מידת החמצון של ארסן: תכונות כימיות ארסן

לפני ששוקלים את מידת החמצון של ארסן, כדי לזהות את מיקומו בטבלה המחזורית ותכונות מבניות. כמו כן, קוראים תכונות פיסיקליות וכימיות היסוד של היסוד הכימי.

מצב SS

תואר בסיסי של חמצון של ארסן, תכונות כימיות, יישומים - כל זה ניתן למצוא על ידי הסתכלות על המיקום של האלמנט במערכת המחזורית. ארסן נמצא בקבוצה החמישית, תת העיקרית היא משפחה נציג חנקן. יש לו משקל אטומי של 74.9216. תואר חמצון ארסן בסיסי מחוברים עם הקבוצה בה הוא מאוחסן MS. אלמנט 33 זה יש מספר סידורי. מספר רמות האנרגיה המתאימות למספר של התקופה שבה הפריט נמצא, זה ארבעה.

קח למשל את הסדר של אלקטרונים בכל מעטפת גרעין. ביום הראשונה רמת האנרגיה הוא רק שני אלקטרוני זיווג, חלקיקי פגז שניים לכבוש שמונה: 2s ו 6P. ברמה השלישית, ביניהם, והיא ממוקמת עשרה ד-אלקטרונים, כי הוא רק 18 חלקיקים. רמת אנרגיה החיצונית היא 2s-אלקטרון, ושלושה אלקטרון מזווג-p. זהו מספר אלקטרונים ערכיים קובע את הדרגה האפשרית של חמצון של ארסן.

דפי ההיסטוריה

זה ארסן מתייחס חמישה אלמנטים "אלכימי", הידועה מאז ימי הביניים. נקודה מעניינת היא העובדה כי ארבעה מהם נמצאים בקבוצה החמישית של SS. באותם ימים אף אחד לא יכול לקבוע את מידת החמצון של ארסן, אבל הקשר שימש בהצלחה לייצור תרופות, יצירת צבעים.

לאחר השינוי אוף דה סטון אייג הברונזה, אנשים למדו לייצר סגסוגת זו עם מאפיינים מיוחדים. מתברר כי היא כללה עד 7 אחוזים ארסן פח 3 אחוזים. מדענים מאמינים כי כאשר להתכה הראשונה של ברונזה במקום מלכיט, בעל צבע ירוק, בטעות לקח המינרלים הגופרתיים הירוקים ארסן-נחושת.

ההופעה המדהימה של סגסוגת וכתוצאה גרמה לו פופולרית בקרב המאסטרים העתיקים. הם מחפשים במיוחד במינרלים הטבע containing חומר אמר.

דרגות של תרכובות ארסן החמצון מהסוג החיובי, עקבי עם ולנסי הגבוהים שלה. כדי לזהות סולפידים המכילים ארסן, מינרלים מחוממים. הופעת ריח שום המבוקש היא אישור של הנוכחות במתחם ארסן. בהדרגה, מן להתכת ברונזה Arsenous סירב. בין הסיבות הפסקת הייצור של מה שהמדענים מכנים הרעלת קבע של מאסטרים בעבודה.

מינרלים טבעיים

בשנת בצורת חומר מינרלי תחת שיקול זה ידוע מימי קדם. לדוגמא, מספר החמצון של 3 במתחם תערוכות ארסן ידוע בסין העתיקה כמו "Stannaries אבק". אריסטו תיאר מינרלים sandarac המייצג גופרתי ארסן. תורגם מהשפה הלטינית שמה נשמע כמו "צבע זהב". אנחנו מיישמים את זה בימים ההם כמו צבע צהוב.

בשנות ה האלכימאים במאה האחת עשרה מזהה שלושה סוגים שונים של חומרים. מידת החמצון של ארסן התרכובות מיוצגות על ידי מינים אלה מתאימות למספר הקבוצה. תקראו לזה תחמוצת hexavalent לבן ארסן, גופרתי שנקרא צהוב ואדום - As4S4 (pararealgar).

זיהומי התגלמות לבנים הושגו על ידי סובלימציה בתהליך הירי של עפרות נחושת, שבו להרכב של ארסן כלול. כמו ההתעבות ממדינת הגזים מתרחש בתצהיר של תחמוצת ארסן כמו שלט לבן. יש לו מאז ימי קדם שימשו כאמצעי הדברה.

