ТРИОКСИД МЫШЬЯКА (AS2O3): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Триоксид мышьяка представляет собой неорганическое соединение , химическая формула которого В ₂ O ₃ . Мышьяк в своем металлическом состоянии быстро превращается в этот оксид, который является очень токсичным ядом, который может иметь острые и хронические проявления.

Поскольку мышьяк и кислород являются элементами p-блока с относительно низкой разностью электроотрицательностей, ожидается, что As ₂ O ₃ является ковалентным соединением; иными словами, связи As-O преобладают в его твердом теле по сравнению с электростатическими взаимодействиями между ионами As ³⁺ и O ^2- .

Твердый триоксид мышьяка. Источник: Walkerma с Wikimedia Commons.

Острая интоксикация триоксидом мышьяка происходит при приеме внутрь или вдыхании, наиболее важными проявлениями этого являются тяжелые желудочно-кишечные расстройства, судороги, нарушение кровообращения и отек легких.

Однако, несмотря на его токсичность, он использовался в промышленных масштабах; например, при консервации древесины, производстве пигментов, полупроводников и т. д. Также в прошлом его использовали при лечении многих заболеваний.

Триоксид мышьяка - это амфотерное соединение, растворимое в разбавленных кислотах и ​​щелочах, нерастворимое в органических растворителях и относительно растворимое в воде. Он представляет собой твердое тело (верхнее изображение) с двумя кристаллическими формами: кубической и моноклинной.

Структура триоксида мышьяка

Клодетита

При комнатной температуре As ₂ O ₃ кристаллизуется в два моноклинных полиморфа, оба обнаруживаются в минерале клодетите. В них есть элементы тригональной пирамиды AsO ₃ , которые соединены своими атомами кислорода, чтобы самостоятельно компенсировать электронный дефицит элемента.

В одном полиморфе звенья AsO ₃ связаны, образуя ряды (клодетит I), а в другом они связаны, как если бы они плели сеть (клодетит II):

Структура полиморфа клодетита I. Источник: Ben Mills.

Структура полиморфного клодетита II. Источник: Бен Миллс.

Жидкие и газообразные

Когда все те структуры, которые определяют моноклинные кристаллы, нагреваются, колебания таковы, что несколько связей As-O разрываются, и в конечном итоге преобладает молекула меньшего размера: As ₄ O ₆ . Его структура показана на изображении ниже.

Молекула As4O6. Источник: Бен Миллс

Можно сказать, что он состоит из димера As ₂ O ₃ . Его стабильность такова, что он поддерживает температуру 800 ° C в газовой фазе; но выше этой температуры он распадается на молекулы As ₂ O ₃ .

Арсенолит

Поскольку ₄ O _{6 сам} может взаимодействовать друг с другом, кристаллизоваться в твердое тело кубической формы, структура которого обнаружена в минерале арсенолите.

Молекулы As4O6 в твердом арсенолите. Источник: Бен Миллс

Обратите внимание, что изображение показывает структуру с более высокого уровня. По сравнению с клодетитом его структурное отличие от арсенолита очевидно. Здесь они представляют собой дискретные молекулы As ₄ O ₆ , которые удерживаются вместе силами Ван-дер-Ваальса.

Свойства

Торговые наименования

-Арсенолит

-Арсодент

-Тризенокс

-Клодетит

Молекулярный вес

197,84 г / моль.

Внешность

-Белые кубические кристаллы (арсенолит).

-Бесцветные моноклинные кристаллы (клодетит).

-Белое или прозрачное твердое вещество, стекловидное тело, аморфные комки или кристаллический порошок.

запах

Туалет.

Вкус

Безвкусный.

Точка кипения

460 ° С.

Температура плавления

-313 ° C (клодетит).

-274 ° С (арсенолит).

точка воспламенения

485ºC (сублимирует).

Растворимость воды

17 г / л при 18 ° C (20 г / л при 25 ° C).

Растворимость

Растворим в кислотах (особенно соляной кислоте) и щелочах. Практически не растворим в хлороформе и эфире.

плотность

-3,85 г / см ³ (кубические кристаллы);

-4,15 г / см ³ (ромбические кристаллы).

