Арсен

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Емблема за пояснителна страница Тази статия е за химичния елемент. За селото във Воденско, Гърция вижте Арсен (дем Въртокоп).

33 ГерманийАрсенСелен
P

As

Sb
Външен вид
метално сив метално сив
Общи данни
Име, символ, № Арсен, As, 33
Химическа серия Металоид
Група, период, блок 15, 4, p
Свойства на атома
Атомна маса 74,92160 u
Атомен радиус (calc) 119 (119) pm
Ковалентен радиус 119±4 pm
Радиус на ван дер Ваалс 185 pm
Електронна конфигурация [As] 4s2 3d10 4p3
e- на енергийно ниво 2, 8, 18, 5
Оксидационни с-ния (оксид) 5, 3, 2, 1, -3 (слаб киселинен оксид)
Кристална структура тригонална
Физични свойства
Агрегатно състояние Твърдо вещество
Плътност 5 727 kg/m³
Температура на топене 887 K (615 °C)
Температура на кипене K ( °C)
Моларен обем 12,95 m³/mol
Специф. топлина на топене 369,9 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение 34,76 kJ/mol
Скорост на звука m/s при K
Други
Електроотрицателност 2,18 (скала на Полинг)
Специф. топлинен капацитет 24,64 (25 oC) J/(kg·K)
Специф. ел. съпротивление 333 (25 oC) Ω.mm²/m
Топлопроводимост 50,2 (300 K) W/(m·K)
Йонизационен потенциал 1-ви: 947
2-ри: 1798
3-ти: 2735 kJ/mol

Арсенът е химичен елемент от периодичната система на елементите с атомен номер 33 и символ As. Елементът е известен отровен металоид и има три алотропни форми: жълта, черна и сива. Арсенът и съединенията му са били използвани като пестициди, хербициди и инсектициди, както и в различни сплави. Например хромираният меден арсенид е забранен в САЩ за употреба от 2003. При ежедневно поглъщане в малки дози води до хронична арсенова интоксикация, която може да доведе до Алцхаймер, диабет или в крайна сметка смърт. Характерен е „балсамиращият“ ефект на арсеновата интоксикация, запазващ в идеално състояние трупа на починалия в продължение на години. Арсенът все още се употребява в стоматологията, но разреден, защото е силно отровен дори в минимални количества.

История[редактиране | edit source]

Арсенова руда As2S3
Алхимичният символ за арсен

Думата арсен има персийско-сирийски произход.[1] [1] Сулфидите и оксидите на арсена били познати и използвани в древността.[2][3][4]

Арсенов лабиринт в мина в Корнуол

Находища и производство[редактиране | edit source]

Голям естествен къс арсен

Арсенът заема около 0.00015% от земната кора и е на 53 място по разпространение. [5][6][7]

Файл:World Arsenic Production 2006.svg
Производство на арсен през 2006[8]

През 2005 година Китай е бил сред най-големите производители на арсен с около 50% от световното производство. На второ място по производство на арсен в света се нарежда Чили, следвана от Перу и Мароко.

Страна 2012 AsO3 Производство[9]
Белгия 1 000 t
Чили 10 000 t
Китай 25 000 t
Мароко 6 000 t
Русия 1 500 t
Останалите страни 300 t
Общо в света 44 000 t

Арсенът като замърсител в околната среда[редактиране | edit source]

Отнасянето му към металите е условно. Съединенията съдържащи арсен се различават много по своята токсичност. Елементарният арсен не е токсичен, нито пък в състава на минералите. Токсичността се проявява в разтвор, където As+3 и неговите съединения са много по-токсични от тези на As+5. Съединенията на As са типични биоциди и това е една от причините да се използват като пестициди.

