תחמוצת ארסן: השגה ותכונות

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 05:26

בטבלה המחזורית, יסוד כימי כמו ארסן תופס מקום על גבול המתכת-לא מתכת. בפעילותו הוא בין מימן לנחושת. האופי הלא מתכתי מתבטא בכך שהוא מסוגל להפגין מצב חמצון של -3 (AsH₃ - ארסין). לתרכובות עם מצב חמצון חיובי של +3 יש תכונות אמפוטריות, ובדרגה של +5 באות לידי ביטוי תכונותיה החומציות. מהי תחמוצת ארסן?

תחמוצות והידרוקסידים

תחמוצות הארסן הבאות קיימות: As₂O₃ ו-As₂O5_{. ישנם גם הידרוקסידים מתאימים:}

• חומצה מטא-ארסנית HAsO₂.
• חומצה אורתוארסנית H₃AsO₃.
• חומצה מטא-ארסן HAsO₃.
• חומצה אורתוארסן H₃AsO₄.
• חומצה פירומרסןH₄As₂O₇.

מהו ארסן טריאוקסיד?

ארסן יוצר שתי תחמוצות, שמתוכם As₂O₃ יש את השם טריאוקסיד. זהו חומר המשמש לעתים קרובות למטרות רפואיות, אך הוא לא בדיוק חומר כימי לא מזיק. זוהי תרכובת אנאורגנית המהווה את המקור העיקרי לתרכובות אורגניות (תרכובות המכילות קשר כימי עם פחמן) ורבות אחרות. שימושים רבים ב-As₂O₃ שנויים במחלוקת בשל האופי הרעיל של היסוד. השם המסחרי של תרכובת זו הוא Trisenox.

מידע כללי על טריאוקסיד

הנוסחה הכימית של ארסן טריאוקסיד היא As₂O₃. המשקל המולקולרי של תרכובת זו הוא 197.841 גרם/מול. ישנן דרכים רבות להשיג תחמוצת זו. אחד מהם הוא קלייה של עפרות סולפיד. התגובה הכימית מתנהלת באופן הבא:

2As₂O₃ + 9O₂ → 2As₂ O₃ + 6SO₂

ניתן להשיג את רוב התחמוצות כתוצר לוואי של עיבוד עפרות אחרות. ארסנופיריט הוא טומאה שכיחה בזהב ובנחושת, והוא משחרר ארסן טריאוקסיד כאשר הוא מחומם בנוכחות אוויר. זה יכול להוביל להרעלה חמורה.

מבנה של ארסן טריאוקסיד

Arsenic trioxide יש את הנוסחה As₄O₆ בנוזל ובגזשלבים (מתחת ל-800 מעלות צלזיוס). בשלבים אלה, הוא איזוסטרוקטורלי עם זרחן טריאוקסיד (P₄O₆). אבל בטמפרטורות מעל 800°C, As₄O₆ מתפרק ל-As₂O3_{. בשלב זה, הוא איזוסטרוקטורלי עם דיאיזוטרון טריאוקסיד (N}2_O3_{). במצב המוצק שלה, תרכובת זו מציגה יכולת פולימורפית (היכולת להתקיים בשתי צורות או יותר של מבנה גבישי).}

מאפיינים של ארסן טריאוקסיד

כמה מהתכונות העיקריות של ארסן טריאוקסיד הן כדלקמן:

• פתרונות של טריאוקסיד יוצרים חומצות חלשות עם מים. הסיבה לכך היא שהתרכובת היא תחמוצת ארסן אמפוטרית.
• הוא מסיס בתמיסות אלקליות ונותן ארסנטים.
• לארסן טריאוקסיד יש מסיסות גבוהה בחומצה הידרוכלורית (HCl) ולבסוף נותן ארסן טריכלוריד וחומצה מרוכזת.
• הוא מייצר פנטאוקסיד (As₂O₅) בנוכחות חומרים מחמצנים חזקים כגון מי חמצן, אוזון וחומצה חנקתית.
• הוא כמעט בלתי מסיס בממיסים אורגניים.
• הוא נראה כמו מוצק לבן במצבו הפיזי הרגיל.
• יש לו נקודת התכה של 312.2°C ונקודת רתיחה של 465°C.
• הצפיפות של חומר זה היא 4.15 גרם/ס"מ³.

