Arsènic

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Arsènic
33As
GermaniArsènicSeleni
P

As

Sb
Aspecte
Gris metàl·lic
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Arsènic, As, 33
Categoria d'elements Metal·loides
Grup, període, bloc 154, p
Pes atòmic estàndard 74,92160(2)
Configuració electrònica [Ar] 4s2 3d10 4p3
2, 8, 18, 5
Configuració electrònica de Arsènic
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
5,727 g·cm−3
Densitat del
líquid en el p. f.
5,22 g·cm−3
Punt de sublimació 887 K, 615 °C
Punt triple 1.090 K (817 °C), 3.628[1] kPa
Punt crític 1.673 K, ? MPa
Entalpia de fusió (grey) 24,44 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització  ? 34,76 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 24,64 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 553 596 646 706 781 874
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 5, 3, 2, 1,[2] -3
(òxid àcid feble)
Electronegativitat 2,18 (escala de Pauling)
Energies d'ionització
(més)
1a: 947,0 kJ·mol−1
2a: 1.798 kJ·mol−1
3a: 2.735 kJ·mol−1
Radi atòmic 119 pm
Radi covalent 119±4 pm
Radi de Van der Waals 185 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Trigonal simple[3]
Arsènic té una estructura cristal·lina trigonal simple
Ordenació magnètica Diamagnètic[4]
Resistivitat elèctrica (20 °C) 333 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 50,2 W·m−1·K−1
Mòdul d'elasticitat 8 GPa
Mòdul de compressibilitat 22 GPa
Duresa de Mohs 3,5
Duresa de Brinell 1.440 MPa
Nombre CAS 7440-38-2
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops de l'arsènic
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
73As sin 80,3 d ε - 73Ge
γ 0,05D
0,01D
e
-
74As sin 17,78 d ε - 74Ge
β+ 0,941 74Ge
γ 0,595
0,634
-
β 1,35
0,717
74Se
75As 100% 75As és estable amb 42 neutrons

L'arsènic és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és As i el nombre atòmic és 33.

Característiques principals[modifica | modifica el codi]

L'arsènic presenta tres estats al·lotròpics, gris o metàl·lic, groc i negre. L'arsènic gris metàl·lic (forma α) és la forma estable en condicions normals i té estructura romboèdrica, és un bon conductor de la calor però un mal conductor elèctric, la seva densitat és de 5,73 g/cm3, i perd el llustre metàl·lic exposat a l'aire.

L'arsènic groc (forma γ) s'obté quan el vapor d'arsènic es refreda ràpidament. És extremadament volàtil i més reactiu que l'arsènic metàl·lic i presenta fosforescència a temperatura ambient. El gas està constituït per molècules tetraèdriques d'As4 de forma anàloga al fòsfor i el sòlid format per la condensació del gas té estructura cúbica, és de textura sabonosa i té una densitat aproximada d'1,97 g/cm3. Exposat a la llum o a la calor reverteix a la forma estable (gris). També es denomina arsènic groc a l'orpiment, mineral de trisulfur d'arsènic (As2S3).

Una tercera forma al·lotròpica, l'arsènic negre (forma β) d'estructura hexagonal i densitat 4,7g/cm3, té propietats intermèdies entre les formes al·lotròpiques descrites i s'obté en la descomposició tèrmica de l'arsina (Hidrur d'Arsènic, AsH3) o bé refredant lentament el vapor d'arsènic.

Totes les formes al·lotròpiques excepte la gris no tenen llustre metàl·lic i tenen molt poca conductivitat elèctrica, per la qual cosa l'element es comportarà com a metall o no metall en funció, bàsicament, del seu estat d'agregació.

A pressió atmosfèrica l'arsènic sublima a 613 °C, i a 400 °C crema amb flama blanca formant el sesquiòxid As4O6. Reacciona violentament amb el clor i es combina, a l'escalfar-se, amb la majoria dels metalls per a formar l'arsenur corresponent i amb el sofre. No reacciona amb l'àcid clorhídric en absència d'oxigen, però sí amb l'àcid nítric calent, ja sigui diluït o concentrat i amb altres oxidants com el peròxid d'hidrogen (H2O2), àcid perclòric, etc. És insoluble en aigua però molts dels seus compostos són solubles en aigua.

És un element químic essencial per a la vida encara que tant l'arsènic com els seus compostos són extremadament verinosos.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

Metabolisme i toxicitat[modifica | modifica el codi]

Encara que l'arsènic s'associa amb la mort, concretament amb el crim, és un element essencial per a la vida i la seva deficiència pot donar lloc a diverses complicacions. La ingesta diària de 12 a 15 µg pot obtindre's sense problemes amb la dieta diària de carns, peixos, vegetals i cereals, sent els peixos i crustacis els que més contingut d'arsènic presenten generalment en forma d'arsenobetaina menys tòxica que l'arsènic inorgànic.

En les persones, les formes inorgàniques solubles de l'arsènic s’absorbeixen ràpidament després de la ingestió. Les formes orgàniques s’absorbeixen en un 70%. Les formes inorgàniques es distribueixen per tots els òrgans, travessen la barrera placentària i es metabolitzen passant les formes pentavalents a trivalents i aquestes a formes orgàniques mitjançant metilació.

