Arsen

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Arsen
Arsen 1a.jpg
GermaniuArsenSeleniu
P
   
 
33
As
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
As
Sb
Tabelul completTabelul extins
Informații generale
Nume, Simbol, Număr Arsen, As, 33
Serie chimică metaloizi
Grupă, Perioadă, Bloc 15, 4, p
Densitate 5,727 kg/m³
Culoare solid cenușiu spre negru și galben
Număr CAS 7440-38-2
Număr EINECS
Proprietăți atomice
Masă atomică 74,92 u
Rază atomică 115 pm
Rază de covalență 119 pm
Rază van der Waals 185 pm
Configurație electronică [Ar] 3d10 4s2 4p3
Electroni pe nivelul de energie 2, 8, 18, 5
Număr de oxidare 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3
Oxid
Structură cristalină Cristal trigonal sau ortorombic
Proprietăți fizice
Fază ordinară solidă (nemagnetică)
Punct de topire 817° C, 171,6 K
Punct de fierbere 616 °C, 889 K
Energie de fuziune 34,76 kJ/mol
Energie de evaporare 34,76 kJ/mol
Temperatură critică  K
Presiune critică  Pa
Volum molar m³/kmol
Presiune de vapori 1,3 · 10−9
Viteza sunetului Nu există rezultate m/s la 20 °C
Forță magnetică
Informații diverse
Electronegativitate (Pauling) 2,18
Căldură specifică J/(kg·K)
Conductivitate electrică S/m
Conductivitate termică 50 W/(m·K)
Prima energie de ionizare 947 kJ/mol
A 2-a energie de ionizare 1798 kJ/mol
A 3-a energie de ionizare 2735 kJ/mol
A 4-a energie de ionizare 4837 kJ/mol
A 5-a energie de ionizare 6043 kJ/mol
A 6-a energie de ionizare {{{potențial_de_ionizare_6}}} kJ/mol
A 7-a energie de ionizare {{{potențial_de_ionizare_7}}} kJ/mol
A 8-a energie de ionizare {{{potențial_de_ionizare_8}}} kJ/mol
A 9-a energie de ionizare {{{potențial_de_ionizare_9}}} kJ/mol
A 10-a energie de ionizare {{{potențial_de_ionizare_10}}} kJ/mol
Cei mai stabili izotopi
Simbol AN T1/2 MD Ed PD
MeV
75As 100% As este izotop stabil
72As {sin.} 26 ore ε 4,356 72Ge
73As {sin.} 80,3 zile ε 0,341 73Ge
74As {sin.} 17,77 zile ε
β-
2,562
1,353
74Ge
74Se
75As {sin.} 1,0778 zile β- 2,962 75Se
76As {sin.} 39 ore β- 0,683 76Se
Precauții
NFPA 704
Unitățile SI și condiții de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.

Arsenul este un element chimic semi-metalic, care are simbolul As și numărul atomic 33. El se afla in grupa a V-A principala(15) si perioada a 4-a.

Istoric[modificare | modificare sursă]

Numele grec "arsenicon" (în traducere "bărbat"), era atribuit în antichitate unor sulfuri de arsen și acidului arsenicos. Pentru prima dată, Platon și Strabon amintesc de existența și exploatarea arseniului din muntele Sandaracurgium – provincia Pont. Ca element, se pare că a fost preparat pentru prima dată de Albertus Magnus, în anul 1250, din auri-pigment și săpun, și apoi de Paracelsus prin sublimarea sandaracului cu coji de ou. Alchimiștii foloseau arseniul pentru albirea metalelor colorate ca fierul și cuprul. Acestea, frecate cu arseniu, primeau un luciu alb.

Date certe despre propagarea arseniului metalic provin de la Lèmery, care, în 1675, tratează sulfurile de arsen cu drojdie de vin și săpun moale, de la alchimiștii secolelor următoare, care fac studii sistematice asupra obținerii și proprietăților acestui element. Dintre aceștia, amintim: J. Scroeder (1694), H. Brandt (1733) și J. Liebig (1842).

În paralel cu descoperirea proprietăților fizico-chimice ale arseniului, alchimiștii au descoperit și proprietățile biomedicale. Din arseniul alb s-au preparat puternice otrăvuri, care au făcut multe victime de-a lungul anilor. Se spune că Papa Pius al III-lea și Clement al XIV-lea au fost otrăviți cu "aqua Toffana di Napoli" preparată din arseniu, iar despre Napoleon Bonaparte că ar fi fost asasinat pe insula Sf. Elena prin adaos regulat de arseniu în hrană de către un trimis al regelui Ludovic al XVII-lea. Mult mai târziu, la sfârșitul secolului XIX și începutul secolului trecut, s-a descoperit și efectul benefic al arseniului. Era anul 1909 când P. Ehrlich descoperă salvarsanul și prorietatea lui de a vindeca sifilisul.