במאה השלוש עשרה, אלברט הגדול הושג חומר metalloobraznoe. הוא מחומם עם סבון וארסן צהוב. החומר שהושג על ידי האינטראקציה לא הודה "תקשורת מסתורית" שבעה כוכבי לכת עם מתכות. אולי זה נובע הסתירות שעלו מן האלכימאים העתיקים ארסן נחשב אלמנט "לא לגיטימי". זה היה בימים ההם נחשף היכולת להעניק נחושת לבנה, כך נודע כאמצעי "הלבנת ונוס."

כחומר פרט האלמנט הכימי זוהה רק באמצע המאה שבע עשר. רוקח הגרמני יוהן שרדר הצליח לבודד אותו, שיש חיזור תחמוצות פחמן. לאחר זמן מה, זה הצליח לבודד סבונים האשלג חימום מתכת ניקול Lemeri, תחמוצת ארסן. במאות ה -18, מתכת זו כבר ידועה בתור "חצי" יוצא דופן.

בבית המרקחת השבדית המאה ה -18 המאוחרות ק V. Sheele הושג חומצת ארסן, אשר מבטאת את התואר הגבוה ביותר של חמצון של ארסן 5. במאה התשע עשרה חומרים אורגניים המכילים ארסן מוגדרים.

להיות בטבע

תואר גבוה ונמוך של חמצון של ארסן להתרחש תרכובות הטבעיות שלה. בריכוז קרום אחוז של יסוד נתון אינו עולה 5 גרם לטון. במינרלים רבים, הוא מכיל יחד עם ניקל, קובלט, נחושת, ברזל.

נכון לעכשיו, ישנם כמאתיים מינרלים טבעיים שונים, הכוללים את היסוד הכימי נחשב על ידינו. בהתחשב בעובדה שהם להפגין את התואר הגבוה ביותר והנמוך ביותר של חמצון של ארסן, יש להם יישום שונה. לדוגמא, בשיתוף עם ארסן אנטימון מציג מצב חמצון שלילי. בהתחשב בעובדה מתכת זו היא נמוכה אלקטרושליליות, תואר התחתון של חמצון של ארסן הוא -3. נתון זה הוא אופייני arsenides, כמו גם עבור allemontita מינרלים.

רוב תרכובות ארסן ומתכות, בהתחשב הספציפי של הרכב, היא תרכובת intermetallic, מאופיין על ידי שינוי רכב היסוד הכימי.

מאפייני arsenide

עבור ארסני מאופיינת התוכן של מספר מתכות שיש מבנה דומה של סריגי גביש. מינרלים אלה מאופיינים ברק מתכתי, הן אטומות, יש קשיות נמוכה.

כדוגמות של ארסנים טבעיים יכול לשקול את התרכובות הבאות:

• לולינגיט דומה פיריט;
• ניקלין שנקרא פיריט ניקל אדום;
• langisit;
• אורגון;
• sperrylite.

כמובן, זו אינה רשימה ממצה של מינרלים כגון - כיום פולטים כעשרים וחמש של תרכובות אלה. בין הנפוצים ביותר בטבע, נוכל לפרט סולפיד arsenical שנקרא arsenopyrite. זהו מוצר המתקבל על ידי החלפת אטום גופרית ב ארסן פיריט. תרכובות של תכנית כזו, אשר אינה מופיעה בדרגה הגבוהה ביותר של חמצון של ארסן נקראת sulphosalts.

עמיתיהם מאמינים לזרוח קובלט גרסדורפיט, enargite ופרוסט. זה האחרון הוא עפרות כסף חשובות, הממוקמות השכבה העליונה של יקרות חיות. Sulfosalts המבנה עשוי לכלול אצילות מתכות מקבוצת הפלטינה. ביניהם העניין irarsite ו orsit. ההרכב שלהם הוא מתכות נדירות לשמש זרזים מעולים סינתזות אורגניות ואי-אורגניות.

במידה המירבית של חמצון של ארסן מוצגת סולפידים הטבעי שלה. לדוגמה, dimorph-צהוב כתום המייצגים גופרתי ארסן (5). בשנות השלושים של המאה הקודמת, פיקדונות הטבעי של orpiment, לרבות סולפיד חברותה, ארסן trivalent, בדרום רכס ורחויאנסק נמצאו. גודלו של גבישים זוהה היה כ 60 ס"מ אורך, ואת משקל מוערך בכ 30 ק"ג.

