As - знаком человечеству с древнейших времен. Уже великий Аристотель упоминал химический элемент мышьяк в соединениях природного характера. Помимо этого, возможность выработки его сернистой разновидности, путем прокаливания, описывается у Диоскоридом в первом веке до нашей эры.

Позже, с этим элементом европейские сталелитейщики сталкивались при работе с рудой, с вкраплениями мышьяка. Очень пристально его изучали алхимики. Такое внимание объяснялся тем, что он также как сера и ртуть относился к стихийным элементам, являющимся основой всех металлов.

Способность мышьяка изменять цвет у медных сплавов на белый воспринималась профессорами современной химии как метаморфоза меди в серебро. Сейчас в мире ни одна лаборатория не обходится без этого элемента.

As присутствует везде. Даже выкуриваемая сигарета имеет его содержание что, помимо прочего, обуславливает вредность курения.

История открытия

Открытие мышьяка на металлической основе относят к восемнадцатому веку, однако, способ получения элемента при помощи сублимимрования выявят только к концу семнадцатого. В этот период химик Шееле обнаружил мышьяковую кислоту, а также присутствующий в нем водород.

Изучение органических соединений с содержанием As берет начало у химика Каде. В середине восемнадцатого века он получает первое соединение органического характера на его основе – «Жидкость Каде». Структура была разобрана на составляющие только по прошествии восьмидесяти лет другим известным химиком Бунзеном.

До сих пор ведутся споры о том кому отдать пальму первенства открытия элемента в чистом виде. Это достижение причисляют в заслуги Альберта Великого. Как химический элемент он был признан Лавуазье в 1789 году.

Производство и области применения

Современные специалисты знают порядка двухсот минералов, в которых есть мышьяк. В подавляющем большинстве случаев его находят в руде, содержащей медь, серебро или свинец. Однако, минерал, представляющий главную значимость для промышленности – это колчедан с присутствием мышьяка.

Существует несколько способов выработки As в промышленных масштабах. Основным видом производства стал обжиг арсенопирита. Далее, из него восстанавливают оксид посредством антрацита.

Однако большая часть сырья при таком способе преобразуется в мышьяк белый.

Мышьяк в стоматологической сфере

Этот химический элемент не только яд, но и лекарство.

Применение мышьяка в сфере стоматологии в виде пасты не потеряло своей значимости благодаря яркому некротическому воздействию вещества на пораженные ткани.

Применяют его в следующих случаях:

• Если пациент не воспринимает анестетики;
• В случаях противопоказаний анестезирующих препаратов;
• При излечении зубной боли у детей.

Основным условием при использовании его в стоматологических клиниках является – полностью сформированная корневая система. Поэтому «детский» вариант применения не столь распространён.

As в промышленности

Химический элемент мышьяк используется во многих сферах производства, среди которых можно выделить несколько основных направлений:

• Металлургия;
• Электротехника;
• Обработка кожи;
• Текстильная промышленность;
• Пиротехника;
• Стекольное производство.

Металлургия - применяют для легирования свинцовых сплавов, использующихся для изготовления дроби. Такой сплав с добавлением As при башенном варианте производства позволяет получать идеальные шарообразные формы дробинок. Помимо этого, его прочность возрастает.

Электротехника – мышьяк повышенной очистки (до 99%) применяют для изготовления ряда необходимых полупроводниковых компонентов.

Текстильная промышленность — используют в качестве красителя.

Кожевенная индустрия – в этой сфере его применяют в качестве реагента для уничтожения щетины на коже.

Пиротехника – минерал реальгар, являющийся моносульфидом мышьяка, используют для изготовления «греческого» огня, получающегося при возгорании смеси его с серой и селитрой. Такое химическое соединение дает ярко-белое пламя.

Стекольное дело - трехокись As позволяет получать продукцию имеющие нулевую прозрачность. Между тем маленькие добавления компонента, напротив, осветляют ее. Этот элемент до сих пор остался частью производства некоторых стекол.

Например:

• «Венского»;
• используемого в термометрах;
• Имитации хрусталя.

Помимо этого, мышьяк применяют и в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Домашний способ использования – это крысиный яд. Сейчас его изготавливают на основе иных компонентов.

Употребление в пищу строго запрещено.

Мышьяк в борьбе с лейкозом

Известная отравителям способность мышьяка убивать клетки сейчас используется в благородных целях. Этот химический элемент широко применяют для лечения онкологических заболеваний, в первую очередь при лейкозе.

Лейкемия характеризуется формированием опухоли вследствие репликации костного мозга. При отсутствии своевременного лечения, происходит увеличение ее объема. По этой причине возникают и разрастаются метастазы во всех частях организма. Вылечить даже тяжелую форму заболевания помогает элемент As.

Он эффективно нейтрализует чрезмерное разрастание лейкоцитов, стимулирует быстрое и качественное образование красных телец. Все это позволяет положительно влиять на восстановительный процесс. При лечении этим опасным элементом должна соблюдаться четкая инструкция. Ведь конечная цена – жизнь человека.

Возможные причины отравления

В наше время существует большой риск отравиться мышьяком. Никто из трудящихся на производстве не застрахован от разных неожиданностей. При использовании веществ на основе As в бытовых условиях также есть вероятность случайного попадания в организм человека.

Порой регистрируются факты преднамеренного отравления – уголовные преступления или суицид. Эти эпизоды можно отнести к острым формам интоксикации.

Есть вероятность отравиться и при лечебной практике воздействия небольших доз. Подобное отравление причисляют к хроническим случаям.

Отдельной группой интоксикации этим химическим элементом является подострая категория. Когда человека присутствует в местах где есть большая концентрация адамсита.

