O arsênico É um semimetal ou metalóide que pertence ao grupo 15 ou VA da tabela periódica. É representado pelo símbolo químico As, e seu número atômico é 33. Pode ser encontrado em três formas alotrópicas: amarelo, preto e cinza; sendo este último o único com importância industrial.
O arsênico cinza é um sólido frágil de aparência metálica com uma cor cristalina de aço (imagem abaixo). Ele perde o brilho quando exposto ao ar, formando óxido de arsenoso (AsdoisOU3), que quando aquecido exala cheiro de alho. Por outro lado, seus alótropos amarelo e preto são moleculares e amorfos, respectivamente..
O arsênico é encontrado na crosta terrestre associado a vários minerais. Apenas uma pequena proporção é encontrada no estado nativo, porém associada ao antimônio e à prata..
Entre os minerais mais comuns em que o arsênio é encontrado estão os seguintes: realgar (como4S4), o orpimento (comodoisS3), loellingite (FeAsdois) e enargite (Cu3Bunda4) O arsênio também é obtido como subproduto da fundição de metais como chumbo, cobre, cobalto e ouro..
Os compostos de arsênio são tóxicos, especialmente arsina (AsH3) No entanto, o arsênio tem inúmeras aplicações industriais, incluindo a liga com chumbo, usado na fabricação de baterias de automóveis, e a liga com o gálio, com vários usos na eletrônica..
Índice do artigo
O nome 'arsênico' vem do latim arsenicum e do grego arsenikon, referindo-se ao orpimento amarelo, que era a principal forma de uso do arsênico pelos alquimistas.
O arsênio, muito antes de ser reconhecido como elemento químico, era conhecido e utilizado na forma de seus compostos. Por exemplo, Aristóteles no século 4 aC. escreveu sobre sandarache, uma substância que agora se pensa ser sulfeto de arsênio.
Plínio, o Velho e Pedanius Discórides, no século I dC, descreveram o orpimento, um mineral constituído por AsdoisS3. No século 11, três espécies de arsênio foram reconhecidas: branco (como4OU4), o amarelo (comodoisS3) e vermelho (como4S4).
O arsênico como um elemento puro foi observado pela primeira vez por Albertus Magnus (1250). Magnus aqueceu o sulfeto de arsênio com sabão, observando a aparência de uma substância com uma característica semelhante ao alótropo acinzentado da imagem. No entanto, o primeiro relatório autêntico de seu isolamento foi publicado em 1649 por Johann Schroeder, um farmacêutico alemão..
Schroeder preparou o arsênico aquecendo seu óxido com carvão. Posteriormente, Nicolas Lémery conseguiu produzi-lo aquecendo uma mistura de óxido de arsênio, sabão e potássio. No século 18, este elemento foi finalmente reconhecido como um semimetal.
O arsênico é isomórfico ao antimônio; isto é, eles são estruturalmente idênticos, diferindo apenas no tamanho de seus átomos. Cada átomo de arsênio forma três ligações covalentes As-As, de modo que originam unidades hexagonais As.6 “Enrugado ou inclinado”, uma vez que a hibridização dos átomos de As é sp3.
Então as unidades como6 eles se conectam dando origem a camadas puras de arsênico, que interagem fracamente umas com as outras. Devido às suas forças intermoleculares, dependentes sobretudo de suas massas atômicas, os cristais de arsênio cinza romboédrico conferem ao sólido uma textura frágil e quebradiça..
Possivelmente devido às repulsões do par de elétrons livres do arsênico, o As6 formado entre camadas paralelas não definem um octaedro perfeito, mas distorcido:
Observe que as esferas pretas desenham o plano distorcido no espaço entre duas camadas íngremes. Da mesma forma, na camada abaixo existem esferas azuladas que, juntamente com a esfera preta, constituem a unidade As6 mencionado no início da seção.
A estrutura parece ordenada, as linhas sobem e descem e, portanto, é cristalina. No entanto, pode se tornar amorfo, com esferas comprimidas de maneiras diferentes. Quando o arsênico acinzentado se torna amorfo, ele se transforma em um semicondutor.
O arsênio amarelo, o alótropo mais tóxico desse elemento, é um sólido puramente molecular. Consiste em moléculas de As4 unidades por forças de dispersão fracas, o que não as impede de volatilizar.
O arsênico preto é amorfo; mas não como o alótropo acinzentado pode ser. Sua estrutura é ligeiramente semelhante à que acabamos de descrever, com a diferença de que seus planos de unidades As6 têm áreas maiores e diferentes padrões de desordem.
[Ar] 3d104sdois4p3
Ele tem todos os orbitais de nível 3 preenchidos. Formas ligações usando os orbitais 4s e 4p (assim como o 4d) por meio de diferentes hibridizações químicas.
74,922 g / mol
O arsênio cinza é um sólido acinzentado com aparência metálica e consistência quebradiça..
