De arseen- Het is een halfmetaal of metalloïde die behoort tot groep 15 of VA van het periodiek systeem. Het wordt weergegeven door het chemische symbool As, en het atoomnummer is 33. Het kan worden gevonden in drie allotrope vormen: geel, zwart en grijs; de laatste is de enige met industriële betekenis.
Grijs arseen is een broze, metaalachtige vaste stof met een staalachtige, kristallijne kleur (afbeelding hieronder). Het verliest zijn glans bij blootstelling aan lucht en vormt arseenoxide (AstweeOF3), die bij verhitting een knoflookgeur afgeeft. Aan de andere kant zijn de gele en zwarte allotropen respectievelijk moleculair en amorf..
Arseen wordt gevonden in de aardkorst en wordt geassocieerd met tal van mineralen. Slechts een klein deel wordt in de oorspronkelijke staat aangetroffen, echter geassocieerd met antimoon en zilver.
Een van de meest voorkomende mineralen waarin arseen wordt aangetroffen, zijn de volgende: realgar (As4S4), het orpiment (AstweeS3), loellingiet (FeAstwee) en enargiet (Cu3AsS4Arseen wordt ook verkregen als bijproduct van het smelten van metalen zoals lood, koper, kobalt en goud..
Arseenverbindingen zijn giftig, vooral arsine (AsH3Arseen kent echter tal van industriële toepassingen, waaronder legering met lood, gebruikt bij de fabricage van autoaccu's, en legering met gallium met verschillende toepassingen in elektronica..
Artikel index
De naam 'arseen' komt van het Latijnse arsenicum en het Griekse arsenikon, verwijzend naar gele orpiment, de belangrijkste vorm van gebruik van arseen door alchemisten.
Arseen, lang voordat het werd erkend als een chemisch element, was bekend en werd gebruikt in de vorm van zijn verbindingen. Bijvoorbeeld Aristoteles in de 4e eeuw voor Christus. schreef over sandarache, een stof waarvan men nu denkt dat het arseensulfide is.
Plinius de Oudere en Pedanius Discórides beschreven in de 1e eeuw na Christus orpiment, een mineraal dat bestaat uit AstweeS3. In de 11e eeuw werden drie soorten arseen herkend: wit (As4OF4), de gele (AstweeS3) en rood (As4S4.
Arseen als puur element werd voor het eerst waargenomen door Albertus Magnus (1250). Magnus verwarmde het arseensulfide met zeep en merkte het uiterlijk op van een stof met een kenmerk dat lijkt op de grijsachtige allotroop in de afbeelding. Het eerste authentieke rapport van zijn isolement werd echter in 1649 gepubliceerd door Johann Schroeder, een Duitse apotheker..
Schroeder bereidde het arseen voor door het oxide met houtskool te verhitten. Vervolgens slaagde Nicolas Lémery erin om het te produceren door een mengsel van arseenoxide, zeep en potas te verhitten. In de 18e eeuw werd dit element eindelijk erkend als een halfmetaal.
Arseen is isomorf met antimoon; dat wil zeggen, ze zijn structureel identiek en verschillen alleen in de grootte van hun atomen. Elk arseenatoom vormt drie covalente bindingen As-As, zodanig dat ze hexagonale eenheden As voortbrengen6 "Gerimpeld of steil", aangezien de hybridisatie van de As-atomen sp3.
Dan zijn de eenheden As6 ze verbinden zich waardoor er pure arseenlagen ontstaan, die zwak met elkaar in wisselwerking staan. Vanwege hun intermoleculaire krachten, die vooral afhankelijk zijn van hun atoommassa, geven rhombohedrale grijze arseenkristallen de vaste stof een fragiele en broze textuur..
Mogelijk vanwege de afstotingen van het vrije elektronenpaar arseen, de As6 gevormd tussen parallelle lagen definiëren geen perfecte maar vervormde octaëder:
Merk op dat de zwarte bollen het vervormde vlak tekenen in de ruimte tussen twee steile lagen. Evenzo zijn er in de laag eronder blauwachtige bollen die, samen met de zwarte bol, de eenheid vormen As6 vermeld aan het begin van de sectie.
De structuur ziet er ordelijk uit, de rijen gaan op en neer en is daarom kristallijn. Het kan echter amorf worden, met bollen die op verschillende manieren worden samengedrukt. Wanneer grijsachtig arseen amorf wordt, verandert het in een halfgeleider.
Geel arseen, de meest giftige allotroop van dit element, is een puur moleculaire vaste stof. Het bestaat uit moleculen van As4 eenheden door zwakke verspreidingskrachten, die niet verhinderen dat ze vervluchtigen.
Zwart arseen is amorf; maar niet hoe de grijsachtige allotroop kan zijn. De structuur lijkt enigszins op de zojuist beschreven structuur, met het verschil dat de vlakken van eenheden As6 hebben grotere gebieden en verschillende patronen van rommel.
[Ar] 3d104stwee4p3
Het heeft alle orbitalen van niveau 3 gevuld. Vormt bindingen met behulp van de 4s en 4p orbitalen (net als de 4d) door middel van verschillende chemische hybridisaties.
74,922 g / mol
Grijs arseen is een grijsachtige vaste stof met een metaalachtig uiterlijk en een broze consistentie..
Drie allotrope vormen, geel (alfa), zwart (bèta) en grijs (gamma).
