KWAS ARSENOWY (H3ASO4): WŁAŚCIWOŚCI, ZAGROŻENIA I ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2025

Kwas arsenowy , kwas arsenianu lub ortoarsénico wodoru, jest związkiem chemicznym, którego wzór jest H3AsO4. Oksokwas arsenu zawiera jedną grupę okso i trzy grupy hydroksylowe przyłączone do centralnego atomu arsenu. Jego strukturę przedstawia rysunek 1 (CHEBI: 18231 - kwas arsenowy, SF).

Jego struktura jest analogiczna do kwasu fosforowego (Royal Society of Chemistry, 2015) i można go przepisać jako AsO (OH) 3. Związek ten otrzymuje się przez traktowanie trójtlenku arsenu tlenkiem azotu zgodnie z reakcją: As2O3 + 2HNO3 + 2H2O → 2H3AsO4 + N2O3.

Rysunek 1: struktura kwasu arsenowego.

Powstały roztwór schładza się, otrzymując bezbarwne kryształy półwodzianu H3AsO4 · ½H2O, chociaż dihydrat H3AsO4 · 2H2O występuje, gdy krystalizacja zachodzi w niższych temperaturach (Budavari, 1996).

Kwas arsenowy to niezwykle toksyczny związek. Wiele kart charakterystyki zaleca unikanie kontaktu, jeśli to możliwe.

Właściwości fizyczne i chemiczne kwasu arsenowego

Kwas arsenowy jest białą higroskopijną substancją stałą. Jego wygląd pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2: wygląd kwasu arsenowego.

W roztworze wodnym jest lepką i przezroczystą cieczą higroskopijną (National Center for Biotechnology Information., 2017). Jego masa cząsteczkowa wynosi 141,94 g / mol, a gęstość 2,5 g / ml. Jego temperatura topnienia wynosi 35,5 ° C, a temperatura wrzenia 120 ° C, gdzie ulega rozkładowi.

Kwas arsenowy jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, jest w stanie rozpuścić 16,7 g na 100 ml, jest również rozpuszczalny w alkoholu. Związek ma pKa wynoszące 2,19 dla pierwszej deprotonacji oraz 6,94 i 11,5 dla drugiej i trzeciej deprotonacji (Royal Society of Chemistry, 2015).

Kwas arsenowy jest środkiem utleniającym. Może powodować korozję stali i reaguje z galwanizowanymi metalami i mosiądzem.

Roztwory kwasu arsenowego mogą tworzyć bardzo toksyczny arsyn (AsH3) w ​​kontakcie z metalami aktywnymi, takimi jak cynk i aluminium. Po podgrzaniu do rozkładu wytwarza toksyczne opary metalicznego arsenu.

Roztwór jest lekko kwaśny i słabo utleniający. Reaguje z alkaliami, generując ciepło i wytrącając arseniany (ARSENIC ACID, LIQUID, 2016).

Reaktywność i zagrożenia

Kwas arsenowy jest stabilnym, niepalnym związkiem, który może powodować korozję metali. Związek jest silnie toksyczny i ma potwierdzony czynnik rakotwórczy dla ludzi.

Wdychanie, połknięcie lub kontakt skóry z materiałem może spowodować poważne obrażenia lub śmierć. Kontakt ze stopioną substancją może spowodować poważne oparzenia skóry i oczu.

Unikaj kontaktu ze skórą. Skutki kontaktu lub wdychania mogą być opóźnione. Ogień może wytwarzać drażniące, żrące i / lub toksyczne gazy. Ścieki pochodzące z gaszenia pożarów lub ścieków z produktu rozcieńczającego mogą być korozyjne i / lub toksyczne oraz powodować zanieczyszczenie.

Objawy zatrucia kwasem arsenowym to kaszel i duszność w przypadku wdychania. Na skórze może również wystąpić zaczerwienienie, ból i pieczenie, jeśli wejdzie z nią w kontakt. Wreszcie objawy w przypadku połknięcia to zaczerwienienie i ból oczu, ból gardła, nudności, wymioty, biegunka i drgawki.

W przypadku kontaktu z oczami

Należy je myć dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut, od czasu do czasu unosząc górną i dolną powiekę, aż nie będzie śladu po chemikaliach.

W przypadku kontaktu ze skórą

Natychmiast myć dużą ilością wody i mydła przez co najmniej 15 minut, zdejmując skażoną odzież i buty. Przykryj oparzenia suchym sterylnym bandażem (bezpiecznym, nie ciasnym).

W przypadku połknięcia

Wypłukać usta i podać przytomnej ofierze dużą ilość wody w celu rozcieńczenia kwasu. W takim przypadku należy zastosować płukanie żołądka i nie wywoływać wymiotów.

W przypadku wdychania

W razie potrzeby należy zastosować sztuczne oddychanie. Nie należy stosować metody usta-usta, jeśli ofiara połknęła lub wdychała substancję.