Его используют полицейские в некоторых странах при разгоне демонстраций. Боевые делятся на несколько категорий в том числе – стерниты. К ним и относится мышьяк. Такие вещества действуют раздражающе на дыхательный аппарат человека.

Действие мышьяка на организм

Элемент обладает способностью быстрого проникновения в организм человека, а вывести его очень сложно.

Отравление происходит следующими путями:

• Кожные покровы;
• Лёгкие;
• Желудочно-кишечный тракт.

Стоит отметить, что неорганические компоненты мышьяка абсорбируются намного быстрее органики.

Наибольшую опасность для человека представляет арсин в газообразном состоянии, он не пахнет, поэтому для его промышленного производства приходится делать специальные добавки, имеющие стойкий чесночный «аромат». Также опасен мышьяковистый водород.

Отравление наступает очень быстро. В течение суток элемент способен поразить внутренние органы. Через две недели после интоксикации следы мышьяка можно обнаружить в ногтях и даже в костях.

Симптомы отравления мышьяком

Признаки заболевания могут разниться в зависимости от принятой дозы.

• Острая форма

Характеризуется металлическим стойким привкусом во рту. Человек ощущает сильное горловое жжение, сопровождающееся спазмами. Кожа на теле приобретает синюшный оттенок, а ладони желтеют.

Резко падает артериальное давление, сопровождается мощными приступами головокружения. Помимо этого, отравившийся испытывает острую почечную и печёночную недостаточность.

Также у больного наблюдается диарея и начинает сильно болеть желудок. Понос характеризуется острой формой, вследствие чего организм очень быстро обезвоживается. В крайних случаях высока вероятность отека легких, парализация или коматозной состояние.

• Подострая форма

Наблюдается крайне острая головная боль. Получают сильное раздражение все слизистые оболочки, в особенности глаза и дыхательные пути. Это приводит к «насморку», заложенности носа и слезотечению.

Пострадавший часто чихает и кашляет. Также не исключена сильная тошнота и даже рвота. После спазмов во рту остается послевкусие с металлическим оттенком.

• Хроническая форма

Наступает усталость и общее недомогание организма. Конечности слабеют на фоне анемического состояния. Ухудшается периферическая чувствительность вплоть до полной потери. По коже «бегают мурашки» и ощущается ее онемение.

На теле появляются звездочки из сосудов и идет развитие устойчивого купероза.

При отсутствии соответствующего лечения весьма вероятны серьезные последствия вплоть до . Поскольку мышьяк обладает высокой канцерогенностью то отравление может подтолкнуть к развитию онкологии в организме.

Для человека, проглотившего триогсид мышьяка, смертельная доза составит объем от 50 до 340 миллиграмм. Она привязана к типу вещества и напрямую связана с весом человека и общим состоянием здоровья.

Первая помощь при отравлении

Если вы или кто-то из близких или коллег случайно отравился мышьяком, следует оказать немедленную помощь до приезда специалистов.

Действия проводятся по простому алгоритму:

• Первое что надо сделать – это немедленно вызвать бригаду скорой помощи;
• До приезда врачей пострадавшему дать рвотное средство, чтобы промыть желудок;
• Следующим шагом станет прием абсорбента (например, молоко со взбитым белком или активированный уголь);
• На живот пострадавшего положить горячую грелку;
• При возможности приготовить специальный раствор, состоящий из одной ложки магнезии жженой, на 200 мл воды;
• Ни в коем случае пострадавшему нельзя давать нюхать нашатырный спирт или кислое питье;
• При появлении судорог разотрите конечности пострадавшему.

As – это сильный яд, который может нанести огромный вред.

Главным антидотом для мышьяка стал унитол. Это действенное противоядие имеющее свойство связывать его в безопасные соединения и позволяющее избавиться от химического элемента с мочевиной.

Снимать токсикологический эффект от мышьяка при работе на производстве помогают и своевременные меры профилактики.

Как предупредить отравление

В качестве профилактики отравления старайтесь избегать продуктов с его содержанием. На рабочих местах проводится герметизация производственных процессов и улучшение вентиляции.

Огромную роль в профилактике отравлений играет личная гигиена. На рабочем месте необходимо пользоваться респиратором. Или применять тампоны, из ваты, которые закладывают в уши и ноздри. После работы обязательно надо помыться. Помимо этого, следите и за своей спецодеждой. Держите ее в чистоте и выстиранной.

Обязательной профилактической мерой должен стать регулярный медицинский осмотр. Такие обследования рекомендуется проходить не реже двенадцати месяцев при постоянном контакте с препаратами, содержащими мышьяк.

Введение

Токсические свойства мышьяка известно людям давно. В сознании многих слова «яд» и «мышьяк» идентичны. Так уже сложилось исторически. Известны рассказы о ядах Клеопатры. В Риме славились яды Локусты. Обычным орудием устранения политических и прочих противников яд был также в средневековых итальянских республиках. В Венеции, например, при дворе держали специалистов-отравителей. Главным компонентом почти всех ядов был мышьяк. В России закон, запрещающий отпускать частным лицам «купоросное и янтарное масло, крепкую водку, мышьяк и цилибуху», был издан еще в царствование Анны Иоанновны - в январе 1733 г. Закон был чрезвычайно строг и гласил: «Кто впредь тем мышьяком и прочими вышеозначенными материалы торговать станут и с тем пойманы или на кого донесено будет, тем и учинено будет жестокое наказание и сосланы имеют в ссылку без всякия пощады, тож ученено будет и тем, которые мимо аптек и ратуш у кого покупать будут. А ежели кто, купя таковые ядовитые материалы, чинить будет повреждение людям, таковые по розыску не токмо истязаны, но и смертию казнены будут, смотря по важности дела неотменно». На протяжении веков соединения мышьяка привлекали (да и сейчас продолжают привлекать) внимание фармацевтов, токсикологов и судебных экспертов. Соединения мышьяка относятся к числу веществ, проявляющих сильное токсическое действие на организм людей и животных.