Alotropie[modificare | modificare sursă]

Arsenul pezintă două forme alotropice: arsenul cenușiu sau metalic, stabil în stare solidă la orice temperatură și arsenul galben, instabil. Arsenul cenușiu sau metalic formează cristale hexagonale, argintii, lucioase, ușor casabile, insolubile în apă, CS2 sau alte tipuri de solvenți. Încălzit în absența aerului, la presiune normală, sublimează la 633 °C, iar sub presiune de 76 atm, se topește la 817 °C. Vaporii de arsen au o culoare galbenă, miros de usturoi, sunt foarte toxici și alcătuiti din molecule tetratomice As4, cu structură tetraedrică, ca și P4. Peste 1325 °C, As4 disociază în As2, iar peste 1700 °C în atomi.

Arsenul galben se obține prin condensarea bruscă, în aer lichid, a vaporilor; este solubil în sulfură de carbon (CS2), d=1,97, puțin stabil, transformându-se ireversibil în arseniul cenușiu.

Proprietăți chimice[modificare | modificare sursă]

Arseniul formează cu metalele alcaline și alcalino-pământoase arseniuri ionice și nu reacționează deloc cu hidrogenul, întrucât în seria electrochimică se situează între acesta și cupru și are potențial normal pozitiv. Structura elctronică s2p3 a stratului de valență dictează comportamentul chimic al arsenului. Conform acestei structuri, acesta poate forma ioni +/-3, +5 dar și alti ioni cu stări de oxidare intermediară în unele cazuri.

Față de sărurile aurului, cuprului și platinei, arseniul metalic acționează ca un reducător, aducându-le în stare elementară, pentru ca în faza a doua a reacției să formeze arseniuri (Cu2As, Au2As, PtAs2).

Se cunosc compuși ai arseniului și cu unle elemente din grupa a IV-a (SiAs, SiAs2, GeAs, GeAs2) și din grupa a III-a pricipală (AlAs, GaAs). Cu carbonul și cu borul nu se combină. În schimb, cu metalele alcalino-pământoase și alcaline, elemente puternic electropozitive, arsenul reacționează cu ușurință, formând arseniuri. Arseniurile se pot obține prin topirea componenților, prin trecerea topiturii sau vaporilor de arsen peste metale, dar toate se pot obține și prin aluminotermie sau prin reducerea trioxidului de arsen și a clorurii metalului cu hipofosfit de sodiu (NaH3PO2). Cu metalele grele și din grupele secundare, arsenul formează combinații intermetalice, ce împrumută structura spațială a sulfurilor: arseniura de Ni este similară cu FeS, PtAs2, FeS2,iar FeS2 are rețeaua ortorombică a marcasitei FeS2. Arsenul intră în structura unor minerale și alături de sulf ca în cazul mispichelului FeAsS, a cobaltinei CoAsS etc.

Utilizare și importanță[modificare | modificare sursă]

Arsenul folosit ca element de aliere mărește duritatea aliajelor. Este suficient ca în aur, argint și metalele platinice să se găsească arsen în proporție de 1 la 1000 pentru ca acestea să-și piardă complet maleabilitatea și să devină casante. Plumbul folosit la alicele de vânătoare conține până la 2% As, dar datorită rămânerii acestora în natură, arsenul se transformă în trioxid de arsen, a cărui toxicitate pentru organismele vii este bine cunoscută. Adăugat în cupru în proporție de 0,25%, îi ridică temperatura de înmuiere și îi mărește rezistența anticorozivă. Arseniul este folosit cu mare succes și în electronică, datorită proprietăților semiconductoare și fotoconductoare, similare siliciului și germaniului. În pirotehnie, se folosește pentru producerea focurilor albe (cel indian). Trisulfura de arsen este pigmentul vopselei de ulei numite galben regal. Aceasta se mai folosește în tăbăcărie și pentru ignifugarea lemnului. O soluție benzenică a arsenatului de plumb a fost prima substanță chimică utilizată în terapia cancerului.

Nici un zăcământ de minereuri metalice nu a fost sau nu este exploatat exclusiv pentru arsen; de regulă arsenul se obține ca subprodus, crescând valoarea economică a diferitelor tipuri de mineralizați în care se găsește. De altfel, toxicitatea sa mare a condus în nenumărate situații la necesitatea folosirii de înlocuitori, fapt ce a condus mai departe la scăderea cererii sale pe piața mondială.

Legături externe[modificare | modificare sursă]