Arsen

izo	SN	Timp de înjumătățire	MD	ED MeV	PD
As	100%	As este izotop stabil
As	{sin.}	26 ore	ε	4,356	Ge
As	{sin.}	80,3 zile	ε	0,341	Ge
As	{sin.}	17,77 zile	ε β	2,562 1,353	Ge Se
As	{sin.}	1,0778 zile	β	2,962	Se
As	{sin.}	39 ore	β	0,683	Se

Arsenul este un element chimic semi-metalic, care are simbolul As și numărul atomic 33. El se afla in grupa a V-A principala(15) si perioada a 4-a.

Istoric

Numele grec "arsenicon" (în traducere "bărbat"), era atribuit în antichitate unor sulfuri de arsen și acidului arsenicos. Pentru prima dată, Platon și Strabon amintesc de existența și exploatarea arseniului din muntele Sandaracurgium – provincia Pont. Ca element, se pare că a fost preparat pentru prima dată de Albertus Magnus, în anul 1250, din auri-pigment și săpun, și apoi de Paracelsus prin sublimarea sandaracului cu coji de ou. Alchimiștii foloseau arseniul pentru albirea metalelor colorate ca fierul și cuprul. Acestea, frecate cu arseniu, primeau un luciu alb.

Date certe despre propagarea arseniului metalic provin de la Lèmery, care, în 1675, tratează sulfurile de arsen cu drojdie de vin și săpun moale, de la alchimiștii secolelor următoare, care fac studii sistematice asupra obținerii și proprietăților acestui element. Dintre aceștia, amintim: J. Scroeder (1694), H. Brandt (1733) și J. Liebig (1842).

În paralel cu descoperirea proprietăților fizico-chimice ale arseniului, alchimiștii au descoperit și proprietățile biomedicale. Din arseniul alb s-au preparat puternice otrăvuri, care au făcut multe victime de-a lungul anilor. Se spune că Papa Pius al III-lea și Clement al XIV-lea au fost otrăviți cu "aqua Toffana di Napoli" preparată din arseniu, iar despre Napoleon Bonaparte că ar fi fost asasinat pe insula Sf. Elena prin adaos regulat de arseniu în hrană de către un trimis al regelui Ludovic al XVII-lea. Mult mai târziu, la sfârșitul secolului XIX și începutul secolului trecut, s-a descoperit și efectul benefic al arseniului. Era anul 1909 când P. Ehrlich descoperă salvarsanul și prorietatea lui de a vindeca sifilisul.

Alotropie

Arsenul pezintă douã forme alotropice: arsenul cenușiu sau metalic, stabil în stare solidă la orice temperaturã și arsenul galben, instabil. Arsenul cenușiu sau metalic formeazã cristale hexagonale, argintii, lucioase, ușor casabile, insolubile în apă, CS₂ sau alte tipuri de solvenți. Încălzit în absența aerului, la presiune normală, sublimează la 633°C, iar sub presiune de 76 atm, se topește la 817°C. Vaporii de arsen au o Culoare galbenã, miros de usturoi, sunt foarte toxici și alcãtuiti din molecule tetratomice As₄, cu structură tetraedrică, ca și P₄. Peste 1325°C, As₄ disociază în As₂, iar peste 1700°C în atomi.

Arsenul galben se obține prin condensarea bruscă, în aer lichid, a vaporilor; este solubil în sulfură de carbon (CS₂), d=1,97, puțin stabil, transformându-se ireversibil în arseniul cenușiu.

Proprietăți chimice

Arseniul formează cu metalele alcaline și alcalino-pământoase arseniuri ionice și nu reacționeazã deloc cu hidrogenul, întrucât în seria electrochimică se situeazã între acesta și cupru și are potențial normal pozitiv. Structura elctronică sp a stratului de valență dictează comportamentul chimic al arsenului. Conform acestei structuri, acesta poate forma ioni +/-3, +5 dar și alti ioni cu stări de oxidare intermediară în unele cazuri.

Față de sărurile aurului, cuprului și platinei, arseniul metalic acționează ca un reducător, aducându-le în stare elementară, pentru ca în faza a doua a reacției să formeze arseniuri (Cu₂As, Au₂As, PtAs₂).

Se cunosc compuși ai arseniului și cu unle elemente din grupa a IV-a (SiAs, SiAs₂, GeAs, GeAs₂) și din grupa a III-a pricipală (AlAs, GaAs). Cu carbonul și cu borul nu se combină. În schimb, cu metalele alcalino-pământoase și alcaline, elemente puternic electropozitive, arsenul reacționează cu ușurință, formând arseniuri. Arseniurile se pot obține prin topirea componenților, prin trecerea topiturii sau vaporilor de arsen peste metale, dar toate se pot obține și prin aluminotermie sau prin reducerea trioxidului de arsen și a clorurii metalului cu hipofosfit de sodiu (NaH₃PO₂). Cu metalele grele și din grupele secundare, arsenul formează combinații intermetalice, ce împrumută structura spațială a sulfurilor: arseniura de Ni este similară cu FeS, PtAs₂, FeS₂,iar FeS₂ are rețeaua ortorombică a marcasitei FeS₂. Arsenul intră în structura unor minerale și alături de sulf ca în cazul mispichelului FeAsS, a cobaltinei CoAsS etc.

Utilizare și importanță

Arsenul folosit ca element de aliere mărește duritatea aliajelor. Este suficient ca în aur, argint și metalele platinice sã se găsească arsen în proporție de 1 la 1000 pentru ca acestea să-și piardă complet maleabilitatea și să devină casante. Plumbul folosit la alicele de vânătoare conține pânã la 2% As, dar datoritã rămânerii acestora în natură, arsenul se transformă în trioxid de arsen, a cãrui toxicitate pentru organismele vii este bine cunoscută. Adăugat în cupru în proporție de 0,25%, îi ridică temperatura de înmuiere și îi mărește rezistența anticorozivă. Arseniul este folosit cu mare succes și în electronicã, datorită proprietăților semiconductoare și fotoconductoare, similare siliciului și germaniului. În pirotehnie, se folosește pentru producerea focurilor albe (cel indian). Trisulfura de arsen este pigmentul vopselei de ulei numite galben regal. Aceasta se mai folosește în tăbăcărie, pentru ignifugarea lemnului. O soluție benzenică a arsenatului de plumb a fost prima substanță chimică utilizată în terapia cancerului.

Nici un zăcământ de minereuri metalice nu a fost sau nu este exploatat exclusiv pentru arsen; de regulã arsenul se obține ca subprodus, crescând valoarea economică a diferitelor tipuri de mineralizați în care se găsește. De altfel, toxicitatea sa mare a condus în nenumărate situații la necesitatea folosirii de înlocuitori, fapt ce a condus mai departe la scăderea cererii sale pe piața mondială.