Смертельная доза - 200 мг. Хроническая интоксикация наблюдается при потреблении 1-5 мг в сутки. При остром отравлении симптомы его обычно наступают через 20-30 мин. ПДК в воздухе для мышьяка 0,5мг/мі.

Суточная доза - 0,05 5мг/мі.

История открытия

Мышьяк - высокотоксичный кумулятивный яд, поражающий нервную систему. Название мышьяка в русском языке связывают с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс; латинское название Arsenicum происходит от греческого «арсен» - сильный, мощный.

Исторические сведения. Мышьяк относится к пяти «алхимическим» элементам, открытым в средние века (удивительно, но четыре из них - As, Sb, Bi и P находятся в одной группе периодической таблицы - пятой). В то же время соединения мышьяка были известны с древних времен, их применяли для производства красок и лекарств. Особенно интересно использование мышьяка в металлургии.

Много лет назад когда каменный век сменился бронзовым. Бронза - это сплав меди с оловом. Как полагают историки, первую бронзу отлили в долине Тигра и Евфрата, где-то между 30 и 25 вв. до н.э. В некоторых регионах выплавлялась бронза с особо ценными свойствами - она лучше отливалась и легче ковалась. Как выяснили современные ученые, это был сплав меди, содержащий от 1 до 7% мышьяка и не более 3% олова. Вероятно, поначалу при его выплавке спутали богатую медную руду малахит с продуктами выветривания некоторых тоже зеленых сульфидных медно-мышьяковых минералов. Оценив замечательные свойства сплава, древние умельцы затем уже специально искали мышьяковые минералы. Для поисков использовали свойство таких минералов давать при нагревании специфический чесночный запах. Однако со временем выплавка мышьяковой бронзы прекратилась. Скорее всего это произошло из-за частых отравлений при обжиге мышьяксодержащих минералов.

Конечно, мышьяк был известен в далеком прошлом лишь в виде его минералов. Так, в Древнем Китаем твердый минерал реальгар (сульфид состава As 4 S 4 , реальгар по-арабски означает «рудниковая пыль») использовали для резьбы по камню, однако при нагревании или на свету он «портился», так как превращался в As 2 S 3 . В 4 в. до н.э. Аристотель описал этот минерал под названием «сандарак». В I в. н.э. римский писатель и ученый Плиний Старший, и римский врач и ботаник Диоскорид описали минерал аурипигмент (сульфид мышьяка As 2 S 3). В переводе с латыни название минерала означает «золотая краска»: он использовался как желтый краситель. В 11 в. алхимики различали три «разновидности» мышьяка: так называемый белый мышьяк (оксид As 2 O 3), желтый мышьяк (сульфид As 2 S 3) и красный мышьяк (сульфид As 4 S 4). Белый мышьяк получался при возгонке примесей мышьяка при обжиге медных руд, содержащих этот элемент. Конденсируясь из газовой фазы, оксид мышьяка оседал в виде белого налета. Белый мышьяк использовали с древних времен для уничтожения вредителей.

В 13 в. Альберт фон Больштедт (Альберт Великий) получил металлоподобное вещество, нагревая желтый мышьяк с мылом; возможно, это был первый образец мышьяка в виде простого вещества, полученный искусственно. Но это вещество нарушало мистическую «связь» семи известных металлов с семью планетами; вероятно, поэтому алхимики считали мышьяк «незаконнорожденным металлом». В то же время они обнаружили его свойство придавать меди белый цвет, что дало повод называть его «средством, отбеливающим Венеру (то есть медь)».

Мышьяк был однозначно идентифицирован как индивидуальное вещество в середине 17 в., когда немецкий аптекарь Иоганн Шрёдер получил его в сравнительно чистом виде восстановлением оксида древесным углем. Позднее французский химик и врач Никола Лемери получил мышьяк, нагревая смесь его оксида с мылом и поташом. В 18 в. мышьяк уже был хорошо известен как необычный «полуметалл». В 1775 шведский химик К.В.Шееле получил мышьяковую кислоту и газообразный мышьяковистый водород, а в 1789 А.Л.Лавуазье, наконец, признал мышьяк самостоятельным химическим элементом. В 19 в. были открыты органические соединения, содержащие мышьяк.

Получение мышьяка. Мышьяк получают, в основном, как побочный продукт переработки медных, свинцовых, цинковых и кобальтовых руд, а также при добыче золота. Некоторые полиметаллические руды содержат до 12% мышьяка. При нагревании таких руд до 650-700° С в отсутствие воздуха мышьяк возгоняется, а при нагревании на воздухе образуется летучий оксид As 2 O 3 - «белый мышьяк». Его конденсируют и нагревают с углем, при этом происходит восстановление мышьяка. Получение мышьяка - вредное производство. Раньше, когда слово «экология» было известно лишь узким специалистам, «белый мышьяк» выпускали в атмосферу, и он оседал на соседних полях и лесах. В отходящих газах мышьяковых заводов содержится от 20 до 250 мг/м 3 As 2 O 3 , тогда как обычно в воздухе содержится примерно 0,00001мг/м 3 . Среднесуточной допустимой концентрацией мышьяка в воздухе считают всего 0,003 мг/м 3 . Парадоксально, но и сейчас намного сильнее загрязняют окружающую среду мышьяком не заводы по его производству, а предприятия цветной металлургии и электростанции, сжигающие каменный уголь. В донных осадках вблизи медеплавильных заводов содержится огромное количество мышьяка - до 10 г/кг. Мышьяк может попасть в почву и с фосфорными удобрениями.