Do sztucznego oddychania należy używać maski kieszonkowej wyposażonej w zawór jednokierunkowy lub innego odpowiedniego respiratora. Ofiarę należy przenieść w chłodne miejsce, trzymać w cieple i odpocząć.

We wszystkich przypadkach należy natychmiast zwrócić się o pomoc lekarską (National Institute for Occupational Safety and Health, 2015).

Kwas arsenowy jest szkodliwy dla środowiska. Substancja jest bardzo toksyczna dla organizmów wodnych. Należy podjąć kroki w celu ograniczenia uwalniania tego związku chemicznego.

Aplikacje

Kwas arsenowy ze względu na wysoką toksyczność ma ograniczone zastosowania. Jednak związek ten był stosowany jako pestycyd i środek do sterylizacji gleby, chociaż obecnie jest przestarzały (University of Hertfordshire, 2016).

Od 1995 roku jest również stosowany w obróbce drewna oraz jako środek pochłaniający wilgoć w produkcji bawełny. Opryskiwanie roślin powoduje szybkie wysychanie liści bez ich upuszczania. Roślina musi być wystarczająco sucha, aby torebki bawełniane mogły łatwo wyjść.

Do produkcji szkła używa się kwasu arsenowego. Chociaż zapisy traktują tę substancję jako półprodukt, takie zastosowanie kwasu arsenowego wydaje się bardziej przypominać „środek przetwórczy”, podobnie jak trójtlenek diarsenu (As2O3) jako środek wykończeniowy.

Związek ten rozrywa wiązania tlenowe między innymi pierwiastkami poprzez reakcję redoks i wytwarza gazowy tlen, który pomaga wyeliminować pęcherzyki w szkle (artykuł przedstawiający stanowisko Europejskiego Przemysłu Szkła, 2012).

Kwas arsanilowy czyli kwas 4-aminofenyloarsonowy jest pochodną kwasu ortoarsenowego. Stosowany jest jako antybakteryjny lek weterynaryjny z arsenu, stosowany w profilaktyce i leczeniu dyzenterii świń (KWAS ARSENOWY, SF).

Arsenian to sól lub ester kwasu arsenowego, który ma ujemny jon AsO43-. Arsenian pod wieloma względami przypomina fosforan, ponieważ arsen i fosfor występują w tej samej grupie (kolumnie) układu okresowego.

Arsenian może zastąpić nieorganiczny fosforan na etapie glikolizy, który wytwarza 1,3-bisfosfoglicerynian, wytwarzając zamiast tego 1-arsen-3-fosfoglicerynian. Ta cząsteczka jest niestabilna i szybko hydrolizuje, tworząc kolejny związek pośredni na drodze, 3-fosfoglicerynian.

Tak więc glikoliza trwa, ale cząsteczka ATP, która byłaby generowana z 1,3-bisfosfoglicerynianu, zostaje utracona. Arsenian jest odsprzęgaczem glikolizy, co wyjaśnia jego toksyczność.

Niektóre gatunki bakterii uzyskują energię poprzez utlenianie różnych paliw, jednocześnie redukując arsenian do arseninów. Zaangażowane enzymy znane są jako reduktazy arsenianowe.

W 2008 roku odkryto bakterie, które wykorzystują odmianę fotosyntezy z arseninami jako donorami elektronów, wytwarzając arsenian (tak jak zwykła fotosynteza wykorzystuje wodę jako donor elektronów, wytwarzając tlen cząsteczkowy).

Naukowcy przypuszczali, że historycznie te organizmy fotosyntetyzujące wytwarzały arsenian, który umożliwiał rozwój bakterii redukujących arsenian (Human Metabolome Database, 2017).

Bibliografia

1. KWAS ARSENOWY. (SF). Odzyskany z chemicalland21.com.
2. KWAS ARSENOWY, CIEKŁY. (2016). Odzyskany z cameochemicals.noaa.gov.
3. Budavari, S. (. (1996). Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. Whitehouse Station, NJ: Merck and Co.
4. CHEBI: 18231 - kwas arsenowy. (SF). Odzyskany z ebi.ac.uk.
5. Baza danych metabolomów człowieka. (2017, 2 marca). Pokazuje metabocard dla Arsenianu. Odzyskany z hmdb.ca.
6. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. . (2017, 4 marca). Baza danych PubChem Compound; CID = 234,. Odzyskane z PubChem.
7. Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy. (22 lipca 2015). KWAS ARSENOWY. Odzyskany z cdc.gov.
8. Stanowisko Europejskiego Przemysłu Szkła w sprawie. (18 września 2012). Odzyskany z Glassallianceeurope.
9. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Kwas arsenowy. Odzyskany z chemspidera.
10. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Kwas fosforowy. Odzyskany z chemspidera.
11. Uniwersytet Hertfordshire. (13 stycznia 2016). kwas arsenowy. Odzyskany z PPDB.