Arsenic ni dutu hatari lakini muhimu. arseniki ni nini? Sifa, mali na matumizi Je, arseniki ni ya familia gani?

Arseniki- madini kutoka kwa darasa la vipengele vya asili, semimetal, formula ya kemikali Kama. Uchafu wa kawaida ni Sb, S, Fe, Ag, Ni; chini ya kawaida Bi na V. Maudhui ya As katika arseniki asili hufikia 98%. Kipengele cha kemikali cha kikundi cha 15 (kulingana na uainishaji wa kizamani - kikundi kikuu cha kikundi cha tano) cha kipindi cha nne cha jedwali la upimaji; ina nambari ya atomiki 33. Arseniki (arseniki ghafi) ni imara iliyotolewa kutoka arsenopyrites ya asili. Inapatikana katika aina mbili kuu: arseniki ya kawaida, inayojulikana kama "metali", kwa namna ya fuwele za rangi ya chuma yenye kung'aa, brittle, isiyo na maji, na arseniki ya njano, fuwele, badala isiyo imara. Arsenic hutumiwa katika utengenezaji wa disulfidi ya arseniki, risasi, shaba ngumu na aloi zingine nyingi (bati, shaba, nk).

Angalia pia:

MUUNDO

Marekebisho kadhaa ya allotropiki ya arseniki yametambuliwa. Chini ya hali ya kawaida, arseniki ya metali au kijivu (alpha arseniki) ni imara. Latiti ya kioo ya arseniki ya kijivu ni rhombohedral, safu, na kipindi cha = 4.123 A, angle a = 54 ° 10′. Uzito wiani (kwa joto la 20 ° C) 5.72 g / cm 3; mgawo wa joto upanuzi wa mstari 3.36 digrii 10; upinzani maalum wa umeme (joto 0 ° C) 35 10 -6 ohm cm; NV = f 147; mgawo compressibility (kwa joto la 30 ° C) 4.5 x 10 -6 cm 2 / kg. Kiwango myeyuko wa alpha-arseniki ni 816 ° C kwa shinikizo la angahewa 36.

Chini ya atm. Arseniki hupungua chini ya shinikizo kwa joto la 615 ° C bila kuyeyuka. Joto la usablimishaji 102 cal/g. Mvuke wa arseniki hauna rangi, hadi joto la 800 ° C huwa na molekuli 4, kutoka 800 hadi 1700 ° C - kutoka kwa mchanganyiko wa As 4 na As 2, juu ya joto la 1700 ° C - tu kutoka As 2. Kwa condensation ya haraka ya mvuke ya arseniki juu ya uso uliopozwa na hewa ya kioevu, arseniki ya njano huundwa - fuwele laini za uwazi za mfumo wa ujazo na wiani wa 1.97 g/cm 3 . Marekebisho mengine ya metastable ya arseniki pia yanajulikana: beta-arseniki - glasi ya amofasi, ​​gamma-arsenic - kahawia-njano na delta-arsenic - amofasi ya hudhurungi na msongamano wa 4.73, mtawaliwa; 4.97 na 5.10 g/cm3. Juu ya joto la 270 ° C, marekebisho haya yanageuka kuwa arseniki ya kijivu.

MALI

Rangi juu ya fracture safi ni zinki-nyeupe, bati-nyeupe hadi kijivu nyepesi, hupungua haraka kutokana na kuundwa kwa tarnish ya kijivu giza; nyeusi kwenye uso wa hali ya hewa. Ugumu kwenye kiwango cha Mohs 3 - 3.5. Msongamano 5.63 - 5.8 g/cm3. Tete. Kutambuliwa na harufu ya tabia ya vitunguu wakati wa kupigwa. Cleavage ni kamili kulingana na (0001) na sio kamili kulingana na (0112). Fracture ni nafaka. Ud. uzito 5.63-5.78. Mstari ni kijivu, nyeupe-nyeupe. Mwangaza ni wa metali, wenye nguvu (wakati umechanika upya), hufifia haraka na kuwa wepesi kwenye uso uliooksidishwa ambao umekuwa mweusi kwa muda. Ni ya diamagnetic.

MOFOLOJIA

ASILI

Arseniki hutokea katika amana za hidrothermal kama miundo ya metacolloidal katika tupu, ambayo inaonekana iliundwa wakati wa mwisho wa shughuli ya hidrothermal. Kwa kushirikiana nayo, arseniki, antimonous, na misombo ya sulfuri isiyo ya kawaida ya nickel, cobalt, fedha, risasi, nk, pamoja na madini yasiyo ya metali, ya nyimbo mbalimbali zinaweza kupatikana.

Katika maandiko kuna dalili za asili ya sekondari ya arseniki katika maeneo ya hali ya hewa ya amana za arseniki, ambayo, kwa ujumla, haiwezekani, kutokana na kwamba chini ya hali hizi ni imara sana na, haraka oxidizing, hutengana kabisa. Ukanda mweusi unajumuisha mchanganyiko mzuri wa arseniki na arsenolite (Kama 2 O 3). Hatimaye arsenolite safi huundwa.

Katika ukoko wa dunia, mkusanyiko wa arseniki ni mdogo na ni sawa na 1.5 ppm. Inapatikana kwenye udongo na madini na inaweza kutolewa kwenye hewa, maji na udongo kupitia mmomonyoko wa upepo na maji. Kwa kuongeza, kipengele huingia kwenye anga kutoka kwa vyanzo vingine. Kama matokeo ya milipuko ya volkeno, karibu tani elfu 3 za arseniki hutolewa angani kwa mwaka, vijidudu hutoa tani elfu 20 za methylarsine tete kwa mwaka, na kama matokeo ya mwako wa mafuta ya kisukuku, tani elfu 80 hutolewa juu ya kipindi hicho hicho.

Katika eneo la USSR, arseniki ya asili ilipatikana katika amana kadhaa. Kati ya hizi, tunaona amana ya risasi ya zinki ya Sadon hydrothermal, ambapo ilizingatiwa mara kwa mara katika mfumo wa misa ya umbo la figo kwenye calcite ya fuwele na galena na sphalerite. Mkusanyiko mkubwa wa arseniki asilia wenye umbo la figo na muundo uliowekwa kama ganda ulipatikana kwenye ukingo wa kushoto wa mto. Chikoya (Transbaikalia). Katika paragenesis nayo, calcite tu ilionekana kwa namna ya rims kwenye kuta za mishipa nyembamba kukata kwenye schists za kale za fuwele. Kwa namna ya vipande (Mchoro 76), arseniki pia ilipatikana katika eneo la St. Jalinda, reli ya Amurskaya nk na katika maeneo mengine.

Katika idadi ya amana huko Saxony (Freiberg, Schneeberg, Annaberg, nk), arseniki ya asili ilizingatiwa kwa kushirikiana na misombo ya arseniki ya cobalt, nikeli, fedha, bismuth asili, nk. Haya yote na mengine yaliyopatikana ya madini haya hayana umuhimu wa vitendo.

MAOMBI

Michanganyiko ya salfidi ya arseniki - kupaka rangi na realgar - hutumika katika uchoraji kama rangi na katika tasnia ya ngozi kama njia ya kuondoa nywele kwenye ngozi. Katika pyrotechnics, realgar hutumiwa kuzalisha moto wa "Kigiriki" au "Kihindi", ambayo hutokea wakati mchanganyiko wa realgar na sulfuri na nitrate huwaka (unapochomwa, hutengeneza moto mweupe mkali).
Baadhi ya misombo ya organoelement ya arseniki ni mawakala wa vita vya kemikali, kwa mfano, lewisite.

Mwanzoni mwa karne ya 20, baadhi ya derivatives ya cacodyl, kwa mfano, salvarsan, ilitumiwa kutibu kaswende; baada ya muda, dawa hizi zilihamishwa kutoka kwa matumizi ya matibabu kwa ajili ya matibabu ya syphilis na dawa nyingine, zisizo na sumu na zenye ufanisi zaidi, za dawa ambazo. usiwe na arseniki.

Misombo mingi ya arseniki katika dozi ndogo sana hutumiwa kama dawa za kupambana na upungufu wa damu na magonjwa mengine makubwa, kwa kuwa yana athari ya kliniki ya kusisimua kwa idadi ya kazi maalum za mwili, hasa juu ya hematopoiesis. Ya misombo ya arseniki ya isokaboni, anhydride ya arsenous inaweza kutumika katika dawa kwa ajili ya maandalizi ya vidonge na katika mazoezi ya meno kwa namna ya kuweka kama dawa ya necrotizing. Dawa hii iliitwa colloquially na colloquially "arsenic" na ilitumiwa katika daktari wa meno kwa necrosis ya ndani ya ujasiri wa meno. Hivi sasa, maandalizi ya arseniki hayatumiwi sana katika mazoezi ya meno kutokana na sumu yao. Sasa njia zingine za necrosis isiyo na uchungu ya ujasiri wa jino chini ya anesthesia ya ndani zimeandaliwa na zinatumika.

Arsenic - Kama

UAINISHAJI

Hadithi yetu inahusu kipengele ambacho si cha kawaida sana, lakini kinajulikana sana; kuhusu kipengele ambacho sifa zake haziendani hadi kufikia hatua ya kutopatana. Pia ni ngumu kupatanisha majukumu ambayo kipengele hiki kimecheza na kinaendelea kucheza katika maisha ya wanadamu. Kwa nyakati tofauti, katika hali tofauti, kwa aina tofauti, hufanya kama sumu na kama wakala wa uponyaji, kama taka hatari na hatari ya viwandani, kama sehemu ya vitu muhimu zaidi, visivyoweza kubadilishwa. Kwa hivyo, kipengele kilicho na nambari ya atomiki 33.

