Va rugam dezactivati programul ad block pentru a vizualiza pagina!

Cumpara abonament!
Plateste cu PayPal

Arsenul, As

Partajeaza in Google Classroom

Partajeaza cu Google Classroom
Susține Lectii-Virtuale!

Scurtă definiție

Arsenul, As, este un element metaloid din grupa 15 (V A) a tabelului periodic; are numărul atomic 33, masa atomică 74,92, și sublimează la 613°C. Arsenul are trei stări alotropice - arseniu galben, negru și cenușiu. Modificația stabilă și cea mai obișnuită este arsenul cenușiu sau arsenul metalic, cristalizat în sistem hexagonal; acesta conduce curentul electric. Peste 150 de minerale conțin arsen, dar în principal se găsește sub formă de impurități în minereuri de sulfuri și din mineralele auripiment (As2S3) și realgar (As4S4).

Definiție Descarcă PDF

 

Obținerea arsenului
Arsenul este un element destul de puțin răspândit în natură. Se găsește uneori în stare nativă. De obicei este combinat cu sulful sub formă de sulfuri: realgar, AsS4, sau auripigment, As2S3, de arsenuri: smaltina, CoAs2, nichelina, Ni2As2, dar mai ales sub formă de amestecuri izomorfe de sulfuri și arsenuri, adică sulfoarseniuri: mispichel, FeAsS, cobaltină, CoAsS etc. Pirita poate conține mai întotdeauna mici cantități de arsen. 
 
Arsenul se mai găsește în cantități foarte mici sub formă de oxid, ca As2O3, arsenolitul. 
 
Arsenul se extrage din sulfoarseniuri prin încălzire în absența aerului. El se volatilizează și sublimează pe pereții superiori ai cuptorului:
FeAsS = FeS + As
De asemenea, se obține prin reducerea trioxidului de arsen cu cărbune:
As4O6 + 3C = 4As + 3CO2
Proprietăți generale 
Arsenul se prezintă în mai multe stări alotropice. Modificația obișnuită este arsenul metalic sau cenușiu, cristalizat în sistemul hexagonal; acesta conduce curentul electric. Arsenul metalic este casant, sublimează pe la 633°C, vaporii fiind formați din molecule tetraatomice (ca și la fosfor), care la 1700°C devin biatomice. Arsenul se topește (sub presiune de 36 atm) la 817°C; vaporii de arsen sunt incolori. Prin răcirea bruscă a vaporilor în aer lichid se obține arsenul galben, care este moale ca ceara și cristalizat în sistemul cubic; el nu este bun conducător de electricitate și de căldură și este solubil în sulfură de carbon. În acest dizolvant, molecula lui este tetraatomică. Are proprietăți reducătoare ca și fosforul alb. Arsenul galben este nestabil; cu timpul, și mai ales sub acțiunea luminii, se transformă în arsen cenușiu metalic. 
 
La trecerea arsenului galben în arsen metalic apare deseori o altă modificație alotropică a arsenului, și anume arsenul negru. Sub această modificație se separă arsenul când rezultă prin descompunerea termică a hidrogenului arseniat. Arsenul negru este sticlos, amorf. Se pare că este o formă fin divizată de arsen cenușiu. 
 
Prin încălzire, arsenul arde cu flacără albastră răspândind un miros caracteristic de usturoi; rezultă As2O3. Sub formă de pulbere, arde în clor cu flacără albă, dând clorura de arsen, AsCl3
 
Acidul azotic și apa regală oxidează arsenul în acid arsenic (analog fosforului). Acidul sulfuric concentrat, ca și soluțiile alcaline, îl transformă la cald în acid arsenios. 
 
Arsenul intră în compoziția multor aliaje (le face mai fărâmicioase), asemănându-se prin aceasta cu fosforul și antimoniul. Dintre aliajele cu arsen, mai importante sunt cele de plumb, întrebuințate pentru alice, litere tipografice, etc. 
 
Arsenul poate forma combinații atât cu hidrogenul, când are numărul de oxidare -3, cât și cu oxigenul, când are numărul de oxidare +3 sau +5:
Combinațiile arsenului
Număr de oxidare +5 +3 0 -3
Exemple de combinații As2O5
H3AsO4
As2O3
H3AsO3
As AsH3
 
Toate combinațiile arsenului sunt toxice; pe aceasta se bazează folosirea lor ca antidăunători. 
 
