ARZÉN-TRIOXID (AS2O3): SZERKEZETE, TULAJDONSÁGAI ÉS FELHASZNÁLÁS - KÉMIA - 2026

Az arzén-trioxid egy szervetlen vegyület, amelynek képlete As ₂ O ₃. A arzén fémes állapotában gyorsan átalakul erre az oxidra, amely nagyon mérgező méreg, akut és krónikus megnyilvánulásokkal járhat.

Mivel az arzén és az oxigén a p blokk elemei, viszonylag alacsony elektronegativitási különbséggel várható, hogy mivel As ₂ O ₃ kovalens vegyület; vagyis az As-O kötések a szilárd anyagban dominálnak az As ³⁺ és az O ^2- ionok közötti elektrosztatikus kölcsönhatások felett.

Szilárd arzén-trioxid. Forrás: Walkerma a Wikimedia Commonsból.

Az arzén-trioxiddal való heves mérgezés lenyeléssel vagy belélegzéssel történik, ennek legfontosabb megnyilvánulása: súlyos gyomor-bél rendellenességek, görcsök, keringési összeomlás és tüdőödéma.

Toxikussága ellenére ipari felhasználásra került; például a famegőrzés, a pigmentek, félvezetők stb. előállítása során Ezenkívül a múltban számos betegség kezelésére is felhasználták.

Az arzén-trioxid egy amfoter vegyület, híg savakban és lúgokban oldódik, szerves oldószerekben nem oldódik, és vízben viszonylag oldódik. Szilárd anyagként (felső kép) fordul elő, két kristályos formában: köbös és monoklinikus.

Az arzén-trioxid szerkezete

Claudetita

Szobahőmérsékleten az As ₂ O ₃ két monoklinikus polimorfré kristályosodik, amelyek mindegyike megtalálható az ásványi claudetitban. Benne vannak az AsO ₃ trigonális piramis egységei, amelyek oxigénatomjaikkal kapcsolódnak össze, hogy önmagukban kompenzálják az egység elektronikus hiányát.

Az egyik polimorfban az AsO ₃ egységek egymással összekötve alkotnak sorokat (claudetite I), a másikban pedig úgy vannak összekapcsolva, mintha egy hálót szövnének (claudetite II):

A Claudetite I. polimorf szerkezete. Forrás: Ben Mills.

A polimorf claudetit felépítése II. Forrás: Ben Mills.

Folyékony és gáznemű

Amikor az összes olyan monoklinikus kristályt meghatározó struktúra melegítésre kerül, a rezgések olyanok, hogy több As-O-kötés megszakad, és egy kisebb molekula végül uralkodik: As ₄ O ₆. Szerkezete az alábbi képen látható.

As4O6 molekula. Forrás: Ben Mills

Azt lehet mondani, hogy As ₂ O ₃ dimerből áll. Stabilitása olyan, hogy 800 ° C hőmérsékleten tartja a gázfázist; de ezen a hőmérsékleten As ₂ O ₃ molekulákká fragmentálódik.

arzenolit

Mivel _{maga a 4} O ₆ kölcsönhatásba léphet, hogy egy köbméter szilárd anyaggé kristályosodjon, amelynek szerkezete megtalálható az ásványi arzenolitban.

As4O6 molekulák az arzenolit szilárd anyagban. Forrás: Ben Mills

Vegye figyelembe, hogy a kép a szerkezetet egy magasabb síkból mutatja. A claudetittal összehasonlítva nyilvánvaló szerkezeti különbsége az arzenolitdal szemben. Itt különálló As ₄ O ₆ molekulák vannak, amelyeket a Van der Waals erők tartanak össze.

Tulajdonságok

Kereskedelmi nevek

-Arsenolite

-Arsodent

-Trisenox

-Claudetite

Molekuláris tömeg

197,84 g / mol.

Fizikai megjelenés

-Fehér köbös kristályok (arsenolit).

-Színtelen monoklinikus kristályok (Claudetite).

-Fehér vagy átlátszó szilárd, üvegszerű, amorf darabok vagy kristályos por.

Szag

WC.

Íz

Ízléstelen.

Forráspont

460 ° C

Olvadáspont

-313 ° C (Claudetite).

-274 ° C (arzenolit).

gyújtási pont

485ºC (szublimál).

Vízben való oldhatóság

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

Oldhatóság

Savakban (különösen sósavban) és lúgokban oldódik. Kloroformban és éterben gyakorlatilag nem oldódik.