Historia katika muhtasari

Kwa kuwa arseniki ni mojawapo ya vipengele ambavyo tarehe yake halisi ya ugunduzi haijaanzishwa, tutajiwekea kikomo kwa kutaja mambo machache tu ya kuaminika:

arsenic inajulikana tangu nyakati za kale;

katika kazi za Dioscorides (karne ya 1 BK) kutajwa kunafanywa kwa calcination ya dutu ambayo sasa inaitwa arsenic sulfidi;

katika karne ya 3-4, katika rekodi za vipande zilizohusishwa na Zozimos, kuna kutajwa kwa arseniki ya chuma; Mwandishi wa Kigiriki Olympiodorus (karne ya 5 BK) alielezea utengenezaji wa arseniki nyeupe kwa kurusha sulfidi;

katika karne ya 8, alchemist Mwarabu Geber alipata arsenic trioksidi;

katika Zama za Kati, watu walianza kukutana na trioksidi ya arseniki wakati wa kusindika ores zenye arseniki, na moshi mweupe wa gesi As2O3 uliitwa moshi wa ore;

utengenezaji wa arseniki ya metali bila malipo unahusishwa na mwanaalkemia wa Ujerumani Albert von Bolstedt na ulianza karibu 1250, ingawa wanaalkemia wa Ugiriki na Waarabu bila shaka walipata arseniki (kwa kupokanzwa trioksidi yake na vitu vya kikaboni) kabla ya Bolstedt;

mwaka wa 1733 ilithibitishwa kuwa arseniki nyeupe ni oksidi ya arseniki ya chuma;

mnamo 1760, Mfaransa Louis Claude Cadet alipata kiwanja cha kwanza cha kikaboni cha arseniki, kinachojulikana kama kioevu cha Cadet au oksidi ya cacodyl; fomula ya dutu hii ni [(CH3)2A]2O;

mnamo 1775, Karl Wilhelm Scheele alipata asidi ya arseous na hidrojeni ya arseous;

mnamo 1789, Antoine Laurent Lavoisier alitambua arseniki kama kipengele huru cha kemikali.

Arseniki ya asili ni dutu ya fedha-kijivu au bati-nyeupe, inapovunjwa upya.

kuangaza kwa metali. Lakini katika hewa huisha haraka. Inapokanzwa zaidi ya 600 ° C, arseniki hupungua bila kuyeyuka, na chini ya shinikizo la 37 atm inayeyuka saa 818 ° C. Arsenic ni chuma pekee ambacho kiwango cha kuchemsha kwa shinikizo la kawaida ni chini ya kiwango chake cha kuyeyuka.

Arsenic ni sumu

Katika mawazo ya wengi, maneno “sumu” na “arseniki” yanafanana. Hivi ndivyo ilivyotokea kihistoria. Kuna hadithi kuhusu sumu ya Cleopatra. Sumu za Locusta zilikuwa maarufu huko Roma. Sumu pia ilikuwa silaha ya kawaida ya kuwaondoa wapinzani wa kisiasa na wengine katika jamhuri za Italia za zama za kati. Katika Venice, kwa mfano, sumu maalum ziliwekwa mahakamani. Na sehemu kuu ya karibu sumu zote ilikuwa arseniki.

Huko Urusi, sheria inayokataza uuzaji wa watu binafsi wa "vitriol na mafuta ya amber, vodka yenye nguvu, arsenic na cilibucha" ilitolewa wakati wa utawala wa Anna Ioannovna - mnamo Januari 1733. Sheria hiyo ilikuwa kali sana na ilisema: “Yeyote ambaye katika siku zijazo ataanza kufanya biashara ya arseniki na vifaa vingine vilivyotajwa hapo juu na akakamatwa navyo au ambaye ameripotiwa ataadhibiwa vikali na kupelekwa uhamishoni bila huruma yoyote, hivyo hivyo. itumike kwa wale wanaopita kwenye maduka ya dawa na kumbi za miji watanunua kutoka kwa nani. Na ikiwa mtu yeyote, akiwa amenunua vitu hivyo vya sumu, anasababisha madhara kwa watu, wale wanaotafutwa hawatateswa tu, bali pia watauawa kwa kifo, kulingana na umuhimu wa jambo hilo.

Kwa karne nyingi, misombo ya arseniki imevutia (na bado inaendelea kuvutia) tahadhari ya wafamasia, wataalamu wa sumu na wanasayansi wa uchunguzi.

Criminologists wamejifunza kutambua sumu ya arseniki kwa usahihi. Ikiwa nafaka nyeupe-kama porcelaini hupatikana kwenye tumbo la watu wenye sumu, basi jambo la kwanza la kushuku ni arsenic anhydride As2O3. Nafaka hizi, pamoja na vipande vya makaa ya mawe, huwekwa kwenye tube ya kioo, imefungwa na joto. Ikiwa kuna As2O3 kwenye bomba, basi pete ya kijivu-nyeusi inayong'aa ya arseniki ya metali inaonekana kwenye sehemu za baridi za bomba.

Mara baada ya kupozwa, mwisho wa bomba huvunjwa, kaboni huondolewa, na pete ya kijivu-nyeusi inapokanzwa. Katika kesi hii, pete hutiwa hadi mwisho wa bure wa bomba, ikitoa mipako nyeupe ya anhydride ya arsenic. Majibu hapa ni:

As2O3 + ZS == As2 + ZSO

au

2As2O3 + ZS = 2AS2 + ZCO2;

2As2+3O2==2As2O3.

Mipako nyeupe inayotokana imewekwa chini ya darubini: hata kwa ukuzaji wa chini, fuwele zenye kung'aa kwa namna ya octahedron zinaonekana.

Arsenic ina uwezo wa kuendelea katika sehemu moja kwa muda mrefu. Kwa hiyo, wakati wa masomo ya kemikali ya uchunguzi, sampuli za udongo zilizochukuliwa kutoka maeneo sita karibu na mahali pa kuzikwa kwa mtu ambaye angeweza kuwa na sumu, pamoja na sehemu za nguo zake, vito vya mapambo, na bodi za jeneza, hupelekwa kwenye maabara.

Dalili za sumu ya arseniki ni pamoja na ladha ya metali kinywani, kutapika, na maumivu makali ya tumbo. Baadaye, degedege, kupooza, kifo. Dawa inayojulikana zaidi na inayopatikana sana ya sumu ya arseniki ni maziwa, au kwa usahihi zaidi, protini kuu ya maziwa, casein, ambayo huunda kiwanja kisichoweza kufyonzwa na arseniki ambayo haijaingizwa ndani ya damu.

Arseniki katika mfumo wa maandalizi ya isokaboni ni hatari kwa kipimo cha 0.05-0.1 g, na bado arseniki iko katika viumbe vyote vya mimea na wanyama. (Hii ilithibitishwa na mwanasayansi wa Kifaransa Orfila nyuma mwaka wa 1838.) Mimea ya baharini na viumbe vya wanyama vyenye wastani wa elfu mia moja, na maji safi na ya ardhi - mamilioni ya asilimia ya arseniki. Microparticles ya Arsenic pia huingizwa na seli za mwili wa binadamu, kipengele namba 33 kinapatikana katika damu, tishu na viungo; kuna mengi yake kwenye ini - kutoka 2 hadi 12 mg kwa kilo 1 ya uzani. Wanasayansi wanapendekeza kwamba microdoses ya arseniki huongeza upinzani wa mwili kwa vijidudu hatari.

Arsenic ni dawa

Madaktari wanasema kuwa caries ya meno ni ugonjwa wa kawaida katika wakati wetu. Ni ngumu kupata mtu ambaye hana angalau jino moja lililojazwa. Ugonjwa huanza na uharibifu wa chumvi za calcareous za enamel ya jino, na kisha microbes za pathogenic huanza biashara yao mbaya. Kupenya kupitia silaha dhaifu ya jino, hushambulia sehemu yake ya ndani laini. "Cavity carious" huundwa, na ikiwa una bahati ya kuona daktari wa meno katika hatua hii, unaweza kuondoka kwa urahisi: cavity ya carious itasafishwa na kujazwa na nyenzo za kujaza, na jino litabaki hai. Lakini ikiwa huoni daktari kwa wakati, cavity carious hufikia massa-tishu zenye mishipa, damu na lymph vyombo. Kuvimba kwake huanza, na kisha daktari, ili kuepuka mbaya zaidi, anaamua kuua ujasiri. Amri inatolewa: "arsenic!", Na nafaka ya kuweka ukubwa wa pinhead huwekwa kwenye massa iliyofunuliwa na chombo. Asidi ya arseniki iliyomo kwenye kuweka hii huenea haraka ndani ya massa (maumivu ambayo yanasikika sio zaidi ya "kilio cha mwisho" cha massa ya kufa), na baada ya masaa 24-48 yote yamekwisha - jino limekufa. Sasa daktari anaweza kuondoa massa bila maumivu na kujaza chumba cha massa na mifereji ya mizizi na kuweka antiseptic, na kuziba "shimo".

Arsenic na misombo yake hutumiwa sio tu katika daktari wa meno. Salvarsan, dawa ya 606 ya Paul Ehrlich, daktari wa Ujerumani ambaye aligundua njia za kwanza za ufanisi za kupambana na lues mwanzoni mwa karne ya 20, akawa maarufu duniani. Kwa kweli hii ilikuwa dawa ya 606 ya arseniki iliyojaribiwa na Ehrlich. Poda hii ya amofasi ya manjano ilitolewa awali na fomula

Ni katika miaka ya 50 tu, wakati salvarsan haikutumika tena kama tiba dhidi ya lues, malaria, na homa inayorudi tena, ndipo mwanasayansi wa Kisovieti M. Ya. Kraft alianzisha fomula yake ya kweli. Ilibadilika kuwa salvarsan ina muundo wa polymer

Ukubwa P kulingana na njia ya uzalishaji, inaweza kuanzia 8 hadi 40.

Salvarsan ilibadilishwa na dawa zingine za arseniki, zenye ufanisi zaidi na zisizo na sumu, haswa derivatives yake: novarsenol, miarsenol, nk.

Baadhi ya misombo ya arseniki isiyo ya kawaida hutumiwa pia katika mazoezi ya matibabu. anhidridi ya arseniki As2O3, arsenite ya potasiamu KAsO2, arsenate ya hidrojeni ya sodiamu Na2HAsO4. 7H2O (katika dozi ndogo, bila shaka) huzuia michakato ya oxidative katika mwili na huongeza hematopoiesis. Dutu sawa - kama zile za nje - zimewekwa kwa magonjwa kadhaa ya ngozi. Yaani, arseniki na misombo yake ni sifa ya athari za uponyaji wa baadhi ya maji ya madini.

Tunafikiri kwamba mifano iliyotolewa inatosha kuthibitisha tasnifu iliyomo katika kichwa cha sura hii.

Arsenic - silaha ya uharibifu

Kwa mara nyingine tena tunapaswa kurudi kwenye mali ya mauti ya kipengele Nambari 33. Sio siri kwamba ilitumiwa sana, na labda bado inatumiwa, katika uzalishaji wa silaha za kemikali, sio chini ya uhalifu kuliko silaha za nyuklia. Hii inathibitishwa na uzoefu wa Vita vya Kwanza vya Kidunia. Vile vile vinathibitishwa na habari iliyovuja kwa vyombo vya habari kuhusu utumiaji wa vitu vya sumu na wanajeshi wa dola za kibeberu huko Abyssinia (Italia), Uchina (Japani), Korea na Vietnam Kusini (USA).

