Мышьяк

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Содержание 1 История 2 Происхождение названия 3 Нахождение в природе 4 Получение 5 Физические и химические свойства 6 Применение 7 Биологическая роль и физиологическое действие 8 См. также 9 Ссылки

[править] История

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 мышьяк в свободном виде получил немецкий алхимик А. фон Больдштндт в 13 веке прогреванием оксида мышьяка с углем:

As₂O₃ + 3С = 2As + 3СО↑.

Для изображения мышьяка использовали знак извивающейся змеи с раскрытой пастью.

[править] Происхождение названия

Название мышьяка в русском языке связывают с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс. Греческое название arsenikon происходит от персидского زرنيخ (zarnik) — «желтый аурипигмент». Иногда его производят от греческого «арсен» — сильный, мощный.

[править] Нахождение в природе

Мышьяк — рассеянный элемент. Содержание в земной коре 1,7·10^-4% по массе. Известно около 200 мышьяксодержащих минералов. В самородном состоянии встречается редко, часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах. Минерал, имеющий промышленное значение — арсенопирит FeAsS.

[править] Получение

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.

[править] 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 α-мышьяк.

Расплавить мышьяк можно только в запаянных ампулах под давлением. Температура плавления 817 °C при давлении его насыщенных паров 3,6 МПа. Структура серого мышьяка похожа на структуру серой сурьмы и по строению напоминает черный фосфор.

Мышьяк химически активен. При хранении на воздухе порошкообразный мышьяк 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 слабые кислоты — ортомышьяковистая H₃AsO₃ и метамышьяковистая HAsO₂. Их соли — арсенаты.

Разбавленная азотная кислота окисляет мышьяк до H₃AsO₃, концентрированная азотная кислота — до H₃AsO₄. Со щелочами мышьяк не реагирует, в воде растворяется.

При нагревании мышьяка и водорода образуется арсин AsH₃ — очень токсичный газ с запахом чеснока. С фтором и хлором мышьяк взаимодействует с самовоспламенением. При взаимодействии мышьяка с серой, селеном и теллуром образуются халькогениды: As₂S₅, As₂S₃, As₄S₄, As₂Se₃, As₂Te₃, существующие в стеклообразном состоянии. Они являются полупроводниками.

Со многими металлами мышьяк образует арсениды. Арсенид галлия GaAs и индия InAs — полупроводники.

Известно большое число органических соединений мышьяка, в которых имеется химическая связь As — C: органоарсины R_nAsH_3-n (n = 1,3), тетраорганодиарсины R₂As — AsR₂ и другие.

[править] Применение

Мышьяк используется для легирования сплавов свинца, идущих на приготовление дроби, так как при отливке дроби башенным способом капли сплава мышьяка со свинцом приобретают строго сферическую форму, и кроме того, прочность и твёрдость свинца возрастают. Мышьяк особой чистоты используется для синтеза ряда практически очень ценных и важных полупроводниковых материалов — арсенидов и сложных алмазоподобных полупроводников.

[править] Биологическая роль и 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. Существует предположение, что соединениями мышьяка был отравлен Наполеон на острове Святой Елены.

На территориях, где в почве и воде избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе у людей и вызывает эндемический зоб.

Мышьяк в малых дозах канцерогенен, его использование в качестве лекарства, «улучшающего кровь» (так называемый «белый мышьяк», например «Таблетки Бло с мышьяком», и др.) продолжалось до середины 1950-х гг., и внесло свой весомый вклад в развитие онкологических заболеваний.

Недавно широкую огласку получила техногенная экологическая катастрофа на юге Индии — из-за повышенного отбора воды из водоносных горизонтов, мышьяк стал поступать в питьевую воду. Это вызвало токсическое и онкологическое поражение у десятков тысяч людей.

Считалось, что «микродозы мышьяка, вводимые с осторожностью в растущий организм способствуют росту костей человека и животных в длину и толщину, в отдельных случаях рост костей может быть вызван микродозами мышьяка в период окончания роста»^[1].

Считалось также, что «При длительном потреблении небольших доз мышьяка у организма вырабатывается иммунитет: Этот факт установлен как для людей, так и для животных. Известны случаи, когда привычные потребители мышьяка принимали сразу дозы, в несколько раз превышающие смертельную, и оставались здоровыми. Опыты на животных показали своеобразие этой привычки. Оказалось, что животное, привыкшее к мышьяку при его употреблении, быстро погибает, если значительно меньшая доза вводится в кровь или под кожу.» Однако такое «привыкание» носит очень ограниченный характер, в отношении т. н. «острой токсичности», и не защищает от новообразований. Тем не менее, в настоящее время исследуется влияние микродоз мышьяксодержащих препаратов в качестве противоракового средства.

---

1. ↑ Фармакология проф. Николаева. 1943 г. 1-е издание

[править] См. также

Категория:Соединения мышьяка

[править] Ссылки

	Портал Химия
	Мышьяк в Викисловаре
	Мышьяк на Викискладе

• Мышьяк на Webelements(англ.)
• Мышьяк в Популярной библиотеке химических элементов
• Геохимия мышьяка

Периодическая система элементов

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

*

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

*

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

**

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr