ARSEN (H3ASO4): EIGENSCHAFTEN, RISIKEN UND VERWENDUNGEN - CHEMIE - 2025

Die Arsen-Säure , Wasserstoff-Arsenat oder Ortoarsénico-Säure ist eine chemische Verbindung, deren Formel H3AsO4 ist. Eine Arsenoxacid umfasst eine Oxogruppe und drei Hydroxylgruppen, die an ein zentrales Arsenatom gebunden sind. Seine Struktur ist in Abbildung 1 dargestellt (CHEBI: 18231 - Arsen, SF).

Seine Struktur ist analog zu Phosphorsäure (Royal Society of Chemistry, 2015) und kann als AsO (OH) 3 umgeschrieben werden. Diese Verbindung wird hergestellt, indem Arsentrioxid mit Stickoxid gemäß der Reaktion behandelt wird: As 2 O 3 + 2HNO 3 + 2H 2 O → 2H 3 AsO 4 + N 2 O 3.

Abbildung 1: Struktur von Arsen.

Die resultierende Lösung wird abgekühlt, um farblose Kristalle des H3AsO4 · ½H2O-Hemihydrats zu ergeben, obwohl das H3AsO4 · 2H2O-Dihydrat auftritt, wenn die Kristallisation bei niedrigeren Temperaturen stattfindet (Budavari, 1996).

Arsen ist eine extrem giftige Verbindung. In vielen Sicherheitsdatenblättern wird empfohlen, Kontakt nach Möglichkeit zu vermeiden.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Arsen

Arsen ist ein weißer hygroskopischer Feststoff. Sein Aussehen ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Auftreten von Arsen.

In wässriger Lösung ist es eine viskose und transparente hygroskopische Flüssigkeit (National Center for Biotechnology Information., 2017). Sein Molekulargewicht beträgt 141,94 g / mol und seine Dichte 2,5 g / ml. Sein Schmelzpunkt beträgt 35,5 ° C und sein Siedepunkt beträgt 120 ° C, wo er sich zersetzt.

Arsen ist in Wasser sehr gut löslich, kann 16,7 g pro 100 ml lösen und ist auch in Alkohol löslich. Die Verbindung hat einen pKa von 2,19 für die erste Deprotonierung und 6,94 und 11,5 für die zweite und dritte Deprotonierung (Royal Society of Chemistry, 2015).

Arsen ist ein Oxidationsmittel. Es kann Stahl angreifen und reagiert mit verzinkten Metallen und Messing.

Arsen-Säurelösungen können bei Kontakt mit aktiven Metallen wie Zink und Aluminium sehr giftiges gasförmiges Arsin (AsH3) entwickeln. Beim Erhitzen zur Zersetzung entstehen giftige metallische Arsendämpfe.

Die Lösung ist leicht sauer und ein schwaches Oxidationsmittel. Es reagiert mit Alkalien, um etwas Wärme zu erzeugen und Arsenate auszufällen (ARSENSÄURE, FLÜSSIGKEIT, 2016).

Reaktivität und Gefahren

Arsen ist eine stabile, nicht brennbare Verbindung, die Metalle angreifen kann. Die Verbindung ist hochtoxisch und ein bestätigtes menschliches Karzinogen.

Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt mit Material kann zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen. Kontakt mit der geschmolzenen Substanz kann schwere Verbrennungen an Haut und Augen verursachen.

Kontakt mit der Haut vermeiden. Die Auswirkungen von Kontakt oder Einatmen können sich verzögern. Feuer kann reizende, ätzende und / oder giftige Gase erzeugen. Das Abwasser von Brandschutz- oder Verdünnungsprodukten kann ätzend und / oder giftig sein und Kontaminationen verursachen.

Symptome einer Arsen-Säure-Vergiftung sind Husten und Atemnot beim Einatmen. Es kann auch Rötungen auf der Haut, Schmerzen und ein brennendes Gefühl geben, wenn sie damit in Kontakt kommt. Schließlich sind die Symptome bei Verschlucken Rötung und Schmerzen in den Augen, Halsschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Durchfall und Krampfanfälle.

Bei Kontakt mit den Augen

Sie sollten mindestens 15 Minuten lang mit viel Wasser gewaschen werden, wobei die oberen und unteren Augenlider sporadisch angehoben werden, bis keine chemischen Rückstände mehr erkennbar sind.

Bei Hautkontakt

Sofort mindestens 15 Minuten lang mit viel Wasser und Seife waschen, dabei kontaminierte Kleidung und Schuhe ausziehen. Verbrennungen mit einem trockenen, sterilen Verband abdecken (sicher, nicht fest).