И еще один парадокс: получают мышьяка больше, чем его требуется; это довольно редкий случай. В Швеции «ненужный» мышьяк вынуждены были даже захоранивать в железобетонных контейнерах в глубоких заброшенных шахтах.

Мышьяк - химический элемент 5-группы 4-го периода таблицы Менделеева с атомным номером 33. Является хрупким полуметаллом стальной окраски с зеленоватым оттенком. Сегодня мы с вами подробнее рассмотрим, что такое мышьяк, и познакомимся с основными свойствами это элемента.

Общая характеристика

Уникальность мышьяка заключается в том, что он встречается буквально везде - в горных породах, воде, минералах, почве, растительном и животном мире. Поэтому его часто называют не иначе как вездесущий элемент. Мышьяк беспрепятственно распределяется по всем географическим регионам планеты Земля. Причиной тому являются летучесть и растворимость его соединений.

Название элемента связано с его использованием для истребления грызунов. Латинское слово Arsenicum (формула мышьяка в периодической таблице - As) образовалось от греческого Arsen, означающего «сильный» или «мощный».

В организме среднестатистического взрослого человека содержится порядка 15 мг этого элемента. В основном он концентрируется в тонком кишечнике, печени, легких и эпителии. Всасывание вещества осуществляется желудком и кишечником. Антагонистами мышьяка выступают сера, фосфор, селен, некоторые аминокислоты, а также витамины Е и С. Сам элемент ухудшает всасывание цинка, селена, а также витаминов А, С, В9 и Е.

Как и многие другие вещества, мышьяк может быть и ядом, и лекарством, все зависит от дозы.

Среди полезных функций такого элемента, как мышьяк, можно выделить:

1. Стимулирование усвоения азота и фосфора.
2. Улучшение кроветворения.
3. Взаимодействием с цистеином, белками и липоевой кислотой.
4. Ослабление окислительных процессов.

Суточная потребность в мышьяке для взрослого человека составляет от 30 до 100 мкг.

Историческая справка

Один из этапов развития человечества носит названием «бронзовый», так как в этот период люди сменили каменное оружие на бронзовое. Данный металл представляет собой сплав олова с медью. Однажды при выплавке бронзы мастера случайно использовали вместо медной руды продукты выветривания медно-мышьякового сульфидного минерала. Полученный сплав легко отливался и отлично ковался. В те времена никто еще не знал, что такое мышьяк, но залежи его минералов намеренно искали для производства качественной бронзы. Со временем от этой технологии отказались, очевидно, из-за того, что при ее использовании часто возникали отравления.

В Древнем Китае пользовались твердым минералом под названием реальгар (As 4 S 4). Его применяли для резьбы по камню. Так как под воздействием температуры и света реальгар превращался в другое вещество - As 2 S 3 , от него также вскоре отказались.

В 1 веке до нашей эры, римский ученый Плиний Старший вместе с ботаником и врачом Диоскоридом описывали минерал мышьяка под названием аурипигмент. Его название переводится с латыни как «золотая краска». Вещество применяли как желтый краситель.

В средневековье алхимики классифицировали три формы элемента: желтую (сульфид As 2 S 3), красную (сульфид As 4 S 4) и белую (оксид As 2 О 3). В 13 веке при нагреве желтого мышьяка с мылом алхимики получали металлоподобное вещество. Вероятнее всего, оно было первым образцом чистого элемента, полученного искусственным образом.

Что такое мышьяк в чистом виде, узнали в начале 17 века. Произошло это, когда Иоганн Шредер, восстанавливая древесным углем оксид, выделил этот элемент. Спустя несколько лет французскому химику Никола Лемери удалось получить вещество путем нагрева его оксида в смеси с мылом и поташом. В следующем веке мышьяк был уже хорошо известен в статусе полуметалла.

Химические свойства

В периодической системе Менделеева химический элемент мышьяк расположен в пятой группе и причислен к семейству азота. В естественных условиях он представлен единственным стабильным нуклидом. Искусственным путем получают более десяти радиоактивных изотопов вещества. Диапазон значений периода полураспада у них довольно широкий - от 2-3 минут до нескольких месяцев.

Хоть мышьяк иногда и нарекают металлом, он скорее относится к неметаллам. В соединении с кислотами он не образует солей, однако является сам по себе кислотообразующим веществом. Именно поэтому элемент идентифицируют как полуметалл.

Мышьяк, как и фосфор, может находиться в различных аллотропных конфигурациях. Одна из них - серый мышьяк, представляет собой хрупкое вещество, которое на изломе имеет металлический блеск. Электропроводность данного полуметалла в 17 раз ниже, чем у меди, но в 3,6 выше, чем у ртути. С повышением температуры она уменьшается, что характерно для типичных металлов.

При быстром охлаждении мышьяковых паров до температуры жидкого азота (-196 °С) можно получить мягкое вещество желтоватого цвета, напоминающее желтый фосфор. При нагревании и воздействии ультрафиолета желтый мышьяк моментально превращается в серый. Реакция сопровождается выделением тепла. Когда пары конденсируются в инертной атмосфере, образуется еще одна форма вещества - аморфная. Если осадить пары мышьяка, на стекле появляется зеркальная пленка.

Внешняя электронная оболочка данного вещества имеет такое же строение, как фосфор и азот. Как и фосфор, мышьяк образует три ковалентные связи. При сухом воздухе он имеет устойчивую форму, а с повышением влажности - тускнеет и покрывается черной оксидной пленкой. При воспламенении пары вещества горят голубым пламенем.