ארסנטים מאפיינים

תואר אפשרי של חמצון של מלחים ארסן יכול להיחשב למשל. לפיכך, תרכובות חומצת ארסן התייחסו תערוכת arsenate לשיעור המקסימאלי עבור המתכת: 5. כדוגמאות של תרכובות כאלה erythrite הנוכחי בעל צבע ורוד בהיר. המלח התייחס צבע קובלט, יש לו את CO3 הנוסחה (AsO4) 2 * ₂ 8H O. אפשר גם לציין גוון חום-אדום Gasparo כמו (Ce, La, ND) Aro _4.

במרכז שוודיה מצא קריירת ferromanganese langbanovskie, שבו נמצא ואופיין כחמישים ארסנטים שונים. תרכובות אלו נוצרות על ידי מגיבים חומצה arsenous עם הידרוקסיד מנגן, (2) בטמפרטורות נמוכות.

מה נראה arsenate מידת החמצון של ארסן? מאפייני מלחים אלה מאשרים את נוכחותו של גופרית בם. למרות חוסר יישומים תעשייתיים, המראה האסתטי שלהם הופך אותם מתאימים ליצירת אוספי מינרלוגיות.

סיפור מעניין יש kupfernikel התואמת את Nichelino מינרלים. כורים גרמנית Medieval ניקל נקראים ההר של הרוח הרעה, ו "נחושת מזויפת" שנקרא "kupfernikelem". מאסטרס נחשף גבישים נחושים-אדום דמיון של העפרות נחושת ומינרלים. משמש אותם בזכוכית לתת מוצר מתקבל ירוק. רק ב והמינרלוג אמצע המאה השמונה עשרה אקסל פרדריק Cronstedt הצליחו לבודד מן ניקל מינרליים.

מאפיינים בטבע

ארסן הוא מאוד אדיש, אז זה יכול להימצא במצב הטבעי. יש חלק מתכת כאלה מפי שני שישה-עשר האחוז של זיהומים, בעיקר הוא כסף, ברזל, קובלט, ניקל. במדינה שלנו התגלה על ידי ארסן ילידי גיאולוגים באזור אמאר, Transbaikalia.

ניתן למצוא אותו ב סלעים ומינרלים, וכן בצמחים, ולכן הוא בצדק המכונה לעתים קרובות מרכיב בכל מקום.

מהו המקסימום ואת מידת מינימום של חמצון של ארסן? הערך הגבוה ביותר מתאים למספר הקבוצה, שבה האלמנט הפעיל ממוקם, והיא 5. זהו מאפיין עבור מתחמים בהם הוא מפגין הפחתת נכסים. קרא עוד תרכובות של מתכת ייחודית זו תשקול בהמשך.

ארסן הגלובוס מופץ מאוד לא אחיד. הסיבה לכך היא היווצרות של ליתוספירה ובתהליכי וספיחה ו desorption המתרחשים משקעים קרקעות.

בשל המסיסות המעולה של המתכת במים שהיא מעבירה בקלות. לדוגמא, בתנאי מזג אוויר לח היא מתרחשת שטיפה מאדמה, ואחריו תנועה יחד עם תהום, בנהרות.

אפקט פיזיולוגי

הכמות המשמעותית של ארסן המצויים במים מינרליים. ישנן תקנות מסוימות על התוכן של המתכת. כאשר יעלו את הערכים המותרים יש איום רציני לפגיעה בגוף האדם. במהלך מחקר כימי, נמצא כי ב ארסן מים הטבעי רשאי להיות נוכח בצורות שונות. מה צריך להיות מידת החמצון של ארסן? המאפיינים של תרכובות שנמצאו במים כדי לאשר את קיומו של מתכת בצורת פתרון חומצה arsenous.

ארסן בצורה חיה מכיל כ 6 מ"ג לכל 1 ק"ג. חלק האצות יכול לצבור חומר המכונה במידה כזו שהוא יכול להיות מסוכן לגוף האדם. חלק מהמינים שנמצאו במדינות אסיה, מסוגל להתרבות בתמיסת חומצה טהורה. הם משמשים כאמצעי חולדות מלאות. ברקמת המוח האנושי, ואת כמות מספקת של המתכת בשרירים שלה. בנוסף, היא נוכחת הצלחות המסמרות הוא שהצטבר השיער.

מפרטים פיזיים

למרות העובדה כי ארסן דומה מתכת, יש בו גם סימנים מתכתיים. לדוגמא, הוא לא מסוגל להרכיב מלחים עם החומצה הגופרתית מתנהגת אלמנט acidifying. ארסן יכול להתקיים שינויים שונים allotropic נזכרו זרחן. היציב ביותר הוא ארסן אפור, אשר sublimes כשמחממים דומה יוד.