Misombo ya arseniki imejumuishwa katika vikundi vyote vikuu vya mawakala wanaojulikana wa vita vya kemikali (0B). Miongoni mwa 0B zenye sumu kwa ujumla ni arsine, arseniki hidrojeni ASH3 (tunakumbuka kwamba misombo ya arseniki trivalent ni sumu zaidi kuliko misombo ambayo arseniki ni pentavalent). Hii sumu zaidi ya misombo yote ya arseniki, inatosha kupumua hewa kwa nusu saa, lita moja ambayo ina 0.00005 g ya Ash3, ili kwenda kwenye ulimwengu ujao katika siku chache. Mkusanyiko wa AsH3 0.005g/l huua papo hapo. Inaaminika kuwa utaratibu wa biochemical wa hatua ya Ash3 ni kwamba molekuli zake "huzuia" molekuli za enzyme ya erythrocyte - catalase; Kwa sababu ya hili, peroxide ya hidrojeni hujilimbikiza katika damu, kuharibu damu. Mkaa ulioamilishwa sorbs arsine dhaifu, hivyo mask ya kawaida ya gesi si mlinzi dhidi ya arsine.

Wakati wa Vita Kuu ya Kwanza, kulikuwa na majaribio ya kutumia arsine, lakini tete na kutokuwa na utulivu wa dutu hii ilisaidia kuepuka matumizi yake ya wingi. Sasa, kwa bahati mbaya, kuna uwezekano wa kiufundi kwa uchafuzi wa muda mrefu wa eneo hilo na arsine. Inaundwa na majibu ya arsenides ya metali fulani na maji. Na arsenides wenyewe ni hatari kwa watu na wanyama, askari wa Marekani huko Vietnam walithibitisha hili. . . Arsenides ya metali nyingi inapaswa pia kuainishwa kama mawakala wa jumla.

Kundi jingine kubwa la vitu vya sumu - hasira - linajumuisha karibu kabisa na misombo ya arseniki. Wawakilishi wake wa kawaida ni diphenylchloroarsine (C6H5)2AsCl na diphenylcyanoarsine (C6H5)2AsCN.

Dutu za kikundi hiki huchagua kwa hiari kwenye mwisho wa ujasiri wa utando wa mucous - hasa utando wa njia ya juu ya kupumua. Hii husababisha mwili kutoa mwasho kwa njia ya kujirudi kwa kupiga chafya au kukohoa. Tofauti na mawakala wa machozi, vitu hivi, hata katika kesi ya sumu kali, hutenda hata baada ya mtu aliyeathirika kutoroka kutoka kwenye anga yenye sumu. Ndani ya masaa kadhaa, mtu hutikiswa na kikohozi chungu, maumivu yanaonekana kwenye kifua na kichwa, na machozi huanza kutiririka bila hiari. Pamoja na kutapika, upungufu wa pumzi, hisia ya hofu; hii yote husababisha uchovu kamili. Na kwa kuongeza, vitu hivi husababisha sumu ya jumla ya mwili."

Miongoni mwa vitu vya sumu na hatua ya malengelenge ni lewisite, ambayo humenyuka na vikundi vya enzymes ya sulfhydryl SH na kuvuruga mwendo wa michakato mingi ya kibaolojia. Kufyonzwa kupitia ngozi, lewisite husababisha sumu ya jumla ya mwili. Hali hii wakati fulani ilisababisha Waamerika kutangaza lewisite chini ya jina la "umande wa kifo."

Lakini kutosha kuhusu hilo. Ubinadamu huishi kwa matumaini kwamba vitu vyenye sumu ambavyo tumezungumza (na vingine vingi kama hivyo) havitatumika tena.

Arsenic ni kichocheo cha maendeleo ya kiufundi

Eneo la kuahidi zaidi la matumizi ya arseniki bila shaka ni teknolojia ya semiconductor. Gallium arsenides GaAs na indium InAs zimepata umuhimu fulani ndani yake. Gallium arsenide pia ni muhimu kwa mwelekeo mpya katika teknolojia ya elektroniki - optoelectronics, ambayo iliibuka mnamo 1963-1965 kwenye makutano ya fizikia ya hali ngumu, macho na umeme. Nyenzo sawa zilisaidia kuunda lasers ya kwanza ya semiconductor.

Kwa nini arsenides iligeuka kuwa ya kuahidi kwa teknolojia ya semiconductor? Ili kujibu swali hili, hebu tukumbuke kwa ufupi dhana za msingi za fizikia ya semiconductor: "bendi ya valence", "pengo la bendi" na "bendi ya uendeshaji".

Tofauti na elektroni ya bure, ambayo inaweza kuwa na nishati yoyote, elektroni iliyofungwa kwa atomi inaweza tu kuwa na maadili fulani ya nishati, yaliyofafanuliwa vizuri. Bendi za nishati huundwa kutoka kwa maadili yanayowezekana ya nishati ya elektroni kwenye atomi. Kwa sababu ya kanuni inayojulikana ya Pauli, idadi ya elektroni katika kila eneo haiwezi kuzidi kiwango fulani cha juu. Ikiwa ukanda hauna tupu, basi kwa kawaida hauwezi kushiriki katika uundaji wa conductivity. Elektroni za bendi iliyojaa kabisa haishiriki katika uendeshaji ama: kwa kuwa hakuna viwango vya bure, uwanja wa nje wa umeme hauwezi kusababisha ugawaji wa elektroni na hivyo kuunda sasa ya umeme. Uendeshaji unawezekana tu katika eneo lililojaa sehemu. Kwa hivyo, miili iliyo na eneo lililojazwa kwa kiasi huainishwa kama metali, na miili ambayo wigo wa nishati ya majimbo ya kielektroniki unajumuisha maeneo yaliyojaa na tupu huainishwa kama dielectrics au semiconductors.

Hebu tukumbuke pia kwamba bendi zilizojaa kabisa katika fuwele huitwa bendi za valence, bendi za kujazwa kwa sehemu na tupu huitwa bendi za uendeshaji, na muda wa nishati (au kizuizi) kati yao ni pengo la bendi,

Tofauti kuu kati ya dielectrics na semiconductors ni pengo la bendi: ikiwa nishati kubwa kuliko volti 3 za elektroni inahitajika ili kuishinda, basi fuwele huainishwa kama dielectri, na ikiwa ni ndogo, inaainishwa kama semiconductor.

Ikilinganishwa na semiconductors ya kundi la classical IV - germanium na silicon - arsenides ya vipengele vya kikundi III vina faida mbili. Pengo la bendi na uhamaji wa wabebaji wa malipo ndani yao inaweza kuwa tofauti ndani ya mipaka pana. Na kadiri wabebaji wa malipo wanavyohamishika, ndivyo masafa ya juu ambayo kifaa cha semiconductor kinaweza kufanya kazi. Upana wa bandgap huchaguliwa kulingana na madhumuni ya kifaa. Kwa hivyo, kwa rectifiers na amplifiers iliyoundwa kufanya kazi kwa joto la juu, nyenzo yenye pengo kubwa la bendi hutumiwa, na kwa wapokeaji wa mionzi ya infrared iliyopozwa, nyenzo yenye pengo ndogo ya bendi hutumiwa.

Gallium arsenide imepata umaarufu fulani kwa sababu ina sifa nzuri za umeme, ambazo huhifadhi katika aina mbalimbali za joto - kutoka kwa minus hadi pamoja na 500 ° C. Kwa kulinganisha, tunasema kwamba indium arsenide, ambayo si duni kwa GaAs katika mali ya umeme. huanza kuzipoteza kwa joto la kawaida, misombo ya germanium - saa 70-80 °, na silicon - saa 150-200 ° C.

Arseniki pia hutumiwa kama dopant, ambayo inatoa halvledare "classical" (Si, Ge) aina fulani ya conductivity (angalia makala "Germanium"). Katika kesi hii, safu inayoitwa ya mpito huundwa kwenye semiconductor, na kulingana na madhumuni ya fuwele, inaingizwa ili kupata safu kwa kina tofauti. Katika fuwele zilizokusudiwa kutengeneza diode, "imefichwa" zaidi; ikiwa seli za jua zinafanywa kutoka kwa fuwele za semiconductor, basi kina cha safu ya mpito sio zaidi ya micron moja.

Arsenic hutumiwa kama nyongeza ya thamani katika madini yasiyo ya feri. Kwa hivyo, nyongeza ya 0.2-l% Kama kuongoza huongeza kwa kiasi kikubwa ugumu wake. Shots, kwa mfano, daima hufanywa kutoka kwa risasi iliyotiwa na arseniki - vinginevyo haiwezekani kupata pellets madhubuti za spherical.

Ongezeko la 0.15-0.45% ya arseniki kwa shaba huongeza nguvu zake za kuvuta, ugumu na upinzani wa kutu wakati wa kufanya kazi katika mazingira ya gesi. Kwa kuongeza, arseniki huongeza fluidity ya shaba wakati wa kutupwa na kuwezesha mchakato wa kuchora waya.

Arseniki huongezwa kwa aina fulani za shaba, shaba, babbitt na aloi za uchapishaji.

Na wakati huo huo, arseniki mara nyingi hudhuru metallurgists. Katika uzalishaji wa chuma na metali nyingi zisizo na feri, wao huchanganya kwa makusudi mchakato huo ili kuondoa arsenic yote kutoka kwa chuma. Uwepo wa arseniki katika ore hufanya uzalishaji kuwa mbaya. Madhara mara mbili:

kwanza, kwa afya ya binadamu, na pili, kwa chuma - uchafu muhimu wa arseniki huzidisha mali ya karibu metali na aloi zote.

Hii ni kipengele Nambari 33, ambacho kinastahili sifa mbaya, na bado ni muhimu sana katika matukio mengi.

* Aina mbili za conductivity zinajadiliwa kwa undani katika makala "Germanium".

Maudhui ya makala

ARSENIC Sehemu ya kemikali ya kikundi V ya jedwali la upimaji, ni ya familia ya nitrojeni. Uzito wa atomiki wa jamaa 74.9216. Kwa asili, arseniki inawakilishwa na nuclide moja tu imara 75 As. Zaidi ya kumi ya isotopu zake za mionzi zilizo na nusu ya maisha kutoka dakika kadhaa hadi miezi kadhaa pia zimepatikana kwa njia ya bandia. Majimbo ya kawaida ya oksidi katika misombo ni -3, +3, +5. Jina la arseniki katika Kirusi linahusishwa na matumizi ya misombo yake ili kuwaangamiza panya na panya; Jina la Kilatini Arsenicum linatokana na Kigiriki "arsen" - yenye nguvu, yenye nguvu.