Так как мышьяк инертен, на него не воздействуют вода, щелочи и кислоты, которые не обладают окислительными свойствами. При контакте вещества с разбавленной азотной кислотой образуется ортомышьяковистая кислота, а с концентрированной - ортомышьяковая. Также мышьяк реагирует с серой, образуя сульфиды разного состава.

Нахождение в природе

В природных условиях такой химический элемент, как мышьяк, часто встречается в соединениях с медью, никелем, кобальтом и железом.

Состав минералов, которые образует вещество, обусловлен его полуметаллическими свойствами. На сегодняшний день известно более 200 минералов этого элемента. Так как мышьяк может находиться в отрицательной и положительной степенях окисления, он легко взаимодействует со многими другими веществами. При положительном окислении мышьяка он выполняет функции металла (в сульфидах), а при отрицательном - неметалла (в арсенидах). Содержащие этот элемент минералы имеют довольно сложный состав. В кристаллической решетке полуметалл может заменять атомы серы, сурьмы и металлов.

Многие соединения металлов с мышьяком с точки зрения состава скорее относятся не к арсенидам, а к интерметаллическим соединениям. Некоторые из них отличаются переменным содержанием главного элемента. В арсенидах одновременно могут присутствовать сразу несколько металлов, атомы которых при близком радиусе ионов могут замещать друг друга. Все минералы, которые причисляют к арсенидам, наделены металлическим блеском, непрозрачны, тяжелы и прочны. Среди естественных арсенидов (всего их около 25) можно отметить следующие минералы: скуттерудит, раммельсбрергит, никелин, леллингрит, клиносаффлорит и прочие.

Интересными с точки зрения химии являются те минералы, в которых мышьяк присутствует одновременно с серой и играет роль металла. Они имеют очень сложное строение.

Природные соли мышьяковой кислоты (арсенаты) могут иметь разную окраску: эритрит - кобальтовую; симплезит, аннабергит и скорид - зеленую, а рузвельтит, кеттигит и гернесит - бесцветную.

По своим химическим свойствам мышьяк достаточно инертен, поэтому его можно встретить в самородном состоянии в виде сросшихся кубиков и иголочек. Содержание примесей в самородке не превышает 15 %.

В почве содержание мышьяка колеблется в приделах 0,1-40 мг/кг. В районах вулканов и местах, где залегает мышьяковая руда, этот показатель может доходить до 8 г/кг. Растения в таких местах гибнут, а животные болеют. Подобная проблема характерна для степей и пустынь, где не происходит вымывание элемента из почвы. Обогащенными считаются глинистые породы, так как в них содержание мышьяковистых веществ вчетверо больше, чем в обычных.

Когда чистое вещество в процессе биометилирования превращается в летучее соединение, оно может выноситься из почвы не только водой, но и ветром. В обычных районах концентрация мышьяка в воздухе составляет в среднем 0,01 мкг/м 3 . В промышленных же районах, где работают заводы и электростанции, этот показатель может достигать и 1 мкг/м 3 .

Умеренное количество мышьяковистых веществ может содержаться в составе минеральной воды. В лечебных минеральных водах, согласно общепринятым нормативам, концентрация мышьяка не должна превышать 70 мкг/л. Здесь стоит отметить, что даже при более высоких показателях отравление может произойти только при регулярном употреблении такой воды.

В природных водах элемент может находиться в различных формах и соединениях. Трехвалентный мышьяк, к примеру, гораздо токсичнее, чем пятивалентный.

Получение мышьяка

Элемент получают как побочный продукт переработки свинцовых, цинковых, медных и кобальтовых руд, а также во время добывания золота. В составе некоторых полиметаллических руд содержание мышьяка может доходить до 12 %. При их нагревании до 700 °С происходит сублимация - переход вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое. Важным условием для осуществления этого процесса является отсутствие воздуха. При нагревании мышьяковых руд на воздухе образуется летучий оксид, получивший название «белый мышьяк». Подвергнув его конденсации с углем, восстанавливают чистый мышьяк.

Формула получения элемента выглядит следующим образом:

• 2As 2 S 3 +9O 2 =6SO 2 +2As 2 O 3 ;
• As 2 O 3 +3C=2As+3CO.

Добыча мышьяка относится к опасным производствам. Парадоксальным является тот факт, что наибольшее загрязнение окружающей среды этим элементом происходит не вблизи предприятий, которые его производят, а около электростанций и заводов цветной металлургии.

Еще один парадокс состоит в том, что объемы получения металлического мышьяка превышают потребность в нем. В сфере добывания металлов это очень редкое явление. Излишки мышьяка приходится утилизировать путем захоронения металлических контейнеров в старые шахты.

Наибольшие залежи мышьяковых руд сосредоточены в таких странах:

1. Медно-мышьяковые - США, Грузия, Япония, Швеция, Норвегия и государства Средней Азии.
2. Золото-мышьяковые - Франция и США.
3. Мышьяково-кобальтовые - Канада и Новая Зеландия.
4. Мышьяково-оловянные - Англия и Боливия.

Определение

Лабораторное определение мышьяка производится путем осаждения желтых сульфидов из солянокислых растворов. Следы элемента определяют по методу Гутцейта или с помощью реакции Марша. В последние полвека были созданы всяческие чувствительные методики анализа, которые позволяют выявить даже совсем небольшое количество данного вещества.

Некоторые соединения мышьяка анализируют с помощью селективного гибридного метода. Он предполагает восстановление исследуемого вещества в летучий элемент арсин, который затем вымораживают в емкости, охлажденной с помощью жидкого азота. Впоследствии при медленном подогреве содержимого емкости различные арсины начинают испаряться отдельно друг от друга.