על ידי שינוי זה של מוליכות חשמלית נחות נחושת אך גבוהות יותר כספי. לאחר הקירור אדים ארסן יכול לקבל חומר צבע צהוב שקוף ורך בדומה זרחן צהוב. במהלך חימום, שהוא מומר שינוי allotropic שונה של היסוד הכימי.

כאשר שיקוע ארסן על הזכוכית ניתן לראות את המראה של הסרט מראה.

תרכובות ארסן

מידת החמצון של ארסן התחמוצת העליונה היא 5, העולה בקנה אחד עם הערכיות הגבוהה שלה. אבל סובלימציה של אדי מתכת באוויר לח נוצר ארסן סרט שחור אנהידריד שלה As2O _3. זה בצורה כזו בעצם ותחמוצת של האלמנט. תחמוצת זה מראה תכונות כימיות amphoteric.

בתהליך החמצון זה מומר תחמוצת גבוהה, אשר מראה את החשיבות של מדינת חמצון ארסן 5.

המתכת הטהורה הוא מתחמצן עם חומצה חנקתית מדוללת כדי ortomyshyakovistoy החומצה H ₃ אסו _3, שבה יש לו ערכיויות של 3. התכונות הכימיות שלהם זה נחשב חומצה בינונית חזקה באנלוגית חומצה בורית. מלחים לשקול arsenite מציג תכונות משקמות בהירות.

כלוריד המתכת יש את מצב החמצון 3, מתנהג כמו אלמנט מתכת טיפוסי. arsenides Saltlike, נוצר על ידי תגובה עם מתכות פעילות עובר הידרוליזה מימית. לדוגמא, arsine (אפר ₃₎ הוא גז חסר צבע רעיל, נטול ריח.

תרכובות אורגנו-

ארסן הוא מסוגל להרכיב תרכובות אורגנו-שונות. לדוגמה, ב תחמוצת distillative בסוף המאה ה -18 של ארסן (3) אצטט אשלגן, הושג רותח נוזל בעל ריח לא נעים. המוצר המתקבל נקרא alarsinom. מחקרים מאוחרים יותר גילו כי חלקו של ארסן קיים.

במאה התשע עשרה, arsines ארומטי מסונתזים. התגובה בוצעה תחת הפעולה של תערובת של Trichloride ארסן הליד aryl עם נתרן מתכתי. חלק מהמוצרים הללו הוכיחו תכונות מיקרוביאלית. נכון להיום, הסינתזה של עשרות אלפי חומרים אורגניים ארסן.

שימוש ארסן

יותר ממחצית המתכת המיוצרת משמשת בצורת תרכובות שונות. בצורתה הטהורה, הוא כמעט אף פעם לא השתמש. בכמויות קטנות הוא מוחדר סגסוגות נושאות. תוספים כאלה יש השפעה חיובית על הקשיות של המוצר המוגמר, ולכן הם נדרשים לייצור כבלים וסוללות חשמליים.

המינון המינימאלי של ארסן לתרום לשיפור עמידות בפני קורוזיה, לשפר את האינדיקטורים תרמי, פליז ונחושת. אם אלמנט זה אינו מכיל זיהומים נוספים, ובמקרה זה הוא טען בייצור של התקני מוליכים למחצה. כדי ליצור אותם, ארסן, בשילוב גרמניום או סיליקון.

בנוסף, הוא מהווה dopant מעולה ליצירת פלדה. כחשובה צרכימי ארסן טיפי מתכות אל ברזליות. אפילו עם התכולה הנמוכה שלה סגסוגת יכולה לשפר באופן משמעותי את כוחו של מוצרים המיוצרים. ארסן מגביר את הנזילות במהלך הליהוק של נחושת, מה שהופך אותו קל יותר להשיג חוט.

יש גם השפעה שלילית מסוימת של ייצור מתכת המעבר הזה. הנוכחות שלה בתהליך העפרות הופכת תעשייה מסוכנת.

בין תרכובות ארסן שונות של עניין הוא תחמוצת trivalent שלה. כיום הוא נמצא בשימוש בתעשיית הזכוכית. מלחים עם ביקוש אינדיקציה 5 כחומרים אנטיספטיים. אלמנט מעבר זה הוא אחד הפופולריים ביותר בתעשייה הכימית המודרנית בגלל מאפיינים כפולים תערוכות תלויות בזרימת התהליך של המדיום.