Taarifa za kihistoria.

Arsenic ni ya vitu vitano vya "alchemical" vilivyogunduliwa katika Zama za Kati (kwa kushangaza, nne kati yao - As, Sb, Bi na P - ziko kwenye kundi moja la jedwali la upimaji - la tano). Wakati huo huo, misombo ya arseniki imejulikana tangu nyakati za zamani, ilitumiwa kutengeneza rangi na dawa. Hasa ya kuvutia ni matumizi ya arseniki katika metallurgy.

Miaka elfu kadhaa iliyopita, Enzi ya Mawe ilitoa njia kwa Enzi ya Shaba. Shaba ni aloi ya shaba na bati. Wanahistoria wanaamini kwamba shaba ya kwanza ilitupwa katika bonde la Tigri-Euphrates, mahali fulani kati ya karne ya 30 na 25. BC. Katika baadhi ya mikoa, shaba iliyo na mali muhimu sana iliyeyushwa - ilikuwa bora kutupwa na rahisi kutengeneza. Kama wanasayansi wa kisasa wamegundua, ilikuwa aloi ya shaba iliyo na 1 hadi 7% ya arseniki na si zaidi ya 3% ya bati. Pengine, mara ya kwanza, wakati wa kuyeyusha, malachite tajiri ya shaba ilichanganyikiwa na bidhaa za hali ya hewa za madini ya sulfidi ya kijani ya shaba-arseniki. Baada ya kuthamini sifa za ajabu za aloi, mafundi wa kale walitafuta hasa madini ya arseniki. Kwa utafutaji, tulitumia mali ya madini hayo kutoa harufu maalum ya vitunguu wakati wa moto. Walakini, baada ya muda, kuyeyuka kwa shaba ya arseniki kulikoma. Uwezekano mkubwa zaidi hii ilitokea kwa sababu ya sumu ya mara kwa mara wakati wa kurusha madini yenye arseniki.

Bila shaka, arseniki ilijulikana katika siku za nyuma tu kwa namna ya madini yake. Kwa hivyo, katika Uchina wa Kale, realgar ya madini dhabiti (sulfidi ya muundo As 4 S 4, realgar kwa Kiarabu inamaanisha "vumbi la madini") ilitumiwa kwa kuchonga mawe, lakini ilipopashwa moto au kufunuliwa "iliharibika", kwani ilibadilika kuwa Kama 2 S 3. Katika karne ya 4. BC. Aristotle alielezea madini haya chini ya jina "sandarac". Katika karne ya 1 AD Mwandishi wa Kirumi na mwanasayansi Pliny Mzee, na daktari wa Kirumi na mtaalamu wa mimea Dioscorides walielezea orpiment ya madini (arsenic sulfide As 2 S 3). Ilitafsiriwa kutoka Kilatini, jina la madini linamaanisha "rangi ya dhahabu": ilitumika kama rangi ya manjano. Katika karne ya 11 alchemists walitofautisha "aina" tatu za arseniki: kinachojulikana kama arseniki nyeupe (As 2 O 3 oksidi), arseniki ya manjano (As 2 S 3 sulfide) na arseniki nyekundu (As 4 S 4 sulfidi). Arseniki nyeupe ilipatikana kwa kupunguza uchafu wa arseniki wakati wa kuchoma ores za shaba zilizo na kipengele hiki. Kupunguza kutoka kwa awamu ya gesi, oksidi ya arseniki ilikaa kwa namna ya mipako nyeupe. Arseniki nyeupe imekuwa ikitumika tangu nyakati za zamani kuua wadudu, na pia ...

Katika karne ya 13 Albert von Bolstedt (Albert Mkuu) alipata dutu inayofanana na chuma kwa kupasha joto arseniki ya manjano kwa sabuni; Hii inaweza kuwa mfano wa kwanza wa arseniki kwa namna ya dutu rahisi iliyopatikana kwa njia ya bandia. Lakini dutu hii ilikiuka "muunganisho" wa fumbo wa metali saba zinazojulikana na sayari saba; Labda hii ndiyo sababu wataalamu wa alkemia walichukulia arseniki kama "chuma haramu." Wakati huohuo, waligundua mali yake ya kuipa shaba rangi nyeupe, ambayo ilitokeza kuiita “Venus (yaani shaba) kikali ya upaukaji.”

Arseniki ilitambuliwa wazi kama dutu ya mtu binafsi katikati ya karne ya 17, wakati mfamasia wa Ujerumani Johann Schroeder aliipata katika hali safi kwa kupunguza oksidi kwa mkaa. Baadaye, mwanakemia na daktari wa Kifaransa Nicolas Lemery alipata arseniki kwa kupokanzwa mchanganyiko wa oksidi yake kwa sabuni na potashi. Katika karne ya 18 arseniki ilikuwa tayari inajulikana kama "nusu-metali" isiyo ya kawaida. Mnamo 1775, mwanakemia wa Uswidi K.V. Scheele alipata asidi ya arseniki na hidrojeni ya arseniki ya gesi, na mnamo 1789 A.L. Lavoisier hatimaye alitambua arseniki kama kipengele huru cha kemikali. Katika karne ya 19 misombo ya kikaboni yenye arseniki iligunduliwa.

Arsenic katika asili.

Kuna arseniki kidogo katika ukoko wa dunia - karibu 5 · 10 -4% (yaani, 5 g kwa tani), takriban sawa na germanium, bati, molybdenum, tungsten au bromini. Arsenic mara nyingi hupatikana katika madini pamoja na chuma, shaba, cobalt na nikeli.

Muundo wa madini yaliyoundwa na arseniki (na karibu 200 kati yao yanajulikana) huonyesha mali ya "nusu-metali" ya kipengele hiki, ambayo inaweza kuwa katika hali nzuri na hasi ya oxidation na kuchanganya na vipengele vingi; katika kesi ya kwanza, arseniki inaweza kucheza nafasi ya chuma (kwa mfano, katika sulfidi), kwa pili - isiyo ya chuma (kwa mfano, katika arsenides). Muundo changamano wa idadi ya madini ya arseniki huonyesha uwezo wake, kwa upande mmoja, kuchukua nafasi ya atomi za sulfuri na antimoni kwenye kimiani ya kioo (ionic radii S-2, Sb-3 na As-3 ziko karibu na ni 0.182, 0.208 na 0.191 nm, kwa mtiririko huo), kwa upande mwingine - atomi za chuma. Katika kesi ya kwanza, atomi za arseniki zina hali mbaya ya oxidation, katika pili - chanya.

Electronegativity ya arseniki (2.0) ni ndogo, lakini kubwa zaidi kuliko ile ya antimoni (1.9) na metali nyingi, kwa hiyo hali ya oxidation -3 inazingatiwa kwa arseniki tu katika arsenides ya chuma, na pia katika stibarsen SbAs na ukuaji wa madini haya na. fuwele safi antimoni au arseniki (allemontite ya madini). Misombo mingi ya arseniki yenye metali, kwa kuzingatia muundo wao, ni misombo ya intermetallic badala ya arsenides; baadhi yao wana maudhui ya arseniki tofauti. Arsenides inaweza wakati huo huo kuwa na metali kadhaa, atomi ambazo, karibu na radii ya ioni, hubadilisha kila mmoja kwenye kimiani ya kioo kwa uwiano wa kiholela; katika hali kama hizi, katika fomula ya madini, alama za vitu zimeorodheshwa zikitenganishwa na koma. Arsenides zote zina mng'ao wa metali; ni opaque, madini nzito, na ugumu wao ni mdogo.

Mifano ya arsenidi asili (takriban 25 kati yao zinajulikana) ni madini löllingite FeAs 2 (analojia ya pyrite FeS 2), skutterudite CoAs 2–3 na nikeli skutterudite NiAs 2–3, nikeli (nikeli nyekundu pyrite) Nikelibergites ( rammelsbergites, nyeupe nickel pyrite) NiAs 2 , safflorite (speys cobalt) CoAs 2 na clinosafflorite (Co,Fe,Ni)As 2, langisite (Co,Ni)As, sperrylite PtAs 2, maucherite Ni 11 As 8, oregonite Ni 2,2 FeAs algodonite Cu 6 Kama. Kwa sababu ya msongamano wao wa juu (zaidi ya 7 g/cm3), wanajiolojia huainisha mengi yao kama madini "zito kupita kiasi".

Madini ya arseniki ya kawaida ni arsenopyrite (arsenic pyrite) FeAsS inaweza kuchukuliwa kama bidhaa ya uingizwaji wa salfa katika FeS 2 pyrite na atomi za arseniki (pyrite ya kawaida pia ina arseniki kidogo kila wakati). Misombo kama hiyo inaitwa sulfosalts. Vile vile, madini ya cobaltine (cobalt luster) CoAsS, glaucodote (Co,Fe)AsS, gersdorfite (nickel luster) NiAsS, enargite na luzonite ya muundo huo, lakini miundo tofauti Cu 3 AsS 4, proustite Ag 3 AsS 3 - muhimu. madini ya fedha, ambayo Wakati mwingine huitwa "fedha ya ruby" kwa sababu ya rangi nyekundu, mara nyingi hupatikana katika tabaka za juu za mishipa ya fedha, ambapo fuwele kubwa za madini haya hupatikana. Sulfosalts pia inaweza kuwa na metali nzuri za kikundi cha platinamu; Hizi ni madini ya osarsite (Os,Ru)AsS, ruarsite RuAsS, irarsite (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS, platarsite (Pt,Rh,Ru)AsS, hollingworthite (Rd,Pt,Pd)AsS. Wakati mwingine jukumu la atomi za sulfuri katika arsenidi mbili kama hizo huchezwa na atomi za antimoni, kwa mfano, katika seinajokite (Fe,Ni)(Sb,As) 2, arsenopalladinite Pd 8 (As,Sb) 3, arsene polybasite (Ag,Cu) 16 (Ar,Sb) 2 S 11.

Muundo wa madini ni ya kuvutia, ambayo arseniki iko wakati huo huo na sulfuri, lakini ina jukumu la chuma, kuunganisha pamoja na metali nyingine. Haya ni madini arsenosulvanite Cu 3 (As,V)S 4, arsenogauchekornite Ni 9 BiAsS 8, freibergite (Ag,Cu,Fe) 12 (Sb,As) 4 S 13, tennantite (Cu,Fe) 12 As 4 S 13 , argentotennantite (Ag,Cu) 10 (Zn,Fe) 2 (As,Sb) 4 S 13, goldfieldite Cu 12 (Te,Sb,As) 4 S 13, gyrodite (Cu,Zn,Ag) 12 (As,Sb ) 4 (Se,S) 13 . Unaweza kufikiria ni muundo gani tata wa kimiani ya fuwele ya madini haya yote ina.