שימוש בארסן טריאוקסיד ברפואה

כימיקל זה שייך לקבוצת התרופות האנטי-סרטניות ומשמש בטיפול בסרטן. רַעֲלָנוּתארסן ידוע. אבל ארסן טריאוקסיד היא תרופה כימותרפית ומשמשת לטיפול בסוגים מסוימים של סרטן במשך שנים. הפתרון המשמש לעיבוד זה נקרא הפתרון של פאולר. בשנת 1878 דיווח בית החולים בוסטון סיטי שפתרון זה יכול להיות יעיל בהפחתת ספירת תאי הדם הלבנים של אדם.

כתוצאה מכך As₂O₃ שימש בעיקר לטיפול בלוקמיה עד שהטיפול בהקרנות החליף אותה. אבל לאחר שנות ה-30, היא שבה בהדרגה את הפופולריות שלה בטיפול בלוקמיה, עד להופעת הכימותרפיה המודרנית. תחמוצת ארסן זו נחשבה לטיפול הטוב ביותר ללוקמיה מיאלוגנית כרונית. גם כיום, חומר זה משמש לטיפול בסוג מסוים של לוקמיה פרומיאלוציטית חריפה לאחר כימותרפיה של רטינואיד או אנתרצילין כושלת. הוא משמש גם לטיפול בלוקמיה מיאלואידית כרונית, מיאלומה נפוצה, לוקמיה מיאלואידית חריפה, לימפומה, סרטן מערכת הלימפה.

Using Trioxide

ארסן טריאוקסיד נמצא בשימוש נרחב בייצור זכוכית חסרת צבע. תרכובת זו שימושית גם בתחום האלקטרוניקה לייצור מוליכים למחצה וסגסוגות מסוימות. הוא משמש גם בצבעים. ארסן טריאוקסיד עשוי להיות טיפול יעיל לגידולי מוח.

בעבר, חומר זה שימש ברפואת שיניים, אך מכיוון שהוא תרכובת רעילה ביותר, השימוש בו על ידי מודרנייםנעצר על ידי רופאי שיניים. תחמוצת ארסן (נוסחה As₂O₃) משמשת גם כחומר משמר לעץ, אך חומרים כאלה אסורים במקומות רבים בעולם. בשילוב עם אצטט נחושת, ארסן טריאוקסיד מייצר פיגמנט ירוק תוסס.

חומר רעיל מאוד

לטריאוקסיד עצמו יש רמה גבוהה של רעילות. לכן, תמיד יש צורך לנקוט באמצעי הזהירות הדרושים לפני השימוש בו. זה יכול להיות מסוכן מאוד במקרים הבאים:

• אכילה. אם As₂O₃ נבלע בטעות, פנה לטיפול רפואי מיידי. לא מומלץ לנסות לגרום להקאה לפני פנייה לטיפול רפואי. הסר כל לבוש צמוד, הסר עניבה, פתח את הצווארון, החגורה וכו'.
• מגע עם העור. במקרה של מגע עם משטח כלשהו בגוף, יש לשטוף מיד את האזור הפגוע בהרבה מים. יש להסיר מיד בגדים והנעלה מזוהמים ולכבס לפני שימוש חוזר. במקרה של מגע רציני עם העור, עליך לפנות לטיפול רפואי מיידי. שטיפת האזור הנגוע עם סבון חיטוי ומריחת קרם אנטיבקטריאלי עשוי להיות מועיל.
• קשר עין. אם As₂O₃ בא במגע עם העיניים, הדבר הראשון שצריך לעשות הוא להסיר עדשות מגע ולשטוף את העיניים בהרבה מים למשך 15 דקות. מומלץ להשתמש במים קרים. במקביל לזה מישהו חייב להתקשראמבולנס.
• שאיפה. אנשים ששאפו את הגז הזה צריכים להיות מוצבים במקום אחר עם אוויר צח. כדאי גם לפנות לטיפול רפואי מיידי. אם הנשימה קשה, יש לתת חמצן מיד. אם הנפגע אינו מסוגל לנשום בכוחות עצמו, יש לתת הנשמה מלאכותית.
• תרכובת זו עלולה להיות רעילה לבני אדם. אם כמות מוגזמת של ארסן טריאוקסיד חודרת לגוף, זה יכול אפילו להוביל למוות. יש להשתמש תמיד במשקפי בטיחות ובכפפות בזמן עבודה עם As₂O₃. העבודה צריכה להיעשות תמיד באזור מאוורר היטב.

