Kwas arsenowy (H3AsO4) Właściwości, zagrożenia i zastosowania

The kwas arsenowy, arsenian wodoru lub kwas ortoarsenowy to związek chemiczny o wzorze H3AsO4. Kwas szczawiowy arsenu obejmuje grupę okso i trzy grupy hydroksylowe przyłączone do centralnego atomu arsenu. Jego struktura jest przedstawiona na rysunku 1 (CHEBI: 18231 - kwas arsenowy, S.F.).

Jego struktura jest analogiczna do kwasu fosforowego (Royal Society of Chemistry, 2015) i może być przepisana w następujący sposób AsO (OH) 3. Związek ten otrzymuje się traktując trójtlenek arsenu tlenkiem azotu zgodnie z reakcją: As2O3 + 2HNO3 + 2H2O → 2H3AsO4 + N2O3.

Otrzymany roztwór schładza się, otrzymując bezbarwne kryształy półwodzianu H3AsO4 · ½H2O, chociaż dihydrat H3AsO4 · 2H2O powstaje, gdy krystalizacja zachodzi w niższych temperaturach (Budavari, 1996).

Kwas arsenowy jest niezwykle toksycznym związkiem. Wiele kart bezpieczeństwa zaleca unikanie kontaktu, jeśli to możliwe.

Indeks

• 1 Fizyczne i chemiczne właściwości kwasu arsenowego
• 2 Reaktywność i zagrożenia
  • 2.1 W przypadku kontaktu z oczami
  • 2.2 W przypadku kontaktu ze skórą
  • 2.3 W przypadku połknięcia
  • 2.4 W przypadku wdychania
• 3 zastosowania
• 4 odniesienia

Właściwości fizyczne i chemiczne kwasu arsenowego

Kwas arsenowy jest białym higroskopijnym ciałem stałym. Jego wygląd pokazano na rysunku 2.

W roztworze wodnym jest to lepka i przezroczysta higroskopijna ciecz (National Center for Biotechnology Information., 2017). Jego masa cząsteczkowa wynosi 141,94 g / mol, a jego gęstość wynosi 2,5 g / ml. Jego temperatura topnienia wynosi 35,5 ° C, a temperatura wrzenia wynosi 120 ° C, gdzie ulega rozkładowi.

Kwas arsenowy jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, może rozpuszczać 16,7 g na 100 ml, jest także rozpuszczalny w alkoholu. Związek ma pKa 2,19 dla pierwszego deprotonowania i 6,94 i 11,5 dla drugiego i trzeciego deprotonowania (Royal Society of Chemistry, 2015).

Kwas arsenowy jest środkiem utleniającym. Może korodować stal i reagować z galwanizowanymi metalami i mosiądzem.

Roztwory kwasu arsenowego mogą wywoływać silnie toksyczną arsenę gazową (AsH3) w ​​kontakcie z aktywnymi metalami, takimi jak cynk i aluminium. Po podgrzaniu do rozkładu wytwarza toksyczne metaliczne opary arsenu.

Roztwór jest lekko kwaśny i słabym środkiem utleniającym. Reaguje z alkaliami, aby wytworzyć trochę ciepła i wytrącić arseniany (KWAS ARSENOWY, CIECZ, 2016).

Reaktywność i zagrożenia

Kwas arsenowy jest stabilnym, niepalnym związkiem, który może powodować korozję metali. Związek jest silnie toksyczny i rakotwórczy potwierdzony dla ludzi.

Wdychanie, połknięcie lub kontakt skóry z materiałem może spowodować poważne obrażenia lub śmierć. Kontakt ze stopioną substancją może spowodować poważne oparzenia skóry i oczu.

Unikać kontaktu ze skórą. Skutki kontaktu lub wdychania mogą być opóźnione. Ogień może wytwarzać drażniące, żrące i / lub toksyczne gazy. Produkt kontroli ścieków lub rozcieńczanie ognia mogą być żrące i / lub toksyczne i powodować zanieczyszczenie.

Objawami zatrucia arsenem są kaszel i duszność w przypadku wdychania. Może również wystąpić zaczerwienienie skóry, ból i uczucie pieczenia, jeśli wejdzie w kontakt z nią. Wreszcie, objawy w przypadku spożycia to zaczerwienienie i ból oczu, ból gardła, nudności, wymioty, biegunka i drgawki.

W przypadku kontaktu z oczami

Należy je myć dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut, sporadycznie podnosząc górne i dolne powieki, aż nie będzie śladów pozostałości chemicznych.

W przypadku kontaktu ze skórą

Natychmiast umyć dużą ilością wody z mydłem przez co najmniej 15 minut, zdejmując skażoną odzież i buty. Przykryj oparzenia suchym sterylnym bandażem (bezpieczny, nie napięty).

W przypadku połknięcia

Przepłukać usta i dostarczyć świadomej ofierze dużą ilość wody, aby rozcieńczyć kwas. W takim przypadku należy zastosować płukanie żołądka i nie wywoływać wymiotów.