Arseniki ina hali ya uoksidishaji chanya wazi katika salfidi asili - orpiment ya manjano As 2 S 3, dimorphite ya machungwa-njano As 4 S 3, machungwa-nyekundu realgar As 4 S 4, carmine-red getchellite AsSbS 3, na pia katika oksidi isiyo na rangi As 2 O 3, ambayo hutokea kama madini ya arsenolite na claudetite yenye miundo tofauti ya fuwele (huundwa kutokana na hali ya hewa ya madini mengine ya arseniki). Kwa kawaida madini haya hupatikana kwa namna ya inclusions ndogo. Lakini katika miaka ya 30 ya karne ya 20. Katika sehemu ya kusini ya safu ya Verkhoyansk, fuwele kubwa za mapambo yenye ukubwa wa cm 60 na uzani wa kilo 30 zilipatikana.

Katika chumvi za asili za asidi ya arseniki H 3 AsO 4 - arsenate (karibu 90 kati yao wanajulikana), hali ya oxidation ya arseniki ni +5; mifano ni pamoja na erithrin ya rangi ya waridi (rangi ya cobalt) Co 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, annabergite ya kijani Ni 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, scorodite Fe III AsO 4 2H 2 O na simplesite Fe II 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, gaspariti ya kahawia-nyekundu (Ce,La,Nd)ArO 4, goernessite isiyo na rangi Mg 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, rooseveltite BiAsO 4 na kettigite Zn 3 (AsO 4) 2 8H 2 O, pia kama chumvi nyingi za kimsingi, kwa mfano, olivenite Cu 2 AsO 4 (OH), arsenobismite Bi 2 (AsO 4) (OH) 3. Lakini arsenites asili - derivatives ya asidi ya arseniki H 3 AsO 3 - ni nadra sana.

Katikati ya Uswidi kuna machimbo maarufu ya chuma-manganese ya Langbanov, ambayo zaidi ya sampuli 50 za madini ya arsenate zilipatikana na kuelezewa. Baadhi yao hawapatikani popote pengine. Mara moja ziliundwa kama matokeo ya mmenyuko wa asidi ya arseniki H 3 AsO 4 na pyrocroite Mn(OH) 2 kwa joto la si la juu sana. Kwa kawaida, arsenate ni bidhaa za oxidation ya ores sulfidi. Wao, kama sheria, hawana matumizi ya viwanda, lakini baadhi yao ni mazuri sana na hupamba makusanyo ya mineralogical.

Katika majina ya madini mengi ya arseniki mtu anaweza kupata majina ya mahali (Lölling huko Austria, Freiberg huko Saxony, Seinäjoki huko Ufini, Skutterud huko Norway, Allemon huko Ufaransa, mgodi wa Langis wa Kanada na mgodi wa Getchell huko Nevada, Oregon huko USA, nk. ), majina ya wanajiolojia, kemia, wanasiasa n.k. (Mwanakemia wa Kijerumani Karl Rammelsberg, mfanyabiashara wa madini wa Munich William Maucher, mmiliki wa mgodi Johann von Gersdorff, mwanakemia wa Kifaransa F. Claudet, wanakemia wa Kiingereza John Proust na Smithson Tennant, mwanakemia wa Kanada F. L. Sperry, Rais wa Marekani Roosevelt, nk), majina ya mimea (hivyo , jina la safflorite ya madini hutoka kwa safroni), herufi za awali za majina ya vitu - arseniki, osmium, ruthenium, iridium, palladium, platinamu, mizizi ya Uigiriki ("erythros" - nyekundu, "enargon" - inayoonekana, " lithos" - jiwe) na nk. Nakadhalika.

Jina la kale la kuvutia la nikeli ya madini (NiAs) ni kupfernickel. Wachimbaji madini wa zama za kati wa Ujerumani waliita Nickel roho mbaya ya mlima, na "kupfernickel" (Kupfernickel, kutoka Kupfer ya Ujerumani - shaba) - "shaba kubwa", "shaba bandia". Fuwele za shaba-nyekundu za madini haya zilionekana sana kama madini ya shaba; Ilitumika katika utengenezaji wa glasi ili kupaka rangi ya kijani kibichi. Lakini hakuna mtu aliyeweza kupata shaba kutoka humo. Ore hii ilisomwa na mtaalam wa madini wa Uswidi Axel Kronstedt mnamo 1751 na kutenga chuma kipya kutoka kwake, akiita nikeli.

Kwa kuwa arseniki ni inert kabisa ya kemikali, inapatikana pia katika hali yake ya asili - kwa namna ya sindano zilizounganishwa au cubes. Arseniki kama hiyo kawaida huwa na uchafu kutoka 2 hadi 16% - mara nyingi hizi ni Sb, Bi, Ag, Fe, Ni, Co. Ni rahisi kusaga kuwa unga. Huko Urusi, wanajiolojia walipata arseniki ya asili huko Transbaikalia, katika mkoa wa Amur, na pia hupatikana katika nchi zingine.

Arsenic ni ya kipekee kwa kuwa inapatikana kila mahali - katika madini, miamba, udongo, maji, mimea na wanyama, na sio bure inaitwa "ubiquitous." Usambazaji wa arseniki juu ya mikoa tofauti ya dunia iliamuliwa kwa kiasi kikubwa wakati wa kuundwa kwa lithosphere na tete ya misombo yake kwa joto la juu, na pia kwa taratibu za unyonyaji na uharibifu katika udongo na miamba ya sedimentary. Arseniki huhama kwa urahisi, ambayo inawezeshwa na umumunyifu wa juu kiasi wa baadhi ya misombo yake katika maji. Katika hali ya hewa ya unyevunyevu, arseniki huoshwa kutoka kwenye udongo na kuchukuliwa na maji ya chini ya ardhi na kisha na mito. Kiwango cha wastani cha arseniki katika mito ni 3 µg/l, kwenye maji ya juu ya ardhi - karibu 10 µg/l, katika maji ya bahari na bahari - karibu 1 µg/l tu. Hii inafafanuliwa na mvua ya haraka ya misombo yake kutoka kwa maji na mkusanyiko katika mashapo ya chini, kwa mfano, katika vinundu vya ferromanganese.

Katika udongo, maudhui ya arseniki ni kawaida kutoka 0.1 hadi 40 mg / kg. Lakini katika maeneo ambayo ores ya arseniki hutokea, na pia katika maeneo ya volkeno, udongo unaweza kuwa na arseniki nyingi - hadi 8 g / kg, kama katika baadhi ya maeneo ya Uswizi na New Zealand. Katika maeneo kama hayo, mimea hufa na wanyama huwa wagonjwa. Hii ni ya kawaida kwa nyika na jangwa, ambapo arseniki haijaoshwa nje ya udongo. Miamba ya udongo pia hutajirishwa ikilinganishwa na maudhui ya wastani - yana arseniki mara nne zaidi kuliko wastani. Katika nchi yetu, mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa arseniki katika udongo ni 2 mg / kg.

Arsenic inaweza kufanyika nje ya udongo si tu kwa maji, bali pia kwa upepo. Lakini kwa kufanya hivyo, ni lazima kwanza kugeuka katika misombo tete ya organoarsenic. Mabadiliko haya hutokea kama matokeo ya kile kinachoitwa biomethylation - kuongezwa kwa kikundi cha methyl kuunda dhamana ya C-As; mchakato huu wa enzymatic (unajulikana sana kwa misombo ya zebaki) hutokea kwa ushiriki wa coenzyme methylcobalamin, derivative ya methylated ya vitamini B 12 (pia inapatikana katika mwili wa binadamu). Biomethylation ya arseniki hutokea katika maji safi na ya bahari na husababisha kuundwa kwa misombo ya organoarsenic - asidi ya methylarsonic CH 3 AsO(OH) 2, dimethylarsine (dimethylarsenic, au cacodylic) asidi (CH 3) 2 As(O)OH, trimethylarsine ( CH 3) 3 As na oksidi yake (CH 3) 3 As = O, ambayo pia hutokea katika asili. Kwa kutumia methylcobalamin 14 C-iliyoandikwa na 74 As-labeled sodium hydroarsenate Na 2 HAsO 4 ilionyeshwa kuwa moja ya aina za methanobacteria hupunguza na kuimimina chumvi hii kwa dimethylarsine tete. Kama matokeo, hewa katika maeneo ya vijijini ina wastani wa 0.001 - 0.01 μg/m 3 ya arseniki, katika miji ambayo hakuna uchafuzi maalum - hadi 0.03 μg/m 3, na karibu na vyanzo vya uchafuzi wa mazingira (chuma kisicho na feri. mimea ya kuyeyusha, mimea ya nguvu, kufanya kazi kwenye makaa ya mawe yenye maudhui ya juu ya arseniki, nk) mkusanyiko wa arseniki katika hewa inaweza kuzidi 1 μg/m 3 . Nguvu ya uwekaji wa arseniki katika maeneo ambayo vituo vya viwanda viko ni 40 kg/km 2 kwa mwaka.

Uundaji wa misombo tete ya arseniki (trimethylarsine, kwa mfano, kuchemsha kwa 51 ° C tu) iliyosababishwa katika karne ya 19. sumu nyingi, kwani arseniki ilikuwa kwenye plaster na hata rangi ya kijani kibichi ya Ukuta. Mbichi za Scheele hapo awali zilitumiwa kwa namna ya rangi Cu 3 (AsO 3) 2 n H 2 O na mboga za kijani za Parisian au Schweyfurt Cu 4 (AsO 2) 6 (CH 3 COO) 2. Katika hali ya unyevu wa juu na kuonekana kwa mold, derivatives tete ya organoarsenic huundwa kutoka kwa rangi hiyo. Inaaminika kuwa mchakato huu unaweza kuwa sababu ya sumu ya polepole ya Napoleon katika miaka ya mwisho ya maisha yake (kama inavyojulikana, arsenic ilipatikana kwenye nywele za Napoleon karne moja na nusu baada ya kifo chake).

Arsenic hupatikana kwa idadi inayoonekana katika maji kadhaa ya madini. Viwango vya Kirusi vinathibitisha kuwa arseniki katika maji ya madini ya meza ya dawa haipaswi kuzidi 700 µg / l. KATIKA Jermuk inaweza kuwa kubwa mara kadhaa. Kunywa glasi moja au mbili za maji ya madini ya "arsenic" haitaleta madhara kwa mtu: ili kuwa na sumu kali, unahitaji kunywa lita mia tatu mara moja ... Lakini ni wazi kwamba maji kama hayo hayawezi kunywa kila wakati badala yake. ya maji ya kawaida.

