33-Arsènic

Català	Español		English	Français	Símbol: As	Nombre atòmic: 33
Arsènic	Arsénico		Arsenic	Arsenic	Grup: 15	Període: 4
Família: Familia del nitrogen		Configuració electrònica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²3d¹⁰ 4p³

Generalitats
Descobridor/s: Alberto Magno		Nacionalitat: Alemanya			Any: 1250
Origen del nom: L'arsènic (del grec arsenikon, orpiment)		Una mica d’història: L'arsènic (del grec arsenikon, orpiment) es coneix des de temps remots, el mateix que alguns dels seus compostos, especialment els sulfurs. Dioscòrides i Plini coneixien les propietats de l'orpiment i el realgar (sulfur d'arsènic, As2S3) i Celso Aurelià, Galè i Isidor Largus sabien dels seus efectes irritants, tòxics, corrosius i insecticides i van observar les seves virtuts contra la tos, afeccions de la veu i les dispnees. Els metges àrabs van usar també els compostos d'arsènic en fumigacions, píndoles i pocions i també en aplicacions externes. Durant l'Edat Mitjana els compostos arsenicals van caure en l'oblit quedant relegats als curanderos que els prescrivien contra la escròfula i el hidrocele. Roger Bacon i Albert Magne de nacionalitat Alemanya van aprofundir en el seu estudi —es creu que aquest últim va ser el primer a aïllar l'element l'any 1250, el va obtenir esclafant sabó juntament amb orpiment (As2S3)— i Paracels va fer de l'Arsènic una panacea. El primer que el va estudiar amb detall va ser Brandt en 1633 i Schroeder el va obtindre al 1649 per l'acció del carbó sobre l'àcid arsènic. A Berzelius es deuen les primeres investigacions sobre la composició dels compostos de l'arsènic.
Estat natural: Ocasionalment es pot trobar pur en la natura, encara que la major part es troba en la superfície de les roques combinat amb sofre o metalls com Mn, Fe, Co, Ni, Ag o Sn. El principal mineral d’arsènic és la pirita arsenical (FeAsS), altres són: rejalgar (As₂S₂), orpiment (As₂S₃), arsenolita (As₂O₃), cobaltina (SAsCo). Altres arseniurs metàl·lics són els minerals: löllingita (FeAs₂), nicolita (NiAs), gersdorfita (NiAsS) i esmaltita (CoAs₂). Es troba a vegades substituint al sofre en minerals sulfurats de molts metalls pesats. Està localitzat a França, Alemanya, Itàlia, Romania, Sibèria i NordAmèrica.		Estructura cristal·lina: Sistema Romboèdric		cap angle recte a b c
Abundància a l’ésser humà: 50 ppb (parts per bilió) en pes.	Abundància a la Terra: Ocupa el lloc 52è en la classificació dels elements més abundants en l’escorça terrestre.		Abundància al Sistema Solar: 8 ppb (parts per bilió) en pes.