Toilet
Smaakloos
1090 K bij 35,8 atm (tripelpunt van arseen).
Bij normale druk heeft het geen smeltpunt, aangezien het sublimeert tot 887 K.
-Grijs arseen: 5,73 g / cm3.
-Geel arseen: 1,97 g / cm3.
Onoplosbaar
139 uur
13,1 cm3/ mol
120 uur
0,328 J / gmol bij 20 ° C
32,4 kJ / mol
2.18 op de Pauling-schaal
Eerste ionisatie-energie 946,2 kJ / mol
-3, +3, +5
Elementair arseen is stabiel in droge lucht, maar bij blootstelling aan vochtige lucht wordt het bedekt met een bronsgele laag die een zwarte laag arseenoxide kan worden (AstweeOF3.
Wanneer arseen tot ontbinding wordt verhit, geeft het witte rook van As aftweeOF3. De procedure is gevaarlijk omdat ook arsine, een zeer giftig gas, kan vrijkomen.
180 ºC
3,5 op de hardheidsschaal van Mohs.
Het wordt niet aangetast door koud zwavelzuur of geconcentreerd zoutzuur. Reageert met heet salpeterzuur of zwavelzuur, waarbij arseenzuur en arseenzuur worden gevormd.
Wanneer grijs arseen door verhitting wordt vervluchtigd en de dampen snel worden afgekoeld, wordt een geel arseen gevormd. Dit keert terug naar de grijsachtige vorm bij blootstelling aan ultraviolet licht.
Een kleine hoeveelheid arseen die aan lood wordt toegevoegd, verhardt de legeringen voldoende om ze te gebruiken bij het coaten van kabels en bij de productie van auto-accu's..
De toevoeging van arseen aan messing, een legering van koper en zink, verhoogt de corrosiebestendigheid. Aan de andere kant corrigeert of vermindert het het verlies aan zink in het messing, waardoor de levensduur wordt verlengd..
Gezuiverd arseen wordt gebruikt in halfgeleidertechnologie waar het wordt gebruikt in combinatie met gallium en germanium, evenals in de vorm van galliumarsenide (GaAs), de op een na meest gebruikte halfgeleider.
GaAs hebben een directe bandafstand, die kan worden gebruikt bij de productie van diodes, lasers en leds. Naast galliumarsenide zijn er andere arseniden, zoals indiumarsenide en aluminiumarsenide, die ook III-V-halfgeleiders zijn..
Ondertussen is cadmiumarsenide een type II-IV halfgeleider. Arsine is gebruikt bij doping van halfgeleiders.
De meeste toepassingen zijn geschrapt vanwege hun hoge toxiciteit en die van hun verbindingen. De aastweeOF3 is gebruikt als bestrijdingsmiddel, terwijl AstweeOF5 is een ingrediënt van herbiciden en insecticiden.
Arseenzuur (H.3AsO4) en zouten zoals calciumarsenaat en loodarsenaat zijn gebruikt om bodems te steriliseren en ongedierte te bestrijden. Hierdoor ontstaat een risico op milieuverontreiniging met arseen..
Loodarsenaat werd tot de eerste helft van de 20e eeuw als insecticide op fruitbomen gebruikt. Maar vanwege zijn toxiciteit werd het vervangen door natriummethylarsenaat, dat om dezelfde reden sinds 2013 niet meer wordt gebruikt.
Tot de 20e eeuw werden verschillende van de verbindingen gebruikt als medicijnen. Arsphenamine en neolsalvarsan zijn bijvoorbeeld gebruikt bij de behandeling van syfilis en trypanosomiasis.
In 2000 werd het gebruik van AstweeOF3, Zeer giftige verbinding, bij de behandeling van acute promyelocytische leukemie die resistent is tegen all-trans-retinoïnezuur. Onlangs werd de radioactieve isotoop gebruikt 74Aas voor tumorlokalisatie.
De isotoop levert goede beelden op, duidelijker dan die verkregen met de 124Ik, omdat jodium naar de schildklier wordt gevoerd en ruis in het signaal produceert.
Arseen werd in het verleden gebruikt als toevoegingsmiddel voor diervoeding bij de productie van pluimvee en varkens.
Het wordt gebruikt als katalysator bij de vervaardiging van ethyleenoxide. Het wordt ook gebruikt bij vuurwerk en zonnebank. Arseenoxide wordt gebruikt als ontkleuringsmiddel bij de vervaardiging van glas.
Arseen komt in kleine hoeveelheden voor in de elementaire toestand, met een hoge mate van zuiverheid. Het is aanwezig in tal van verbindingen, zoals: sulfiden, arseniden en sulfoarseniiden.
Het wordt ook aangetroffen in verschillende mineralen, waaronder: arsenopyriet (FeSA's), loellingiet (FeAstwee), enargiet (Cu3AsS4), het orpiment (AstweeS3) en realgar (As4S4.
Arsenopyriet wordt verwarmd tot 650-700 ºC, in afwezigheid van lucht. Het arseen verdampt, waardoor ijzersulfide (FeS) als residu achterblijft. Tijdens dit proces voegt arseen zuurstof toe om As te vormen4OF6, bekend als "wit arseen".
De aas4OF6 wordt gewijzigd om de As te vormentweeOF3, waarvan de dampen worden verzameld en gecondenseerd in een reeks bakstenen kamers, waarbij het arseen wordt gezuiverd door sublimatie.
Het meeste arseen wordt geproduceerd door reductie door koolstof van het stof gevormd uit AstweeOF3.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.