Промышленное использование

Практически 98% добываемого мышьяка не применяют в чистом виде. Широкое использование в различных отраслях промышленности получили его соединения. Ежегодно идет добыча и переработка сотен тон мышьяка. Его добавляют в подшипниковые сплавы для повышения их качества, применяют для повышения твердости кабелей и свинцовых аккумуляторов, а также используют в производстве полупроводниковых приборов вместе с германием или кремнием. И это лишь самые масштабные направления.

Как легирующая добавка мышьяк придает проводимость некоторым «классическим» полупроводникам. Его добавка к свинцу значительно увеличивает прочность металла, а к меди - текучесть, твердость и коррозионную стойкость. Мышьяк также иногда добавляют в некоторые сорта бронз, латуней, баббитов и типографических сплавов. Однако зачастую металлурги стараются все же избегать использования этого вещества, так как оно небезопасно для здоровья. Для некоторых металлов большие количества мышьяка также вредны, поскольку они ухудшают свойства исходного материала.

Оксид мышьяка нашел применение в стекловарении в качестве осветлителя стекла. В этом направлении его использовали еще древние стеклодувы. Мышьяковистые соединения являются сильным антисептическим средством, поэтому с их помощью консервируют меха, чучела и шкуры, а также создают необрастающие краски для водного транспорта и пропитки для древесины.

Благодаря биологической активности некоторых производных мышьяка, вещество используется в производстве стимуляторов роста растений, а также лекарственных препаратов, в том числе противоглистных средств для скота. Средства, содержащие данный элемент, применяют для борьбы с сорняками, грызунами и насекомых. Раньше, когда люди не задумывались, о том, можно ли мышьяк использовать для производства продуктов питания, в сельском хозяйстве элемент имел более широкое применение. Однако после выявления его ядовитых свойств веществу пришлось искать замену.

Важными областями применения данного элемента являются: производство микросхем, волоконной оптики, полупроводников, пленочной электроники, а также выращивание микрокристаллов для лазеров. Для этих целей используют газообразные арсины. А изготовление лазеров, диодов и транзисторов не обходится без арсенидов галлия и индия.

Медицина

В тканях и органах человека элемент представлен главным образом в белковой фракции, в меньше мере - в кислоторастворимой. Он участвует в брожении, гликолизе и окислительно-восстановительных реакциях, а также обеспечивает распад сложных углеводов. В биохимии соединения данного вещества используются в качестве специфических ферментных ингибиторов, которые необходимы для изучения метаболических реакций. Мышьяк необходим человеческому организму как микроэлемент.

Применение элемента в медицине менее обширное, нежели в производстве. Его микроскопические дозы используются для диагностики всяческих заболеваний и патологий, а также лечения стоматологических болезней.

В стоматологии мышьяк применяет для удаления пульпы. Небольшая порция пасты содержащей мышьяковистую кислоту, буквально за сутки обеспечивает отмирание зуба. Благодаря ее действию, удаление пульпы проходит безболезненно и беспрепятственно.

Широкое применение мышьяк получил также в лечении легких форм лейкоза. Он позволяет снизить или даже подавить патологическое формирование лейкоцитов, а также простимулировать красное кроветворение и выделение эритроцитов.

Мышьяк как яд

Все соединения данного элемента являются ядовитыми. Острое отравление мышьяком приводит к болям в животе, диареи, тошноте и угнетению центральной нервной системы. Симптоматика интоксикации этим веществом напоминает симптоматику холеры. Поэтому ранее в судебной практике часто встречались случаи умышленного отравления мышьяком. В криминальных целях элемент наиболее часто использовался в виде триоксида.

Симптомы интоксикации

На первых порах отравление мышьяком проявляется металлическим вкусом во рту, рвотой и болями в животе. Если не принять меры, могут начаться судороги и даже паралич. В самом худшем случае отравление может привести к летальному исходу.

Причиной отравления могут стать:

1. Вдыхание пыли, содержащей мышьяковистые соединения. Происходит, как правило, на заводах по получению мышьяка, на которых не соблюдаются правила охраны труда.
2. Употребление отравленной пищи или воды.
3. Применение некоторых лекарственных средств.

Первая помощь

Наиболее общедоступным и известным противоядием в случае интоксикации мышьяком является молоко. Содержащийся в нем белок казеин образует с ядовитым веществом нерастворимые соединения, которые не могут всасываться в кровь.

В случае острого отравления для быстрой помощи пострадавшему ему нужно сделать промывание желудка. В больничных условиях проводят также гемодиализ, нацеленный на очистку почек. Из лекарственных препаратов применяют универсальный антидот - "Унитиол". Дополнительно могут быть использованы вещества-антагонисты: селен, цинк, сера и фосфор. В дальнейшем больному в обязательном порядке назначают комплекс из аминокислот и витаминов.

Дефицит мышьяка

Отвечая на вопрос: «Что такое мышьяк?», стоит отметить, что в небольших количествах он необходим человеческому организму. Элемент считается иммунотоксичным, условно эссенциальным. Он принимает участие практически во всех важнейших биохимических процессах человеческого организма. На дефицит этого вещества могут указывать такие признаки: снижение в крови концентрации триглицеридов, ухудшения в развитии и росте организма.

Как правило, при отсутствии серьезных проблем со здоровьем о недостатке мышьяка в рационе переживать не приходится, так как элемент содержится едва ли не во всех продуктах растительного и животного происхождения. Этим веществом особенно богаты морепродукты, злаки, виноградное вино, соки, и питьевая вода. В течение суток из организма выводится 34% потребляемого мышьяка.

При анемии вещество принимают для повышения аппетита, а при отравлении селеном он выступает действенным противоядием.

