Oxideringsgrader av arsenik: Kemiska egenskaper hos arsenik

Innan oxidationstillståndet beaktasarsenik, kommer vi att avslöja sin position i det periodiska bordet och strukturens egenskaper. Dessutom får vi namnet på de grundläggande fysikaliska och kemiska egenskaperna hos detta kemiska element.

Placera i PS

De huvudsakliga oxidationstillstånden i arsenik, kemiskegenskaper, applikationer - allt detta kan hittas genom att titta på platsen för elementet i det periodiska systemet. Arsenik är belägen i den femte gruppen, är huvudgruppen en representativ familj av kväve. Den har en relativ atommassa av 74,9216. Grundläggande arsenik oxidationsgrad är förbundna med gruppen i vilken den är lagrad i MS. Detta element har 33 serienummer. Antalet energinivåer som motsvarar numret på den period i vilken objektet är beläget, är det fyra.

Tänk på arrangemanget av elektroner på varderaatomskal. På den första energinivån finns det bara två kopplade elektroner, det andra skalet är upptaget av åtta partiklar: 2s och 6p. På tredje nivå, förutom dem, finns det tio d-elektroner, det vill säga endast 18 partiklar. Den externa energinivån är en 2s-elektron, liksom tre oparmade p-elektroner. Det är antalet valenselektroner som bestämmer möjliga grader av oxidation av arsenik.

Sidor av historia

Det är arsen som tillskrivs de fem "alkemiska"element som är kända från medeltiden. En intressant punkt är det faktum att fyra av dem är i den femte PS-gruppen. På den tiden visste ingen hur man bestämde graden av oxidation av arsenik, men dess föreningar har framgångsrikt använts för att tillverka läkemedel, skapa färger.

Efter utbytet av stenåldern vid bronsåldern, människorlärt sig hur man gör denna legering med speciella egenskaper. Det visar sig att det innehöll upp till 7 procent av arsenik och endast 3 procent av tenn. Forskare tror att vid den första smältningen av brons i stället för malakit, som är grön, tog de felaktigt de gröna sulfiderna av koppar-arseniska mineraler.

Den resulterande legerings fantastiska prestanda gjorde det populärt bland forntida mästare. De sökte specifikt i naturmineraler innehållande substansen.

Oxideringsgrader av arsenik i föreningar av sådanatyp positiv, motsvarar dess högre valens. För att identifiera sulfider innehållande arsenik upphettas mineralet. Utseendet hos en viss vitlök lukt är en bekräftelse på närvaron av arsenik i föreningen. Gradvis från smältningen av arsenik bronze vägrade. Bland orsakerna till att produktionen upphör, kallar forskare konstant förgiftning av mästare under arbetet.

Naturliga mineraler

I form av ett mineral, ämnet vi övervägerkänd sedan antiken. Till exempel visas oxidationstillståndet för 3 arsenik i en förening som är känd i gammalt Kina som "minstoft". Aristoteles beskriver mineralsandaraket, vilket är en arsensulfid. Översatt från latinska språket, låter sitt namn som "guldfärg". Används i de avlägsna tiderna som ett gult färgämne.

Under det elfte århundradet, alkemisterolika sorters ämne. Graden av oxidation av arsen i föreningarna representerade av dessa arter motsvarar gruppnumret. Vit arsenik kallade det hexavalent oxid, gul kallades sulfid och röd - As4S4 (tetrasulfid tetrashyyyaka).

Den vita varianten erhölls genom sublimering av föroreningar iprocessen med att bränna kopparmalm, som inkluderade arsenik. Som kondens från gasformen utfälles arsenoxid som en vit deponering. Det har använts sedan antiken som ett sätt att förstöra skadedjur.

Under det trettonde århundradet, Albert den storaen metallämne erhålles. Han värmde den gula arsenik med tvål. Den substans som erhölls som en följd av interaktionen bekräftade inte den "mystiska anslutningen" av de sju metallerna med planeterna. Kanske, just på grund av den antydda motsättningen från de gamla alkemisterna, betraktades arsenik som ett "olagligt" element. Det var i dessa avlägsna tider att hans förmåga att ge koppar en vit färg, på vilken han kallades ett medel, "blekning Venus", uppenbarades.

Som ett enskilt ämne, dettaDet kemiska elementet identifierades endast under mitten av sjuttonhundratalet. Tyska apotekaren Johann Schröder lyckades isolera honom genom att genomföra en kemisk reduktion av koloxider. Efter en tid lyckades Nichola Lemery extrahera metallen genom att värma potash, tvål, arsenoxid. I 18th century var denna metall känd som en ovanlig "semimetal".

I slutet av 18th century den svenska kemisten K.V. Scheele erhöll arsensyra, där den högsta oxidationsgraden av arsen uppträder: +5. Under nittonde århundradet identifierades organiska ämnen som innehåller arsenik.

Att vara i naturen

Den högsta och lägsta oxidationsgraden av arsenikmanifesteras i sina naturliga föreningar. I jordskorpan överstiger den procentuella koncentrationen av detta element inte 5 gram per ton. I många mineraler ingår det samtidigt med nickel, kobolt, koppar, järn.

För närvarande cirka tvåhundraolika naturliga mineraler, som inkluderar det kemiska elementet vi överväger. Med tanke på att de visar en högre och lägre grad av oxidation av arsenik, har de en annan tillämpning. I kombination med antimon uppvisar exempelvis arsen ett negativt oxidationstillstånd. Med tanke på att denna metall har låg elektronegativitet är den lägsta oxidationsgraden av arsen -3. Denna indikator är karakteristisk för arsenider, liksom för mineralamontititen.

De flesta föreningar med metaller arsenik, med tanke på specificiteten av kompositionen, är en intermetallisk förening, kännetecknat genom att variera sammansättningen av det kemiska elementet.

Karakteristik av arsenider

Arseniderna karaktäriseras av innehållet hos flerametaller som har en liknande struktur av kristallgitter. Dessa mineraler kännetecknas av metallisk glans, de är ogenomskinliga, har en liten hårdhet.

Som exempel på naturliga arsenider kan följande föreningar betraktas:

• lellingit, liknande pyrit;
• nickel, kallad nickelröd pyrit;
• langisit;
• Oregon;
• sperrylite.

Detta är förstås inte en komplett listaliknande mineraler - för närvarande finns det ungefär tjugofem sådana föreningar. Bland de vanligaste i naturen kan vi nämna arsenopyrit, kallad arsenpyrit. Det är en produkt som erhålls genom att ersätta svavelatomer i pyrit med arsenik. Föreningar av detta slag, där högsta oxidationsgrad av arsenik inte uppenbaras, kallas sulfosalter.

Deras analoger anser koboltskin,gersdorfite, enargite, och även proustite. Den senare är en viktig silvermalm, som ligger i det övre lagret av ädla vener. Sammansättningen av sulfosalter kan innefatta ädelmetaller av platinagruppen. Bland dem är intresse representerat av irarsit, liksom orsit. I deras sammansättning används sällsynta metaller som utmärkta katalysatorer i organiska och oorganiska synteser.

Den högsta oxidationsgraden av arsenikmanifesteras i sina naturliga sulfider. Till exempel i den orange-gula dimoriten, vilken är arsensulfid (5). Under trettiotalet av det senaste århundradet hittades naturliga föroreningstillfällen, vilket innefattade en trivalent arsensulfid i södra delen av Verkhoyanskområdet. Storleken på de detekterade kristallerna uppgick till 60 cm i längd och vikten uppskattades till 30 kg.

Egenskaper hos arsenater

Eventuella grader av oxidation av arsenik kan varabetrakta saltets exempel. Således avses arseniksyraföreningar arsenat uppvisar den maximala hastigheten för metallen: 5. Som ett exempel på sådana föreningar ger vi erytrin, som har en ljusrosa färg. Saltet avses koboltfärg, den har formeln Co3 (AsO4) 2 * 8H₂O. Det är också möjligt att notera gasroliten av den brunröda nyansen i formen (Ce, La, Nd) ArO₄.

I centrala Sverige, Langbanajärn-manganbrott, där omkring femtio olika arsenater hittades och karaktäriserades. Dessa föreningar bildades genom interaktionen mellan arsensyra och manganhydroxid (2) vid låga temperaturer.

Vad är oxidationstillstånden i arsenaterArsenik? Karakteristika för dessa salter bekräftar närvaron av svavel i dem. Trots frånvaron av industriella tillämpningar kan deras estetiska utseende låta dem användas för att skapa mineralogiska samlingar.

En intressant historia är kupfernikel, vilkenmotsvarar nickelmineralet. Medeltida tyska gruvarbetare Nickel kallade berget onda andan och "falsk koppar" kallades "kupfernickel". Mästarna avslöjade den yttre likheten av kopparröd kristaller av detta mineral med kopparmalm. De användes i glas för att ge den resulterande produkten en grön nyans. Bara under mitten av artonhundratalet lyckades mineralogisten Axel Kronstedt ta bort nickel från detta mineral.

Särskilda egenskaper för boende i naturen

Arsenik kännetecknas av hög tröghet,så det kan hittas i ett ursprungligt land. En liknande metall i kompositionen har från två till sexton procent orenheter, i huvudsak kommer de att vara silver, järn, kobolt, nickel. I vårt land upptäckte geologerna inhemskt arsenik i Amurregionen, Transbaikalia.

Det finns i stenar, i mineraler och i växter, så är det med rätta ofta det allestädes närvarande elementet.

Vad är max och minsta gradoxidation av arsenik? Det högsta värdet motsvarar numret på den grupp där detta element ligger och är +5. Detta är typiskt för föreningar i vilka det uppvisar reducerande egenskaper. Mer detaljer om anslutningen av denna unika metall kommer att övervägas senare.

På jorden är arsenik extremt ojämnt fördelad. Anledningen är bildandet av litosfären, liksom i desorptions- och sorptionsprocesserna som förekommer i sedimentära stenar och markar.

På grund av den utmärkta lösligheten hos denna metall i vatten, migrerar den lätt. Till exempel, i ett fuktigt klimat, tvättas det ur jorden, följt av rörelse tillsammans med grundvatten och floder.

