ARSĒNA SKĀBE (H3ASO4): ĪPAŠĪBAS, RISKI UN LIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Arsēna acid , ūdeņradis arsenāta vai ortoarsénico skābe, ir ķīmiskais savienojums, kura formula ir H3AsO4. Arsēna skābe satur vienu oksogrupu un trīs hidroksilgrupas, kas piestiprinātas pie centrālā arsēna atoma. Tās struktūra ir parādīta 1. attēlā (CHEBI: 18231 - arsēnskābe, SF).

Tās struktūra ir analoga fosforskābei (Karaliskā ķīmijas biedrība, 2015), un to var pārrakstīt kā AsO (OH) 3. Šo savienojumu sagatavo, apstrādājot arsēna trioksīdu ar slāpekļa oksīdu pēc reakcijas: As2O3 + 2HNO3 + 2H2O → 2H3AsO4 + N2O3.

1. attēls: arsēnskābes struktūra.

Iegūto šķīdumu atdzesē, iegūstot bezkrāsainus H3AsO4 · ½H2O hemihidrāta kristālus, lai gan H3AsO4 · 2H2O dihidrāts rodas, kad kristalizācija notiek zemākā temperatūrā (Budavari, 1996).

Arsēna skābe ir ārkārtīgi toksisks savienojums. Daudzās drošības datu lapās ieteicams izvairīties no saskares, ja iespējams.

Arsēna skābes fizikālās un ķīmiskās īpašības

Arsēnskābe ir balta higroskopiska cieta viela. Tās izskats ir parādīts 2. attēlā.

2. attēls: arsēnskābes izskats.

Ūdens šķīdumā tas ir viskozs un caurspīdīgs higroskopisks šķidrums (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs., 2017). Tās molekulmasa ir 141,94 g / mol un blīvums ir 2,5 g / ml. Tā kušanas temperatūra ir 35,5 ° C, un viršanas temperatūra ir 120 ° C, ja tā sadalās.

Arsēnskābe ļoti labi šķīst ūdenī, spējot izšķīdināt 16,7 g uz 100 ml, tā šķīst arī spirtā. Savienojuma pKa ir 2,19 pirmajai deprotonācijai un 6,94 un 11,5 otrajai un trešajai deprotonācijai (Royal Society of Chemistry, 2015).

Arsēnskābe ir oksidētājs. Tas var korozēt tēraudu un reaģē ar cinkotiem metāliem un misiņu.

Arsēna skābes šķīdumi var radīt ļoti toksisku gāzveida arsīnu (AsH3), nonākot saskarē ar aktīviem metāliem, piemēram, cinku un alumīniju. Uzkarsēts līdz sadalīšanās, tas rada toksiskus metāliska arsēna tvaikus.

Šķīdums ir nedaudz skābs un vāji oksidējošs. Tas reaģē ar sārmiem, lai radītu nelielu siltumu un izgulsnētu arsenātus (ARSENIC ACID, LIQUID, 2016).

Reaģētspēja un bīstamība

Arsēna skābe ir stabils, nedegošs savienojums, kas var būt kodīgs metāliem. Savienojums ir ļoti toksisks un apstiprināts kancerogēns cilvēkam.

Ieelpošana, norīšana vai saskare ar ādu ar materiālu var izraisīt nopietnus ievainojumus vai nāvi. Saskare ar izkausēto vielu var izraisīt smagus ādas un acu apdegumus.

Izvairieties no saskares ar ādu. Saskares vai ieelpošanas sekas var būt novēlotas. Uguns var radīt kairinošas, kodīgas un / vai toksiskas gāzes. Ugunsdrošības vai atšķaidīšanas produktu notekūdeņi var būt kodīgi un / vai toksiski un izraisīt piesārņojumu.

Saindēšanās ar arsēnskābi simptomi ir klepus un elpas trūkums, ieelpojot. Var būt arī apsārtums uz ādas, sāpes un dedzinoša sajūta, ja tā nonāk saskarē ar to. Visbeidzot, norīšanas gadījumā simptomi ir apsārtums un sāpes acīs, iekaisis kakls, slikta dūša, vemšana, caureja un krampji.

Ja nokļūst acīs

Tos vajadzētu mazgāt ar lielu daudzumu ūdens vismaz 15 minūtes, sporādiski paceļot augšējo un apakšējo plakstiņu, līdz nav pierādījumu par ķīmiskajām atliekām.

Ja nokļūst uz ādas

Nekavējoties nomazgājiet ar lielu daudzumu ziepēm un ūdeni vismaz 15 minūtes, noņemot piesārņoto apģērbu un apavus. Apdegumus pārklājiet ar sausu, sterilu pārsēju (droši, necaurlaidīgi).

Norīšanas gadījumā

Izskalojiet muti un apzinātu upuri nodrošiniet ar lielu daudzumu ūdens, lai atšķaidītu skābi. Šajā gadījumā jālieto kuņģa skalošana un nevajadzētu izraisīt vemšanu.

Ieelpošanas gadījumā

Ja nepieciešams, jāveic mākslīgā elpošana. Mutes mutē metodi nevajadzētu izmantot, ja cietušais ir norijis vai ieelpojis vielu.

