Historia arsenu, struktura, właściwości, użycia

On arsen Jest to półmetal lub metaloidowy, który należy do grupy 15 lub przechodzi z układu okresowego. Jest reprezentowany przez symbol chemiczny jako i ma atomową liczbę 33. Może być poniżej trzech alotropowych form: żółty, czarny i szary; Ten ostatni ma jedyne znaczenie przemysłowe.

Szary arsen jest metalicznym, kruchym stałym, o stalowym i krystalicznym kolorze (niższy obraz). Traci swoją jasność po wystawieniu na powietrze tworzące tlenek arsenoso (jak₂ALBO₃), który po podgrzaniu emituje zapach czosnku. Z drugiej strony jego żółte i czarne alotrochos są odpowiednio molekularne i amorficzne.

Metalowy arsen. Źródło: obrazy Hi-Resa elementów chemicznych [CC przez 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)]

Arsen znajduje się w skórce Ziemi związanej z wieloma minerałami. Tylko niewielka część jest w stanie natywnym, jednak związany z antymonem i srebrem.

Wśród najczęstszych minerałów, w których arsen jest następujący: Rejalgar (jak₄S₄), Oropiment (jak₂S₃), Loellingita (brzydka₂) i enargita (cu₃Tyłek₄). Arsen jest również uzyskiwany jako produkt zabezpieczenia odlewni metali, takich jak ołów, miedź, kobalt i złoto.

Związki arsenowe są toksyczne, zwłaszcza Arsina (popiół₃). Jednak Arsenic ma wiele zastosowań przemysłowych, w tym stop z ołów, stosowany w opracowywaniu akumulatorów samochodowych, a stop z galem z kilkoma zastosowaniami w elektronice.

[TOC]

Historia twojego odkrycia

Nazwa „arsenu” pochodzi od łacińskiego arsenu i greckiego arsenikonu, odnoszący się do żółtego oropimentu, który stanowi główną formę użycia arsenu przez alchemików.

Arsen na długo przed rozpoznaniem jako element chemiczny był znany i stosowany w postaci jego związków. Na przykład Arystoteles w czwartym wieku.C. Pisał o Sandarache, substancji, która teraz uważa się, że była to siarczk arsenowy.

Plino El Viejo i Pivanio Disclorides w II wieku.C., Opisali oropiment, minerał utworzony przez₂S₃. W XI wieku rozpoznano trzy gatunki arsenu: białe (jak₄ALBO₄), Żółty (jak₂S₃) i czerwony (jak₄S₄).

Arsen jako czysty element zaobserwował po raz pierwszy Albertus Magnus (1250). Magnus podgrzewał siarczk arsenowy z mydłem, zauważając pojawienie się substancji o charakterystyce podobnej do szarego obrazu obrazu obrazu. Jednak pierwszy autentyczny raport z jego izolacji został opublikowany w 1649 r. Przez Johanna Schroedera, niemieckiego farmaceuty.

Schroeder przygotował arsen poprzez podgrzewanie tlenku węgla. Następnie Nicolas Lémery udało się go podgrzać, ogrzewając mieszaninę tlenku arsenu, mydła i potasu. W XVIII wieku element ten został ostatecznie uznany za semimetal.

Może ci służyć: bez elektrolitów: cechy i przykłady

Struktura arsenu

Arsen jest izomorficzny do antymonu; To jest strukturalnie identyczne, różnią się tylko wielkością ich atomów. Każdy atom arsenu tworzy trzy kowalencyjne wiązania, w taki sposób, że pochodzą one również jednostki sześciokątne₆ „Pomarszczone lub strome”, ponieważ hybrydyzacja jako atom³.

Następnie jednostki₆ Łączą się, powodując strome warstwy arsenu, które słabo ze sobą oddziałują. Po ich siłach międzycząsteczkowych, zależnych głównie od ich mas atomowych, szary arsenowy rhomneniczny kryształy nadają ciałowi kruchą i kruchą teksturę.

Prawdopodobnie z powodu odpychania elektronów arsenowych, jednostki₆ Utworzone między warstwami równoległymi nie definiują idealnego oktaedronu, ale zniekształcone:

Szara arsenowa struktura krystaliczna. Źródło: Gabriel Bolívar.

