חומצה ארסן: תכונות כימיות, נוסחה. חומרים מסוכנים ביותר

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 17:47

ההשפעה של כימיקלים שונים על גוף האדם היא מעורפלת. רוב התרכובות המוכרות הן ניטרליות או ממלאות תפקיד חיובי בחיי האדם. אבל יש קבוצה של חומרים המהווים איום רציני על הבריאות. הם מחולקים למספר כיתות. חומצת הארסן הנדונה במאמר זה היא תרכובת כימית רעילה כזו. על פי הסיווג המקובל כיום, הוא נכלל במעמד השני של סכנה מוגברת, יחד עם תרכובות כלורופורם, עופרת וליתיום. בואו נלמד את התכונות של חומצת ארסן ביתר פירוט.

מבנה המולקולה ומצב הצבירה של החומר

לתרכובת זו יש מבנה גבישי בתנאים רגילים. בהיותה טרי-בסיסית, חומצה ארסן, שהנוסחה שלה היא H₃AsO₄, מכילה מלחים בינוניים וחומציים כאחד. לדוגמה, אשלגן מימן ארסנט - K₂HAsO₄, סודיום דיהידרוארסנט - NaH₂AsO4_{, ליתיום ארסנט - Li}3_AsO4_{. על ידי סידוד חומצה ארסן, מתקבל ארסן hemipentoxide, הנקרא ארסןאנהידריד. הגבישים הלבנים השקופים שלו יוצרים מסה זכוכיתית, מסיסים בצורה גרועה במים.}

דיסוציאציה

H3AsO₄, יחד עם חומצה פורמית ועופרת הידרוקסיד, הוא אלקטרוליט חלש בינוני. אז בטבלת היינון של החומצות החשובות ביותר, לחומצה אורתוארסן יש שלושה קבועי דיסוציאציה: 5.6 x 10^-3, 1.5 x 10^-7 ו-3, 89 x 10^-12. אינדיקטורים אלה מאפיינים באופן כמותי את חוזק החומצה. בהתאם לקבועי הדיסוציאציה, בסדרת החומצות האנאורגניות, H₃AsO_{4 תופסת מיקום בין חומצות כרומיות ואנטימוניות. הכימאים הניסויים הרוסים A. L. ו-I. L. Agafonovs ניסחו ביטוי מתמטי שבו הם גזרו את התלות של קבועי הדיסוציאציה הראשון והשני של חומצת ארסן בטמפרטורה בטווח שבין 0°С ל- 50°С.}

תכונות של תכונות כימיות

דרגת החמצון של אטום הארסן, שהוא חלק ממולקולת החומצה, היא +5. זה מדבר על העובדה שהתרכובת עצמה, בתגובות כימיות עם חומרים אחרים, מציגה תכונות חמצון. לכן, כאשר הוא יוצר אינטראקציה עם יודיד אשלגן, הפועל כחומר מפחית, בתווך חומצי, בין תוצרי התגובה, נמצא חומצת ארסן H₃AsO₃ . נזכיר כי חומצת ארסן, שהנוסחה שלה H₃AsO_4, היא טרי-בסיסית, כלומר בתגובות עם אלקליות או בסיסים בלתי מסיסים היא יכולה לתת שלושה סוגים של מלחים: מדיום, הידרו- ודיהידרוארסנטים. תגובה איכותית ליוןAsO₄^3- בכימיה אנליטית היא האינטראקציה של חומצת ארסן עצמה או המלחים שלה עם מלחי כסף מסיסים, למשל, עם חנקה. כתוצאה מכך, אנו רואים את המשקעים של Ag₃AsO_{4 צבע קפה.}

שיטה יודומטרית לקביעת חומצת ארסן

בכימיה אנליטית, משימה חשובה היא איתור תרכובות כימיות בפתרונות הנלמדים. חומצה ארסן, שעל תכונותיה הכימיות שקלנו קודם לכן, ניתן לזהות באמצעות שיטת המיקרו של יודומטריה. ל-1 מ"ל מהתמיסה שלו יוצקים את אותו נפח של 4N. תמיסת חומצה הידרוכלורית ו-1 מ"ל של תמיסת יודיד אשלגן 4%. נוצר Arsenic sesquioxide As₂O_3.

כוח החמצון של חומצת ארסן

כפי שאתם יודעים, H₃AsO_4, , כמו חומצה זרחתית, הוא אלקטרוליט בעל חוזק בינוני. הגבישים הלבנים השקופים שלו מטשטשים באוויר והרכבם 2H₃AsO₄ х H_{2O. המלחים שלו הנוצרים על ידי מתכות אלקליות (הן בינוניות והן חומציות) בתמיסות מימיות הם בעלי pH גבוה מ-7. ארסנטים של ליתיום, אשלגן, נתרן ואמוניום מסיסים מאוד במים, בעוד המלחים הבינוניים הנותרים אינם מתמוססים בו. חומצה ארסן היא חומר מחמצן טוב. בתגובות חיזור, הוא מופחת לחומצה ארסנוס או ארסין.}

H₃AsO₄ + 2e + 2H⁺=H₃AsO₃ + H_2O

H₃AsO₄ + 8e + 8H⁺=AsH ₃ + 4H_2O

בנוסף, חומצת ארסן מחמצנת בקלות מתכות שונות, חומצות סולפיט ויוד, כמו גם מימן גופרתי.

