TRÓJTLENEK ARSENU (AS2O3): BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE - CHEMIA - 2025

Trójtlenek arsenu jest nieorganicznym związkiem, którego wzór chemiczny jest taki, jak ₂ O ₃ . Arsen w swoim metalicznym stanie szybko przekształca się w ten tlenek, który jest bardzo toksyczną trucizną, która może mieć ostre i przewlekłe objawy.

Ponieważ arsen i tlen są pierwiastkami bloku p, przy stosunkowo małej różnicy elektroujemności, oczekuje się, że As ₂ O ₃ jest związkiem kowalencyjnym; to znaczy, że wiązania As-O dominują w jego ciele stałym, nad oddziaływaniami elektrostatycznymi między jonami As ³⁺ i O ^2- .

Stały trójtlenek arsenu. Źródło: Walkerma z Wikimedia Commons.

Ostre zatrucie trójtlenkiem arsenu następuje po połknięciu lub wdychaniu, a jego najważniejszymi objawami są: ciężkie zaburzenia żołądkowo-jelitowe, skurcze, zapaść krążeniowa i obrzęk płuc.

Jednak pomimo swojej toksyczności był używany przemysłowo; na przykład przy konserwacji drewna, przy produkcji pigmentów, półprzewodników itp. W przeszłości był również stosowany w leczeniu wielu chorób.

Trójtlenek arsenu jest związkiem amfoterycznym, rozpuszczalnym w rozcieńczonych kwasach i zasadach, nierozpuszczalnym w rozpuszczalnikach organicznych i względnie rozpuszczalnym w wodzie. Występuje jako bryła (górny obraz), z dwiema formami krystalicznymi: sześcienną i jednoskośną.

Struktura trójtlenku arsenu

Claudetita

W temperaturze pokojowej As ₂ O ₃ krystalizuje w dwa jednoskośne polimorfy, oba występujące w minerale klaudetycie. Znajdują się w nich trygonalne jednostki piramidalne AsO ₃ , które są połączone atomami tlenu, aby samoczynnie skompensować niedobór elektroniki jednostki.

W jednym polimorfie jednostki AsO ₃ są połączone w rzędy (klaudetyt I), aw drugim są połączone, jakby tworzyły sieć (klaudetyt II):

Struktura polimorfu Claudetite I. Źródło: Ben Mills.

Struktura polimorfu klaudetytu II. Źródło: Ben Mills.

Płynne i gazowe

Kiedy wszystkie te struktury, które definiują kryształy jednoskośne, są podgrzewane, wibracje są takie, że kilka wiązań As-O zostaje zerwanych i ostatecznie przeważa mniejsza cząsteczka: As ₄ O ₆ . Jego strukturę przedstawia poniższy obrazek.

Cząsteczka As4O6. Źródło: Ben Mills

Można powiedzieć, że składa się z dimeru As ₂ O ₃ . Jego stabilność jest taka, że ​​utrzymuje 800 ° C w fazie gazowej; ale powyżej tej temperatury rozpada się na cząsteczki As ₂ O ₃ .

Arsenolit

Ponieważ sam ₄ O ₆ może wchodzić ze sobą w interakcje, krystalizując się w sześcienną substancję stałą, której strukturę można znaleźć w mineralnym arsenolicie.

Cząsteczki As4O6 w stałym arsenolicie. Źródło: Ben Mills

Zwróć uwagę, że obraz przedstawia strukturę z wyższej płaszczyzny. W porównaniu z klaudetytem, ​​jego strukturalna różnica w stosunku do arsenolitu jest ewidentna. Tutaj są dyskretnymi cząsteczkami As ₄ O ₆ , które są utrzymywane razem przez siły Van der Waalsa.

Nieruchomości

Nazwy handlowe

-Arsenolit

-Arsodent

-Trisenox

-Claudetite

Waga molekularna

197,84 g / mol.

Wygląd fizyczny

-Białe sześcienne kryształy (arsenolit).

-Bezbarwne kryształy jednoskośne (Claudetite).

-Białe lub przezroczyste ciało stałe, szkliste, bezpostaciowe grudki lub krystaliczny proszek.

Zapach

Toaleta.

Smak

Bez smaku.

Temperatura wrzenia

460 ° C.

Temperatura topnienia

-313 ° C (klaudetyt).

-274 ° C (arsenolit).

punkt zapłonu

485ºC (sublimuje).

Rozpuszczalność w wodzie

17 g / l przy 18 ° C (20 g / l przy 25 ° C).

Rozpuszczalność

Rozpuszczalny w kwasach (zwłaszcza kwasie solnym) i zasadach. Praktycznie nierozpuszczalny w chloroformie i eterze.

Gęstość

-3,85 g / cm ³ (kryształki sześcienne);

-4,15 g / cm ³ (kryształy rombowe).