Kemia wamegundua kuwa arseniki katika maji ya asili inaweza kupatikana kwa aina tofauti, ambayo ni muhimu kutoka kwa mtazamo wa uchambuzi wake, mbinu za uhamiaji, pamoja na sumu tofauti ya misombo hii; Kwa hivyo, misombo ya arseniki ya trivalent ni mara 25-60 zaidi ya sumu kuliko arseniki ya pentavalent. Michanganyiko ya As(III) katika maji huwa iko katika mfumo wa asidi dhaifu ya arseniki H 3 AsO 3 ( rK a = 9.22), na kiwanja cha As(V) - katika mfumo wa asidi ya arseniki yenye nguvu zaidi H 3 AsO 4 ( rK a = 2.20) na anions yake iliyoharibika H 2 AsO 4 - na HAsO 4 2-.

Viumbe hai vina wastani wa 6·10–6% arseniki, yaani, 6 µg/kg. Baadhi ya magugu ya bahari yanaweza kujilimbikizia arseniki kiasi kwamba huwa hatari kwa wanadamu. Kwa kuongezea, mwani huu unaweza kukua na kuzaliana katika suluhisho safi la asidi ya arseniki. Mwani kama huo hutumiwa katika nchi zingine za Asia kama dawa dhidi ya panya. Hata katika maji safi ya fjords ya Norway, mwani unaweza kuwa na hadi 0.1 g/kg ya arseniki. Kwa wanadamu, arseniki hupatikana katika tishu za ubongo na misuli, na hujilimbikiza kwenye nywele na misumari.

Tabia za arseniki.

Ingawa arseniki inaonekana kama chuma, bado ni isiyo ya chuma: haifanyi chumvi, kwa mfano, na asidi ya sulfuriki, lakini yenyewe ni kipengele cha kutengeneza asidi. Kwa hiyo, kipengele hiki mara nyingi huitwa semimetal. Arsenic ipo katika aina kadhaa za allotropic na katika suala hili ni sawa na fosforasi. Imara zaidi kati yao ni arseniki ya kijivu, dutu yenye brittle ambayo, wakati imevunjwa upya, ina sheen ya metali (kwa hiyo jina "arseniki ya metali"); msongamano wake ni 5.78 g/cm3. Inapokanzwa kwa nguvu (hadi 615 ° C), hupunguza bila kuyeyuka (tabia sawa ni tabia ya iodini). Chini ya shinikizo la 3.7 MPa (37 atm), arseniki inayeyuka saa 817 ° C, ambayo ni kubwa zaidi kuliko joto la usablimishaji. Conductivity ya umeme ya arseniki ya kijivu ni mara 17 chini ya ile ya shaba, lakini mara 3.6 zaidi kuliko ile ya zebaki. Joto linapoongezeka, upitishaji wake wa umeme, kama ule wa metali za kawaida, hupungua - kwa takriban kiwango sawa na cha shaba.

Ikiwa mvuke wa arseniki umepozwa haraka sana kwa joto la nitrojeni kioevu (-196 ° C), dutu ya uwazi ya njano hupatikana, kukumbusha fosforasi ya njano, msongamano wake (2.03 g/cm 3) ni chini sana kuliko ile ya arseniki ya kijivu. . Mvuke wa arseniki na arseniki ya njano hujumuisha As 4 molekuli ambazo zina sura ya tetrahedron - na hapa mlinganisho na fosforasi. Katika 800 ° C, mtengano unaoonekana wa mvuke huanza na kuundwa kwa As 2 dimers, na saa 1700 ° C tu Kama molekuli 2 zinabaki. Inapokanzwa na kufunuliwa na mwanga wa ultraviolet, arseniki ya njano haraka hugeuka kijivu na kutolewa kwa joto. Wakati mvuke wa arseniki hupungua katika anga ya inert, aina nyingine ya amorphous ya kipengele hiki, nyeusi katika rangi, huundwa. Ikiwa mvuke ya arseniki imewekwa kwenye kioo, filamu ya kioo huundwa.

Muundo wa shell ya nje ya elektroni ya arseniki ni sawa na ile ya nitrojeni na fosforasi, lakini tofauti na wao, ina elektroni 18 kwenye shell ya penultimate. Kama fosforasi, inaweza kuunda vifungo vitatu vya ushirikiano (4s 2 4p 3 usanidi), na kuacha jozi pekee kwenye atomi ya As. Ishara ya chaji kwenye As atomi katika misombo yenye vifungo vya ushirikiano inategemea nguvu ya elektroni ya atomi za jirani. Ushiriki wa jozi moja katika malezi tata ni ngumu zaidi kwa arseniki ikilinganishwa na nitrojeni na fosforasi.

Ikiwa obiti d zinahusika katika atomi ya As, kuoanisha kwa elektroni 4 kunawezekana kuunda vifungo vitano vya ushirikiano. Uwezekano huu unapatikana tu pamoja na florini - katika pentafluoride AsF 5 (pentachloryl AsCl 5 pia inajulikana, lakini haina msimamo sana na hutengana haraka hata kwa -50 ° C).

Katika hewa kavu, arseniki ni thabiti, lakini katika hewa yenye unyevunyevu hukauka na kufunikwa na oksidi nyeusi. Wakati wa usablimishaji, mvuke wa arseniki huwaka kwa urahisi hewani na mwali wa buluu na kutengeneza mvuke mzito mweupe wa anhidridi ya arseniki Kama 2 O 3. Oksidi hii ni mojawapo ya vitendanishi vya kawaida vyenye arseniki. Ina mali ya amphoteric:

Kama 2 O 3 + 6HCl ® 2AsCl 3 + 3H 2 O,

2 O 3 + 6NH 4 OH ® 2(NH 4) 3 AsO 3 + 3H 2 O.

Uoksidishaji wa As 2 O 3 hutoa oksidi ya asidi - arseniki anhydride:

As 2 O 3 + 2HNO 3 ® As 2 O 5 + H 2 O + NO 2 + NO.

Inapoguswa na soda, hydroarsenate ya sodiamu hupatikana, ambayo hutumiwa katika dawa:

Kama 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O ® 2Na 2 HAsO 4 + 2CO 2 .

arseniki safi ni inert kabisa; maji, alkali na asidi ambazo hazina mali ya oksidi haziathiri. Punguza asidi ya nitriki huiweka oksidi hadi asidi ya orthoarseniki H 3 AsO 3 , na asidi ya nitriki iliyokolea huifanya oksidi kuwa asidi ya orthoarseniki H 3 AsO 4:

3Kama + 5HNO 3 + 2H 2 O ® 3H 3 AsO 4 + 5NO.

Oksidi ya arseniki(III) humenyuka vivyo hivyo:

3Kama 2 O 3 + 4HNO 3 + 7H 2 O ® 6H 3 AsO 4 + 4NO.

Asidi ya Arsenic ni asidi ya kati-nguvu, dhaifu kidogo kuliko asidi ya fosforasi. Kinyume chake, asidi ya arseniki ni dhaifu sana, inalingana kwa nguvu na asidi ya boroni H 3 BO 3. Katika ufumbuzi wake kuna usawa H 3 AsO 3 HAsO 2 + H 2 O. Asidi ya Arsenous na chumvi zake (arsenites) ni mawakala wa kupunguza nguvu:

HAsO 2 + I 2 + 2H 2 O ® H 3 AsO 4 + 2HI.

Arseniki humenyuka pamoja na halojeni na sulfuri. Kloridi ya AsCl 3 ni kioevu chenye mafuta kisicho na rangi kinachotoa mafusho hewani; hidrolisisi kwa maji: AsCl 3 + 2H 2 O ® HAsO 2 + 3HCl. AsBr 3 bromidi na iodidi ya AsI 3 hujulikana, ambayo pia hutengana na maji. Katika athari za arseniki na sulfuri, sulfidi za nyimbo mbalimbali huundwa - hadi Ar 2 S 5. Sulfidi za arseniki huyeyuka katika alkali, katika suluhisho la sulfidi ya amonia na asidi ya nitriki iliyokolea, kwa mfano:

Kama 2 S 3 + 6KOH ® K 3 AsO 3 + K 3 AsS 3 + 3H 2 O,

2 S 3 + 3(NH 4) 2 S ® 2(NH 4) 3 AsS 3,

2 S 5 + 3(NH 4) 2 S ® 2(NH 4) 3 AsS 4,

Kama 2 S 5 + 40HNO 3 + 4H 2 O ® 6H 2 AsO 4 + 15H 2 SO 4 + 40NO.

Katika athari hizi, thioarsenites na thioarsenates huundwa - chumvi za thioasidi zinazofanana (sawa na asidi ya thiosulfuriki).

Katika mmenyuko wa arseniki na metali zinazofanya kazi, arsenides ya chumvi hutengenezwa, ambayo hutiwa hidrolisisi na maji.Mitikio hutokea hasa kwa haraka katika mazingira ya tindikali na kuundwa kwa arsine: Ca 3 As 2 + 6HCl ® 3CaCl 2 + 2AsH 3 . Arsenides ya metali zisizo na kazi kidogo - GaAs, InAs, n.k. zina kimiani cha atomiki kama almasi. Arsine ni gesi isiyo na rangi, isiyo na harufu, yenye sumu kali, lakini uchafu huipa harufu ya vitunguu. Arsine hutengana polepole katika vipengele tayari kwenye joto la kawaida na haraka inapokanzwa.

Arseniki huunda misombo mingi ya organoarseniki, kwa mfano, tetramethyldiarsine (CH 3) 2 As–As(CH 3) 2. Huko nyuma mnamo 1760, mkurugenzi wa kiwanda cha Kaure, Louis Claude Cadet de Gassicourt, akinyunyiza acetate ya potasiamu na oksidi ya arseniki (III), bila kutarajia alipokea kioevu chenye arseniki na harufu ya kuchukiza, ambayo iliitwa alarsine, au kioevu cha Cadet. Kama ilivyogunduliwa baadaye, kioevu hiki kilikuwa na derivatives ya kwanza ya kikaboni ya arseniki: kinachojulikana kama oksidi ya cacodyl, ambayo iliundwa kama matokeo ya athari.

4CH 3 COOK + As 2 O 3 ® (CH 3) 2 As–O–As(CH 3) 2 + 2K 2 CO 3 + 2CO 2 , na dicacodyl (CH 3) 2 As–As(CH 3) 2 . Kakodyl (kutoka kwa Kigiriki "kakos" - mbaya) ilikuwa moja ya radicals ya kwanza iliyogunduliwa katika misombo ya kikaboni.