Três formas alotrópicas, amarelo (alfa), preto (beta) e cinza (gama).
Banheiro
Insípido
1.090 K a 35,8 atm (ponto triplo de arsênio).
À pressão normal não tem ponto de fusão, pois sublima a 887 K.
-Arsênio cinzento: 5,73 g / cm3.
-Arsênio amarelo: 1,97 g / cm3.
Insolúvel
139 pm
13,1 cm3/ mol
120 pm
0,328 J / gmol a 20 ° C
32,4 kJ / mol
2,18 na escala de Pauling
Primeira energia de ionização 946,2 kJ / mol
-3, +3, +5
O arsênio elementar é estável no ar seco, mas quando exposto ao ar úmido torna-se coberto com uma camada bronze-amarelo que pode se tornar uma camada preta de óxido de arsênio (AsdoisOU3).
Quando o arsênio é aquecido até a decomposição, ele emite fumaça branca de AsdoisOU3. O procedimento é perigoso porque a arsina, um gás muito venenoso, também pode ser liberada.
180 ºC
3,5 na escala de dureza de Mohs.
Não é atacado por ácido sulfúrico frio ou ácido clorídrico concentrado. Reage com ácido nítrico quente ou ácido sulfúrico, formando ácido arsênico e ácido arsênico.
Quando o arsênico cinza é volatilizado pelo aquecimento e os vapores são resfriados rapidamente, um arsênico amarelo é formado. Este retorna à forma acinzentada, quando submetido à luz ultravioleta.
Uma pequena quantidade de arsênico adicionada ao chumbo endurece suas ligas o suficiente para usá-las no revestimento de cabos e na fabricação de baterias de automóveis..
A adição de arsênio ao latão, uma liga de cobre e zinco, aumenta sua resistência à corrosão. Por outro lado, corrige ou reduz a perda de zinco no latão, o que provoca um aumento na sua vida útil..
O arsênio purificado é usado na tecnologia de semicondutores, onde é usado em conjunto com gálio e germânio, bem como na forma de arseneto de gálio (GaAs), que é o segundo semicondutor mais usado.
GaAs tem um gap direto, que pode ser usado na fabricação de diodos, laser e LEDs. Além do arsenieto de gálio, existem outros arsenietos, como o arsenieto de índio e o arsenieto de alumínio, que também são semicondutores III-V..
Enquanto isso, o arsenieto de cádmio é um semicondutor do tipo II-IV. Arsine tem sido usado em dopagem de semicondutores.
A maioria das aplicações foi descartada devido à sua alta toxidade e de seus compostos. O ásdoisOU3 tem sido usado como pesticida, enquanto o AsdoisOU5 é um ingrediente de herbicidas e inseticidas.
Ácido arsênico (H3AsO4) e sais como arseniato de cálcio e arseniato de chumbo têm sido usados para esterilizar solos e controlar pragas. Isso cria um risco de contaminação ambiental com arsênio..
O arseniato de chumbo foi usado como inseticida em árvores frutíferas até a primeira metade do século XX. Mas devido à sua toxicidade, foi substituído pelo metilarsenato de sódio, que deixou de ser usado pelo mesmo motivo desde 2013.
Até o século 20, vários de seus compostos eram usados como remédios. A arsfenamina e o neolsalvarsan, por exemplo, têm sido usados no tratamento da sífilis e da tripanossomíase.
Em 2000, o uso de AsdoisOU3, Composto muito tóxico, no tratamento da leucemia promielocítica aguda resistente ao ácido trans retinóico. Recentemente, o isótopo radioativo foi usado 74Ace para localização de tumor.
O isótopo produz boas imagens, mais claras do que as obtidas com o 124I, porque o iodo é transportado para a tireóide e produz ruído no sinal.
O arsênico foi usado no passado como aditivo alimentar na produção de aves e suínos.
É usado como catalisador na fabricação de óxido de etileno. Também é usado em fogos de artifício e curtumes. O óxido de arsenoso é usado como descolorante na fabricação de vidro.
O arsênio pode ser encontrado em pequenas quantidades no estado elementar, com alto grau de pureza. Está presente em vários compostos, tais como: sulfetos, arsenetos e sulfoarseniides.
Também é encontrado em vários minerais, incluindo: arsenopirita (FeSAs), loelelita (FeAsdois), enargite (Cu3Bunda4), o orpimento (comodoisS3) e realgar (As4S4).
A arsenopirita é aquecida a 650-700ºC, na ausência de ar. O arsênio evapora, deixando o sulfeto de ferro (FeS) como resíduo. Durante este processo, o arsênico se junta ao oxigênio para formar As4OU6, conhecido como "arsênico branco".
O ás4OU6 é modificado para formar o AsdoisOU3, cujos vapores são coletados e condensados em um conjunto de câmaras de tijolos, sendo o arsênico purificado por sublimação.
A maior parte do arsênio é produzida pela redução pelo carbono da poeira formada a partir do AsdoisOU3.
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