Mākslīgā elpošana jāveic ar kabatas masku, kas aprīkota ar vienvirziena vārstu vai citu piemērotu elpceļu medicīnisko ierīci. Upuris jāpārvieto vēsā vietā un jāuztur silts un miera stāvoklī.

Visos gadījumos jāmeklē tūlītēja medicīniskā palīdzība (Nacionālais darba drošības un veselības institūts, 2015).

Arsēnskābe ir kaitīga videi. Viela ir ļoti toksiska ūdens organismiem. Jāveic pasākumi, lai ierobežotu šī ķīmiskā savienojuma izdalīšanos.

Lietojumprogrammas

Arsēna skābei, ņemot vērā tās augsto toksicitāti, ir ierobežota izmantošana. Tomēr šo savienojumu izmantoja kā pesticīdu un augsnes sterilizētāju, lai arī šobrīd tas ir novecojis (Hertfordšīras universitāte, 2016).

Kopš 1995. gada to izmanto arī kokapstrādē un kā desikantu kokvilnas ražošanā. Augu izsmidzināšana liek lapām ātri nožūt, nenokrītot. Augam jābūt pietiekami sausam, lai kokvilnas pistoles varētu viegli iznākt.

Stikla ražošanā tiek izmantota arsēnskābe. Lai arī dokumentos šī viela tiek uzskatīta par starpproduktu, šī arsēna skābes lietošana vairāk šķiet kā “pārstrādes līdzeklis”, līdzīgi kā diarsēna trioksīda (As2O3) izmantošana kā apdares līdzeklis.

Šis savienojums ar redoksreakcijas palīdzību sašķeļ skābekļa saites starp citiem elementiem un rada gāzveida skābekli, kas palīdz novērst burbuļus stiklā (European Glass Industries, 2012, pozīcija).

Arsanilskābe vai 4-aminofenilarsonskābe ir ortoarsēnskābes atvasinājums. To lieto kā arseniskas antibakteriālas veterinārās zāles, ko izmanto cūku dizentērijas (ARSENIC ACID, SF) profilaksē un ārstēšanā.

Arsenāts ir arsēnskābes sāls vai esteris, kam ir AsO43- negatīvs jons. Arsenāts daudzējādā ziņā atgādina fosfātu, jo arsēns un fosfors atrodas tajā pašā periodiskās tabulas grupā (kolonnā).

Arsenāts var aizstāt neorganisko fosfātu glikolīzes stadijā, kas rada 1,3-bisfosfoglicerātu, tā vietā iegūstot 1-arsēnu-3-fosfoglicerātu. Šī molekula ir nestabila un ātri hidrolizējas, veidojot nākamo starpposma ceļu - 3-fosfoglicerātu.

Tādējādi glikolīze turpinās, bet tiek zaudēta ATP molekula, kas varētu veidoties no 1,3-bisfosfoglicerāta. Arsenāts ir glikolīzes atdalītājs, kas izskaidro tā toksicitāti.

Dažas baktēriju sugas iegūst enerģiju, oksidējot dažādas degvielas, vienlaikus samazinot arsenātu, veidojot arsenītus. Iesaistītie fermenti ir zināmi kā arsenāta reduktāzes.

2008. gadā tika atklātas baktērijas, kas izmanto fotosintēzes versiju ar arsenītiem kā elektronu donorus, veidojot arsenātus (tāpat kā parastā fotosintēze izmanto ūdeni kā elektronu donoru, iegūstot molekulāro skābekli).

Pētnieki pieļāva, ka vēsturiski šie fotosintētiskie organismi ražoja arsenātu, kas ļāva arsenātu reducējošām baktērijām zelt (Human Metabolome Database, 2017).

Atsauces

1. ARĒNSKĀBE. (SF). Atgūts no chemicalland21.com.
2. ARĒNESKĀBE, ŠĶIDRUMS. (2016). Atgūts no cameohemicals.noaa.gov.
3. Budavari, S. (. (1996). Merck Index - Ķīmisko, narkotisko un bioloģisko līdzekļu enciklopēdija. Whitehouse Station, NJ: Merck and Co.
4. CHEBI: 18231 - arsēnskābe. (SF). Atgūts no ebi.ac.uk.
5. Cilvēka datu bāze. (2017. gads, 2. marts). Rāda Arsenāta metabokardu. Atgūts no vietnes hmdb.ca.
6. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. . (2017. gads, 4. marts). PubChem salikto datu bāze; CID = 234,. Izgūts no PubChem.
7. Nacionālais darba drošības un veselības institūts. (2015. gads, 22. jūlijs). ARĒNSKĀBE. Atgūts no cdc.gov.
8. Eiropas stikla rūpniecības nostājas dokuments. (2012, 18. septembris). Atgūts no glassallianceeurope.
9. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Arsēnskābe. Atgūts no chemspider.
10. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Fosforskābe. Atgūts no chemspider.
11. Hertfordšīras universitāte. (2016, 13. janvāris). arsēnskābe. Atgūts no PPDB.