Propietats
Físiques	Massa atòmica (u)	Densitat (kg/m³)		Duresa (escala de Mohs)		Volum atòmic (cm³/mol)
	74,9216	5780		3,5		13,1
Tèrmiques	Estat d’agregació a 298 K	Punt de fusió (K)		Punt d’ebullició (K)
	sòlid	1090		887
Radis	Radi atòmic (Å)	Radi iònic (Å)		Radi covalent (Å)
	1,39	2,22 (As^-3) 0,69 (As⁺³) 0,47 (As⁺⁵)		1,21
Ionització	Afinitat electrònica (KJ/mol)	1a energia ionització (KJ/mol)	2a energia ionització (KJ/mol)		3a energia ionització (KJ/mol)		Estats d’oxidació
	78,2	946,5	1797,8		2735,4		-3, +2, +3, +5
Elèctriques	Conductivitat elèctrica (mOhm.cm)^-1	Electròniques	Electronegativitat (Pauling)		Polaritzabilitat (Å³)
	30		2,18		4,3
Termodinàmiques	Calor d’atomització (KJ/mol d’àtoms)	Calor de fusió (KJ/mol)	Calor de vaporització (KJ/mol)		Calor específica (J/kg K)		Conductivitat tèrmica (J/m s ºC)
	302	27,7	32,39		342,76		50,20
Altres	Potencial normal de reducció (v)	Caràcter metàl·lic	Precaucions: Els compostos de l’arsènic són molt verinosos per les plantes i els animals. És verinós en dosis superiors als 65 mg tant en dosi única com per acumulació de dosis més petites, com, per exemple, inhalació de pols o gasos d’arsènic. En les muntanyes del sud d’Àustria hi ha persones conegudes com “menjadors d’arsènic”, que li troben efectes tonificants i han desenvolupat tolerància, de manera que poden ingerir diàriament quantitats que comunament es consideren dosis mortals. Aquesta tolerància, no obstant, no els protegeix contra la mateixa quantitat d’arsènic administrada hipodèrmicament. L’exposició a l’arsènic inorgànic pot causar diversos efectes sobre la salut, com irritació de l’estómac i intestins, disminució de la producció de glòbuls vermells i blancs, canvis en la pell i irritació dels pulmons. També intensifica les possibilitats de desenvolupar càncer, especialment de pell, pulmó, fetge i linfa. També pot causar infertilitat i avortaments i danyar l’ADN.
	+ 0,24 HAsO₂/As (solució àcida)	Semimetall
	Característiques:
	Es presenta en diverses formes alotròpiques, de les quals la més important és l’arsènic gris, romboèdric, d’aspecte metàl·lic, tou, fràgil, de baixa conductibilitat, bon conductor de la calor i moderadament conductor de l’electricitat, amb un pes específic de 5,7. Una altra forma és la cúbica de color groc, no metàl·lica, de pes específic 2,0 i que s’obté per condensació del vapor a temperatures molt baixes. I una altra forma és la polimòrfica negre. Les formes groga i negre reverteixen a la forma més estable gris, a l’escalfa-les o per exposició a la llum. Quan es calenta, l’arsènic sublima, passant directament de sòlid a vapor a 613ºC. El vapor d’arsènic està constituït per molècules tetratòmiques (As₄) que es dissocien en molècules diatòmiques (As₂) a temperatures superiors a 800ºC.

Isòtops
Isòtop	Protons	Neutrons	Símbol	Vida mitjana	Abundància (%)	Altres
Arsènic-68	33	35	⁶⁸As	2,53 minuts	0,00
Arsènic-69	33	36	⁶⁹As	15,2 minuts	0,00	Radioactiu
Arsènic-70	33	37	⁷⁰As	52,6 minuts	0,00	Radioactiu
Arsènic-71	33	38	⁷¹As	2,72 dies	0,00	Radioactiu
Arsènic-72	33	39	⁷²As	26 hores	0,00	Radioactiu
Arsènic-73	33	40	⁷³As	80,3 dies	0,00	Radioactiu
Arsènic-74	33	41	⁷⁴As	17,78 dies	0,00	Radioactiu
Arsènic-75	33	42	⁷⁵As	Estable	100
Arsènic-76	33	43	⁷⁶As	26,3 hores	0,00	Radioactiu
Arsènic-77	33	44	⁷⁷As	38,8 hores	0,00	Radioactiu
Arsènic-78	33	45	⁷⁸As	1,512 hores	0,00	Radioactiu
Arsènic-79	33	46	⁷⁹As	9 minuts	0,00	Radioactiu

Reactivitat
Descripció	L'Arsènic groc és extremadament volàtil i més reactiu que l'arsènic metàli·lic. L'arsènic reacciona violentament amb el clor. No reacciona amb l'àcid clorhídric en absència d'oxigen, però sí amb l’àcid nítric calent. L’arsènic és estable en aire sec però la superfície s’oxida lentament en aire humit. Quan s’escalfa amb aire, es forma As₄O₆ (sota determinades condicions va acompanyat de fosforescència). Quan s’esclafa en oxigen, es forma As₄O₁₀ i As₄O₆: 4 As (s) + 5 O₂ à As₄O₁₀ (s) 4 As (s) + 3 O₂ à As₄O₆ (s)
Amb aire	Suau; amb calor à As₄O₆
Amb H₂O	No reacciona
*Amb HCL* 6M**	No reacciona
*Amb HNO₃* 15M**	Suau; amb calor à H₃AsO₄ ; NO_x
*Amb NaOH* 6M**	No reacciona