Давление газа

2,47 · 10 ^-4 мм рт. Ст. При 25 ° C.

Разложение

Он не горюч, но при нагревании может образовывать токсичный дым, который может содержать арсин.

Коррозионная активность

В присутствии влаги он может вызывать коррозию металлов.

Теплота испарения

77 кДж / моль.

Константа диссоциации (Ка)

1,1 · 10 ^-4 при 25 ° С.

Показатель преломления

-1,755 (арсенолит)

-1.92-2.01 (Клодетит).

Реактивность

-Триоксид мышьяка является амфотерным соединением, но предпочтительно действует как кислота.

-Он может реагировать с соляной кислотой или фтористоводородной кислотой с образованием трихлорида мышьяка или трифторида мышьяка.

-Он также реагирует с сильными окислителями, такими как азотная кислота, вызывая мышьяковую кислоту и закись азота.

-Триоксид мышьяка может реагировать с азотной кислотой с образованием арсина или элемента мышьяка, в зависимости от условий реакции.

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

Эта реакция послужила основой для создания теста Марша, использованного для обнаружения отравления мышьяком.

Номенклатура

Как ₂ O ₃ можно назвать в соответствии со следующей номенклатурой, зная, что мышьяк работает с валентностью +3:

-Оксид мышьяка (традиционная номенклатура).

-Оксид мышьяка (III) (номенклатура запасов).

-Триоксид иарьяка (систематическая номенклатура).

Приложения

промышленные

-Он используется при производстве стекла, в частности, как отбеливающий агент. Он также используется в производстве керамики, электронных изделий и фейерверков.

-Он добавляется в качестве второстепенного компонента в сплавы на основе меди для повышения коррозионной стойкости металлов сплава.

-As ₂ O ₃ является исходным материалом для получения элементарного мышьяка, для улучшения электрических соединений и для производства арсенидных полупроводников.

-As ₂ O ₃ , а также арсенат меди используются в качестве консервантов древесины. Его использовали в сочетании с ацетатом меди для создания зеленого пигмента Paris, который использовался для изготовления красок и родентицидов.

Врачи

-Триоксид мышьяка - это соединение, которое веками использовалось для лечения многих заболеваний. Его использовали как тонизирующее средство при лечении нарушений питания, невралгии, ревматизма, артрита, астмы, хореи, малярии, сифилиса и туберкулеза.

-Он также использовался для местного лечения кожных заболеваний, использовался для разрушения некоторых поверхностных эпителиом.

-Раствор Фаулера применялся при лечении кожных заболеваний и лейкемии. Применение этого лекарства прекращено.

- В 1970-х годах китайский исследователь Чжан Тингдун разработал исследование использования триоксида мышьяка для лечения острого промиелоцитарного лейкоза (APL). Это привело к производству препарата Trisenox, который был одобрен FDA США.

-Тризенокс использовался у пациентов с APL, которые не реагируют на лечение «первой линии», состоящее из полностью транс-ретиноевой кислоты (ATRA). Было показано, что триоксид мышьяка вызывает апоптоз раковых клеток.

-Тризенокс используется в качестве цитостатика при лечении рефрактерного промиелоцитарного подтипа (M ₃ ) APL.

Ссылки

1. Шен и др. (2001). Исследования клинической эффективности и фармакокинетики низких доз триоксида мышьяка при лечении рецидивирующего острого промиелоцитарного лейкоза: сравнение с обычной дозировкой. Лейкемия 15, 735–741.
2. Science Direct. (2014). Триоксид мышьяка. Севье. Получено с: sciencedirect.com
3. Wikipedia. (2019). Триоксид мышьяка. Получено с: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2019). Оксид мышьяка (III). Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Дебора М. Раста и Стивен Л. Сойнетb. (2001). Профиль риска / пользы триоксида мышьяка. Онколог об. 6 Приложение 2 29-32.
6. Медицинский журнал Новой Англии. (11 июля 2013 г.). Ретиноевая кислота и триоксид мышьяка при остром промиелоцитарном лейкозе. н англ и мед 369; 2.