W przypadku wdychania

W razie potrzeby należy zapewnić sztuczne oddychanie. Metoda usta-usta nie powinna być stosowana, jeśli ofiara połknęła lub wdychała substancję.

Sztuczne oddychanie należy wykonywać za pomocą maski kieszonkowej wyposażonej w zawór jednokierunkowy lub inne odpowiednie urządzenie medyczne do oddychania. Ofiarę należy przenieść do chłodnego miejsca i trzymać w cieple i spoczynku.

We wszystkich przypadkach należy natychmiast zwrócić się o pomoc medyczną (Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy, 2015).

Kwas arsenowy jest szkodliwy dla środowiska. Substancja jest bardzo toksyczna dla organizmów wodnych. Należy podjąć środki w celu ograniczenia uwalniania tego związku chemicznego.

Używa

Arsen, ze względu na jego wysoką toksyczność, ma ograniczone zastosowania. Jednak związek ten był używany jako sterylizator pestycydów i gleby, chociaż obecnie jest przestarzały (University of Hertfordshire, 2016).

Jest również stosowany w przetwórstwie drewna i jako środek osuszający w produkcji bawełny od 1995 roku. Spray na rośliny powoduje szybkie wysychanie liści bez ich opadania. Roślina musi być wystarczająco sucha, aby kapsułki bawełniane mogły łatwo wysiąść.

Kwas arsenowy jest używany do produkcji szkła. Chociaż w zapisach uważają substancję za pośrednika, to użycie kwasu arsenowego wydaje się bardziej „środkiem przetwarzającym”, podobnym do stosowania trójtlenku diarsenu (As2O3) jako środka wykańczającego.

Związek ten rozkłada wiązania tlenowe między innymi pierwiastkami poprzez reakcję redoks i wytwarza gazowy tlen, który pomaga wyeliminować pęcherzyki w szkle (Position Paper of European Glass Industries, 2012).

Kwas arsanilowy lub kwas 4-aminofenylarsonowy jest pochodną kwasu ortoarsenowego. Jest stosowany jako weterynaryjny antybakteryjny lek arsenowy stosowany w zapobieganiu i leczeniu dyzenterii świń (ARSENIC ACID, S.F.).

Arsenian jest solą lub estrem kwasu arsenowego, który ma jon ujemny AsO43-. Arsenian pod wieloma względami przypomina fosforan, ponieważ arsen i fosfor występują w tej samej grupie (kolumnie) układu okresowego.

Arsenian może zastąpić nieorganiczny fosforan w etapie glikolizy, który wytwarza 1,3-bisfosfogliceryni, wytwarzając zamiast tego 1-arseno-3-fosfoglicerynian. Ta cząsteczka jest niestabilna i szybko hydrolizuje, tworząc następny związek pośredni na ścieżce, 3-fosfoglicerynian.

Dlatego glikoliza trwa nadal, ale cząsteczka ATP, która byłaby wytwarzana z 1,3-bisfosfoglicerynianu, jest tracona. Arsenian jest odsprzęgaczem glikolizy, co wyjaśnia jego toksyczność.

Niektóre gatunki bakterii czerpią energię poprzez utlenianie różnych paliw przy jednoczesnym zmniejszeniu ilości arsenianów w celu utworzenia arseninów. Zaangażowane enzymy są znane jako reduktazy arsenianowe.

W 2008 r. Odkryto bakterie, które wykorzystują wersję fotosyntezy z arseninami jako donorami elektronów, produkując arseniany (tak jak zwykła fotosynteza wykorzystuje wodę jako donor elektronów, wytwarzając tlen cząsteczkowy).

Naukowcy postawili hipotezę, że historycznie te organizmy fotosyntetyczne wytwarzały arseniany, które umożliwiły rozwój bakterii redukujących arsenian (baza danych Human Metabolome, 2017).

Referencje

1. KWAS ARSENOWY. (S.F.). Źródło: chemicalland21.com.
2. KWAS ARSENOWY, CIECZ. (2016). Źródło z cameochemicals.noaa.gov.
3. Budavari, S. (. (1996) Merck Index - Encyklopedia chemikaliów, leków i substancji biologicznych, Whitehouse Station, NJ: Merck and Co.
4. CHEBI: 18231 - kwas arsenowy. (S.F.). Odzyskane z ebi.ac.uk.
5. Baza danych ludzkich metabolitów. (2017, 2 marca). Wyświetlanie karty metabolicznej dla arsenianu. Pobrane z hmdb.ca.
6. National Center for Biotechnology Information ... (2017, 4 marca). PubChem Compound Database; CID = 234,. Pobrane z PubChem.
7. Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy. (2015, 22 lipca). KWAS ARSENOWY. Odzyskany z cdc.gov.
8. Stanowisko European Glass Industries w sprawie. (2012, 18 września). Odzyskane z glassallianceeurope.
9. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Kwas arsenowy. Pobrane z chemspidera.
10. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Kwas fosforowy. Pobrane z chemspidera.
11. University of Hertfordshire. (2016, 13 stycznia). kwas arsenowy. Pobrane z PPDB.