Αρσενικό οξύ: χημικές ιδιότητες, τύπος. Υψηλά επικίνδυνες ουσίες

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 17:44

Ο αντίκτυπος διαφόρων χημικών ουσιών στο ανθρώπινο σώμα είναι διφορούμενος. Οι περισσότερες από τις γνωστές ενώσεις είναι είτε ουδέτερες είτε παίζουν θετικό ρόλο στην ανθρώπινη ζωή. Υπάρχει όμως μια ομάδα ουσιών που αποτελούν σοβαρή απειλή για την υγεία. Χωρίζονται σε διάφορες τάξεις. Το αρσενικό οξύ που συζητείται σε αυτό το άρθρο είναι μια τέτοια τοξική χημική ένωση. Σύμφωνα με την επί του παρόντος αποδεκτή ταξινόμηση, περιλαμβάνεται στη δεύτερη κατηγορία αυξημένου κινδύνου, μαζί με ενώσεις χλωροφόρμιου, μολύβδου και λιθίου. Ας μελετήσουμε τις ιδιότητες του αρσενικού οξέος με περισσότερες λεπτομέρειες.

Η δομή του μορίου και η κατάσταση συσσωμάτωσης της ύλης

Αυτή η ένωση έχει κρυσταλλική δομή υπό κανονικές συνθήκες. Ως τριβασικό, το αρσενικό οξύ, ο τύπος του οποίου είναι H₃AsO₄, έχει τόσο μέτρια όσο και όξινα άλατα. Για παράδειγμα, όξινο αρσενικό κάλιο - K₂HAsO₄, διϋδροαρσενικό νάτριο - NaH₂AsO4_{, αρσενικό λίθιο - Li}3_AsO4_{. Με τη φρύξη του αρσενικού οξέος, λαμβάνεται το ημιπεντατοξείδιο του αρσενικού, που ονομάζεται αρσενικόανυδρίτη. Οι λευκοί διαφανείς κρύσταλλοι του σχηματίζουν μια υαλώδη μάζα, ελάχιστα διαλυτή στο νερό.}

Dissociation

H3AsO₄, μαζί με το μυρμηκικό οξύ και το υδροξείδιο του μολύβδου, είναι ένας μετρίως ασθενής ηλεκτρολύτης. Έτσι, στον πίνακα ιονισμού των πιο σημαντικών οξέων, το ορθοαρσενικό οξύ έχει τρεις σταθερές διάστασης: 5,6 x 10^-3, 1,5 x 10^-7 και 3, 89 x 10^-12. Αυτοί οι δείκτες χαρακτηρίζουν ποσοτικά την ισχύ του οξέος. Σύμφωνα με τις σταθερές διάστασης, στη σειρά των ανόργανων οξέων, το H₃AsO_{4 καταλαμβάνει μια θέση μεταξύ χρωμικού και αντιμονικού οξέος. Οι Ρώσοι πειραματιστές χημικοί A. L. και I. L. Agafonovs διατύπωσαν μια μαθηματική έκφραση στην οποία εξήγαγαν την εξάρτηση της πρώτης και της δεύτερης σταθεράς διάστασης του αρσενικού οξέος από τη θερμοκρασία στην περιοχή από 0°C έως 50°C.}

Χαρακτηριστικά χημικών ιδιοτήτων

Ο βαθμός οξείδωσης του ατόμου του αρσενικού, που αποτελεί μέρος του μορίου του οξέος, είναι +5. Αυτό μιλά για το γεγονός ότι η ίδια η ένωση, σε χημικές αντιδράσεις με άλλες ουσίες, εμφανίζει οξειδωτικές ιδιότητες. Έτσι, όταν αλληλεπιδρά με το ιωδιούχο κάλιο, το οποίο δρα ως αναγωγικός παράγοντας, σε ένα όξινο μέσο, μεταξύ των προϊόντων αντίδρασης, θα βρούμε αρσενικό οξύ H₃AsO₃ . Θυμηθείτε ότι το αρσενικό οξύ, του οποίου ο τύπος H₃AsO_4, είναι τριβασικό, πράγμα που σημαίνει ότι σε αντιδράσεις με αλκάλια ή αδιάλυτες βάσεις μπορεί να δώσει τρεις τύπους αλάτων: μέτριο, υδρο- και διϋδροαρσενικά. Ποιοτική αντίδραση σε ιόνΩς O₄^3- στην αναλυτική χημεία είναι η αλληλεπίδραση του ίδιου του αρσενικού οξέος ή των αλάτων του με διαλυτά άλατα αργύρου, για παράδειγμα, με νιτρικό. Ως αποτέλεσμα, παρατηρούμε την κατακρήμνιση του Ag₃AsO_{4 χρώμα καφέ.}

