ARSENTRIOXID (AS2O3): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND VERWENDUNG - CHEMIE - 2024

Das Arsentrioxid ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel As ₂ O ₃ . Arsen in seinem metallischen Zustand wird schnell in dieses Oxid umgewandelt, das ein sehr giftiges Gift ist, das akute und chronische Manifestationen haben kann.

Da Arsen und Sauerstoff Elemente des p-Blocks mit einem relativ geringen Elektronegativitätsunterschied sind, wird erwartet, dass As ₂ O ₃ eine kovalente Verbindung ist; das heißt, dass die As-O-Bindungen in ihrem Feststoff gegenüber den elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen den As ^{3+ -} und O ^2- -Ionen überwiegen .

Festes Arsentrioxid. Quelle: Walkerma von Wikimedia Commons.

Eine akute Vergiftung mit Arsentrioxid tritt durch Verschlucken oder Einatmen auf. Die wichtigsten Manifestationen hierfür sind: schwere Magen-Darm-Störungen, Krämpfe, Kreislaufkollaps und Lungenödem.

Trotz seiner Toxizität wurde es jedoch industriell verwendet; zum Beispiel bei der Konservierung von Holz, bei der Herstellung von Pigmenten, Halbleitern usw. In der Vergangenheit wurde es auch zur Behandlung vieler Krankheiten eingesetzt.

Arsentrioxid ist eine amphotere Verbindung, die in verdünnten Säuren und Laugen löslich, in organischen Lösungsmitteln unlöslich und in Wasser relativ löslich ist. Es tritt als Feststoff (oberes Bild) mit zwei kristallinen Formen auf: kubisch und monoklin.

Struktur von Arsentrioxid

Claudetita

Bei Raumtemperatur kristallisiert As ₂ O ₃ zu zwei monoklinen Polymorphen, die beide im Mineral Clauditit enthalten sind. In ihnen befinden sich trigonale Pyramideneinheiten AsO ₃ , die durch ihre Sauerstoffatome verbunden sind, um den elektronischen Mangel der Einheit selbst auszugleichen.

In einem Polymorph sind die AsO ₃ -Einheiten zu Reihen verbunden (Claudetit I), und in dem anderen sind sie so verbunden, als würden sie ein Netzwerk verweben (Claudetit II):

Struktur des polymorphen Claudetits I. Quelle: Ben Mills.

Struktur des polymorphen Claudetits II. Quelle: Ben Mills.

Flüssig und gasförmig

Wenn alle Strukturen, die monokline Kristalle definieren, erhitzt werden, sind die Schwingungen so, dass mehrere As-O-Bindungen aufgebrochen werden und ein kleineres Molekül vorherrscht: As ₄ O ₆ . Seine Struktur ist im Bild unten dargestellt.

As4O6-Molekül. Quelle: Ben Mills

Man könnte sagen, dass es aus einem Dimer von As ₂ O _{3 besteht} . Seine Stabilität ist so, dass es 800 ° C in der Gasphase unterstützt; oberhalb dieser Temperatur fragmentiert es jedoch in As ₂ O ₃ -Moleküle .

Arsenolit

Da ₄ O _{6 selbst miteinander} interagieren kann, um zu einem kubischen Feststoff zu kristallisieren, dessen Struktur sich im Mineral Arsenolit befindet.

As4O6-Moleküle im Arsenolit-Feststoff. Quelle: Ben Mills

Beachten Sie, dass das Bild die Struktur von einer höheren Ebene zeigt. Im Vergleich zu Clauditit ist der strukturelle Unterschied zu Arsenolit offensichtlich. Hier sind sie diskrete As ₄ O ₆ -Moleküle , die durch Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten werden.

Eigenschaften

Namen austauschen

-Arsenolith

-Arsodent

-Trisenox

-Claudetite

Molekulargewicht

197,84 g / mol.

Aussehen

-Weiße kubische Kristalle (Arsenolit).

Farblose monokline Kristalle (Claudetit).

- Weiße oder transparente feste, glasartige, amorphe Klumpen oder kristallines Pulver.

Geruch

Toilette.

Geschmack

Geschmacklos.

Siedepunkt

460 ° C.

Schmelzpunkt

-313 ° C (Claudetit).

-274 ° C (Arsenolit).

Zündpunkt

485ºC (sublimiert).

