcleo de un átomo contiene treinta y tres protones y cuarenta y dos neutrones.

Hay alrededor de 33 isótopos artificiales inestables de arsénico, así como diez estados isoméricos de núcleos, entre los que se encuentra el isótopo más longevo, el 73 As, con una vida media de 80,3 días.

iones de arsénico

El nivel de energía exterior del átomo de arsénico tiene cinco electrones, que son electrones de valencia:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 .

Como resultado de la interacción química, el arsénico cede sus electrones de valencia, es decir. es su donante y se convierte en un ion cargado positivamente:

Como 0 -3e → Como 3+ ;

Como 0 -5e → Como 5+ .

Molécula y átomo de arsénico

En estado libre, el arsénico existe en forma de moléculas monoatómicas de As. A continuación se muestran algunas propiedades que caracterizan al átomo y la molécula de arsénico:

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1