Ιωδομετρική μέθοδος για τον προσδιορισμό του αρσενικού οξέος

Στην αναλυτική χημεία, σημαντικό έργο είναι η ανίχνευση χημικών ενώσεων στα διαλύματα που μελετήθηκαν. Το αρσενικό οξύ, τις χημικές ιδιότητες του οποίου εξετάσαμε νωρίτερα, μπορεί να ανιχνευθεί με τη μικρομέθοδο της ιωδομετρίας. Σε 1 ml του διαλύματός του χύνεται ο ίδιος όγκος 4Ν. διάλυμα υδροχλωρικού οξέος και 1 ml διαλύματος ιωδιούχου καλίου 4%. Σχηματίζεται σεσκιοξείδιο του αρσενικού ως₂O_3.

Οξειδωτική δύναμη του αρσενικού οξέος

Όπως γνωρίζετε, το H₃AsO_4, , όπως και το φωσφορικό οξύ, είναι ηλεκτρολύτης μέτριας ισχύος. Οι λευκοί διάφανοι κρύσταλλοι του θολώνουν στον αέρα και έχουν τη σύνθεση 2H₃AsO₄ х H_{2O. Τα άλατά του που σχηματίζονται από μέταλλα αλκαλίων (μέσα και όξινα) σε υδατικά διαλύματα έχουν pH μεγαλύτερο από 7. Αρσενικά άλατα λιθίου, καλίου, νατρίου και αμμωνίου είναι πολύ διαλυτά στο νερό, ενώ τα υπόλοιπα άλατα του μέσου δεν διαλύονται σε αυτό. Το αρσενικό οξύ είναι καλός οξειδωτικός παράγοντας. Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, ανάγεται σε αρσενικό οξύ ή αρσίνη.}

H₃AsO₄ + 2e + 2H⁺=H₃AsO₃ + H_2O

H₃AsO₄ + 8e + 8H⁺=AsH ₃ + 4H_2O

Επιπλέον, το αρσενικό οξύ οξειδώνει εύκολα διάφορα μέταλλα, θειώδη και ιωδιούχα οξέα, καθώς και το υδρόθειο.

Παραγωγή αρσενικού οξέος

Σε εργαστηριακές συνθήκες, το H₃AsO₄ μπορεί να ληφθεί με την αντίδραση του σεσκιοξειδίου του αρσενικού με νιτρικό οξύ με θέρμανση. Τα προϊόντα περιέχουν τρισθενές μονοξείδιο του αζώτου και H₃AsO_{4. Ένας άλλος τρόπος λήψης είναι η διάλυση του οξειδίου του αρσενικού στο νερό. Συχνά, για τη λήψη του, χρησιμοποιείται ταυτόχρονη οξείδωση και υδρόλυση τριαλκυλοαρσενιτών με διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου που θερμαίνεται στους 50 ° C. Ταυτόχρονα, νερό και αλκοόλη απομακρύνονται από το μίγμα της αντίδρασης. Στη συνέχεια το διάλυμα εξατμίζεται και λαμβάνεται αρσενικό οξύ υψηλής καθαρότητας. Στη φύση, οι πρώτες ύλες για τη λήψη αρσενικού οξέος είναι ορυκτά: αρσενόλιθος και αρσενοπυρίτης, τα κοιτάσματα των οποίων είναι πλούσια στις περιοχές Τσελιάμπινσκ και Τσίτα της Ρωσικής Ομοσπονδίας.}

