Из чего делают мышьяк

Содержание
  1. Что такое мышьяк? Характеристика, свойства и применение
  2. История открытия
  3. Распространенность
  4. Промышленное производство и применение
  5. Соединения As
  6. Физические свойства
  7. Строение атома и способность образовывать связи
  8. Аналитическая химия
  9. Токсикологическая характеристика мышьяка
  10. Воздействие на здоровье
  11. Свойства As
  12. Мышьяк — сферы применения, действие и симптомы отравления
  13. История открытия
  14. Производство и области применения
  15. Мышьяк в стоматологической сфере
  16. As в промышленности
  17. Мышьяк в борьбе с лейкозом
  18. Возможные причины отравления
  19. Действие мышьяка на организм
  20. Симптомы отравления мышьяком
  21. Первая помощь при отравлении
  22. Как предупредить отравление
  23. Мышьяк
  24. СТРУКТУРА
  25. СВОЙСТВА
  26. МОРФОЛОГИЯ
  27. ПРОИСХОЖДЕНИЕ
  28. ПРИМЕНЕНИЕ
  29. КЛАССИФИКАЦИЯ
  30. Физические свойства
  31. Оптические свойства
  32. Кристаллографические свойства
  33. Мышьяк в организме человека
  34. Роль мышьяка в организме человека
  35. Источники мышьяка в организме человека
  36. Нехватка мышьяка в организме человека
  37. Избыток мышьяка в организме человека

Что такое мышьяк? Характеристика, свойства и применение

Из чего делают мышьяк

Мышьяк – химический элемент группы азота (группа 15 таблицы Менделеева). Это серое с металлическим блеском хрупкое вещество (α-мышьяк) с ромбоэдрической кристаллической решеткой. При нагревании до 600°C As сублимирует. При охлаждении паров возникает новая модификация — желтый мышьяк. Выше 270°C все формы As переходят в черный мышьяк.

История открытия

О том, что такое мышьяк, было известно задолго до признания его химическим элементом. В IV в. до н. э. Аристотель упоминал о веществе под названием «сандарак», которое, как теперь полагают, было реальгаром, или сульфидом мышьяка. А в I веке н. э. писатели Плиний старший и Педаний Диоскорид описывали аурипигмент – краситель As2S3. В XI в. н. э.

различались три разновидности «мышьяка»: белый (As4O6), желтый (As2S3) и красный (As4S4). Сам элемент, вероятно, впервые был выделен в XIII веке Альбертом Великим, который отметил появление металлоподобного вещества, когда арсеникум, другое название As2S3, был нагрет с мылом. Но уверенности в том, что этот ученый-естествоиспытатель получил чистый мышьяк, нет.

Первое подлинное свидетельство о выделении чистого химического элемента датировано 1649 годом. Немецкий фармацевт Иоганн Шредер приготовил мышьяк, нагревая его оксид в присутствии угля. Позже Никола Лемери, французский врач и химик, наблюдал образование этого химического элемента при нагревании смеси его оксида, мыла и поташа.

К началу XVIII века мышьяк уже был известен и как уникальный полуметалл.

Распространенность

В земной коре концентрация мышьяка невелика и составляет 1,5 промилле. Он встречается в почве и минералах и может попасть в воздух, воду и грунт благодаря ветровой и водной эрозии.

Кроме того, элемент поступает в атмосферу из других источников. В результате извержения вулканов в воздух выделяется около 3 тыс. т мышьяка в год, микроорганизмы образуют 20 тыс.

т летучего метиларсина в год, а в результате сжигания ископаемого топлива за тот же период выделяется 80 тыс. т.

Несмотря на то что As – смертельный яд, он является важной составляющей питания некоторых животных и, возможно, человека, хотя необходимая доза не превышает 0,01 мг/сутки.

Мышьяк крайне трудно перевести в водорастворимое или летучее состояние. Тот факт, что он довольно мобилен, означает, что большие концентрации вещества в каком-то одном месте появиться не могут.

С одной стороны, это хорошо, но с другой – легкость, с которой он распространяется, является причиной того, что загрязнение мышьяком становится все большей проблемой.

Из-за деятельности человека, в основном за счет добычи и плавки, обычно немобильный химический элемент мигрирует, и сейчас его можно найти не только в местах его естественной концентрации.

Количество мышьяка в земной коре составляет около 5 г на тонну. В космосе его концентрация оценивается как 4 атома на миллион атомов кремния. Этот элемент широко распространен. Небольшое его количество присутствует в самородном состоянии.

Как правило, образования мышьяка чистотой 90–98% встречаются вместе с такими металлами, как сурьма и серебро. Большая его часть, однако, входит в состав более чем 150 различных минералов – сульфидов, арсенидов, сульфоарсенидов и арсенитов.

Арсенопирит FeAsS является одним из самых распространенных As-содержащих минералов. Другие распространенные соединения мышьяка – минералы реальгар As4S4, аурипигмент As2S3, леллингит FeAs2 и энаргит Cu3AsS4. Также часто встречается оксид мышьяка.

Большая часть этого вещества является побочным продуктом выплавки медных, свинцовых, кобальтовых и золотых руд.

В природе существует только один стабильный изотоп мышьяка – 75As. Среди искусственных радиоактивных изотопов выделяется 76As c периодом полураспада 26,4 ч. Мышьяк-72, -74 и -76 используются в медицинской диагностике.

Промышленное производство и применение

Металлический мышьяк получают при нагреве арсенопирита до 650-700 °C без доступа воздуха.

Если же арсенопирит и другие металлические руды нагревать с кислородом, то As легко вступает с ним в соединение, образуя легко возгоняемый As4O6, также известный как «белый мышьяк».

Пары оксида собирают и конденсируют, и позже очищают повторной возгонкой. Большая часть As производится путем его восстановления углеродом из белого мышьяка, полученного таким образом.

Мировое потребление металлического мышьяка является относительно небольшим – всего несколько сотен тонн в год. Большая часть того, что потребляется, поступает из Швеции. Он используется в металлургии из-за его металлоидных свойств.

Около 1% мышьяка применяется в производстве свинцовой дроби, так как он улучшает округлость расплавленной капли. Свойства подшипниковых сплавов на основе свинца улучшаются как по тепловым, так и по механическим характеристикам, когда они содержат около 3% мышьяка.

Наличие малого количества этого химического элемента в свинцовых сплавах закаляет их для использования в аккумуляторных батареях и кабельной броне. Небольшие примеси мышьяка повышают коррозионную стойкость и тепловые свойства меди и латуни. В чистом виде химический элементарный As используется для нанесения бронзового покрытия и в пиротехнике.

Высокоочищенный мышьяк находит применение в полупроводниковой технике, где он используется с кремнием и германием, а также в форме арсенида галлия (GaAs) в диодах, лазерах и транзисторах.

Соединения As

Так как валентность мышьяка равна 3 и 5, и он имеет ряд степеней окисления от -3 до +5, элемент может образовывать различные виды соединений. Наиболее важное коммерческое значение имеют его оксиды, основными формами которых являются As4O6 и As2O5.

Мышьяковистый оксид, широко известный как белый мышьяк, – это побочный продукт обжига руд меди, свинца и некоторых других металлов, а также арсенопирита и сульфидных руд. Он является исходным материалом для большинства других соединений. Кроме того, он используется в пестицидах, служит обесцвечивающим веществом в производстве стекла и консервантом для кож.

Пятиокись мышьяка образуется при воздействии окислителя (например, азотной кислоты) на белый мышьяк. Он является основным ингредиентом инсектицидов, гербицидов и клея для металла.

Арсин (AsH3), бесцветный ядовитый газ, состоящий из мышьяка и водорода, – это еще одно известное вещество. Вещество, называемое также мышьяковистым водородом, получают путем гидролиза металлических арсенидов и восстановления металлов из соединений мышьяка в растворах кислот.

Он нашел применение как легирующая добавка в полупроводниках и боевой отравляющий газ.

В сельском хозяйстве большое значение имеют мышьяковая кислота (H3AsO4), арсенат свинца (PbHAsO4) и арсената кальция [Са3(AsO4)2], которые используются для стерилизации почвы и борьбы с вредителями.

Мышьяк – химический элемент, образующий множество органических соединений. Какодин (СН3)2As−As(СН3)2, например, используется при подготовке широко используемого десиканта (осушающего средства) – какодиловой кислоты. Сложные органические соединения элемента применяются в лечении некоторых заболеваний, например, амебной дизентерии, вызванной микроорганизмами.

Физические свойства

Что такое мышьяк с точки зрения его физических свойств? В наиболее стабильном состоянии он представляет собой хрупкое твердое вещество стального серого цвета с низкой тепловой и электрической проводимостью. Хотя некоторые формы As являются металлоподобными, отнесение его к неметаллам – это более точная характеристика мышьяка.

Есть и другие виды мышьяка, но они не очень хорошо изучены, особенно желтая метастабильная форма, состоящая из молекул As4, подобно белому фосфору Р4. Мышьяк возгоняется при температуре 613 °C, и в виде пара он существует как молекулы As4, которые не диссоциируют до температуры около 800 °C.

Полная диссоциация на молекулы As2 происходит при 1700 °С.

Строение атома и способность образовывать связи

Электронная формула мышьяка – 1s22s22p63s23p63d104s24p3 – напоминает азот и фосфор в том, что во внешней оболочке есть пять электронов, но он отличается от них наличием 18 электронов в предпоследней оболочке вместо двух или восьми.

Добавление 10 положительных зарядов в ядре во время заполнения пяти 3d-орбиталей часто вызывает общее уменьшение электронного облака и увеличение электроотрицательности элементов. Мышьяк в таблице Менделеева можно сравнить с другими группами, которые наглядно демонстрируют эту закономерность.

Например, общепризнанно, что цинк является более электроотрицательным, чем магний, а галлий – чем алюминий. Однако в последующих группах эта разница уменьшается, и многие не согласны с тем, что германий электроотрицательнее кремния, несмотря на обилие химических доказательств.

Подобный переход от 8- к 18-элементной оболочке от фосфора к мышьяку может увеличить электроотрицательность, но это остается спорным.

Сходство внешней оболочки As и P говорит о том, они могут образовывать 3 ковалентные связи на атом при наличии дополнительной несвязанной электронной пары. Степень окисления должна, следовательно, быть +3 или -3, в зависимости от относительной взаимной электроотрицательности.

Строение мышьяка также говорит о возможности использования внешней d-орбитали для расширения октета, что позволяет элементу образовывать 5 связей. Она реализуется только при реакции с фтором.

Наличие свободной электронной пары для образования комплексных соединений (через донорство электронов) в атоме As проявляется гораздо меньше, чем у фосфора и азота.

Мышьяк стабилен в сухом воздухе, но во влажном покрывается черным оксидом. Его пары легко сгорают, образуя As2O3. Что такое мышьяк в свободном состоянии? Он практически не подвержен воздействию воды, щелочей и неокисляющих кислот, но окисляется азотной кислотой до состояния +5. С мышьяком реагируют галогены, сера, а многие металлы образуют арсениды.

Аналитическая химия

Вещество мышьяк качественно можно обнаружить в виде желтого аурипигмента, выпадающего в осадок под действием 25% раствора соляной кислоты.

Следы As, как правило, определяются путем его преобразования в арсин, который можно обнаружить с помощью теста Марша. Арсин термически разлагается, образуя черное зеркало из мышьяка внутри узкой трубки.

По методу Гутцайта пробник, пропитанный хлоридом ртути, под действием арсина темнеет из-за выделения ртути.

Токсикологическая характеристика мышьяка

Токсичность элемента и его производных широко изменяется в значительных пределах, от чрезвычайно ядовитого арсина и его органических производных до просто As, который относительно инертен.

О том, что такое мышьяк, говорит применение его органических соединений в качестве боевых отравляющих веществ (люизит), везиканта и дефолианта («Агент блю» на основе водной смеси 5% какодиловой кислоты 26% ее натриевой соли).

В целом производные данного химического элемента раздражают кожу и вызывают дерматит. Также рекомендуется защита от вдыхания мышьяк-содержащей пыли, но большая часть отравлений происходит при его употреблении внутрь.

Предельно допустимая концентрация As в пыли за восьмичасовой рабочий день составляет 0,5 мг/м3. Для арсина доза снижается до 0,05 части на миллион.

Помимо использования соединений данного химического элемента в качестве гербицидов и пестицидов, применение мышьяка в фармакологии позволило получить сальварсан – первый успешный препарат против сифилиса.

Воздействие на здоровье

Мышьяк является одним из наиболее токсичных элементов. Неорганические соединения данного химического вещества в естественных условиях встречаются в небольших количествах. Люди могут подвергаться воздействию мышьяка через пищу, воду и воздух. Экспозиция может также произойти при контакте кожи с зараженной почвой или водой.

мышьяка в продуктах питания довольно низкое. Однако его уровни в рыбе и морепродуктах могут быть очень высокими, так как они поглощают данный химический элемент из воды, в которой живут. Значительное количество неорганического мышьяка в рыбе может представлять опасность для здоровья человека.

Воздействию вещества также подвержены люди, которые с ним работают, живут в домах, построенных из обработанной им древесины, и на землях сельскохозяйственного назначения, где в прошлом применялись пестициды.

Неорганический мышьяк может вызывать различные последствия для здоровья человека, такие как раздражение желудка и кишечника, снижение производства красных и белых клеток крови, изменение кожи и раздражение легких. Предполагается, что поглощение значительного количества этого вещества может увеличить шансы развития рака, особенно рака кожи, легких, печени и лимфатической системы.

Очень высокие концентрации неорганического мышьяка являются причиной бесплодия и выкидышей у женщин, дерматитов, снижения сопротивляемости организма инфекциям, проблем с сердцем и повреждений мозга. Кроме того, этот химический элемент способен повредить ДНК.

Смертельная доза белого мышьяка равна 100 мг.

Органические соединения элемента ни рака, ни повреждений генетического кода не вызывают, но высокие дозы могут нанести вред здоровью человека, например вызвать нервные расстройства или боли в животе.

Свойства As

Основные химико-физические свойства мышьяка следующие:

  • Атомное число – 33.
  • Атомный вес – 74,9216.
  • Температура плавления серой формы – 814 °C при давлении 36 атмосфер.
  • Плотность серой формы – 5,73 г/см3 при 14 °C.
  • Плотность желтой формы – 2,03 г/см3 при 18 °C.
  • Электронная формула мышьяка – 1s22s22p63s23p63d104s24p3.
  • Состояния окисления – -3, +3, +5.
  • Валентность мышьяка – 3, 5.

Источник: http://fb.ru/article/275550/chto-takoe-myishyak-harakteristika-svoystva-i-primenenie

Мышьяк — сферы применения, действие и симптомы отравления

Мышьяк — сферы применения, действие и симптомы отравления

As — знаком человечеству с древнейших времен. Уже великий Аристотель упоминал химический элемент мышьяк в соединениях природного характера. Помимо этого, возможность выработки его сернистой разновидности, путем прокаливания, описывается у Диоскоридом в первом веке до нашей эры.

Позже, с этим элементом европейские сталелитейщики сталкивались при работе с рудой, с вкраплениями мышьяка. Очень пристально его изучали алхимики. Такое внимание объяснялся тем, что он также как сера и ртуть относился к стихийным элементам, являющимся основой всех металлов.

Способность мышьяка изменять цвет у медных сплавов на белый воспринималась профессорами современной химии как метаморфоза меди в серебро. Сейчас в мире ни одна лаборатория не обходится без этого элемента.

As присутствует везде. Даже выкуриваемая сигарета имеет его содержание что, помимо прочего, обуславливает вредность курения.

История открытия

Открытие мышьяка на металлической основе относят к восемнадцатому веку, однако, способ получения элемента при помощи сублимимрования выявят только к концу семнадцатого. В этот период химик Шееле обнаружил мышьяковую кислоту, а также присутствующий в нем водород.

Изучение органических соединений с содержанием As берет начало у химика Каде. В середине восемнадцатого века он получает первое соединение органического характера на его основе – «Жидкость Каде». Структура была разобрана на составляющие только по прошествии восьмидесяти лет другим известным химиком Бунзеном.

До сих пор ведутся споры о том кому отдать пальму первенства открытия элемента в чистом виде. Это достижение причисляют в заслуги Альберта Великого. Как химический элемент он был признан Лавуазье в 1789 году.

Производство и области применения

Современные специалисты знают порядка двухсот минералов, в которых есть мышьяк. В подавляющем большинстве случаев его находят в руде, содержащей медь, серебро или свинец. Однако, минерал, представляющий главную значимость для промышленности – это колчедан с присутствием мышьяка.

Существует несколько способов выработки As в промышленных масштабах. Основным видом производства стал обжиг арсенопирита. Далее, из него восстанавливают оксид посредством антрацита.

Однако большая часть сырья при таком способе преобразуется в мышьяк белый.

Мышьяк в стоматологической сфере

Этот химический элемент не только яд, но и лекарство.

Применение мышьяка в сфере стоматологии в виде пасты не потеряло своей значимости благодаря яркому некротическому воздействию вещества на пораженные ткани.

Применяют его в следующих случаях:

  • Если пациент не воспринимает анестетики;
  • В случаях противопоказаний анестезирующих препаратов;
  • При излечении зубной боли у детей.

Основным условием при использовании его в стоматологических клиниках является – полностью сформированная корневая система. Поэтому «детский» вариант применения не столь распространён.

As в промышленности

Химический элемент мышьяк используется во многих сферах производства, среди которых можно выделить несколько основных направлений:

  • Металлургия;
  • Электротехника;
  • Обработка кожи;
  • Текстильная промышленность;
  • Пиротехника;
  • Стекольное производство.

Металлургия — применяют для легирования свинцовых сплавов, использующихся для изготовления дроби. Такой сплав с добавлением As при башенном варианте производства позволяет получать идеальные шарообразные формы дробинок. Помимо этого, его прочность возрастает.

Электротехника – мышьяк повышенной очистки (до 99%) применяют для изготовления ряда необходимых полупроводниковых компонентов.

Текстильная промышленность — используют в качестве красителя.

Кожевенная индустрия – в этой сфере его применяют в качестве реагента для уничтожения щетины на коже.

Пиротехника – минерал реальгар, являющийся моносульфидом мышьяка, используют для изготовления «греческого» огня, получающегося при возгорании смеси его с серой и селитрой. Такое химическое соединение дает ярко-белое пламя.

Стекольное дело — трехокись As позволяет получать продукцию имеющие нулевую прозрачность. Между тем маленькие добавления компонента, напротив, осветляют ее. Этот элемент до сих пор остался частью производства некоторых стекол.

Например:

  • «Венского»;
  • используемого в термометрах;
  • Имитации хрусталя.

Помимо этого, мышьяк применяют и в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Домашний способ использования – это крысиный яд. Сейчас его изготавливают на основе иных компонентов.

Употребление в пищу строго запрещено.

Мышьяк в борьбе с лейкозом

Известная отравителям способность мышьяка убивать клетки сейчас используется в благородных целях. Этот химический элемент широко применяют для лечения онкологических заболеваний, в первую очередь при лейкозе.

Лейкемия характеризуется формированием опухоли вследствие репликации костного мозга. При отсутствии своевременного лечения, происходит увеличение ее объема. По этой причине возникают и разрастаются метастазы во всех частях организма. Вылечить даже тяжелую форму заболевания помогает элемент As.

Он эффективно нейтрализует чрезмерное разрастание лейкоцитов, стимулирует быстрое и качественное образование красных телец. Все это позволяет положительно влиять на восстановительный процесс. При лечении этим опасным элементом должна соблюдаться четкая инструкция. Ведь конечная цена – жизнь человека.

Возможные причины отравления

В наше время существует большой риск отравиться мышьяком. Никто из трудящихся на производстве не застрахован от разных неожиданностей. При использовании веществ на основе As в бытовых условиях также есть вероятность случайного попадания в организм человека.

Порой регистрируются факты преднамеренного отравления – уголовные преступления или суицид. Эти эпизоды можно отнести к острым формам интоксикации.

Есть вероятность отравиться и при лечебной практике воздействия небольших доз. Подобное отравление причисляют к хроническим случаям.

Отдельной группой интоксикации этим химическим элементом является подострая категория. Когда человека присутствует в местах где есть большая концентрация адамсита.

Его используют полицейские в некоторых странах при разгоне демонстраций. Боевые отравляющие вещества делятся на несколько категорий в том числе – стерниты. К ним и относится мышьяк. Такие вещества действуют раздражающе на дыхательный аппарат человека.

Действие мышьяка на организм

Элемент обладает способностью быстрого проникновения в организм человека, а вывести его очень сложно.

Отравление происходит следующими путями:

  • Кожные покровы;
  • Лёгкие;
  • Желудочно-кишечный тракт.

Стоит отметить, что неорганические компоненты мышьяка абсорбируются намного быстрее органики.

Наибольшую опасность для человека представляет арсин в газообразном состоянии, он не пахнет, поэтому для его промышленного производства приходится делать специальные добавки, имеющие стойкий чесночный «аромат». Также опасен мышьяковистый водород.

Отравление наступает очень быстро. В течение суток элемент способен поразить внутренние органы. Через две недели после интоксикации следы мышьяка можно обнаружить в ногтях и даже в костях.

Симптомы отравления мышьяком

Признаки заболевания могут разниться в зависимости от принятой дозы.

Характеризуется металлическим стойким привкусом во рту. Человек ощущает сильное горловое жжение, сопровождающееся спазмами. Кожа на теле приобретает синюшный оттенок, а ладони желтеют.