Hidrogenul arseniat, AsH3, numit și arsină (monoarsină), se obține prin acțiunea hidrogenului asupra unei combinații solubile de arsen:
AsCl3 + 6H = AsH3 + 3HCl
Pentru obținerea de cantități mai mari de hidrogen arseniat se tratează o arseniură metalică cu un acid; de exemplu arseniura de zinc cu acid sulfuric diluat:
Zn3As2 + 3H2SO4 = 2AsH3 + 3ZnSO4
Hidrogenul arseniat este un gaz incolor, cu miros de usturoi, puțin solubil în apă. Sub acțiunea căldurii se descompune:
 
\small AsH_3 \rightarrow As+\frac{3}{2}H_2;\; \; \; \; \; \Delta H=-44,2\: kcal/mol
 
Arde cu flacără albăstruie, formând anhidridă arsenioasă, As2O3, sub forma unui fum alb:
2AsH3 + 3C = As2O3 + 3H2O
Dacă arderea nu este completă, oxidarea se oprește la arsen, care se depune ca o oglindă de culoare brună-neagră. Această reacție folosește la identificarea combinațiilor arsenului:
4AsH3 + 3O2 = As4 + 6 H2O
Pentru aceasta, la 2-3 ml soluție de anhidridă arsenioasă (acid arsenios) sau de altă combinație solubilă de arsen, conținuți într-o eprubetă, se adaugă câțiva mililitri acid clorhidric și 1-2 granule de zinc. Eprubeta se închide cu un dop de plută străbătut de un tub de sticlă efilat la capătul exterior și se încălzește. 
 
Dacă se aprinde hidrogenul arseniat la vârful tubului și în flacără se ține fundul unei capsule reci de porțelan, pe porțelan se formează o pată neagră, strălucitoare, de arsen. 
 
Hidrogenul arseniat are putere reducătoare; de exemplu, reduce azotatul de argint, în soluție, la argint:
AsH3 + 6AgNO3 + 3H2O = 6Ag + As(OH)3 + 6HNO3
Hidrogenul arseniat este foarte otrăvitor, de aceea e nevoie de o atenție deosebită când se prepară. O atmosferă cu 50 mg AsH3 la 1 m3 aer este mortală după 30-60 min de respirație. 
 
Arsenul formează doi oxizi: trioxidul de arsen, As4O6, și pentoxidul de arsen, care sunt anhidride acide.
 
Trioxidul de arsen, As4O6 sau anhidrida arsenioasă, cunoscut sub numele de șoricioaică, se prepară din mispichel, prin prăjire:
4FeAsS + 10 O2 = 2Fe2O3 + As4O6 + 4SO2
Se obține și ca produs secundar la prăjirea piritelor care conțin arsen. El este apoi rafinat prin sublimare în retorte de fontă, unde se depune sub formă de cele trei modificații alotropice: în părțile cele mai calde, ca o masă sticloasă translucidă, în părțile mai puțin calde, sub formă de cristale prismatice și , unde temperatura este și mai scăzută, sub formă de cristale octaedrice. 
 
Trioxidul de arsen este o substanță incoloră, fără miros și volatilă. Este puțin solubilă în apă (2,1 g în 100 ml apă, la 25°C); soluția are un gust slab dulceag, metalic. 
 
Până la 800°C, molecula lui are compoziția As4O6, analoagă cu P4O6; abia la peste 1800°C molecula are compoziția As2O3
 
Trioxidul de arsen poate fi ușor redus la arsen metalic. Astfel, dacă se încălzește într-un tub de sticlă un amestec de anhidridă arsenioasă și pulbere de cărbune, pe partea mai rece a peretelui se formează un inel negru de arsen (oglinda de arsen):
As4O6 + 3C = 3CO2 + 4As
Hidrogenul în stare născândă reduce trioxidul de arsen, în soluție acidă, la hidrogen arseniat, AsH3
 
Acidul azotic, apa de clor, apa de brom, permanganatul de potasiu etc. oxidează trioxidul de arsen la acid arsenic, H3AsO4

Trioxidul de arsen este o otravă foarte puternică; în cantități de 0,1g poate fi mortală dacă pătrunde în stomac și nu este îndepărtată de îndată. În cantități foarte mici se întrebuințează totuși în medicină ca întăritor al organismului și în tratarea diferitelor boli. 
 
Trioxidul de arsen este întrebuințat pentru prepararea insecticidelor, la stârpirea șoarecilor (de unde și numele de șoricioaică); hârtia otrăvitoare contra muștelor este impregnată într-o soluție de zahăr și anhidridă arsenioasă; cu vopsele de arsen se vopsește fundul corăbiilor pentru a nu fi atacate de animale marine. Trioxidul de arsen se mai întrebuințează la prepararea unor culori (pentru smalțuri și glazuri) și în medicină. 
 
Pentoxidul de arsen sau anhidrida arsenică nu se obține prin încălzirea elementului sau trioxidului în aer, ci numai prin oxidare cu agent puternic oxidant, ca de exemplu acidul azotic, sau prin deshidratarea acidului arsenic. Formula sa moleculară este As2O5. Vaporii săi sunt complet disociați în trioxid de arsen și oxigen. 
 