Χρήση H3AsO4

Δεδομένου του γεγονότος ότι το ορθοαρσενικό οξύ είναι ένα από τα ισχυρότερα δηλητήρια. Η χρήση του στη βιομηχανία και την καθημερινή ζωή είναι περιορισμένη. Τα πιο κοινά άλατα είναι τα αρσενικά, των οποίων η τοξικότητα είναι πολύ μικρότερη από αυτή του ίδιου του H₃AsO_4. Έτσι, στη βιομηχανία ξυλουργικής, μαζί με τον θειικό ψευδάργυρο και το άλας νατρίου πενταχλωροφαινόλης, το αρσενικό οξύ χρησιμοποιείται για την επεξεργασία ξύλου. Αυτή η μέθοδος ελαχιστοποιεί τις απώλειες από την καταστροφή της κυτταρίνης από μύκητεςμολύνσεις και προνύμφες σκαθαριών ξυλουργών. Στην ιατρική, το H₃AsO_{4χρησιμοποιείται ως μέρος του φαρμάκου "Atoxil" για τη θεραπεία λοιμώξεων από πρωτόζωα όπως γιαρδίαση, βαλαντιδίαση, ισοσπορίαση.}

Ας σημειωθεί ότι η μόλυνση του πληθυσμού από αυτές τις λοιμώξεις έχει πρόσφατα αυξηθεί δραματικά. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι - για παράδειγμα, μόλυνση μέσω τροφής που περιέχει σπόρια πρωτόζωων, μέσω τσιμπήματος εντόμων ή μέσω σεξουαλικής επαφής. Το αρσενικό οξύ χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη στην παραγωγή οπτικών γυαλιών, καθώς και στην ηλεκτρική μηχανική. Παράγωγο H₃AsO_{4- το άλας νατρίου του χρησιμοποιείται με επιτυχία στη δερματολογία και τη φθισιολογία. Οι ενώσεις αρσενικού χρησιμοποιούνται στην οδοντιατρική (πάστα αρσενικού) ως φάρμακο που χρησιμοποιείται για τη μείωση της ευαισθησίας στον πόνο ενός φλεγμονώδους νεύρου όταν αφαιρείται από τον οδοντικό σωλήνα.}

Η επίδραση του οξέος στο ανθρώπινο σώμα

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το H₃AsO_{4 περιλαμβάνεται στη δεύτερη κατηγορία αυξημένου κινδύνου - άκρως επικίνδυνες ουσίες. Η θανατηφόρα δόση θεωρείται ότι είναι τόσο το ίδιο το οξύ όσο και τα άλατά του που κυμαίνονται από 15 έως 150 mg ανά κιλό σωματικού βάρους. Μαζί με τη γενική επίδραση δηλητηρίασης, το αρσενικό οξύ προκαλεί νέκρωση του δέρματος και των βλεννογόνων των εσωτερικών οργάνων: πνεύμονες, στομάχι, έντερα.}

Στο εργαστήριο, όταν διεξάγετε πειράματα με αρσενικά και H₃AsO_{4 φροντίστε να χρησιμοποιείτε προστατευτικά γάντια καιτα πειράματα γίνονται κάτω από κουκούλα. Σε περίπτωση δηλητηρίασης σε επίπεδο κυττάρου, το ενζυματικό του σύστημα διαταράσσεται, αφού τα ένζυμα αδρανοποιούνται. Στο ανθρώπινο σώμα, η δηλητηρίαση με αρσενικά οδηγεί σε πάρεση και ακόμη και παράλυση. Στην ογκολογία, κατά τη διάρκεια της χημειοθεραπείας, καταγράφονται περιπτώσεις δηλητηρίασης από miarsenol και novarsenol εάν δεν τηρηθεί το δοσολογικό σχήμα. Οι πρώτες βοήθειες για δηλητηρίαση με άλατα αρσενικού οξέος συνίστανται σε άμεση πλύση στομάχου (για παράδειγμα, με διάλυμα σκευασμάτων unitiol ή διοξειδίου του πυριτίου).}

Για την πρόληψη της οξείας νεφρικής ανεπάρκειας, συνταγογραφείται αιμοκάθαρση. Ως αντίδοτο, εκτός από ένα διάλυμα μονοθειόλης 5%, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και το αντίδοτο του Strizhevsky. Πριν από την άφιξη ενός ασθενοφόρου έκτακτης ανάγκης στο σπίτι, ένα διάλυμα κιτρικού οξέος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μειώσει το επίπεδο δηλητηρίασης και στη συνέχεια να προκαλέσει εμετό και πλύση στομάχου. Όλα τα θεραπευτικά μέτρα πρέπει να γίνονται με αυστηρή ανάπαυση στο κρεβάτι υπό την επίβλεψη ιατρού.