Резко падает артериальное давление, сопровождается мощными приступами головокружения. Помимо этого, отравившийся испытывает острую почечную и печёночную недостаточность.

Также у больного наблюдается диарея и начинает сильно болеть желудок. Понос характеризуется острой формой, вследствие чего организм очень быстро обезвоживается. В крайних случаях высока вероятность отека легких, парализация или коматозной состояние.

Наблюдается крайне острая головная боль. Получают сильное раздражение все слизистые оболочки, в особенности глаза и дыхательные пути. Это приводит к «насморку», заложенности носа и слезотечению.

Пострадавший часто чихает и кашляет. Также не исключена сильная тошнота и даже рвота. После спазмов во рту остается послевкусие с металлическим оттенком.

Наступает усталость и общее недомогание организма. Конечности слабеют на фоне анемического состояния. Ухудшается периферическая чувствительность вплоть до полной потери. По коже «бегают мурашки» и ощущается ее онемение.

На теле появляются звездочки из сосудов и идет развитие устойчивого купероза.

При отсутствии соответствующего лечения весьма вероятны серьезные последствия вплоть до токсического гепатита. Поскольку мышьяк обладает высокой канцерогенностью то отравление может подтолкнуть к развитию онкологии в организме.

Для человека, проглотившего триогсид мышьяка, смертельная доза составит объем от 50 до 340 миллиграмм. Она привязана к типу вещества и напрямую связана с весом человека и общим состоянием здоровья.

Первая помощь при отравлении

Если вы или кто-то из близких или коллег случайно отравился мышьяком, следует оказать немедленную помощь до приезда специалистов.

Действия проводятся по простому алгоритму:

  • Первое что надо сделать – это немедленно вызвать бригаду скорой помощи;
  • До приезда врачей пострадавшему дать рвотное средство, чтобы промыть желудок;
  • Следующим шагом станет прием абсорбента (например, молоко со взбитым белком или активированный уголь);
  • На живот пострадавшего положить горячую грелку;
  • При возможности приготовить специальный раствор, состоящий из одной ложки магнезии жженой, на 200 мл воды;
  • Ни в коем случае пострадавшему нельзя давать нюхать нашатырный спирт или кислое питье;
  • При появлении судорог разотрите конечности пострадавшему.

As – это сильный яд, который может нанести огромный вред.

Главным антидотом для мышьяка стал унитол. Это действенное противоядие имеющее свойство связывать его в безопасные соединения и позволяющее избавиться от химического элемента с мочевиной.

Снимать токсикологический эффект от мышьяка при работе на производстве помогают и своевременные меры профилактики.

Как предупредить отравление

В качестве профилактики отравления старайтесь избегать продуктов с его содержанием. На рабочих местах проводится герметизация производственных процессов и улучшение вентиляции.

Огромную роль в профилактике отравлений играет личная гигиена. На рабочем месте необходимо пользоваться респиратором. Или применять тампоны, из ваты, которые закладывают в уши и ноздри. После работы обязательно надо помыться. Помимо этого, следите и за своей спецодеждой. Держите ее в чистоте и выстиранной.

Обязательной профилактической мерой должен стать регулярный медицинский осмотр. Такие обследования рекомендуется проходить не реже двенадцати месяцев при постоянном контакте с препаратами, содержащими мышьяк.

Загрузка…

Источник: http://otravlenie103.ru/fakty-ob-otravleniyah/myshyak-eto

Мышьяк

Мышьяк

 
Мышьяк — минерал из класса самородных элементов, полуметалл, химическая формула As. Обычны примеси Sb, S, Fe, Ag, Ni; реже Bi и V. As в самородном мышьяке достигает 98%.

Химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) четвёртого периода периодической системы; имеет атомный номер 33. Мышьяк (неочищенный мышьяк) представляет собой твердое вещество, извлекаемое из природных арсенопиритов.

Он существует в двух основных формах: обыкновенный, так называемый «металлический» мышьяк, в виде блестящих кристаллов стального цвета, хрупких, не растворимых в воде и желтый мышьяк, кристаллический, довольно неустойчивый.

Мышьяк используется в производстве дисульфида мышьяка, крупной дроби, твердой бронзы и различных других сплавов (олова, меди и т.п.)
 

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура мышьяка дитригонально-скаленоэдрическая симметрия. Сингония тригональная, в. с. L633L23PC. Кристаллы крайне редки, имеют ромбоэдрический или псевдокубический габитус.

Установлено несколько аллотропных модификаций мышьяка. В обычных условиях устойчив металлический, или серый мышьяк (альфа-мышьяк).

Кристаллическая решетка серого мышьяка ромбоэдрическая, слоистая, с периодом а=4,123 А, угол а = 54° 10′. Плотность (при температуре 20° С) 5,72 г/см3; температурный коэфф. линейного расширения 3,36 • 10 град ; удельное электрическое сопротивление (температура 0° С) 35 • 10—6 ом • см; НВ = ж 147; коэфф. сжимаемости (при температуре 30° С) 4,5 х 10-6cm2/кг.

Температура плавления альфа-мышьяка 816° С при давлении 36 атмосфер.

Под атм. давлением мышьяк возгоняется при температуре 615° С не плавясь. Теплота сублимации 102 кал/г. Пары мышьяка бесцветны, до т-ры 800° С состоят из молекул As4, от 800 до 1700° С — из смеси As4 и As2, выше температуры 1700° С — только из As2.

