Вход
Регистрация Зарегистрируйтесь, чтобы получить расширенные возможности...

Мышьяк

Мышья́к (лат. Arsenicum, As; читается «арсеникум») — химический элемент c атомным номером 33, атомная масса 74,9216. Латинское название элемента произошло от греческого «арсен» — сильный. 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 2,1. Неметалл.
Мышьяк известен человечеству с древнейших времен, когда использовались в качестве красителей минералы аурипигмент As2S3 и реальгар As4S4 (упоминания о них встречаются у Аристотеля). Алхимики при прокаливании сульфидов мышьяка на воздухе отмечали, что образование так называемого белого оксида As2O3:
2As2S3+9О2=2As2O3+6SO2
Этот оксид — сильный яд, он растворяется в воде и в вине. Впервые As в свободном виде получил немецкий алхимик А. фон Больштедт в 13 веке прогреванием оксида мышьяка с углем:
As2O3 +3С=2As+3СО
Для изображения мышьяка использовали знак извивающейся змеи с раскрытой пастью.
Редактировать

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 FeAsS. As часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах. Для получения мышьяка 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. Получаемый мышьяк содержит 10-5-10-6% примесей по массе.
Редактировать

Физические и химические свойства

Мышьяк — серое с металлическим блеском хрупкое вещество (α-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, превращаясь в As2O3.
Оксиду As2O3 отвечают существующие только в растворах ортомышьяковистая H3AsO3 и метамышьяковистая слабые кислоты HAsO2. Их соли — арсенаты.
Разбавленная 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 AsH3. С фтором и хлором As взаимодействует с самовоспламенением. При взаимодействии As с серой, селеном и теллуром образуются хальгкогениды: As2S5, As2S3, As4S4, As2Se3, As2Te3, существующие в стеклообразном состоянии. Они являются полупроводниками.
Со многими металлами As образует арсениды. Арсенид галлия GaAs и индия InAs — 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.
Редактировать

Применение

As особой чистоты используется для синтеза полупроводниковых материалов. Иногда As добавляют к сталям как легирующую добавку.
В 1909 немецкий микробиолог П. Эрлих получил «препарат 606», эффективное лекарство от малярии, сифилиса, возвратного тифа.
Редактировать

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.
Редактировать

Дополнительная литература

  • Немодрук А. А. Аналитическая химия мышьяка. М.,1976.
  • Рцхиладзе В. Г. Мышьяк. М.,1969.
  • Немодрук А. А. Аналитическая химия мышьяка. М., 1976.
  • Гуревич Ю. Д., Гвоздев Н. В. Переработка мышьякосодержащего сырья. М., 1983.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика