ARSĒNA TRIOKSĪDS (AS2O3): STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Arsēna trioksīds ir neorganisks savienojums, kura ķīmiskā formula ir kā ₂ O ₃ . Arsēns tā metāliskajā stāvoklī ātri tiek pārveidots par šo oksīdu, kas ir ļoti toksisks inde, kam var būt akūtas un hroniskas izpausmes.

Tā kā arsēns un skābeklis ir p bloka elementi ar salīdzinoši nelielu elektronegativitātes starpību, tiek paredzēts, ka As ₂ O ₃ ir kovalents savienojums; tas ir, ka As-O saites dominē tās cietā stāvoklī virs elektrostatiskās mijiedarbības starp As ³⁺ un O ² joniem .

Cietais arsēna trioksīds. Avots: Walkerma no Wikimedia Commons.

Akūta intoksikācija ar arsēna trioksīdu notiek norijot vai ieelpojot, vissvarīgākās izpausmes ir šādas: smagi kuņģa un zarnu trakta traucējumi, krampji, asinsrites sabrukums un plaušu tūska.

Tomēr, neskatoties uz toksicitāti, tas ir ticis izmantots rūpnieciski; piemēram, koksnes saglabāšanā, pigmentu, pusvadītāju uc ražošanā Arī agrāk to izmantoja daudzu slimību ārstēšanā.

Arsēna trioksīds ir amfātisks savienojums, šķīst atšķaidītās skābēs un sārmos, nešķīst organiskajos šķīdinātājos un relatīvi šķīst ūdenī. Tas notiek kā ciets (augšējais attēls) ar divām kristāliskām formām: kubisko un monoklinisko.

Arsēna trioksīda struktūra

Klaudeita

Istabas temperatūrā As ₂ O ₃ izkristalizējas divos monokliniskos polimorfos, kas abi atrodami minerālajā claudetītā. Tajās atrodas trigonālās piramīdas AsO ₃ , kuras savieno ar to skābekļa atomiem, lai pats kompensētu vienības elektroniskos trūkumus.

Vienā polimorfā AsO ₃ vienības ir savienotas, veidojot rindas (claudetite I), bet otrā tās ir savienotas tā, it kā tās austu tīklu (claudetite II):

Polimorfā Claudetite struktūra. Avots: Ben Mills.

Polimorfā claudetīta uzbūve II. Avots: Ben Mills.

Šķidrs un gāzveida

Kad visas tās struktūras, kas nosaka monokliniskos kristālus, tiek uzkarsētas, vibrācijas ir tādas, ka vairākas As-O saites tiek sabojātas, un galu galā dominē mazāka molekula: Tā kā ₄ O ₆ . Tās struktūra ir parādīta attēlā zemāk.

As4O6 molekula. Avots: Ben Mills

Varētu teikt, ka tas sastāv no As ₂ O ₃ dimēra . Tā stabilitāte ir tāda, ka tā atbalsta 800 ° C gāzes fāzē; bet virs šīs temperatūras tas sadalās As ₂ O ₃ molekulās .

Arsenolīts

Tā kā _{pats 4} O ₆ var mijiedarboties savā starpā, lai kristalizētos kubiskā cietā stāvoklī, kura struktūra ir atrodama minerālu arsenolītā.

As4O6 molekulas arsenolīta cietā stāvoklī. Avots: Ben Mills

Ņemiet vērā, ka attēls parāda struktūru no augstākas plaknes. Salīdzinot ar claudetītu, tā strukturālā atšķirība ar arsenolītu ir acīmredzama. Šeit tās ir diskrētas As ₄ O ₆ molekulas , kuras kopā tur Van der Waals spēki.

Īpašības

Tirdzniecības nosaukumi

-Arsenolīts

-Arsodent

-Trisenokss

-Klaudeīts

Molekulārais svars

197,84 g / mol.

Ārējais izskats

-Balti kubiskie kristāli (arsenolīts).

-Krāsas bezkrāsas monoklīnijas kristāli (Claudetite).

-Balts vai caurspīdīgs ciets, stiklveida, amorfs gabaliņš vai kristālisks pulveris.

Smarža

Tualete.

Garša

Bez garšas.

Vārīšanās punkts

460 ° C.

Kušanas punkts

-313 ° C (Claudetite).

-274 ° C (arsenolīts).

aizdegšanās punkts

485ºC (sublimējas).

Šķīdība ūdenī

17 g / L pie 18 ° C (20 g / L pie 25 ° C).

Šķīdība

Šķīst skābēs (īpaši sālsskābē) un sārmos. Praktiski nešķīst hloroformā un ēterī.

Blīvums

-3,85 g / cm ³ (kubveida kristāli);

-4,15 g / cm ³ (rombveida kristāli).

Tvaika spiediens

2,47 · ^10–4 mmHg 25 ° C temperatūrā.

Sadalīšanās

Tas nav degošs, bet karsējot tas var radīt toksiskus dūmus, kas var ietvert arsīnu.

Kodīgums

Mitruma klātbūtnē tas var būt kodīgs metāliem.

Iztvaikošanas siltums

77 kJ / mol.

Disociācijas konstante (Ka)

1,1 · 10 ^-4 25 ° C temperatūrā.

Refrakcijas indekss

-1,755 (arsenolīts)

-1.92-2.01 (Claudetite).

Reaģētspēja

-Arsēna trioksīds ir amfotērisks savienojums, bet vislabāk tas darbojas kā skābe.

-Tas var reaģēt ar sālsskābi vai fluorūdeņražskābi, veidojot arsēna trihlorīdu vai arsēna trifluorīdu.

-Tā arī reaģē ar spēcīgiem oksidētājiem, piemēram, slāpekļskābi, izraisot arsēna skābi un slāpekļa oksīdu.

-Arsēna trioksīds var reaģēt ar slāpekļskābi, iegūstot arsīnu vai arsēna elementu, atkarībā no reakcijas apstākļiem.

As ₂ O ₃ + 6 Zn + 12 HNO ₃ => 2 AsH ₃ + 6 Zn (NO ₃ ) ₂ + 3 H ₂ O.

Šī reakcija kalpoja par pamatu Marsa testa izveidošanai, ko izmantoja saindēšanās ar arsēnu noteikšanai.

Nomenklatūra

Tā kā ₂ O ₃ var nosaukt pēc šādām nomenklatūrām, zinot, ka arsēns darbojas ar valenci +3:

-Arsēns oksīds (tradicionālā nomenklatūra).

-Arēna (III) oksīds (krājumu nomenklatūra).

-Diarēna trioksīds (sistemātiska nomenklatūra).

Lietojumprogrammas

Rūpnieciskā

-To izmanto stikla ražošanā, īpaši kā balinātāju. To izmanto arī keramikas, elektronisko izstrādājumu un uguņošanas ierīču ražošanā.

- Tas tiek pievienots kā mazsvarīgs sakausējumiem uz vara bāzes, lai palielinātu leģēto metālu izturību pret koroziju.

-Kā ₂ O ₃ ir izejmateriāls elementārā arsēna sagatavošanai, elektrisko savienojumu uzlabošanai un arsenīda pusvadītāju ražošanai

-Kā koksnes aizsardzības līdzekļi tiek izmantoti ₂ O ₃ , kā arī vara arsenāts. To izmantoja kombinācijā ar vara acetātu, lai iegūtu Parīzes zaļo pigmentu, to izmantoja krāsu un rodenticīdu pagatavošanai.

Ārsti

-Arsēna trioksīds ir savienojums, ko gadsimtiem ilgi izmanto daudzu slimību ārstēšanā. To lietoja kā toniku uztura traucējumu, neiralģijas, reimatisma, artrīta, astmas, horejas, malārijas, sifilisa un tuberkulozes ārstēšanā.

-Tā ir izmantota arī vietējā ādas slimību ārstēšanā, tiek izmantota, lai iznīcinātu dažas virspusējas epiteliomas.

-Fowler šķīdums tika izmantots ādas slimību un leikēmijas ārstēšanā. Šo zāļu lietošana tiek pārtraukta.

- 1970. gados ķīniešu pētnieks Džans Tingdongs izstrādāja pētījumu par arsēna trioksīda izmantošanu akūtas promielocītiskās leikēmijas (APL) ārstēšanā. Kas noveda pie zāļu Trisenox ražošanas, kuru apstiprināja ASV FDA.

-Trisenoksu lietoja APL pacientiem, kuri nereaģē uz "pirmās līnijas" ārstēšanu, kas sastāv no trans-retinoskābes (ATRA). Ir pierādīts, ka arsēna trioksīds izraisa vēža šūnas apoptozei.

-Trisenoksu lieto kā citostatiku APL ugunsizturīgā promielocītiskā apakštipa (M ₃ ) ārstēšanā .

Atsauces

1. Šena et al. (2001). Pētījumi par mazas devas arsēna trioksīda klīnisko efektivitāti un farmakokinētiku recidīvas akūtas promielocītiskās leikēmijas ārstēšanā: salīdzinājums ar parasto devu. Leikēmija 15, 735–741.
2. Science Direct. (2014). Arsēna trioksīds. Sevjērs. Atgūts no: sciencedirect.com
3. Wikipedia. (2019. gads). Arsēna trioksīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2019. gads). Arsēna (III) oksīds. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Debora M. Rusta un Stīvens L. Soignetbs. (2001). Arsēna trioksīda riska / ieguvuma profils. The Onkologs vol. 6 2. papildinājums 29. – 32.
6. The New England Journal of Medicine. (2013. gada 11. jūlijs). Retinoīnskābe un arsēna trioksīds akūtas promyelocytic leikēmijas ārstēšanai. n engl j med 369; 2.