Мышьяк в быту

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

По химии

На тему: «Мышьяк в быту»

 

 

 

 

 

 

Исполнитель:

Мартынов Сергей Александрович

Научный руководитель:

Анжелика Геннадьевна

Оценка: ….

 

 

 

 

Оглавление

Ведение……………………………………………………………………………..

 

Глава№1.Понятие мышьяка………………………………………………………………..2.

     1.Происхождение названия

     2.Нахождения в природе

 

Глава №2. Свойства…………………………………………………………........3.

1. Физические свойства Мышьяка
2. Химические свойства Мышьяка
3. Свойства

 

Глава №3. Роль в жизни человека………………………………………………7.

     1.Роль в  организме человека

 

Глава №4. Особенности…………………………………………………………..8.

     1.Особенности электровосстановлениямышьяка(III ) на золото – углеродосодержащем электроде(+3 видео)

Список литературы………………………………………………………………13.

Дополнительный  видео материал……………………………………………...13.

Заключение………………………………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава №1. Понятие

 

1.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».

.Нахождение в природе

Мышьяк — рассеянный элемент. Содержание в земной коре 1,7·10⁻⁴% по массе. В морской воде 0,003 мг/л^[4]. Это вещество может встречаться в самородном состоянии, имеет вид металлически блестящих серых скорлупок или плотных масс, состоящих из маленьких зернышек. Известно около 200 мышьяксодержащих минералов. В небольших концентрациях часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах. Довольно часто встречаются два природных соединения мышьяка с серой: оранжево-красный прозрачный реальгар AsS и лимонно-жёлтый аурипигмент As₂S₃.Минерал,имеющий промышленное значение —арсенопирит (мышьяковый колчедан) также добывают мышьяковистый колчедан  лёллингит 

 

Большая часть  мышьяка добывается попутно при  переработке мышьяк содержащих золотых, свинцово-цинковых, медноколчеданных и других руд.

 

Глава №2. Свойства

3.Месторождения:

 

Главный промышленный минерал мышьяка — арсенопирит FeAsS. Крупные медно-мышьяковые месторождения есть в Грузии, Средней Азии и Казахстане, в США, Швеции, Норвегии и Японии, мышьяково-кобальтовые — вКанаде, мышьяково-оловянные — в Боливии и Англии. Кроме того, известны золото-мышьяковые месторождения в США и Франции. Россия располагает многочисленными месторождениями мышьяка в Якутии, на Урале, в Сибири, Забайкалье и на Чукотке^[5].

1.Физические свойства Мышьяка:

 

Мышьяк имеет несколько  аллотропических модификаций. При  обычных условиях наиболее устойчив так называемых металлический, или  серый, Мышьяк (α-As) - серостальная хрупкая кристаллическая масса; в свежем изломе имеет металлический блеск, на воздухе быстро

тускнеет, так как покрывается тонкой пленкой As₂O₃. Кристаллическая решетка серого Мышьяка ромбоэдрическая (а = 4,123Å, угол α = 54°10', х == 0,226), слоистая. Плотность 5,72 г/см³ (при 20 °C), удельное электрическое сопротивление 35·10^-8ом·м, или 35·10^-6 ом·см, температурный коэффициент электросопротивления 3,9·10^-3 (0°-100 °C), твердость по Бринеллю 1470 Мн/м², или 147 кгс/мм² (3-4 по Moocy); Мышьяк диамагнитен. Под атмосферным давлением Мышьяк возгоняется при 615 °C не плавясь, так как тройная точка α-As лежит при 816 °C и давлении 36 aт. Пар Мышьяка состоит до 800 °C из молекул As₄, выше 1700 °C - только из As₂. При конденсации пара Мышьяка на поверхности, охлаждаемой жидким воздухом, образуется желтый Мышьяк - прозрачные, мягкие как воск кристаллы, плотностью 1,97 г/см³, похожие по свойствам на белый фосфор. При действии света или при слабом нагревании он переходит в серый Мышьяк. Известны также стекловидно-аморфные модификации: черный Мышьяк и бурый Мышьяк, которые при нагревании выше 270 °C превращаются в серый Мышьяк

 

2.Химические свойства Мышьяка:

 