L'arsènic i els seus compostos són extremadament tòxics, especialment l'arsènic inorgànic, el qual va ser el primer compost identificat com a cancerigen per a les persones.[6] Indueix el càncer de pell, de pulmó, de bufeta urinària i, amb poca evidència, els de ronyó, fetge i pròstata.[7] L’exposició crònica, a través de l’aigua de consum, pot causar lesions de la pell, ronyó, fetge, medul·la òssia i trastorns neurològics. L’exposició aguda causa vòmits, dolors abdominals i diarrea.

L’Organització Mundial de la Salut va establir la concentració màxima d’arsènic en l’aigua de consum humà en 10μg/L,[8] que era el límit de detecció de la tècnica disponible aleshores. Aquesta és la concentració que s’ha establert i que està vigent encara en la normativa europea per a les aigües embotellades i les destinades al consum humà. No obstant això, el 2001 l’OMS va declarar que s’hauria d’establir una concentració més baixa.

A Bangla Desh es va produir una intoxicació massiva, la major de la història, a causa de la construcció d'infinitat de pous d'aigua instigada per les ONG occidentals que han resultat estar contaminats afectant una població de centenars de milers de persones.

Història[modifica | modifica el codi]

Símbol de l'arsènic, usat pels alquimistes

L'arsènic (del grec άρσενιχόν, orpiment) es coneix des de temps remots el mateix que alguns dels seus compostos, especialment els sulfurs. Diògenes Laerci i Plini el Vell coneixien les propietats de l'orpiment i el realgar (Sulfur d'Arsenic, AsS) i Celso Aurelià, Galè i Isidor Largus sabien dels seus efectes irritants, tòxics, corrosius i insecticides i van observar les seves virtuts contra la tos, afeccions de la veu i les dispnees. Els metges àrabs van usar també els compostos d'arsènic en fumigacions, píndoles i pocions i també en aplicacions externes. Durant l'edat mitjana els compostos arsenicals van caure en l'oblit quedant relegats als remeiers que els prescrivien contra l'escròfula i la hidrocele.

Roger Bacon i Albert Magne van aprofundir en el seu estudi —es creu que aquest últim va ser el primer a aïllar l'element l'any 1250— i Paracels va fer de l'Arsènic una panacea. El primer que el va estudiar amb detall va ser Brandt en 1633 i Schroeder el va obtindre al 1649 per l'acció del carbó sobre l'àcid arsènic. A Berzelius es deuen les primeres investigacions sobre la composició dels compostos de l'arsènic.

En el segle XVIII els arsenicals van aconseguir un lloc de primer orde en la terapèutica fins que van ser substituïts per les sulfamides i els antibiòtics.

Abundància i obtenció[modifica | modifica el codi]

Arsènic nadiu

És el 20è element en abundància de l'escorça terrestre i es troba en forma nadiua i, principalment, en forma de sulfur en una gran varietat de minerals que contenen coure, plom, ferro (arsenopirita o mispickel), níquel, cobalt i altres metalls.

En la fusió de minerals de coure, plom i cobalt i or s'obté triòxid d'arsènic que es volatilitza en el procés i és arrossegat pels gasos de la xemeneia que poden arribar a contenir més d'un 30% de triòxid d'arsènic. Els gasos de la xemeneia es refinen posteriorment mesclant-los amb petites quantitats de galena o pirita per a evitar la formació d'arsenits i per torrada s'obté triòxid d'arsènic entre el 90 i 95% de puresa, per sublimacions successives pot obtenir-se amb una puresa del 99%.

Reduint l'òxid amb carbó s'obté el metal·loide, no obstant la majoria de l'arsènic es comercialitza com a òxid. Pràcticament la totalitat de la producció mundial d'As metall és xinesa, que és també el major productor mundial de triòxid d'arsènic.

Segons dades del servei de prospeccions geològiques nord-americanes (U.S. Geological Survey) les menes de coure i plom contenen aproximadament 11 milions de tones d'arsènic, especialment a Perú i Filipines, i el metal·loide es troba associat amb dipòsits de coure-or a Xile i d'or al Canadà.

Altres mierals d'arsènic, són la Farmacolita CaH[AsO4]·2H2O del grup dels arsenats, l'estibarseni (AsSb), etc...

Isòtops[modifica | modifica el codi]

L'arsènic-73 s'usa com a traçador per a estimar la quantitat d'arsènic absorbit per l'organisme i l'arsènic-74 en la localització de tumors cerebrals.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Gokcen, N. A. «The As (arsenic) system». Bull. Alloy Phase Diagrams, vol. 10, 1989, pàg. 11–22. DOI: 10.1007/BF02882166.
  2. Ellis, Bobby D.. «Stabilized Arsenic(I) Iodide: A Ready Source of Arsenic Iodide Fragments and a Useful Reagent for the Generation of Clusters». Inorganic Chemistry, vol. 43, 2004, pàg. 5981. DOI: 10.1021/ic049281s.
  3. Arsenic, mindat.org
  4. David R. Lide (ed.). «Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds». A: Handbook of Chemistry and Physics. 81. CRC press, 2000. ISBN 0849304814. 
  5. Ordre 3824 del Ministerio de Sanidad y Consumo de 4 de febrer de 1994 per la que es prohibeix la comercialització i utilització d'ús ambiental que continguin determinats ingredients actius perillosos. BOE nú. 41 pàg. 5132
  6. IARC, 1987
  7. IARC, 2010
  8. OMS, 1993

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Arsènic