При быстрой конденсации паров мышьяк на поверхности, охлаждаемой жидким воздухом, образуется желтый мышьяк— прозрачные мягкие кристаллы кубической системы с плотностью 1,97 г/см3.

Известны также другие метастабильные модификации мышьяка: бета-мышьяк — аморфная стеклообразная, гамма-мышьяк — желто-коричневая и дельта-мышьяк — коричневая аморфная с плотностями соответственно 4,73; 4,97 и 5,10 г/см3. Выше температуры 270° С эти модификации переходят в серый мышьяк.

СВОЙСТВА

Цвет на свежем изломе цинково-белый, оловянно-белый до светло-серого, быстро тускнеет за счет образования тёмно-серой побежалости; чёрный на выветрелой поверхности. Твёрдость по шкале Мооса 3 — 3,5. Плотность 5,63 — 5,8 г/см3. Хрупкий. Диагностируется по характерному запаху чеснока при ударе.

Спайность совершенная по {0001} и менее совершенная по {0112}. Излом зернистый. Уд. вес 5,63-5,78. Черта серая, оловянно-белая. Блеск металлический, сильный (в свежем изломе), быстро тускнеет и становится матовым на окислившейся, почерневшей с течением времени поверхности. Является диамагнетиком.

МОРФОЛОГИЯ

Мышьяк обычно наблюдается в виде корок с натечной почковидной поверхностью, сталактитов, скорлуповатых образований, в изломе обнаруживающих кристаллически-зернистое строение.

Самородный мышьяк довольно легко узнается по форме выделений, почерневшей поверхности, значительному удельному весу, сильному металлическому блеску в свежем изломе и совершенной спайности. Под паяльной трубкой улетучивается, не плавясь (при температуре около 360°), издавая характерный чесночный запах и образуя белый налет As2О3 на угле.

В жидкое состояние переходит лишь при повышенном внешнем давлении. В закрытой трубке образует зеркало мышьяка. При резком ударе молотком издает чесночный запах.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Мышьяк встречается в гидротермальных месторождениях в виде метаколлоидных образований в пустотах, образуясь, очевидно, в последние моменты гидротермальной деятельности. В ассоциации с ним могут встречаться различные по составу мышьяковистые, сурьмянистые, реже сернистые соединения никеля, кобальта, серебра, свинца и др., а также нерудные минералы.

В литературе имеются указания на вторичное происхождение мышьяка в зонах выветривания месторождений мышьяковистых руд, что, вообще говоря, мало вероятно, если учесть, что в этих условиях он очень неустойчив и, быстро окисляясь, разлагается полностью. Черные корочки состоят из тонкой смеси мышьяка и арсенолита (As2О3). В конце концов образуется чистый арсенолит.

В земной коре концентрация мышьяка невелика и составляет 1,5 промилле. Он встречается в почве и минералах и может попасть в воздух, воду и грунт благодаря ветровой и водной эрозии.

Кроме того, элемент поступает в атмосферу из других источников. В результате извержения вулканов в воздух выделяется около 3 тыс. т мышьяка в год, микроорганизмы образуют 20 тыс.

т летучего метиларсина в год, а в результате сжигания ископаемого топлива за тот же период выделяется 80 тыс. т.

На территории СССР самородный мышьяк был встречен в нескольких месторождениях. Из них отметим Садонское гидротермальное свинцово-цинковое месторождение, где он неоднократно наблюдался в виде почковидных масс на кристаллическом кальците с галенитом и сфалеритом.

Крупные почкообразные скопления самородного мышьяка с концентрически-скорлуповатым строением были встречены на левом берегу р. Чикоя (Забайкалье). В парагенезисе с ним наблюдался лишь кальцит в виде оторочек на стенках тонких жил, секущих древние кристаллические сланцы. В виде обломков (рис.

76) мышьяк был найден также в районе ст. Джалинда, Амурской ж. д. и в других местах.

В ряде месторождений Саксонии (Фрейберг, Шнееберг, Аннаберг и др.) самородный мышьяк наблюдался в ассоциации с мышьяковистыми соединениями кобальта, никеля, серебра, самородным висмутом и др. Все эти и другие находки этого минерала практического значения не имеют.

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 существенно возрастают.

Мышьяк особой чистоты (99,9999 %) используется для синтеза ряда полезных и важных полупроводниковых материалов — арсенидов (например, арсенида галлия) и других полупроводниковых материалов с кристаллической решёткой типа цинковой обманки.

Сульфидные соединения мышьяка — аурипигмент и реальгар — используются в живописи в качестве красок и в кожевенной отрасли промышленности в качестве средств для удаления волос с кожи.

В пиротехнике реальгар употребляется для получения «греческого», или «индийского», огня, возникающего при горении смеси реальгара с серой и селитрой (при горении образует ярко-белое пламя).
Некоторые элементоорганические соединения мышьяка являются боевыми отравляющими веществами, например, люизит.

В начале XX века некоторые производные какодила, например, сальварсан, применяли для лечения сифилиса, со временем эти препараты были вытеснены из медицинского применения для лечения сифилиса другими, менее токсичными и более эффективными, фармацевтическими препаратами, не содержащими мышьяк.