Mnamo 1854, profesa wa kemia wa Parisi Auguste Kaur aliunganisha trimethylarsine kwa hatua ya iodidi ya methyl kwenye arsenide ya sodiamu: 3CH 3 I + AsNa 3 ® (CH 3) 3 As + 3NaI.

Baadaye, trikloridi ya arseniki ilitumiwa kwa syntheses, kwa mfano,

(CH 3) 2 Zn + 2AsCl 3 ® 2(CH 3) 3 Kama + 3ZnCl 2.

Mnamo 1882, arsines yenye kunukia ilipatikana kwa hatua ya sodiamu ya metali kwenye mchanganyiko wa aryl halidi na trikloridi ya arseniki: 3C 6 H 5 Cl + AsCl 3 + 6Na ® (C 6 H 5) 3 As + 6NaCl. Kemia ya derivatives ya kikaboni ya arseniki ilikua kwa nguvu zaidi katika miaka ya 20 ya karne ya 20, wakati baadhi yao walikuwa na antimicrobial, pamoja na madhara ya hasira na malengelenge. Hivi sasa, makumi ya maelfu ya misombo ya organoarsenic yameunganishwa.

Kupata arseniki.

Arsenic hupatikana hasa kama bidhaa ya usindikaji wa shaba, risasi, zinki na ores ya cobalt, na pia wakati wa uchimbaji wa dhahabu. Baadhi ya ore za polymetali zina hadi 12% ya arseniki. Wakati ore kama hizo zinapokanzwa hadi 650-700 ° C kwa kukosekana kwa hewa, arsenic sublimes, na inapokanzwa hewani, oksidi tete Kama 2 O 3 huundwa - "arseniki nyeupe". Imefupishwa na joto na makaa ya mawe, na arseniki hupunguzwa. Kuzalisha arseniki ni uzalishaji unaodhuru. Hapo awali, wakati neno "ikolojia" lilijulikana tu kwa wataalamu nyembamba, "arsenic nyeupe" ilitolewa kwenye anga, na ikaa kwenye mashamba na misitu ya jirani. Gesi za kutolea nje za mimea ya arseniki zina kutoka 20 hadi 250 mg/m 3 Kama 2 O 3, wakati kawaida hewa ina takriban 0.00001 mg/m 3. Kiwango cha wastani cha kila siku cha arseniki hewani kinachukuliwa kuwa 0.003 mg/m3 tu. Kwa kushangaza, hata sasa sio viwanda vinavyozalisha arseniki ambavyo vinachafua mazingira kwa kiasi kikubwa zaidi, lakini makampuni ya madini yasiyo ya feri na mitambo ya kuzalisha umeme ambayo huchoma makaa ya mawe. Mashapo ya chini karibu na viyeyusho vya shaba yana kiasi kikubwa cha arseniki - hadi 10 g / kg. Arsenic pia inaweza kuingia kwenye udongo na mbolea za fosforasi.

Na kitendawili kingine: wanapokea arseniki zaidi kuliko inavyotakiwa; Hii ni kesi nadra kabisa. Huko Uswidi, arseniki "isiyo ya lazima" ililazimishwa hata kuzikwa katika vyombo vya saruji vilivyoimarishwa katika migodi iliyoachwa.

Madini kuu ya arseniki ya viwandani ni arsenopyrite FeAsS. Kuna amana kubwa za shaba-arseniki huko Georgia, Asia ya Kati na Kazakhstan, Marekani, Uswidi, Norway na Japan, amana za arseniki-cobalt nchini Kanada, na amana za arseniki-bati huko Bolivia na Uingereza. Kwa kuongeza, amana za dhahabu-arseniki zinajulikana nchini Marekani na Ufaransa. Urusi ina amana nyingi za arseniki huko Yakutia, Urals, Siberia, Transbaikalia na Chukotka.

Uamuzi wa arseniki.

Mmenyuko wa ubora kwa arseniki ni kunyesha kwa sulfidi ya manjano As 2 S 3 kutoka kwa miyeyusho ya asidi hidrokloriki. Athari huamuliwa na mmenyuko wa Machi au njia ya Gutzeit: vipande vya karatasi vilivyowekwa kwenye HgCl 2 huwa giza mbele ya arsine, ambayo hupunguza sublimate hadi zebaki.

Katika miongo ya hivi karibuni, mbinu mbalimbali nyeti za uchambuzi zimetengenezwa ambazo zinaweza kuhesabu viwango vya dakika ya arseniki, kwa mfano katika maji ya asili. Hizi ni pamoja na spectrometry ya kunyonya atomiki ya moto, spectrometry ya utoaji wa atomiki, spectrometry ya wingi, spectrometry ya fluorescence ya atomiki, uchambuzi wa kuwezesha nyutroni... Iwapo kuna arseniki kidogo sana ndani ya maji, mkusanyiko wa awali wa sampuli unaweza kuhitajika. Kwa kutumia mkusanyiko kama huo, kikundi cha wanasayansi wa Kharkov kutoka Chuo cha Kitaifa cha Sayansi cha Ukraine kilitengeneza mnamo 1999 njia ya uchimbaji wa X-ray ya kuamua arseniki (pamoja na selenium) katika maji ya kunywa na unyeti wa hadi 2.5-5 μg. /l.

Kwa uamuzi tofauti wa misombo ya As(III) na As(V), hutenganishwa kwanza kutoka kwa kila mmoja kwa kutumia mbinu zinazojulikana za uchimbaji na chromatographic, pamoja na kutumia hidrojeni iliyochaguliwa. Uchimbaji kawaida hufanywa kwa kutumia sodium dithiocarbamate au ammonium pyrrolidine dithiocarbamate. Michanganyiko hii huunda mchanganyiko usio na maji na As(III), ambayo inaweza kutolewa kwa klorofomu. Kisha arseniki inaweza kubadilishwa kuwa awamu ya maji kwa oxidation na asidi ya nitriki. Katika sampuli ya pili, arsenate inabadilishwa kuwa arsenite kwa kutumia wakala wa kupunguza, na kisha uchimbaji sawa unafanywa. Hivi ndivyo "jumla ya arseniki" imedhamiriwa, na kisha kwa kuondoa matokeo ya kwanza kutoka kwa pili, As(III) na As(V) imedhamiriwa tofauti. Ikiwa kuna misombo ya kikaboni ya arseniki katika maji, kwa kawaida hubadilishwa kuwa methyldiodarsine CH 3 AsI 2 au dimethyliodarsine (CH 3) 2 ASI, ambayo imedhamiriwa na njia moja au nyingine ya chromatographic. Kwa hivyo, kwa kutumia kromatografia ya kioevu ya utendaji wa juu, idadi ya nanogram ya dutu inaweza kuamua.

Misombo mingi ya arseniki inaweza kuchambuliwa kwa kutumia njia inayoitwa hidridi. Inahusisha kupunguzwa kwa kuchagua kwa analyte katika arsine tete. Kwa hivyo, arsenites zisizo za kawaida hupunguzwa hadi Ash 3 kwa pH 5 - 7, na kwa pH

Mbinu ya kuwezesha neutroni pia ni nyeti. Inajumuisha kuwasha sampuli na neutroni, huku 75 Kama viini hukamata nyutroni na kubadilika kuwa radionuclide 76 As, ambayo hugunduliwa na mionzi ya tabia na nusu ya maisha ya masaa 26. Kwa njia hii unaweza kugundua hadi 10-10% ya arseniki katika sampuli, i.e. 1 mg kwa tani 1000 za dutu

Matumizi ya arseniki.

Karibu 97% ya arseniki iliyochimbwa hutumiwa kwa njia ya misombo yake. Arseniki safi haitumiwi sana. Ni tani mia chache tu za chuma cha arseniki zinazozalishwa na kutumika kila mwaka ulimwenguni kote. Kwa kiasi cha 3%, arseniki inaboresha ubora wa aloi za kuzaa. Nyongeza ya arseniki kuongoza kwa kiasi kikubwa huongeza ugumu wake, ambayo hutumiwa katika uzalishaji wa betri za risasi na nyaya. Nyongeza ndogo za arseniki huongeza upinzani wa kutu na kuboresha mali ya joto ya shaba na shaba. Arsenic iliyosafishwa sana hutumiwa katika uzalishaji wa vifaa vya semiconductor, ambayo hutiwa na silicon au germanium. Arsenic pia hutumiwa kama dopant, ambayo inatoa semiconductors "classical" (Si, Ge) aina fulani ya conductivity.

Arsenic pia hutumika kama nyongeza ya thamani katika madini yasiyo na feri. Hivyo, nyongeza ya 0.2...1% Kama kuongoza kwa kiasi kikubwa huongeza ugumu wake. Imegunduliwa kwa muda mrefu kuwa ikiwa arseniki kidogo imeongezwa kwa risasi iliyoyeyuka, basi wakati wa kupiga risasi, mipira ya sura sahihi ya spherical hupatikana. Ongezeko la 0.15 ... 0.45% arseniki kwa shaba huongeza nguvu zake za kuvuta, ugumu na upinzani wa kutu wakati wa kufanya kazi katika mazingira ya gesi. Kwa kuongeza, arseniki huongeza fluidity ya shaba wakati wa kutupwa na kuwezesha mchakato wa kuchora waya. Arseniki huongezwa kwa aina fulani za shaba, shaba, babbitt na aloi za uchapishaji. Na wakati huo huo, arseniki mara nyingi hudhuru metallurgists. Katika uzalishaji wa chuma na metali nyingi zisizo na feri, wao huchanganya kwa makusudi mchakato huo ili kuondoa arsenic yote kutoka kwa chuma. Uwepo wa arseniki katika ore hufanya uzalishaji kuwa mbaya. Madhara mara mbili: kwanza, kwa afya ya binadamu; pili, kwa metali - uchafu mkubwa wa arseniki huzidisha mali ya karibu metali zote na aloi.

Misombo mbalimbali ya arseniki, ambayo hutolewa kila mwaka katika makumi ya maelfu ya tani, hutumiwa zaidi. Kama oksidi 2 O 3 hutumika katika kutengeneza glasi kama king'arisha glasi. Hata watengenezaji wa glasi wa zamani walijua kuwa arseniki nyeupe hufanya glasi kuwa "nyepesi", i.e. isiyo wazi. Hata hivyo, nyongeza ndogo za dutu hii, kinyume chake, hupunguza kioo. Arsenic bado imejumuishwa katika uundaji wa glasi kadhaa, kwa mfano, glasi ya "Vienna" kwa vipima joto.