Арсенът в почвата
Незамърсените почви в България съдържат средно около 7 мг арсен в килограм почва. Напояването на оризищата от яз. "Тополница" или замърсяване по въздуха на почвите край Пирдоп и Златица са довели до високи равнища на As, даже 200–250 мг/кг, докато допустимата норма е 25 мг/кг. На места замърсяването е от употребата на As-пестициди в миналото. Арсенът може да замърсява почвите и чрез торенето със суперфосфат.
Арсенът във въздуха
As е рядка атмосферна съставка, освен в райони около металодобивни предприятия, топлоцентрали и подобни, където достига до 1 мкг/ м3. Отделя се главно като As2O3. Арсенът в градския въздух е около 0,02 мкг/м3, докато съдържанието му в цигарите се определя на 10 мкг/кг.
Арсенът във водите
Видовете води се отличават с различни концентрации: As в пресните води е от 0,15 до 0,45 мкг/л; в морската вода е в границите от 2 до 5 мкг/л, докато в океанските варира силно от 0,09 до 25 мкг/л. В минералните води се срещат далеч по-високи концентрации — от порядъка на 20-45 мкг/л. Тези концентрации са разтворни и са много малка част от общия As в диспергираните вещества и седименти. Фитопланктонът и зоопланктонът акумулират As в големи количества — до 2400 мг/кг сухо тегло. Натрупването на As в рибите варира около 1–2 мг/ кг свежо тегло.
Арсенът в растенията
Постъпването на As в растенията през почвата зависи от редица нейни свойства – киселинност, механичен състав, хумус, оксиди и хидрооксиди на желязото, съдържание на арсен и фосфати. Биологията на самото растение е също важен фактор на усвояване. Върху незамърсени почви растенията натрупват по-малко от 0,5 мг As в килограм свежо тегло. Върху замърсени с As почви (50 мг/кг) оризът — чувствителна на As култура — е намалил продуктивността си с 10 % като е натрупал в зърно, слама и корени, съответно 0,6, 25 и 260 мг As в килпграм сухо вещество. Върху рудни полета растителността често придобива устойчивост към арсенова токсичност. Фитотоксичността се проявява най-силно върху протеиновите (SH−) сулфихидрилни групи на кореновите мембрани. Началните симптоми се изразяват в загуба на тургор (увяхване), забавено развитие на надземната част, а по-късно и развитие на листно оцветяване от розово до светложълто и пълна некроза.
Арсенът в животните
За домашните животни леталната доза на Na3AsO3( арсенит) е 1–25 мг As за килограм живо тегло. Има обаче и такива, които издържат на 50 мг/кг за неорганични форми и даже 100 мг/кг за органични. Най-общо, непреживните животни са по-чувствителни на арсенова интоксикация отколкото преживните животни.
Арсенът в човека
Арсенът попада в човека чрез дишането, през кожата и храносмилателния тракт. По-нататък преминава в кръвта, като 95-99% от него се натрупва в еритроцитите във вид на трайни съединения с белтъка на хемоглобина. Така, той се транспортира и до другите органи – черен дроб, бял дроб, бъбреци, далак и стени на храносмилателен тракт. Част от As макар и по-бавно достига до костите, косите, ноктите и кожата, където остава трайно. Организмът освобождава чрез урината около 70% от погълнатия As. Средното дневно поглъщане на As от човека е 20 мкг, докато фаталната най-ниска се оценява на 70-180 мг. Най токсични са AsH3 и AsCl3. Хронично отравянето с As се проявява различно: кожно заболяване, стомашно-чревни смущения, анемия и различни карциноми. В малки количества As е биологично полезен – необходим, а в по-големи е вреден – токсичен. Леталната доза арсеник (As2O3) e 7 пъти по-ниска от тази на змийската отрова –700 мг!

Използвана литература[редактиране | edit source]

  1. а б arsenic. // Online Etymology Dictionary. Посетен на 2010-05-15.
  2. Bentley, Ronald. Arsenic Curiosa and Humanity. // The Chemical Educator 7 (2). 2002. DOI:10.1007/s00897020539a. с. 51.
  3. Holmyard John Eric. Makers of Chemistry. Read Books, 2007. ISBN 1-4067-3275-3.
  4. Arsenic neurotoxicity – a review. // Human & Experimental Toxicology 26 (10). 2007. DOI:10.1177/0960327107084539. с. 823–32.
  5. Emsley 2011, с. 52
  6. King, R. J.. Minerals explained 35: Arsenopyrite. // Geology Today 18 (2). 2002. DOI:10.1046/j.1365-2451.2002.t01-1-00006.x. с. 72–75.
  7. Matschullat, Jörg. Arsenic in the geosphere — a review. // The Science of the Total Environment 249 (1–3). 2000. DOI:10.1016/S0048-9697(99)00524-0. с. 297–312.
  8. Brooks, William E.. Mineral Commodity Summaries 2007: Arsenic. // United States Geological Survey. Архив на оригинала от 17 December 2008. Посетен на 2008-11-25.
  9. Edelstein, Daniel L.. Mineral Commodity Summaries 2013: Arsenic. // United States Geological Survey. Посетен на 2013-09-10.

Външни препратки[редактиране | edit source]