Sűrűség

-3,85 g / cm ³ (köbös kristály);

-4,15 g / cm ³ (rombos kristály).

Gőznyomás

2,47 · ^10–4 Hgmm 25 ° C-on.

bomlás

Nem éghető, de hevítéskor mérgező füstöt képezhet, amelyben arsin is lehet.

korróziós

Nedvesség jelenlétében maró hatású lehet a fémekre.

A párolgás hője

77 kJ / mol.

Disszociációs állandó (Ka)

1,1 · ^10–4 25 ° C-on.

Törésmutató

-1,755 (arzenolit)

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

Reakcióképesség

-Azarén-trioxid egy amfoter vegyület, de előnyösen savként működik.

-S reagálhat sósavval vagy hidrogén-fluoriddal, arzén-trikloridot vagy arzén-trifluoridot képezve.

- Reagál erős oxidáló szerekkel, például salétromsavval, arzénsavat és dinitrogén-oxidot okozva.

- Az arzén-trioxid reakcióba léphet salétromsavval, így arsint vagy arzén elemet állíthat elő, a reakció körülményeitől függően.

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

Ez a reakció szolgált a Marsh-teszt létrehozásának alapjául, amelyet az arzénmérgezés kimutatására használtak.

Elnevezéstan

Mivel a ₂ O ₃ a következő nómenklatúrák szerint nevezhető el, tudva, hogy az arzén valenciával működik +3:

- Erős oxid (hagyományos nómenklatúra).

-Arzén (III) -oxid (tőzsdei nómenklatúra).

-Diaszén-trioxid (szisztematikus nómenklatúra).

Alkalmazások

Ipari

- Üveggyártásban, főleg fehérítőszerként használják. Kerámia, elektronikai termékek és tűzijátékok gyártásához is felhasználják.

-Kisméretű alkotóelemként adják hozzá a réz-alapú ötvözetekhez, hogy növeljék az ötvözött fémek korrózióállóságát.

-As ₂ O ₃ a kiindulási anyag az elemi arzén előállításához, az elektromos összeköttetések javításához és az arzén félvezetők gyártásához

- Mivel a ₂ O ₃ -ot, valamint a réz-arzenátot használják favédő szerként. Réz-acetáttal kombinálva használták a párizsi zöld pigment előállításához, festékek és rágcsálóirtók készítéséhez.

Az orvosok

Az arén-trioxid olyan vegyület, amelyet évszázadok óta használnak számos betegség kezelésében. Tonikként alkalmazták táplálkozási rendellenességek, neuralgia, reuma, ízületi gyulladás, asztma, chorea, malária, szifilisz és tuberkulózis kezelésében.

- A bőrbetegségek helyi kezelésében is felhasználták, néhány felületes hámcsont megsemmisítésére.

-A Fowler-oldatot bőrbetegségek és leukémia kezelésére alkalmazták. A gyógyszer használatát megszüntették.

-Az 1970-es években, Zhang Tingdong kínai kutató kutatást fejlesztett ki az arzén-trioxidnak az akut promyelocyticus leukémia (APL) kezelésében történő alkalmazásáról. Ez a Trisenox gyógyszer előállításához vezetett, amelyet az USA FDA jóváhagyott.

-Trisenoxot alkalmaztak olyan APL-betegekben, akik nem reagálnak az all-transz-retinoinsavból (ATRA) álló "első vonalbeli" kezelésre. Az arzén-trioxidról kimutatták, hogy ráksejteket indukál apoptózisra.

-Trisenoxot alkalmaznak citosztatikumként az APL refrakter preieyelocyticus altípusának (M ₃) kezelésében.

Irodalom

1. Shen et al. (2001). Az alacsony dózisú arzén-trioxid klinikai hatékonyságának és farmakokinetikájának vizsgálata a recidivált akut promyelocyticus leukémia kezelésében: összehasonlítás a hagyományos dózisokkal. Leukemia 15, 735–741.
2. Science Direct. (2014). Arzén-trioxid. A Sevier. Helyreállítva: sciencedirect.com
3. Wikipedia. (2019). Arzén-trioxid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
4. Pubchem. (2019). Arzén (III) -oxid. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Deborah M. Rusta és Steven L. Soignetb. (2001). Az arzén-trioxid kockázat / haszon profilja. The Oncologist vol. 6. kiegészítés 29–32.
6. A New England Journal of Medicine. (2013. július 11.). Retinoinsav és arzén-trioxid az akut promyelocyticus leukémia kezelésére. n engl j med 369; 2.