ייצור חומצת ארסן

בתנאי מעבדה, ניתן להשיג H₃AsO₄ על ידי תגובה של ארסן ססקוויאוקסיד עם חומצה חנקתית על ידי חימום. המוצרים מכילים תחמוצת חנקן תלת ערכית ו-H₃AsO_{4. דרך נוספת להשיג היא פירוק תחמוצת ארסן במים. לעתים קרובות, כדי להשיג אותו, נעשה שימוש בחמצון והידרוליזה בו-זמנית של טריאלקיל ארסניטים עם תמיסה של מי חמצן מחוממת ל-50 מעלות צלזיוס. במקביל, מים ואלכוהול מוסרים מתערובת התגובה. ואז התמיסה מתאדה ומתקבלת חומצת ארסן בטוהר גבוה. בטבע, חומרי הגלם להשגת חומצת ארסן הם מינרלים: ארסנוליט וארסנופיריט, אשר המרבצים שלהם עשירים באזורי צ'ליאבינסק וצ'יטה בפדרציה הרוסית.}

Using H3AsO4

בהתחשב בעובדה שחומצה אורתוארסנית היא אחד הרעלים החזקים ביותר. השימוש בו בתעשייה ובחיי היומיום מוגבל. מלחים נפוצים יותר הם ארסנטים, שהרעילות שלהם קטנה בהרבה מזו של H₃AsO_{4 עצמו.} לכן, בתעשיית העץ, יחד עם אבץ סולפט ומלח פנטכלורופנול נתרן, חומצת ארסן משמשת לעיבוד עץ. שיטה זו ממזערת הפסדים מהשמדת תאית על ידי פטרייהזיהומים וזחלים של חיפושיות נגר. ברפואה, H₃AsO_{4משמש כחלק מהתרופה "אטוקסיל" לטיפול בזיהומים פרוטוזואלים כגון ג'יארדאזיס, בלנטידיאזיס, איזוספוריאסיס.}

יש לציין שההדבקה של האוכלוסייה בזיהומים אלו גדלה לאחרונה באופן דרמטי. ישנן מספר סיבות – למשל, הדבקה דרך מזון המכיל נבגים פרוטוזואים, דרך עקיצות חרקים או מגע מיני. חומצה ארסן משמשת כחומר מוצא בייצור משקפיים אופטיות, וכן בהנדסת חשמל. נגזרת H₃AsO_{4- מלח הנתרן שלו נמצא בשימוש מוצלח בדרמטולוגיה ובפיתסיולוגיה. תרכובות ארסן משמשות ברפואת שיניים (משחת ארסן) כתרופה המשמשת להפחתת רגישות הכאב של עצב מודלק כאשר הוא מוסר מתעלת השיניים.}

השפעת החומצה על גוף האדם

כפי שהוזכר קודם לכן, H₃AsO_{4 נכלל בקבוצה השנייה של סכנה מוגברת - חומרים מסוכנים ביותר. המינון הקטלני נחשב גם לחומצה עצמה וגם למלחיה הנעים בין 15 ל-150 מ"ג לק"ג משקל גוף האדם. יחד עם השפעת ההרעלה הכללית, חומצת ארסן גורמת לנמק של העור והריריות של האיברים הפנימיים: ריאות, קיבה, מעיים.}

במעבדה, בעת ביצוע ניסויים עם ארסנטים ו-H₃AsO_{4הקפידו להשתמש בכפפות מגן, וכןניסויים מבוצעים מתחת למכסה מנוע. במקרה של שיכרון ברמת התא, המערכת האנזימטית שלו מופרעת, שכן אנזימים מושבתים. בגוף האדם, הרעלה עם ארסנטים מובילה לפארזיס ואפילו לשיתוק. באונקולוגיה, במהלך כימותרפיה, נרשמים מקרים של הרעלת miarsenol ו-novarsenol אם לא עוקבים אחר משטר המינון. עזרה ראשונה להרעלה עם מלחי חומצה ארסן מורכבת משטיפת קיבה מיידית (לדוגמה, עם תמיסה של תכשירי יוניטיול או סיליקון דו-חמצני).}

כדי למנוע אי ספיקת כליות חריפה, נקבעת המודיאליזה. כתרופה, בנוסף לתמיסת יוניתיול 5%, ניתן להשתמש בתרופת הנגד של Strizhevsky. לפני הגעת אמבולנס חירום לבית, ניתן להשתמש בתמיסה של חומצת לימון כדי להפחית את רמת השיכרון, ולאחר מכן לגרום להקאות ולשטיפת קיבה. כל האמצעים הטיפוליים חייבים להתבצע תוך הקפדה על מנוחה במיטה תחת פיקוחו של רופא.