תופעות לוואי

תופעות הלוואי הנפוצות של חומר זה כוללות תסמינים כגון:

• תיאבון גרוע;
• קיאה;
• בחילה;
• כאבי בטן;
• constipation;
• כאב ראש;
• fatigue;
• סחרחורת;
• קדחת;
• בעיות נשימה;
• ספירת תאי דם לבנים גבוהה;
• רמת סוכר גבוהה בדם;
• פריחת עור.

תופעות לוואי פחות נפוצות כוללות:

• יבש פה;
• ריח רע מהפה;
• כאב בחזה;
• ספירת תאי דם לבנים נמוכה;
• כאבי שרירים ועצמות;
• נפיחות של הפנים והעיניים;
• שלשול;
• tremor;
• רמת סוכר נמוכה בדם;
• רמות חמצן נמוכות בדם.

נדירתופעות לוואי כמו₂O₃:

• דופק לא סדיר (זה יכול אפילו להוביל למוות);
• עלייה במשקל;
• עילפון;
• absent-mindedness;
• coma;
• בטן נפוחה;
• הכהה של העור.

תסמינים מסכני חיים של חשיפה לארסן טריאוקסיד הם עלייה במשקל, חום, קשיי נשימה, קוצר נשימה, כאבים בחזה, שיעול.

ארסן טריאוקסיד הוא חומר רעיל ביותר שיכול אפילו להוביל למוות. עם זאת, יש לזה שימוש בתחום הרפואי. יש לנקוט תמיד באמצעי זהירות.

תגובות כימיות

ארסן טריאוקסיד הוא תחמוצת גבוהה יותר של ארסן אמפוטרית, והתמיסות המימיות שלו חומציות מעט. לפיכך, הוא מתמוסס בקלות בתמיסות אלקליות לייצור ארסנטים. הוא פחות מסיס בחומצות מלבד חומצה הידרוכלורית.

רק עם חומרי חמצון חזקים כמו אוזון, מי חמצן וחומצה חנקתית, הוא יוצר ארסן-פנטה-אוקסיד עם חומציות +5 As₂O ₅ . מבחינת עמידות לחמצון, ארסן טריאוקסיד שונה מטריאוקסיד זרחן, שנשרף בקלות לפנטאוקסיד זרחן. הפחתה נותנת ארסן או ארסין אלמנטרי (AsH₃).

Arsenic pentoxide

הנוסחה הכימית של פנטאוקסיד היא As₂O₅. המסה המולרית שלו היא 229.8402 גרם/מול. זוהי אבקה היגרוסקופית לבנה בצפיפות של 4,32g/cm³. נקודת ההיתוך מגיעה ל-315 מעלות צלזיוס, שבה היא מתחילה להתפרק. לחומר מסיסות טובה במים ובאלכוהול. התכונות של תחמוצת הארסן הופכות אותו לרעיל מאוד ומסוכן לסביבה. זוהי תרכובת אנאורגנית שפחות נפוצה, רעילה מאוד, ולכן יש לה שימוש מסחרי מוגבל בלבד, בניגוד לתחמוצת ארסן גבוהה יותר (נוסחה As₂O_3).

ארסן ידוע בעיקר בתור רעל ומסרטן. הטריאוקסיד שלו היא אבקה מסיסת במים המייצרת תמיסה חסרת צבע, חסרת טעם וריח. זו הייתה שיטה פופולרית להרג בימי הביניים. השימוש בו נמשך גם היום, אך למטרות שלום ובכמויות קטנות.