Obtenció

En la fusió de minerals de coure, plom i cobalt i or s'obté triòxid d'arsènic que es volatilitza en el procés i és arrossegat pels gasos de la xemeneia que poden arribar a contenir més d'un 30% de triòxid d'arsènic. Els gasos de la xemeneia es refinen posteriorment mesclant-los amb petites quantitats de galena o pirita per a evitar la formació d'arsenits i per torrada s'obté triòxid d'arsènic entre el 90 i 95% de puresa, per sublimacions successives pot obtenir-se amb una puresa del 99%.

Reduint l'òxid amb carbó s'obté el metal·loide: As2O3 + 3 C à 2 As + 3 CO ; no obstant la majoria de l'arsènic es comercialitza com a òxid.

Si es parteix de la pirita arsenical, l’arsènic sublima per calentament:

FeAsS (700ºC) à FeS + As (g) à As (s)

Pràcticament la totalitat de la producció mundial d'As metall és xinesa, que és també el major productor mundial de triòxid d'arsènic.

Usos

Conservant de la fusta (arseniat de coure i crom), ús que representa, segons algunes estimacions, prop del 70% del consum mundial d'arsènic.

L'arseniür de gal·li és un important material semiconductor emprat en circuits integrats més ràpids, i cars, que els de silici. També s'usa en la construcció de diodes làser i LED.

Additiu en aliatges de plom, per endurir-lo (1% d’arsènic) i llautons. S’utilitza en la fabricació de perdigons i en la indústria del vidre (0,5% de triòxid d’arsènic) per eliminar el color verd que produeixen les impureses dels compostos de ferro.

Insecticida (arseniat de plom), herbicides (arsenit de sodi) i verins: A principis del segle XX s'usaven compostos inorgànics però el seu ús ha desaparegut pràcticament en benefici de compostos orgànics (derivats metílics).

El disulfur d'arsènic (As2S2) o arsènic rubí s'usa com a pigment en pirotècnia i en la fabricació de pintures.

Històricament l'arsènic s'ha emprat amb fins terapèutics pràcticament abandonats per la medicina occidental encara que recentment s'ha renovat l’interès pel seu ús com demostra el cas del triòxid d'arsènic per al tractament de pacients amb leucèmia promielocítica aguda.

L’arsènic és un poderós verí i el seu ús freqüent el converteix en un contaminant molt freqüent. La prova de Marsh, anomenada així pel seu inventor, el químic James Marsh, proporciona un mètode simple per a detectar rastres d’arsènic que escaparien a l’anàlisi ordinari. La mostra es col·loca en una font d’hidrogen i qualsevol presència d’arsènic es converteix en arsina (AsH3), que es barreja amb el corrent d’hidrogen. Si el flux d’hidrogen es calenta al passar per un tub de vidre, l’arsina es descompon i l’arsènic metàl·lic es diposita en el tub en forma de petites taques perfectament apreciables. Per aquest mètode es poden detectar quantitats de l’ordre de 0,1 mg d’arsènic o d’antimoni i s’utilitza en la determinació forense de rastres d’arsènic en l’organisme.

Toxicitat

És un element molt tòxic. Els compostos de l’arsènic són molt verinosos per les plantes i els animals.

És verinós en dosis superiors als 65 mg tant en dosi única com per acumulació de dosis més petites, com, per exemple, inhalació de pols o gasos d’arsènic.

L’exposició a l’arsènic inorgànic pot causar diversos efectes sobre la salut, com irritació de l’estómac i intestins, disminució de la producció de glòbuls vermells i blancs, canvis en la pell i irritació dels pulmons. També intensifica les possibilitats de desenvolupar càncer, especialment de pell, pulmó, fetge i linfa. També pot causar infertilitat i avortaments i danyar l’ADN.

Sistema Romboèdric