Misombo ya arseniki hutumiwa kama antiseptic kulinda dhidi ya kuharibika na kuhifadhi ngozi, manyoya na wanyama waliojaa, kuweka kuni, na kama sehemu ya rangi za kuzuia uchafu kwenye sehemu za chini za meli. Kwa kusudi hili, chumvi za arseniki na asidi ya arseniki hutumiwa: Na 2 HAsO 4, PbHAsO 4, Ca 3 (AsO 3) 2, nk Shughuli ya kibiolojia ya derivatives ya arseniki ina nia ya mifugo, agronomists, na wataalamu wa huduma za usafi na epidemiological. Kama matokeo, vichocheo vilivyo na arseniki kwa ukuaji na tija ya mifugo, mawakala wa anthelmintic, na dawa za kuzuia magonjwa katika wanyama wachanga kwenye shamba la mifugo zilionekana. Michanganyiko ya Arseniki (As 2 O 3, Ca 3 As 2, Na 3 As, Parisian green) hutumiwa kudhibiti wadudu, panya na magugu. Hapo awali, matumizi hayo yalikuwa yameenea, hasa katika miti ya matunda, mashamba ya tumbaku na pamba, kwa ajili ya kuondoa chawa na viroboto mifugo, kwa ajili ya kukuza ukuaji wa uzalishaji wa kuku na nguruwe, na kukausha pamba kabla ya mavuno. Hata katika Uchina wa kale, mazao ya mpunga yalitibiwa na oksidi ya arseniki ili kuwalinda kutokana na panya na magonjwa ya fangasi na hivyo kuongeza mavuno. Na huko Vietnam Kusini, wanajeshi wa Amerika walitumia asidi ya cacodylic (Agent Blue) kama defoliant. Sasa, kutokana na sumu ya misombo ya arseniki, matumizi yao katika kilimo ni mdogo.

Maeneo muhimu ya matumizi ya misombo ya arseniki ni uzalishaji wa vifaa vya semiconductor na microcircuits, optics ya fiber, kukua fuwele moja kwa lasers, na umeme wa filamu. Gesi ya Arsine hutumiwa kuanzisha kiasi kidogo, kilichowekwa kwa ukali wa kipengele hiki katika semiconductors. Gallium arsenides GaAs na indium InAs hutumiwa katika utengenezaji wa diode, transistors, na lasers.

Arsenic pia hupata matumizi mdogo katika dawa. . Isotopu za arseniki 72 Kama, 74 As na 76 Kama kwa nusu ya maisha rahisi kwa utafiti (saa 26, siku 17.8 na saa 26.3, mtawaliwa) hutumiwa kutambua magonjwa mbalimbali.

Ilya Leenson

Arsenic (jina linatokana na neno la panya, linalotumiwa kupiga panya) ni kipengele cha thelathini na tatu cha meza ya mara kwa mara. Inahusu semimetals. Inapojumuishwa na asidi, haifanyi chumvi, kuwa dutu inayotengeneza asidi. Inaweza kuunda marekebisho ya allotropiki. Arsenic ina miundo mitatu ya kimiani ya kioo inayojulikana kwa sasa. Arseniki ya njano inaonyesha mali ya arseniki isiyo ya chuma ya kawaida, amofasi ni nyeusi, na arseniki ya metali imara zaidi ni kijivu. Kwa asili, mara nyingi hupatikana katika mfumo wa misombo, mara chache katika hali ya bure. Ya kawaida ni misombo ya arseniki na metali (arsenides), kama vile chuma cha arseniki (arsenopyrite, pyrite yenye sumu), nikeli (kupfernickel, inayoitwa hivyo kwa sababu ya kufanana kwake na ore ya shaba). Arsenic ni kipengele cha chini cha kazi, kisichoweza kuingizwa katika maji, na misombo yake imeainishwa kama vitu vyenye mumunyifu kidogo. Oxidation ya arseniki hutokea wakati wa joto; kwa joto la kawaida mmenyuko huu unaendelea polepole sana.

Misombo yote ya arseniki ni sumu kali sana ambayo ina athari mbaya sio tu kwenye njia ya utumbo, bali pia kwenye mfumo wa neva. Historia inajua matukio mengi ya kuvutia ya sumu na arseniki na derivatives yake. Misombo ya Arsenic ilitumiwa kama sumu sio tu katika Ufaransa ya zamani, ilijulikana hata katika Roma ya kale na Ugiriki. Umaarufu wa arseniki kama sumu yenye nguvu unaelezewa na ukweli kwamba karibu haiwezekani kuigundua katika chakula; haina harufu au ladha. Inapokanzwa, inageuka kuwa oksidi ya arseniki. Kugundua sumu ya arseniki ni ngumu sana, kwani ina dalili zinazofanana na magonjwa anuwai. Mara nyingi, sumu ya arseniki huchanganyikiwa na kipindupindu.

Je, arseniki inatumika wapi?

Licha ya sumu yao, derivatives ya arseniki hutumiwa sio tu kwa panya za baiting na panya. Kwa kuwa aseniki safi ina upitishaji wa hali ya juu wa umeme, hutumiwa kama dopant ambayo hutoa aina inayohitajika ya upitishaji kwa semiconductors kama vile germanium na silicon. Katika madini yasiyo ya feri, arseniki hutumiwa kama nyongeza, ambayo inatoa aloi nguvu, ugumu na upinzani wa kutu katika mazingira ya gesi. Katika utengenezaji wa glasi, huongezwa kwa idadi ndogo ili kuangaza glasi; kwa kuongeza, ni sehemu ya "glasi ya Vienna" maarufu. Nickelin hutumiwa kupaka kioo kijani. Katika sekta ya tanning, misombo ya sulfate ya arsenic hutumiwa wakati wa usindikaji wa ngozi ili kuondoa nywele. Arsenic ni sehemu ya varnishes na rangi. Katika tasnia ya kuni, arseniki hutumiwa kama antiseptic. Katika pyrotechnics, "moto wa Kigiriki" hutengenezwa kutoka kwa misombo ya sulfidi ya arseniki na kutumika katika uzalishaji wa mechi. Baadhi ya misombo ya arseniki hutumiwa kama mawakala wa vita vya kemikali. Sifa za sumu za arseniki hutumiwa katika mazoezi ya meno kuua massa ya meno. Katika dawa, maandalizi ya arseniki hutumiwa kama dawa ambayo huongeza sauti ya jumla ya mwili, ili kuchochea ongezeko la idadi ya seli nyekundu za damu. Arsenic ina athari ya kuzuia malezi ya leukocytes, kwa hivyo hutumiwa katika matibabu ya aina fulani za leukemia. Idadi kubwa ya maandalizi ya matibabu yanajulikana ambayo ni msingi wa arseniki, lakini hivi karibuni wamebadilishwa hatua kwa hatua na dawa zisizo na sumu.

Licha ya sumu yake, arseniki ni moja ya vipengele muhimu zaidi. Wakati wa kufanya kazi na viunganisho vyake, lazima uzingatie sheria za usalama, ambayo itasaidia kuzuia matokeo yasiyofaa.

Misombo ya Arsenic (Kiingereza na Kifaransa Arsenic, Arsen ya Ujerumani) imejulikana kwa muda mrefu sana. Katika milenia ya III - II KK. e. tayari alijua jinsi ya kuzalisha aloi za shaba na arseniki 4 - 5%. Mwanafunzi wa Aristotle, Theophrastus (karne za IV-III KK), aitwaye salfidi nyekundu ya arseniki iliyopatikana katika asili kama realgar; Pliny anaita sulfidi ya arseniki ya manjano As 2 S 3 orpiment (Auripigmentum) - rangi ya dhahabu, na baadaye ilipokea jina la orpiment. Neno la Kigiriki la kale arsenicon, pamoja na sandarac, hutaja hasa misombo ya sulfuri. Katika karne ya 1 Dioscorides ilielezea kuchomwa kwa orpiment na bidhaa iliyosababishwa - arseniki nyeupe (Kama 2 O 3). Katika kipindi cha alkemikali ya ukuzaji wa kemia, ilionekana kuwa haiwezekani kuwa arseniki (Arsenik) ina asili ya sulfuri, na kwa kuwa sulfuri (Sulfuri) iliheshimiwa kama "baba wa metali," mali za kiume zilihusishwa na arseniki. Haijulikani ni lini hasa chuma cha arseniki kilipatikana kwa mara ya kwanza. Ugunduzi huu kawaida huhusishwa na Albert the Great (karne ya 13). Wataalam wa alchem ​​walizingatia upakaji rangi wa shaba na kuongezwa kwa arseniki kwa rangi nyeupe ya fedha kama mabadiliko ya shaba kuwa fedha na kuhusishwa na "mabadiliko" kama hayo kwa nguvu kubwa ya arseniki. Katika Zama za Kati na katika karne za kwanza za nyakati za kisasa, mali ya sumu ya arseniki ilijulikana. Hata hivyo, hata Dioscorides (Iv.) ilipendekeza kuwa wagonjwa wa pumu wapumue mivuke ya bidhaa iliyopatikana kwa kupokanzwa realgar na resin. Paracelsus tayari imetumika sana arseniki nyeupe na misombo mingine ya arseniki kwa matibabu. Kemia na wachimbaji madini wa karne ya 15 - 17. alijua juu ya uwezo wa arseniki kusalia na kuunda bidhaa zenye mvuke zenye harufu maalum na mali ya sumu Vasily Valentin anataja kile kilichojulikana sana na wataalamu wa madini wa karne ya 16. mlipuko wa moshi wa tanuru (Huttenrauch) na harufu yake maalum. Jina la Kigiriki (na Kilatini) la arseniki, linalorejelea sulfidi za arseniki, limechukuliwa kutoka kwa kiume wa Kigiriki. Kuna maelezo mengine ya asili ya jina hili, kwa mfano kutoka kwa Kiarabu arsa paki, kumaanisha "sumu ya bahati mbaya inayopenya ndani ya mwili"; Waarabu pengine waliazima jina hili kutoka kwa Wagiriki. Jina la Kirusi arsenic limejulikana kwa muda mrefu. Imeonekana katika fasihi tangu wakati wa Lomonosov, ambaye alizingatia arseniki kuwa semimetal. Pamoja na jina hili katika karne ya 18. neno arseniki lilitumika, na arseniki iliitwa As 2 O 3. Zakharov (1810) alipendekeza jina la arseniki, lakini halikupata. Neno arseniki labda lilikopwa na mafundi wa Kirusi kutoka kwa watu wa Kituruki. Katika Kiazabajani, Kiuzbeki, Kiajemi na lugha nyingine za mashariki, arsenic iliitwa margumush (mar - kuua, mush - panya); Arseniki ya Kirusi, labda ufisadi wa sumu ya panya, au sumu ya panya.