ARSEN TRIOXID (AS2O3): STRUKTUR, EGENSKABER OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den arsentrioxid er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er som ₂ O ₃. Arsen i sin metalliske tilstand omdannes hurtigt til dette oxid, som er en meget giftig gift, der kan have akutte og kroniske manifestationer.

Eftersom arsen og oxygen er elementer af p blok, med en relativt lav elektronegativitet forskel, forventes det, at Som ₂ O ₃ er en kovalent forbindelse; det vil sige, at As-O-bindingerne dominerer i dets faste over de elektrostatiske interaktioner mellem As ³⁺ og O ^2- ioner.

Fast arsentrioxid. Kilde: Walkerma fra Wikimedia Commons.

Akut forgiftning med arsentrioxid forekommer ved indtagelse eller indånding, hvoraf de vigtigste manifestationer er: alvorlige mave-tarmforstyrrelser, kramper, kredsløbskollaps og lungeødem.

På trods af sin toksicitet er den imidlertid brugt industrielt; for eksempel i bevaring af træ, i produktion af pigmenter, halvledere osv. Tidligere blev det også brugt til behandling af mange sygdomme.

Arsentrioxid er en amfotere forbindelse, opløselig i fortyndede syrer og alkalier, uopløselig i organiske opløsningsmidler og relativt opløselig i vand. Det forekommer som et fast stof (øverste billede) med to krystallinske former: kubisk og monoklin.

Struktur af arsentrioxid

Claudetita

Ved stuetemperatur udkrystalliseres som ₂ O ₃ til to monokliniske polymorfer, begge findes i mineralet claudetit. I dem er der trigonale pyramidenheder AsO ₃, som er forbundet med deres oxygenatomer for at kompensere for den elektroniske mangel på enheden i sig selv.

I den ene polymorf er AsO _3- enheder forbundet, der danner rækker (claudetit I), og i den anden er de forbundet, som om de væver et netværk (claudetite II):

Struktur af polymorfen Claudetit I. Kilde: Ben Mills.

Struktur af polymorf claudetit II. Kilde: Ben Mills.

Flydende og luftformigt

Når alle de strukturer, der definerer monokliniske krystaller, opvarmes, er vibrationerne således, at adskillige As-O-bindinger brydes, og et mindre molekyle ender med at være rådende: Som ₄ O ₆. Dens struktur er vist på billedet herunder.

As4O6-molekyle. Kilde: Ben Mills

Det kunne siges at bestå af en dimer af As ₂ O ₃. Dens stabilitet er sådan, at det understøtter 800 ° C i gasfasen; men, over denne temperatur fragmenterer i As ₂ O ₃ molekyler.

Arsenolite

Da ₄ O _{6 i sig selv} kan interagere med hinanden for at krystallisere til et kubisk fast stof, hvis struktur findes i mineralet arsenolit.

As4O6-molekyler i det faste stof i arsenolit. Kilde: Ben Mills

Bemærk, at billedet viser strukturen fra et højere plan. Sammenlignet med claudetit er dets strukturelle forskel med arsenolit tydeligt. Her er de adskilte Som ₄ O ₆ molekyler, der holdes sammen af ​​Van der Waals kræfter.

Ejendomme

handelsnavne

-Arsenolite

-Arsodent

-Trisenox

-Claudetite

Molekylær vægt

197,84 g / mol.

Fysisk fremtoning

-Hvide kubiske krystaller (arsenolit).

-Farveløse monokliniske krystaller (Claudetit).

-Hvide eller gennemsigtige faste, glasagtige, amorfe klumper eller krystallinsk pulver.

Lugt

Toilet.

Smag

Smagløs.

Kogepunkt

460 ° C

Smeltepunkt

-313 ° C (Claudetit).

-274 ° C (Arsenolit).

tændingspunkt

485 ºC (sublimerer).

Vandopløselighed

17 g / l ved 18 ° C (20 g / l ved 25 ° C).

Opløselighed

Opløselig i syrer (især saltsyre) og alkalier. Praktisk uopløselig i chloroform og ether.

Massefylde

-3,85 g / cm ³ (kubiske krystaller);

-4,15 g / cm ³ (rombiske krystaller).

Damptryk

2,47 · 10 ^-4 mmHg ved 25 ° C

nedbrydning

Det er ikke brændbart, men ved opvarmning kan det skabe giftig røg, der kan indeholde arsin.