Wasserlöslichkeit

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

Löslichkeit

Löslich in Säuren (insbesondere Salzsäure) und Laugen. In Chloroform und Ether praktisch unlöslich.

Dichte

-3,85 g / cm ³ (kubische Kristalle);

-4,15 g / cm ³ (rhombische Kristalle).

Dampfdruck

2,47 · 10 & supmin; & ^sup4; mmHg bei 25ºC.

Zersetzung

Es ist nicht brennbar, kann aber beim Erhitzen giftigen Rauch erzeugen, der Arsin enthalten kann.

Korrosivität

In Gegenwart von Feuchtigkeit kann es Metalle angreifen.

Verdampfungswärme

77 kJ / mol.

Dissoziationskonstante (Ka)

1,1 · 10 & ^supmin; & ^sup4; bei 25ºC.

Brechungsindex

-1.755 (Arsenolit)

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

Reaktivität

-Arsen-Trioxid ist eine amphotere Verbindung, wirkt jedoch vorzugsweise als Säure.

-Es kann mit Salzsäure oder Flusssäure unter Bildung von Arsentrichlorid oder Arsentrifluorid reagieren.

-Es reagiert auch mit starken Oxidationsmitteln wie Salpetersäure und verursacht Arsen und Lachgas.

-Arsen-Trioxid kann je nach Reaktionsbedingungen mit Salpetersäure unter Bildung von Arsin oder dem Element Arsen reagieren.

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

Diese Reaktion diente als Grundlage für die Erstellung des Marsh-Tests zum Nachweis von Arsenvergiftungen.

Nomenklatur

As ₂ O ₃ kann gemäß den folgenden Nomenklaturen benannt werden, wobei bekannt ist, dass Arsen mit der Valenz +3 arbeitet:

-Arsenoxid (traditionelle Nomenklatur).

-Arsen (III) oxid (Stammnomenklatur).

-Diarsen-Trioxid (systematische Nomenklatur).

Anwendungen

Industriell

-Es wird bei der Herstellung von Glas verwendet, insbesondere als Bleichmittel. Es wird auch zur Herstellung von Keramik, elektronischen Produkten und Feuerwerkskörpern verwendet.

-Es wird Kupferlegierungen als Nebenbestandteil zugesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit der Legierungsmetalle zu erhöhen.

-As ₂ O ₃ ist das Ausgangsmaterial für die Herstellung von elementarem Arsen, zur Verbesserung der elektrischen Verbindungen und zur Herstellung von Arsenidhalbleitern

-As ₂ O ₃ sowie Kupferarsenat werden als Holzschutzmittel verwendet. Es wurde in Kombination mit Kupferacetat verwendet, um das grüne Pariser Pigment herzustellen, das zur Herstellung von Farben und Rodentiziden verwendet wurde.

Ärzte

-Arsen-Trioxid ist eine Verbindung, die seit Jahrhunderten zur Behandlung vieler Krankheiten eingesetzt wird. Es wurde als Tonikum bei der Behandlung von Ernährungsstörungen, Neuralgie, Rheuma, Arthritis, Asthma, Chorea, Malaria, Syphilis und Tuberkulose eingesetzt.

-Es wurde auch bei der lokalen Behandlung von Hautkrankheiten eingesetzt, um einige oberflächliche Epitheliome zu zerstören.

-Fowler-Lösung wurde zur Behandlung von Hautkrankheiten und Leukämie verwendet. Die Anwendung dieses Arzneimittels wird eingestellt.

In den 1970er Jahren entwickelte der chinesische Forscher Zhang Tingdong eine Untersuchung zur Verwendung von Arsentrioxid bei der Behandlung der akuten Promyelozyten-Leukämie (APL). Was zur Herstellung des von der US-amerikanischen FDA zugelassenen Arzneimittels Trisenox führte.

-Trisenox wurde bei APL-Patienten angewendet, die nicht auf eine "First-Line" -Behandlung ansprechen, die aus all-trans-Retinsäure (ATRA) besteht. Es wurde gezeigt, dass Arsentrioxid Krebszellen dazu veranlasst, Apoptose zu erleiden.

-Trisenox wird als Zytostatikum bei der Behandlung des refraktären Promyelozyten-Subtyps (M ₃ ) von APL verwendet.

Verweise

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