Bei Verschlucken

Spülen Sie den Mund aus und versorgen Sie das bewusste Opfer mit großen Mengen Wasser, um die Säure zu verdünnen. In diesem Fall sollte eine Magenspülung angewendet und kein Erbrechen induziert werden.

Bei Inhalation

Bei Bedarf sollte künstlich beatmet werden. Die Mund-zu-Mund-Methode sollte nicht angewendet werden, wenn das Opfer die Substanz aufgenommen oder eingeatmet hat.

Die künstliche Beatmung sollte mit Hilfe einer Taschenmaske durchgeführt werden, die mit einem Einwegventil oder einem anderen geeigneten medizinischen Atemschutzgerät ausgestattet ist. Das Opfer sollte an einen kühlen Ort gebracht und warm und in Ruhe gehalten werden.

In allen Fällen sollte sofort ein Arzt aufgesucht werden (Nationales Institut für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz, 2015).

Arsen ist umweltschädlich. Die Substanz ist sehr giftig für Wasserorganismen. Es müssen Schritte unternommen werden, um die Freisetzung dieser chemischen Verbindung zu begrenzen.

Anwendungen

Arsen hat aufgrund seiner hohen Toxizität nur begrenzte Verwendungsmöglichkeiten. Diese Verbindung wurde jedoch als Pestizid und Bodensterilisationsmittel verwendet, obwohl sie derzeit veraltet ist (University of Hertfordshire, 2016).

Seit 1995 wird es auch in der Holzverarbeitung und als Trockenmittel in der Baumwollproduktion verwendet. Durch Sprühen der Pflanzen trocknen die Blätter schnell, ohne sie fallen zu lassen. Die Pflanze muss trocken genug sein, damit die Baumwollkapseln leicht herauskommen können.

Arsen wird bei der Herstellung von Glas verwendet. Obwohl die Aufzeichnungen den Stoff als Zwischenprodukt betrachten, scheint diese Verwendung von Arsen eher ein "Verarbeitungsmittel" zu sein, ähnlich der Verwendung von Diarsen-Trioxid (As2O3) als Veredelungsmittel.

Diese Verbindung unterbricht die Sauerstoffbindungen zwischen anderen Elementen durch die Redoxreaktion und erzeugt gasförmigen Sauerstoff, der zur Beseitigung von Blasen im Glas beiträgt (Positionspapier der European Glass Industries, 2012).

Arsanilsäure oder 4-Aminophenylarsonsäure ist ein Derivat der Orthoarsensäure. Es wird als antibakterielles Arsenarzneimittel zur Vorbeugung und Behandlung von Ruhr bei Schweinen (ARSENIC ACID, SF) eingesetzt.

Arsenat ist das Salz oder der Ester der Arsen-Säure, das ein negatives AsO43- -Ion aufweist. Arsenat ähnelt in vielerlei Hinsicht Phosphat, da Arsen und Phosphor in derselben Gruppe (Spalte) des Periodensystems vorkommen.

Arsenat kann anorganisches Phosphat in der Glykolyse-Phase ersetzen, die 1,3-Bisphosphoglycerat produziert, und stattdessen 1-Arsen-3-phosphoglycerat produzieren. Dieses Molekül ist instabil und hydrolysiert schnell und bildet das nächste Zwischenprodukt auf der Straße, 3-Phosphoglycerat.

Daher wird die Glykolyse fortgesetzt, aber das ATP-Molekül, das aus 1,3-Bisphosphoglycerat erzeugt werden würde, geht verloren. Arsenat ist ein Glykolyse-Entkoppler, der seine Toxizität erklärt.

Einige Bakterienarten erhalten ihre Energie durch Oxidation verschiedener Brennstoffe, während Arsenat zu Arseniten reduziert wird. Die beteiligten Enzyme sind als Arsenatreduktasen bekannt.

Im Jahr 2008 wurden Bakterien entdeckt, die eine Version der Photosynthese mit Arseniten als Elektronendonoren verwenden und Arsenate produzieren (genau wie bei der normalen Photosynthese Wasser als Elektronendonor verwendet wird, der molekularen Sauerstoff produziert).

Die Forscher vermuteten, dass diese photosynthetischen Organismen in der Vergangenheit das Arsenat produzierten, mit dem die arsenatreduzierenden Bakterien gedeihen konnten (Human Metabolome Database, 2017).

Verweise

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