Многие из мышьяковых соединений в очень малых дозах применяются в качестве препаратов для борьбы с малокровием и рядом других тяжелых заболеваний, так как оказывают клинически заметное стимулирующее влияние на ряд специфических функций организма, в частности, на кроветворение. Из неорганических соединений мышьяка мышьяковистый ангидрид может применяться в медицине для приготовления пилюль и в зубоврачебной практике в виде пасты как некротизирующее лекарственное средство. Этот препарат в обиходе и жаргонно называли «мышьяк» и применяли в стоматологии для локального омертвления зубного нерва. В настоящее время препараты мышьяка редко применяются в зубоврачебной практике из-за их токсичности. Сейчас разработаны и применяются другие методы безболезненного омертвления нерва зуба под местной анестезией.

Мышьяк (англ. Arsenic) — As

КЛАССИФИКАЦИЯ

Физические свойства

Оптические свойства

Кристаллографические свойства

Источник: http://mineralpro.ru/minerals/arsenic/

Мышьяк в организме человека

Мышьяк в организме человека

Мышьяк (As) – химический элемент с атомным номером 33. В элементарном виде представляет собой довольно хрупкий стального цвета с зеленоватым оттенком полуметалл.

С мышьяком человек познакомился очень давно. Мышьяк нередко встречается в свободном виде.

В элементарном виде и в форме соединений мышьяк – сильный яд, но об ядовитости мышьяка и его соединений люди узнали сравнительно недавно, долгое время использовав их даже в качестве лекарств.

Поскольку мышьяку в природе очень часто сопутствуют минералы олова, то отравление мышьяком наступало всего лишь от употребления воды и вина из оловянных сосудов.

Мышьяк раньше очень часто использовался для истребления грызунов, от чего он и получил свое русскоязычное название (от слов “мышь” и “яд”).

Существует версия, что Наполен после его ссылки на о. Св. Елены был отравлен мышьяком.

То, что мышьяк – самостоятельный химический элемент, в 1789 году доказали Г. Брандт и А. Лавуазье. А до этого времени даже ученые химики считали, что мышьяк и его оксид – это одно и то же вещество.

Рассматриваемый химический элемент находится в природе в рассеянном виде. Его средняя массовая доля в земной коре составляет 1,7•10-4%, а в Мировом океане его концентрация около 0,003 мг/л.

Однако мышьяк можно обнаружить и в самородном виде, тогда он имеет вид серых скорлупок или плотных конкреций-зернышек с металлическим блеском. Геологи насчитывают около 200 минералов мышьяка. Очень часто он сопуствует в рудах свинцу, меди и серебру.

Самыми распространенными минералами мышьяка являются реальгар (оранжево-красного цвета, прозрачный) и аурипигмент (лимонно-желтого цвета), однако в промышленных целях для извлечения мышьяка применяются в основном арсенопирит, называемый еще мышьяковым колчеданом, а также лёллингит (мяшьяковистый колчедан) и скородит. Значительная часть мышьяка извлекается попутно при добыче золота, свинца, цинка, меди, олова и других металлов.

Крупные месторождения этого химического элемента разрабатываются в Грузии, Казахстане и Средней Азии, Великобритании, Франции, Швеции, Норвегии, Японии, США, Канаде, Боливии. Россия также богата месторождениями мышьяка, которые обнаружены на Урале, в Сибири, Забайкалье, на Чукотке и в Якутии.

Зачем же нужен мышьяк, если он так ядовит?

Мышьяк входит в состав сплавов свинца, используемых в изготовлении дроби, для их легирования. Твердость свинца при этом возрастает на порядок.

Химически чистый мышьяк используется для синтеза полупроводников.

Сульфиды мышьяка входят в состав красок, используемых в живописи и кожевенном производстве (для удаления с кожи волос).

Минерал реальгар используется в пиротехнике для получения “греческого” (“индийского”) огня. При его смешении с селитрой или серой получается смесь, образующая при горении ярко-белое пламя.

Люизит – боевое отравляющее вещество, содержит в своем составе мышьяк.

Вплоть до начала ХХ века мышьяк использовался в изготовлении препаратов для лечения сифилиса, но из-за высокой токсичной в последующем они были заменены другими лекарствами.

Однако мышьяк – не только убийца, но и лекарь. В микродозах он используется в лечении анемии и некоторых других тяжелых заболеваний, поскольку он оказывает стимулирующее действие на кроветворение и другие специфические функции организма.

В зубоврачебном деле мышьяк используется как некротизирующее средство при пульпите, убивающее воспаленный нерв в канале зуба.

Однако в связи с расширением рынка обезболивающих и омертвляющих нерв зуба препаратов в стоматологии мышьяк применяется все реже.

Роль мышьяка в организме человека

Мышьяк является условно эссенциальным, иммунотоксичным ядом для человеческого организма. Однако в микродозах он даже необходим.

Суточная потребность организма взрослого человека в мышьяке составляет 12-15 мкг, а при поступлении в дозах менее 1 мкг в сутки может развиться его дефицит. В организме человека содержится около 15 мг мышьяка.

В человеческое тело мышьяк попадает преимущественно с пищей и питьевой водой (около 80%), причем часто в избыточном количестве. Мышьяк быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте. Более 10% мышьяка человек получает с вдыхаемым воздухом и около 1% – через кожу.

При попадании в организм через желудочно-кишечный тракт неорганические соединения мышьяка поступают в печень, где происходит их метилирование.

Мышьяк накапливается в печени, легких, коже и тонком кишечнике. Через сутки с мочой выводится около 30% поступившего мышьяка, и примерно 4% выводится через кишечник.

Остальная часть выделяется через кишечник в последующем либо выводится с потом, выпадающими волосами, отслоившейся кожей и желчью.