Pentoxidul de arsen este o substanță albă, sticloasă, delicvescentă; cu apa formează acidul arsenic. 
 
Acidul arsenios, H3AsO3, nu se cunoaște în stare liberă, ci numai sub formă de soluție, în echilibru cu produsele lui de disociație. Acidul arsenios este un acid slab:
 
\small H_3AsO_3\rightleftharpoons H^++H_2AsO_3^-;\; \; \; \; \! \; \; K=8\cdot 10^-10\: (la\: 25^\circ C)
 
Uneori se comportă ca o bază slabă:
 
\small As(OH)_3\rightleftharpoons OH^-+As(OH)_2^+;\; \; \; \; \; \; K\approx 1\cdot 10^-^14
 
Însă nu formează ioni As3+. Prin urmare, acidul arsenios este un electrolit amfoter sau un amfolit. 
 
Sărurile acidului arsenios, arseniții, sunt insolubili în apă, cu excepția arseniților metalelor alcaline și a unor metale alcalino-pământoase. În soluție apoasă, arseniții alcalini, din cauza hidrolizei, au reacția bazică. 
 
Cele mai multe săruri ale acidului arsenios corespund tipului MIAsO2; deci, ele nu derivă de la acidul ortoarsenios, H3AsO3, ci de la acidul metaarsenios, HAsO2
 
Acidul arsenic, H3AsO4, se prepară oxidând arsenul sau anhidrida arsenioasă cu acid azotic concentrat:
3As + 5HNO3 + 2H2O = 3H3AsO4 + 5NO
El se dizolvă ușor în apă, dându-i un gust acru și metalic neplăcut; din soluție concentrată se separă sub formă de cristale incolore, cu compoziția 3H3AsO4 · H2O, care pierd apa la încălzire sub 100°C dând, succesiv H3AsO4, H2As2O7, și, la 200°C, HAsO3; la temperaturi mai înalte pierde toată apa și rezultă pentoxidul de arsen. 
 
În soluție acidă, acidul arsenic are acțiune oxidantă (de exemplu față de sulfiți sau sulfuri), proprietate care îl deosebește de acidul fosforic. 
 
Acidul arsenic atacă pielea și țesuturile organice; este însă mai puțin toxic decât trioxidul de arsen. Se întrebuințează ca antidăunător, în imprimeria textilă și ca materie primă pentru o serie întreagă de combinații organice importante (în medicină), precum și la prepararea unor coloranți. 
 
Sărurile lui, arsenații, se aseamănă mult cu fosfații în ce privește compoziția și sunt în general izomorfi cu aceștia. 
 
Dintre arsenați, mai important este arsenatul disodic, Na2HAsO4, care se întrebuințează în medicină, și arsenatul de calciu, Ca3(AsO4)2, care se întrebuințează în agricultură și pomicultură, ca insecticid.

Referințe

Edith Beral, Mihai Zapan: Chimie Anorganică, ediția a 3-a, Editura Tehnică, București, 1963

Navigare în lectii

Cumpara abonament
Plătește cu PayPal

Ajutor
Feedback-ul d-voastră este important pentru noi. Dacă observați vreo neregulă vă rugăm să ne-o semnalați apăsând butonul Trimite Feedback de mai jos.

Despre Lecții-Virtuale.ro

Lecții-Virtuale este o platformă educațională care oferă suport în vederea pregătirii pentru Evaluare Națională și Bacalaureat la Matematică, Fizică și Chimie. Lecțiile noastre sunt alcătuite din filme și exerciții și probleme cu tot cu rezolvări. Platforma noastră este o soluție ideală pentru școala online. Pentru facilitarea activității profesorilor în cadrul ecosistemului GSuite de la Google am implementat butonul Google Classroom. Scopul nostru este să ne concentrăm pe prezentarea noțiunilor și fenomenelor într-o manieră care să stimuleze înțelegerea și nu memorarea mecanică. Ne propunem să facilităm accesul la conținut educațional de calitate mai ales elevilor cu venituri mai modeste care nu își pemit meditații particulare. Sperăm să vă simțiti bine alături de noi și să invățați lucruri folositoare. Hai România!

Newsletter

Abonează-te la Newsletter pentru a fi la curent cu toate ofertele noastre.

Parteneri

EduApps partener Lectii Virtuale UiPath partener Lectii Virtuale Scoala365 partener Lectii Virtuale CCD Galați partener Lectii Virtuale

2022 © Lecții-virtuale.ro Toate drepturile rezervate
Termeni   Despre   Contact   Confidenţialitate   Cariere Parteneri