Fysiologisk verkan

I betydande mängder ingår arsenik imineralvatten. Det finns vissa standarder för innehållet i denna metall. Om tillåtna värden överskrids uppstår ett allvarligt hot mot människokroppen. Under kemiska studier visade man att arsenik kan förekomma i olika former i naturligt vatten. Vad ska vara arsenets oxidationstillstånd? Egenskaperna hos föreningarna som finns i vatten bekräftar närvaron av metallen som en arsenös syra-lösning.

Arsen i levande form innehåller ca 6 mg per 1kg. En del av tånget kan ackumulera ovanstående substans i sådan grad att det kan vara farligt för människokroppen. Några av deras arter som finns i asiatiska länder kan föröka sig i en ren syra-lösning. De används som ett medel för att kontrollera råttor. I den mänskliga hjärnvävnaden, liksom i hans muskler, finns det en tillräcklig mängd av denna metall. Dessutom är den närvarande i nagelplattorna, ackumuleras i håret.

Fysiska egenskaper

Trots det faktum att arsenik ser utmetall, det har också icke-metalliska egenskaper. Exempelvis kan den inte bilda salter med svavelsyra, som verkar som ett syrabildande element. Arsen kan förekomma i olika allotropa modifieringar, som påminner om fosfor. Den mest stabila är grå arsenik, som vid uppvärmning sublimerar som jod.

Enligt den elektriska ledningsförmågan, denna modifieringger upphov till koppar, men överstiger kvicksilver. Vid kylning av arsenånga kan du få ett mjukt genomskinligt ämne av en gul nyans som liknar gul fosfor. Vid uppvärmningsprocessen blir det till en annan allotrop modifikation av detta kemiska element.

Vid deponering av arsenångor på ett glas kan man observera utseendet på en spegelfilm.

Arsenföreningar

Graden av oxidation av arsenik i högre oxidär +5, det vill säga den motsvarar dess högre valens. Men vid sublimering av ångor av en given metall i fuktig luft, en svart film av dess arsenanhydrid As2O₃. Det är i denna form i huvudsak att det finns en oxid av detta element. Denna oxid uppvisar amfotära kemiska egenskaper.

I oxidationsprocessen omvandlas den till en högre oxid, där arsenik visar värdet av oxidationsgraden +5.

Ren metall oxideras genom utspädd salpetersyra till orto-arsensyra H₃AsO₃, där den har en valens av 3. Enligt dess kemiska förmåga anses det vara en syra av medelstorlek, som liknar borsyra. Salter betraktas som arseniter, som visar ljusa återvinningsegenskaper.

I klorid har metallen ett oxidationstillstånd av +3,fungerar som ett typiskt metallelement. Salin arsenider bildade under interaktionen med aktiva metaller utsätts för vattenhaltig hydrolys. Till exempel, arsin (AsH₃) är en giftig, färglös gas, luktfri.

Organometalliska föreningar

Arsenik kan bilda olikaorganometalliska föreningar. Till exempel, vid slutet av 18th century, med destillation med arsenoxid (3) av kaliumacetat erhölls en rökvätska med en obehaglig lukt. Den erhållna produkten kallades alarsin. I efterföljande studier fann man att det innehåller arsenik.

I slutet av artonhundratalet syntetiseradesaromatiska arsiner. Reaktionen utfördes genom exponering för en blandning av arsentriklorid och arylhalogenid med metalliskt natrium. Några av dessa produkter visade antimikrobiella egenskaper. Hittills utförs en syntes av tiotusentals organiska klorföreningar.

Applicering av arsenik

Mer än hälften av alla utvalda metallanvänds i form av olika föreningar. I sin rena form används den praktiskt taget inte. I en liten mängd injiceras den i lagerlegeringarna. Sådana tillsatser har en positiv effekt på hårdheten hos den färdiga produkten, så de är efterfrågade vid framställning av elektriska kablar och batterier.

Minsta arsendoser bidrar till ökningenkorrosionsbeständighet, förbättra värmevärdet av mässing och koppar. Om detta element inte innehåller ytterligare föroreningar, är det efterfrågan vid tillverkningen av halvledaranordningar. För att skapa dem smälter arsenik med germanium eller kisel.

Dessutom är det en utmärkt legeringtillsats när man skapar stål. Som ett värdefullt munstycke behövs arsenik även i icke-järnmetallurgi. Även med lågt innehåll i legeringen är det möjligt att avsevärt förbättra styrkan hos den tillverkade produkten. Arsenik ökar koppens fluiditet under gjutning, vilket gör det enklare att få en tråd.

Det finns också en viss negativ effekt av denna övergångsmetall vid produktion. Dess närvaro i malmen förvandlar processen till skadlig produktion.

Bland de olika arsenföreningarna av intresserepresenterar dess trivalenta oxid. Det används för närvarande i glasvaror. Salter med en indikator på +5 är efterfrågade som antiseptika. Detta övergångselement är en av de mest efterfrågade i modern kemisk produktion, eftersom den uppvisar dubbla egenskaper beroende på processmiljön.