Установлено также, что мышьяк накапливается в ретикулоэндотелиальной системе, поскольку арсениты связываются с SH-группами белков, которых именно в этих тканях больше всего.

Установлено, что мышьяк, регулируя фосфорно-кальциевый обмен, препятствует потере фосфора организмом. В этом отношении он сродни витамину D.

Мышьяк связывается с серосодержащими белками, цистеином, глутатионом, липоевой кислотой и другими серосодержащими соединениями.

По всей видимости (доподлинно пока не известно) мышьяк принимает участие в некоторых ферментативных реакциях, действуя как заместитель фосфора. С другой стороны, мышьяк является ингибитором, реагируя с сульфгидрильными группами некоторых ферментов.

Этот химический элемент влияет на происходящие в митохондриях окислительные процессы, участвует в нуклеиновом обмене, то есть в синтезе белков, необходим для образования гемоглобина, хотя в состав этого белка не входит.

В организмах высших животных, включая человека, мышьяк служит потенциальным стимулятором синтеза металлотионеина с хлоридом кадмия.

До недавних пор считалось, что в микроскопических дозах мышьяк может стимулировать рост костной ткани, причем даже после окончания периода общего роста. Однако дальнейшие исследования опровергли такое предположение.

В настоящее время проводятся исследования мышьяка на предмет лечения его соединениями онкологических заболеваний.

Антагонистами мышьяка являются сера, селен, фосфор, серосодержащие аминокислоты, витамины С и Е. При отравлении селеном мышьяк может выступить эффективным противоядием.

Мышьяк применяют в лечении сонной болезни на последней стадии.

Мышьяковистые минеральные воды показаны в лечении малокровия и ряда желудочно-кишечных заболеваний.

Мышьяк входит в состав мумие – минерально-органического вещества природного происхождения.

Источники мышьяка в организме человека

Повышенная концентрация мышьяка обнаружена в следующих продуктах питания:

  • вина (до 1 мг/л и более) и соки (из-за использования на виноградных плантация пестицидов и гербицидов);
  • рыба (в особенности морская – до 10 мг/кг) и морепродукты (креветки, омары, криль, лангусты, моллюски, морская капуста), рыбий жир;
  • дикий рис;
  • зерно и хлеб;
  • чечевица;
  • морковь, виноград, изюм, земляника.

В питьевой воде концентрация мышьяка в пределах нормы, поскольку за этим очень пристально следят контролирующие инстанции.

Однако в некоторых бедных странах (Индия, Бангладеш, Тайвань, Мексика и страны Центральной Америки) из-за широкого использования средств борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур содержание мышьяка в питьевой воде превышает 1 мг/л, что служит причиной массовых отравлений и широким распространением вызванной этим болезни под названием “черная стопа”.

Нехватка мышьяка в организме человека

Последствия недостатка мышьяка в организме изучены недостаточно. Существуют предположения, что недостаточности этого минерального элемента могут возникнуть:

  • дерматит;
  • анемия (малокровие);
  • пониженная концентрация триглицеридов в сыворотке крови.

Животные при дефиците мышьяка могут плохо расти и не донашивать плод.

Избыток мышьяка в организме человека

Самым токсичным соединением мышьяка считается его гидрид (арсин). На втором месте по токсичности органические соединения трехвалентного мышьяка.

При попадании в организм мышьяк препятствует усвоению цинка, селена, витаминов А, С и Е и некоторых аминокислот.

Причинами избытка мышьяка в организме человека могут быть:

  • прием содержащих мышьяк препаратов, отравление содержащими его пестицидами и гербицидами;
  • работа на вредном производстве, предполагающем повышенную концентрацию мышьяка в воздухе или прямой контакт с его соединениями, в том числе производство пестицидов, золотодобыча, выплавка сплавов мышьяка и т.д.;
  • недостаток селена, который дополнительно стимулирует накопление мышьяка (замкнутый круг);
  • нарушение регуляции обмена мышьяка;
  • курение;
  • злоупотребление виноградным вином.

Симптомы и последствия острого отравления мышьяком:

  • металлический привкус во рту;
  • рвота, понос;
  • сильные боли в животе;
  • внутрисосудистый гемолиз;
  • острая печеночная и почечная недостаточность;
  • кардиогенный шок;
  • угнетение нервной системы, паралич, судороги, летальный исход.

При хроническом отравлении мышьяком отмечаются:

  • раздражительность;
  • головные боли;
  • кожные аллергические реакции, дерматит, экзема, язвы, зуд, ладонно-подошвенный гиперкератоз, депигментация кожи;
  • конъюнктивит;
  • поражения сосудов (ендоангиит, нефропатия;
  • поражение дыхательной системы (фиброз, прорыв носовой перегородки, аллергоз).

У животных при хроническом отравлении мышьяком может наблюдаться аномальная плодовитость, вызванная повышением половой активности и фертильности.

Отдаленными последствиями избытка мышьяка являются:

  • рак печени, гортани, глаз, кожи (рак Боуэна) и крови;
  • поражение костного мозга, желудочно-кишечного тракта;
  • язвы на коже;
  • поражение легких и почек;
  • эндемический зоб;
  • жировой гепатоз;
  • снижение остроты слуха у детей;
  • заболевания нервной системы (нарушения речи, энцефалопатия, судороги, психозы, нарушение координации движений;
  • нарушение трофики мышц;
  • полиневриты;
  • иммунодефицит.

Источник: http://zdips.ru/zdorovoe-pitanie/mineraly/1645-myshyak-v-organizme-cheloveka.html

32Дента
Добавить комментарий