Zauważ, że czarne kule rysują zniekształconą płaszczyznę w przestrzeni między dwiema stromymi warstwami. Również w warstwie poniżej znajdują się niebieskawe kule, które obok czarnej kuli tworzą urządzenie₆ wspomniane na początku sekcji.

Struktura wygląda na uporządkowaną, wiersze rosną i spadają, a zatem jest krystaliczne. Możesz jednak stać się amorficzny, z wyciśniętymi sferami na różne sposoby. Kiedy szary arsen staje się amorficzny, staje się półprzewodnikiem.

Żółty arsen

Żółty arsen, najbardziej toksyczny alotropowy tego elementu, jest jedynie stałą molekularną. Składa się z jako cząsteczki₄ jednostki przez słabe siły dyspersji, które nie uniemożliwiają im uiękowania.

Czarny arsen

Czarny arsen jest amorficzny; Ale nie jak może być szarawo. Jego struktura jest nieco podobna do ostatniego₆ Mają większe obszary i różne wzorce zaburzeń.

Elektroniczna Konfiguracja

[AR] 3D¹⁰4s²4p³

Ma wszystkie orbitale poziomu 3. Forma łączy przy użyciu orbitali 4s i 4p (a także 4D) według różnych hybrydyzacji chemicznych.

Nieruchomości

Waga molekularna

74 922 g/mol

Opis fizyczny

Szary arsen jest szarawo wyglądającym metalicznym stałym i kruchą konsystencją.

Kolor

Trzy formy alotropowe, żółty (alfa), czarny (beta) i szary (gamma).

Zapach

Toaleta

Smak

Bez smaku

Temperatura topnienia

1.090 K przy 35,8 atm (Triple Arsenic Point).

Przy normalnym ciśnieniu nie ma punktu fuzji, ponieważ sublimuje 887 K.

Gęstość

-Szary arsen: 5,73 g/cm³.

Może ci służyć: grupa karbonylowa: charakterystyka, właściwości, nomenklatura, reaktywność

-Żółty arsen: 1,97 g/cm³.

Rozpuszczalność wody

Nierozpuszczalny

Radio atomowe

139 PM

Objętość atomowa

13.1 cm³/mol

Radio Kowalencyjne

120 PM

Ciepło właściwe

0,328 J/g · mol w 20 ° C

Ciepło parowania

32,4 kJ/mol

Elektronialiczność

2,18 na skali Paulinga

Energia jonizacji

Pierwsza energia jonizacji 946,2 kJ/mol

Stany utleniania

-3, +3, +5

Stabilność

Arsen żywiołowy jest stabilny w suchym powietrzu, ale gdy jest wystawiony na wilgotne powietrze, jest pokryty warstwą żółtej brązu, która może stać się czarną warstwą tlenku arsenu (₂ALBO₃).

Rozkład

Kiedy arsen jest podgrzewany do rozkładu, emituje biały dym z AS₂ALBO₃. Procedura jest niebezpieczna, ponieważ Arsina może być również emitowana, bardzo trujący gaz.

Samokierunek

180 ° C

Twardość

3.5 w skali twardości MOHS.

Reaktywność

Nie jest atakowany przez zimny kwas siarkowy lub stężony kwas solny. Reaguje z kwasem azotowym lub gorącym kwasem siarkowym, tworząc kwas arsenowy i kwas arsenowy.

Gdy szary arsen jest ulatniony przez ogrzewanie, a opary są szybko chłodzone, powstaje żółty arsen. Powraca to do szarawego kształtu, gdy jest poddawany światłem ultrafioletowym.

Aplikacje

Stopy

Niewielka ilość arsenu dodana do ołowiu, stwardniał jego stopy, aby używać ich w podszewce kabli oraz w opracowaniu akumulatorów samochodowych.

Dodanie arsenu do mosiądzu, stopu miedzi i cynku, zwiększa jego odporność na korozję. Z drugiej strony, koryguje lub zmniejsza utratę cynku w mosiądzu, co powoduje wzrost jego użytkowania.

elektronika

Oczyszczony arsen jest stosowany w technologii półprzewodnikowej, w której jest stosowany w połączeniu z galijskim.