МЫШЬЯК

Свойства мышьяка. Мышьяк – очень интересное вещество. Подобно фосфору, сере, углероду и многим другим элементам, он может быть получен в разных видах. Самым обыкновенным его видоизменением является металлический, или серый, мышьяк. Это кристаллическая масса, по своему цвету похожая на сталь. Она блестит, как металл, и в 2,5 раза лучше ртути проводит электрический ток. Вместе с тем серый мышьяк хрупок. При нагревании до 615 °С он, не расплавляясь, превращается в бесцветные пары. Для того чтобы получить мышьяк в расплавленном виде, его надо нагревать под давлением. При быстром охлаждении паров мышьяка получаются мягкие прозрачные кристаллики желтого цвета. Это желтый мышьяк. Он напоминает желтый фосфор и подобно ему растворяется в сероуглероде, быстро окисляется на воздухе и при этом светится.

Желтый мышьяк очень неустойчив. Стоит немного нагреть его или оставить (в закрытом сосуде) на свету – и перед вами уже блестит серый мышьяк. Если быстро нагревать последний в струе водорода или пропускать соединение мышьяка с водородом АsН 3 через раскаленную стеклянную трубку, то получается черный мышьяк. Этот его вид не окисляется на воздухе, но при 360 °С снова превращается в обыкновенный серый мышьяк.

Если нагреть серый мышьяк на воздухе до 400 °С, он воспламенится. Его пламя синеватого цвета. Горящий мышьяк распространяет вокруг себя облако очень ядовитого белого дыма, сильно пахнущего чесноком, состоящего из частичек триоксида мышьяка Аs 2 О 3 . В кислороде мышьяк сгорает, образуя ослепительно блестящее пламя. Мышьяк, особенно в виде порошка, моментально сгорает в хлоре.

И сам мышьяк, и большинство его соединений очень ядовиты. Особенной ядовитостью обладают растворимые соединения мышьяка и газообразный мышьяковистый водород АsН 3 .

По своему ядовитому действию соединения мышьяка располагаются в следующем порядке: наиболее ядовито газообразное соединение – мышьяковистый водород, за ним следует мышьяковистый ангидрид и соли мышьяковистой кислоты, далее мышьяковая кислота со своими солями. Завершают этот ряд веществ сульфидные соединения. Люди, позвоночные животные, насекомые, растения, бактерии отравляются и гибнут под действием мышьяка и его соединений. Ядовитое действие соединений мышьяка на животных и человека объясняется тем, что эти вещества нарушают деятельность частей мозга, управляющих органами кровообращения, и вызывают паралич дыхательного центра.

Мышьяк в природе. Содержание мышьяка в земной коре очень невелико – всего около одной десятитысячной доли процента. Однако его малые количества могут быть найдены почти всюду в природе: в растениях, каменном угле, морской воде, воде многих источников, в органах животных и человека.

В земной коре это вещество иногда встречается в самородном состоянии, имеет вид металлически блестящих серых скорлупок или плотных масс, состоящих из маленьких зернышек. В России такой мышьяк встречается на Урале. Гораздо чаще можно найти минералы, представляющие собой соединения мышьяка. Довольно часто встречаются два природных соединения мышьяка с серой: оранжево-красный прозрачный реальгар АsS и лимонно-желтый аурипигмент Аs 2 S 3 .

Одна из наиболее распространенных руд мышьяка – мышьяковый колчедан (арсенопирит) – представляет собой минерал FeS 2 FeAs 2 , или FeAsS. Иногда арсенопирит содержит серебро и золото, и его месторождения разрабатываются для добычи этих металлов.

Краткая история мышьяка. Знакомство человечества с веществами, содержащими в своем составе мышьяк, началось очень давно. Мы точно не знаем, когда люди впервые познакомились со свойствами соединений мышьяка. Известно, что уже в глубокой древности его природные соединения использовали для приготовления красок и лечебных снадобий. В Китае с давних времен соединения мышьяка применялись для уничтожения вредных насекомых и грызунов. Упоминание о реальгаре, который был тогда известен под названием сандарака, находим в сочинениях древнегреческого ученого Аристотеля и его ученика Теофраста. Там же мы узнаем об арсениконе (по-гречески «арсен» – сильный), названном так из-за сильной ядовитости. Древние римляне назвали этот минерал аурипигмент, т.к. он имеет золотистый цвет (по-латыни «аурум» – золото, «пигментум» – краска). Греческий врач Диоскорид в I в. н. э. описал способ получения триоксида мышьяка Аs 2 O 3 путем обжигания аурипигмента.

Золотистый цвет аурипигмента привлек внимание средневековых алхимиков в их настойчивых поисках веществ, из которых они надеялись добыть золото. Продукт прокаливания сульфидных руд мышьяка также был известен алхимикам. Они дали ему название «белый мышьяк», которое используется до сих пор для обозначения триоксида мышьяка.

Открытие так называемого металлического мышьяка (серого мышьяка) приписывают знаменитому средневековому алхимику Альберту Великому, жившему в XIII в. Однако гораздо ранее греческие и арабские алхимики умели получать мышьяк в свободном виде, нагревая «белый мышьяк» с различными органическими веществами. Алхимики знали, конечно, и о ядовитых свойствах мышьяковистых соединений. Известный своеобразными чертами своего характера, оригинальными взглядами, многочисленностью и разнообразием своих сочинений, а также своей изменчивой судьбой, Парацельс положил начало применению соединений мышьяка в медицинской практике.

Несмотря на то, что металлический мышьяк был известен уже Альберту Великому и даже до него, прошли века, прежде чем выяснилось, что это простое вещество, а «белый мышьяк» представляет собой соединение мышьяка с кислородом. Доказал это в 1789 г. А.Л.Лавуазье, присвоивший веществу латинское название «арсеникум».

