Arsen

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Arsenul este un element chimic care are simbolul As şi numărul atomic 33.

Cuprins 1 Istoric 2 Alotropie 3 Proprietăţi chimice 4 Utilizare şi importanţă

[modifică] Istoric

Numele grec "arsenicon" (în traducere "bărbat"), era atribuit în antichitate unor sulfuri de arsen şi acidului arsenicos. Pentru prima dată, Platon şi Strabon amintesc de existenţa şi 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 şi săpun, şi apoi de Paracelsus prin sublimarea sandaracului cu coji de ou. Alchimiştii foloseau arseniul pentru albirea metalelor colorate ca fierul şi 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 şi săpun moale, de la alchimiştii secolelor următoare, care fac studii sistematice asupra obţinerii şi proprietăţilor acestui element. Dintre aceştia, amintim: J. Scroeder (1694), H. Brandt (1733) şi J. Liebig (1842).

În paralel cu descoperirea proprietăţilor fizico-chimice ale arseniului, alchimiştii au descoperit şi proprietăţile 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 şi Clement al XIV-lea au fost otrăviţi 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 sfârşitul secolului XIX şi începutul secolului trecut, s-a descoperit şi efectul benefic al arseniului. Era anul 1909 când P. Erlich descoperă salvarsanul şi prorietatea lui de a vindeca sifilisul.

[modifică] Alotropie

Arsenul pezintă douã forme alotropice: arsenul cenuşiu sau metalic, stabil în stare solidă la orice temperaturã şi arsenul galben, instabil. Arsenul cenuşiu sau metalic formeazã cristale hexagonale, argintii, lucioase, uşor casabile, insolubile în apă, CS₂ sau alte tipuri de solvenţi. Încălzit în absenţa aerului, la presiune normală, sublimează la 633°C, iar sub presiune de 76 atm, se topeşte la 817°C. Vaporii de arsen au o culoare galbenã, miros de usturoi, sunt foarte toxici şi alcãtuiti din molecule tetratomice As₄, cu structură tetraedrică, ca şi P₄. Peste 1325°C, As₄ disociază în As₂, iar peste 1700°C în atomi.

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

[modifică] Proprietăţi chimice

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

Faţă de sărurile aurului, cuprului şi platinei, arseniul metalic acţionează ca un reducător, aducându-le în stare elementară, pentru ca în faza a doua a reacţiei să formeze arseniuri (Cu₂As, Au₂As, PtAs₂).

Se cunosc compuşi ai arseniului şi cu unle elemente din grupa a IV-a (SiAs, SiAs₂, GeAs, GeAs₂) şi din grupa a III-a pricipală (AlAs, GaAs). Cu carbonul şi cu borul nu se combină. În schimb, cu metalele alcalino-pământoase şi alcaline, elemente puternic electropozitive, arsenul reacţionează cu uşurinţă, formând arseniuri. Arseniurile se pot obţine prin topirea componenţilor, prin trecerea topiturii sau vaporilor de arsen peste metale, dar toate se pot obţine şi prin aluminotermie sau prin reducerea trioxidului de arsen şi a clorurii metalului cu hipofosfit de sodiu (NaH₂PO₂). Cu metalele grele şi din grupele secundare, arsenul formează combinaţii intermetalice, ce împrumută structura spaţială a sulfurilor: arseniura de Ni este similară cu FeS, PtAs₂, FeS₂,iar FeS₂ are reţeaua ortorombică a marcasitei FeS₂. Arsenul intră în structura unor minerale şi alături de sulf ca în cazul mispichelului FeAsS, a cobaltinei CoAsS etc.

[modifică] Utilizare şi importanţă

Arsenul folosit ca element de aliere măreşte duritatea aliajelor. Este suficient ca în aur, argint şi metalele platinice sã se găsească arsen în proporţie de 1 la 1000 pentru ca acestea să-şi piardă complet maleabilitatea şi să devină casante. Plumbul folosit la alicele de vânătoare conţine pânã la 2% As, dar datoritã rămânerii acestora în natură, arsenul se transformă în trioxid de arsen, a cãrui toxicitate pentru organismele vii este bine cunoscută. Adăugat în cupru în proporţie de 0,25%, îi ridică temperatura de înmuiere şi îi măreşte rezistenţa anticorozivă. Arseniul este folosit cu mare succes şi în electronicã, datorită proprietăţilor semiconductoare şi fotoconductoare, similare siliciului şi germaniului. În pirotehnie, se foloseşte pentru producerea focurilor albe (cel indian). Trisulfura de arsen este pigmentul vopselei de ulei numite galben regal. Aceasta se mai foloseşte în tăbăcărie, pentru ignifugarea lemnului. O soluţie benzenică a arsenatului de plumb a fost prima substanţă chimică utilizată în terapia cancerului.

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