GAA mają bezpośredni przedział pasmowy, który można zastosować w produkcji diod, lasera i diody LED. Oprócz galu arseniuro istnieją inne arseniury, takie jak Indian Arseniuro i aluminium arseniuro, które stanowią również półprzewodniki II-V.

Tymczasem kadm arseniuro jest półprzewodnikiem typu II-IV. Arsina była używana w domieszkowaniu półprzewodników.

Rolnictwo i ochrona drewna

Większość zastosowań została odrzucona ze względu na ich wielką toksyczność i ich związki. As₂ALBO₃ był używany jako pestycyd, podczas gdy as₂ALBO₅ Jest to składnik herbicydów i środków owadobójczych.

Kwas arsenowy (h₃Aso₄) i sole, takie jak wapń i arsenian ołowiu, zostały użyte do sterylizacji gleb i szkodników kontrolnych. To generuje ryzyko zanieczyszczenia środowiska za pomocą arsenu.

Może ci służyć: płynne elementy: jakie są i przykłady

Ołów arseniato był używany jako owadobójca w drzewach owocowych, aż do pierwszej połowy XX wieku. Ale ze względu na jego toksyczność zastąpiono go metylararsennianem sodu, który przestał być używany z tego samego powodu od 2013 roku.

Leczniczy

Do XX wieku kilka ich związków stosowano jako leki. Na przykład arsfenamina i neolsalvarsan zastosowano w leczeniu kiły i triposomiwy.

W 2000 r. Zastosowanie AS zostało zatwierdzone₂ALBO₃, Bardzo toksyczny związek, w leczeniu ostrego opornego na prowizor obiecujące. Niedawno zastosowano radioaktywny izotop ⁷⁴Jeśli chodzi o lokalizację guzów.

Izotop wytwarza dobre obrazy, wyraźniejsze niż te uzyskane z ¹²⁴Ja, ponieważ jod jest zabierany na tarczycę i wytwarza szum w sygnał.

Inne zastosowania

Arsen był używany w przeszłości jako dodatek do produkcji drobiu i świń.

Jest stosowany jako katalizator w produkcji tlenku etylenu. Jest również stosowany w pirotechnika i opalenizny. Tlenek arsenioso jest stosowany jako odbarwienie w produkcji szklanych.

Gdzie to się znajduje?

Arsen można znaleźć w niewielkich ilościach w stanie podstawowym, z wysokim stopniem czystości. Jest obecny w licznych związkach, takich jak: siarki, arsenuros i sulfarsomuros.

Występuje również w kilku minerałach, w tym: arsenopirytu (FESA), Loellingita (brzydka₂), enargita (cu₃Tyłek₄), Oropiment (jak₂S₃) I Rejalgar (jak₄S₄).

Jak to jest uzyskiwane?

Arsenopirita jest ogrzewana do 650-700 ° C, przy braku powietrza. Arsen odparowuje, pozostawiając siarczek żelaza (FES) jako pozostałość. Podczas tego procesu arsen wiąże się z tlenem₄ALBO₆, znany jako „biały arsen”.

As₄ALBO₆ Jest modyfikowany, aby utworzyć AS₂ALBO₃, którego opary są zbierane i skondensowane w zestawie ceglanych kamer, oczyszczając arsen przez sublimację.

Większość arsenu jest wytwarzana przez zmniejszenie węgla kurzu utworzonego z₂ALBO₃.

Bibliografia

1. Stephen R. Marsden. (23 kwietnia 2019). Chemia arsenu. Chemia librettexts. Odzyskane z: chem.Librettexts.org
2. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (3 grudnia 2018 r.). Ciekawe fakty dotyczące arsenu. Odzyskane z: Thoughtco.com
3. Wikipedia. (2019). Arsen. Źródło: w:.Wikipedia.org
4. Dr. Ciasto Stewart. (2019). Fakty elementów arsenu. Chemicool. Odzyskane z: Chemicool.com
5. Royal Society of Chemistry. (2019). Arsen. Odzyskane z: RSC.Lub
6. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. (3 maja 2019 r.). Arsen. Encyclopædia Britannica. Odzyskane z: Britannica.com