ætsende virkning

I nærvær af fugt kan det være ætsende for metaller.

Fordampningsvarme

77 kJ / mol.

Dissociation konstant (Ka)

1,1 · 10 ^-4 ved 25 ° C

Brydningsindeks

-1,755 (Arsenolit)

-1,92-2,01 (Claudetite).

Reaktivitet

-Arsentrioxid er en amfoter forbindelse, men den fungerer fortrinsvis som en syre.

-Det kan reagere med saltsyre eller saltsyre, danne arsenisk trichlorid eller arsenisk trifluorid.

-Det reagerer også med stærke oxidanter, såsom salpetersyre, der forårsager arsenic syre og salpetersyre.

-Arsentrioxid kan reagere med salpetersyre, hvilket producerer arsin eller elementet arsen, afhængigt af reaktionsbetingelserne.

Som ₂ O ₃ + 6 Zn + 12 HNO ₃ => 2 ASH ₃ + 6 Zn (NO ₃) ₂ + 3 H ₂ O.

Denne reaktion tjente som grundlag for oprettelsen af ​​Marsh Test, der blev brugt til påvisning af arsenforgiftning.

nomenklatur

Da ₂ O ₃ kan navngives i henhold til følgende nomenklaturer, vel vidende at arsen fungerer med valence +3:

-Arsenoxid (traditionel nomenklatur).

-Arsen (III) oxid (stamnomenklatur).

-Diarsenisk trioxid (systematisk nomenklatur).

Applikationer

Industriel

-Det bruges til fremstilling af glas, specifikt som blegemiddel. Det bruges også til fremstilling af keramik, elektroniske produkter og fyrværkeri.

-Det tilføjes som en mindre komponent til kobberbaserede legeringer for at øge korrosionsbestandigheden af ​​legeringsmetaller.

Som ₂ O ₃ er udgangsmaterialet til forberedelse af elementær arsen, til forbedring af elektriske forbindelser og til produktion af arsenid-halvledere

-Som ₂ O ₃, samt kobberarsenat, anvendes som træbeskyttelsesmiddel. Det blev brugt i kombination med kobberacetat til at fremstille det grønne Paris-pigment, der blev brugt til at fremstille malinger og gnavere.

Læger

-Arsenisk trioxid er en forbindelse, der har været brugt i århundreder til behandling af mange sygdomme. Det blev brugt som tonic i behandlingen af ​​ernæringsforstyrrelser, neuralgi, gigt, gigt, astma, chorea, malaria, syfilis og tuberkulose.

-Det er også blevet brugt til lokal behandling af hudsygdomme, der bruges til at ødelægge nogle overfladiske epiteliomer.

-Fowlers opløsning blev anvendt til behandling af hudsygdomme og leukæmi. Brug af dette lægemiddel ophører.

-I 1970'erne udviklede den kinesiske forsker Zhang Tingdong en undersøgelse af brugen af ​​arsenetrioxid til behandling af akut promyelocytisk leukæmi (APL). Hvilket førte til produktionen af ​​lægemidlet Trisenox, som blev godkendt af det amerikanske FDA.

-Trisenox er blevet brugt til APL-patienter, der ikke reagerer på "første linje" -behandling, bestående af al-trans retinsyre (ATRA). Det har vist sig, at arsentrioxid inducerer kræftceller til at gennemgå apoptose.

-Trisenox bruges som cytostatika i behandlingen af ​​den ildfaste promyelocytiske subtype (M ₃) af APL.

Referencer

1. Shen et al. (2001). Undersøgelser af den kliniske effekt og farmakokinetik af lavdosis arsenentrioxid til behandling af tilbagefaldende akut promyelocytisk leukæmi: en sammenligning med konventionel dosering. Leukæmi 15, 735–741.
2. Science Direct. (2014). Arsen Trioxide. Sevier. Gendannes fra: sciencedirect.com
3. Wikipedia. (2019). Arsenic trioxid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
4. Pubchem. (2019). Arsen (III) oxid. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Deborah M. Rusta og Steven L. Soignetb. (2001). Risiko / fordelingsprofil for arsen Trioxid. Onkologen vol. 6 Tillæg 2 29-32.
6. The New England Journal of Medicine. (11. juli 2013). Retinoinsyre og arsenetrioxid til akut promyelocytisk leukæmi. n engl j med 369; 2.