Ciśnienie pary

2,47 · ^10-4 mmHg w 25 ° C.

Rozkład

Nie jest palny, ale podczas ogrzewania może tworzyć toksyczny dym, który może zawierać arsyn.

Korozyjność

W obecności wilgoci może powodować korozję metali.

Ciepło parowania

77 kJ / mol.

Stała dysocjacji (Ka)

1,1 · ^10-4 w 25 ° C

Współczynnik załamania światła

-1,755 (arsenolit)

-1,92-2,01 (Claudetite).

Reaktywność

-Trójtlenek arsenu jest związkiem amfoterycznym, ale najlepiej działa jako kwas.

-Może reagować z kwasem solnym lub kwasem fluorowodorowym, tworząc trichlorek arsenu lub trifluorek arsenu.

-Reaguje również z silnymi utleniaczami, takimi jak kwas azotowy, tworząc kwas arsenowy i podtlenek azotu.

- Trójtlenek arsenu może reagować z kwasem azotowym, wytwarzając arsyn lub pierwiastek arszenikowy, w zależności od warunków reakcji.

As ₂ O ₃ + 6 Zn + 12 HNO ₃ => 2 AsH ₃ + 6 Zn (NO ₃ ) ₂ + 3 H ₂ O.

Ta reakcja posłużyła jako podstawa do stworzenia testu Marsha, służącego do wykrywania zatrucia arszenikiem.

Nomenklatura

As ₂ O ₃ można nazwać zgodnie z następującymi nomenklaturami, wiedząc, że arsen działa z walencją +3:

-Tlenek arsenu (nomenklatura tradycyjna).

-Tlenek arsenu (III) (nomenklatura zapasów).

-Tritlenek diarsenu (nomenklatura systematyczna).

Aplikacje

Przemysłowy

-Służy do produkcji szkła, w szczególności jako środek wybielający. Jest również używany do produkcji ceramiki, wyrobów elektronicznych i fajerwerków.

-Dodaje się go jako drugorzędny składnik do stopów na bazie miedzi, aby zwiększyć odporność metali stopowych na korozję.

-As ₂ O ₃ jest materiałem wyjściowym do przygotowania arsenu pierwiastkowego, do poprawy połączeń elektrycznych oraz do produkcji półprzewodników arsenkowych

-As ₂ O ₃ , a także arsenian miedzi, są używane jako środki konserwujące drewno. Został użyty w połączeniu z octanem miedzi do uzyskania zielonego pigmentu Paris, używanego do produkcji farb i rodentycydów.

Lekarze

-Trójtlenek arsenu to związek, który od wieków był stosowany w leczeniu wielu chorób. Stosowano go jako tonik w leczeniu zaburzeń odżywiania, nerwobólów, reumatyzmu, artretyzmu, astmy, pląsawicy, malarii, kiły i gruźlicy.

-Był również stosowany w miejscowym leczeniu chorób skóry, stosowany do niszczenia niektórych powierzchownych nabłonków.

- Roztwór Fowlera był stosowany w leczeniu chorób skóry i białaczki. Zaprzestaje się stosowania tego leku.

-W latach 70-tych chiński badacz Zhang Tingdong opracował badanie dotyczące zastosowania trójtlenku arsenu w leczeniu ostrej białaczki promielocytowej (APL). Co doprowadziło do produkcji leku Trisenox, który został zatwierdzony przez amerykańską FDA.

-Trisenox był stosowany u pacjentów z APL, którzy nie odpowiadają na leczenie „pierwszego rzutu” składające się z kwasu all-trans retinowego (ATRA). Wykazano, że trójtlenek arsenu indukuje apoptozę komórek rakowych.

-Trisenox jest stosowany jako lek cytostatyczny w leczeniu opornego na leczenie podtypu promielocytowego (M ₃ ) APL.

Bibliografia

1. Shen i in. (2001). Badania skuteczności klinicznej i farmakokinetyki małych dawek trójtlenku arsenu w leczeniu nawrotowej ostrej białaczki promielocytowej: porównanie z dawką konwencjonalną. Białaczka 15, 735–741.
2. Science Direct. (2014). Trójtlenek arsenu. Sevier. Odzyskany z: sciencedirect.com
3. Wikipedia. (2019). Trójtlenek arsenu. Odzyskane z: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2019). Tlenek arsenu (III). Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Deborah M. Rusta i Steven L. Soignetb. (2001). Profil ryzyka / korzyści trójtlenku arsenu. The Onkologist vol. 6 Dodatek 2 29-32.
6. The New England Journal of Medicine. (11 lipca 2013). Kwas retinowy i trójtlenek arsenu w ostrej białaczce promielocytowej. n pol j med 369; 2.