Получение и применение мышьяка из его соединений. Для получения металлического мышьяка чаще всего нагревают арсенопирит в муфельных печах без доступа воздуха. При этом освобождается мышьяк, пары которого превращаются в твердый мышьяк в железных трубках, идущих от печей, и в особых керамиковых приемниках. Остаток в печах потом нагревают при доступе воздуха, и тогда мышьяк превращается в Аs 2 O 3 . Металлический мышьяк получается в довольно незначительных количествах, и главная часть мышьякоcодержащих руд перерабатывается в белый мышьяк, т.е. в триоксид мышьяка – мышьяковистый ангидрид Аs 2 О 3 .

Мышьяковая кислота Н 3 AsO 4 и ее соли значительно менее ядовиты по сравнению с Аs 2 O 3 и солями мышьяковистой кислоты. Мышьяковая кислота получается путем окисления различными способами триоксида мышьяка:

Аs 2 О 3 + 2O + 3H 2 O = 2Н 3 АsO 4 .

Она применяется в некоторых случаях в химической лабораторной практике при получении органических соединений и в промышленности – для изготовления красителей и в качестве протравы при крашении.

Сульфидные соединения мышьяка – аурипигмент и реальгар – используются в живописи в качестве красок и в кожевенной отрасли промышленности в качестве средств для удаления волос с кожи. В пиротехнике реальгар употребляется для получения «греческого», или «индийского», огня, возникающего при горении смеси реальгара с серой и селитрой (ярко-белое пламя).

Уже со времени Парацельса известно, что очень небольшие количества соединений мышьяка могут оказывать благоприятное влияние на те живые организмы, которые под действием более значительных доз этих веществ испытывают повреждения и даже гибнут. Лошади, получающие в пище небольшие количества соединений мышьяка, оказываются более других способными к усиленной работе и лучше выглядят. Известно также, что люди, привыкшие к восприятию мышьяковых соединений, отличаются здоровьем и телесной крепостью. В качестве примера часто приводят жителей северо-западной части Штирии, работающих в районе расположения мышьяковых руд. Это обстоятельство находит свое объяснение в том, что небольшие количества соединений мышьяка усиливают работу кроветворных органов и способствуют повышению усвоения азота и фосфора.

Многие из мышьяковых соединений применяются в качестве лекарств для борьбы с малокровием и рядом тяжелых заболеваний. Из неорганических соединений мышьяка мышьяковистый ангидрид применяется в медицине для приготовления пилюль и в зубоврачебной практике в виде пасты как некротизирующее лекарственное средство.

Мышья́к - химический элемент с атомным номером 33 в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, обозначается символом As. Представляет собой хрупкий полуметалл стального цвета.

Происхождение названия

Название мышьяка в русском языке связывают с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс. Греческое название ἀρσενικόν происходит от персидского زرنيخ (zarnik) - «жёлтый аурипигмент». Народная этимология возводит к др.-греч. ἀρσενικός - мужской.
В 1789 году А. Л. Лавуазье выделил металлический мышьяк из триоксида мышьяка («белого мышьяка»), обосновал, что это самостоятельное простое вещество, и присвоил элементу название «арсеникум».

Получение

Открытие способа получения металлического мышьяка (серого мышьяка) приписывают средневековому алхимику Альберту Великому, жившему в XIII в. Однако гораздо ранее греческие и арабские алхимики умели получать мышьяк в свободном виде, нагревая «белый мышьяк» (триоксид мышьяка) с различными органическими веществами.
Существует множество способов получения мышьяка: сублимацией природного мышьяка, способом термического разложения мышьякового колчедана, восстановлением мышьяковистого ангидрида и др.
В настоящее время для получения металлического мышьяка чаще всего нагревают арсенопирит в муфельных печах без доступа воздуха. При этом освобождается мышьяк, пары которого конденсируются и превращаются в твердый мышьяк в железных трубках, идущих от печей, и в особых керамических приёмниках. Остаток в печах потом нагревают при доступе воздуха, и тогда мышьяк превращается в As 2 O 3 . Металлический мышьяк получается в довольно незначительных количествах, и главная часть мышьякосодержащих руд перерабатывается в белый мышьяк, то есть в триоксид мышьяка - мышьяковистый ангидрид As 2 О 3 .

Применение

Мышьяк используется для легирования сплавов свинца, идущих на приготовление дроби, так как при отливке дроби башенным способом капли сплава мышьяка со свинцом приобретают строго сферическую форму, и кроме того, прочность и твёрдость свинца возрастают.
Мышьяк особой чистоты (99,9999 %) используется для синтеза ряда ценных и важных полупроводниковых материалов - арсенидов и сложных алмазоподобных полупроводников.
Сульфидные соединения мышьяка - аурипигмент и реальгар - используются в живописи в качестве красок и в кожевенной отрасли промышленности в качестве средств для удаления волос с кожи.
В пиротехнике реальгар употребляется для получения «греческого», или «индийского», огня, возникающего при горении смеси реальгара с серой и селитрой (ярко-белое пламя).
Многие из мышьяковых соединений в очень малых дозах применяются в качестве лекарств для борьбы с малокровием и рядом тяжелых заболеваний, так как оказывают клинически значимое стимулирующее влияние на ряд функций организма, в частности, на кроветворение. Из неорганических соединений мышьяка мышьяковистый ангидрид может применяться в медицине для приготовления пилюль и в зубоврачебной практике в виде пасты как некротизирующее лекарственное средство. Этот препарат называли «мышьяк» и применялся в стоматологии при удалении нерва. В настоящее время препараты мышьяка применяются в зубоврачебной практике редко из-за токсичности. Разработаны и применяются другие методы безболезненной денервации зуба под местной анестезией.