Конфигурация внешних  электронов атома Мышьяка 3d¹⁰4s²4p³. B соединениях Мышьяк имеет степени окисления +5, +3 и -3. Серый Мышьяк значительно менее активен химически, чем фосфор. При нагревании на воздухе выше 400 °C Мышьяк горит, образуя As₂O₃. С галогенами Мышьяк соединяется непосредственно; при обычных условиях AsF₅ - газ; AsF₃, AsCl₃, AsBr₃ - бесцветные легко летучие жидкости; AsI₃ и As₂I₄ - красные кристаллы. При нагревании Мышьяка с серой получены сульфиды: оранжево-красный As₄S₄ и лимонно-желтый As₂S₃. Бледно-желтый сульфид As₂S₅ осаждается при пропускании H₂S в охлаждаемый льдом раствор мышьяковой кислоты (или ее солей) в дымящей соляной кислоте: 2H₃AsO₄ + 5H₂S = As₂S₅ + 8H₂O; около 500 °C он разлагается на As₂S₃ и серу. Все сульфиды Мышьяка нерастворимы в воде и разбавленных кислотах. Сильные окислители (смеси HNO₃ + HCl, HCl + KClO₃) переводят их в смесь H₃AsO₄ и H₂SO₄. Сульфид As₂S₃ легко растворяется в сульфидах и полисульфидах аммония и щелочных металлов, образуя соли кислот - тиомышьяковистой H₃AsS₃ и тиомышьяковой H₃AsS₄. С кислородом Мышьяк дает оксиды: оксид Мышьяка (III) As₂O₃ - мышьяковистый ангидрид и оксид Мышьяка (V) As₂O₅ - мышьяковый ангидрид. Первый из них образуется при действии кислорода на Мышьяк или его сульфиды, например 2As₂S₃ + 9O₂ = 2As₂O₃ + 6SO₂. Пары As₂O₃конденсируются в бесцветную стекловидную массу, которая с течением времени становится непрозрачной вследствие образования мелких кристаллов кубической сингонии, плотность 3,865 г/см³. Плотность пара отвечает формуле As₄O₆; выше 1800 °C пар состоит из As₂O₃. В 100 г воды растворяется 2,1 г As₂O₃ (при 25 °C). Оксид Мышьяк (III) - соединение амфотер-ное, с преобладанием кислотных свойств. Известны соли (арсениты), отвечающие кислотам ортомышьяковистой H₃AsO₃ и метамышьяковистой HAsO₂; сами же кислоты не получены. В воде растворимы только арсениты щелочных металлов и аммония. As₂O₃ и арсениты обычно бывают восстановителями (например, As₂O₃ + 2I₂ + 5H₂O = 4HI + 2H₃AsO₄), но могут быть и окислителями (например, As₂O₃ + 3C = 2As + ЗСО).

Оксид Мышьяка (V) получают нагреванием  мышьяковой кислоты H₃AsO₄ (около 200 °C). Он бесцветен, около 500 °C разлагается на As₂O₃ и O₂. Мышьяковую кислоту получают действием концентрированной HNO₃ на As или As₂O₃. Соли мышьяковой кислоты (арсенаты) нерастворимы в воде, за исключением солей щелочных металлов и аммония. Известны соли, отвечающие кислотам ортомышьяковой H₃AsO₄, метамышьяковой HAsO₃ и пиромышьяковой H₄As₂O₇; последние две кислоты в свободном состоянии не получены. При сплавлении с металлами Мышьяк по большей части образует соединения (арсениды).

 

Сингония: Тригональная

Состав (формула): As

Цвет: Оловянно-белый, быстро темнеет до коричневого и серовато-чёрного (окисляется)

Прозрачность: Непрозрачный

Спайность: Совершенная

Излом: Раковистый

Блеск: Металлический

Твёрдость: 3,5

Устойчивость: Окисляется на воздухе

Удельный вес, г/см³: 5,74

Особые свойства: Хрупкий, токсичный, окисляется на воздухе.

Природный аналог: Мышьяк самородный

Мышьяк, имея репутацию одного из самых известных  ядов в истории, в наше время считается  необходимым для организма микроэлементом

В сухом воздухе мышьяк устойчив, но во влажном тускнеет и  покрывается черным оксидом. При  возгонке пары мышьяка легко сгорают  на воздухе голубым пламенем с  образованием тяжелых белых паров  мышьяковистого ангидрида As₂O₃. Этот оксид – один из наиболее распространенных мышьяксодержащих реагентов. Он обладает амфотерными свойствами:

As₂O₃ + 6HCl ® 2AsCl₃ + 3H₂O,

₂O₃ + 6NH₄OH ® 2(NH₄)₃AsO₃ + 3H₂O.

При окислении As2O₃ образуется кислотный оксид – мышьяковый ангидрид:

As₂O₃ + 2HNO₃ ® As₂O₅ + H₂O + NO₂ + NO.

При его взаимодействии с  содой получают гидроарсенат натрия, который находит применение в медицине:

As₂O₃ + 2Na₂CO₃ + H₂O ® 2Na₂HAsO₄ + 2CO₂.

Чистый мышьяк достаточно инертен; вода, щелочи и кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на него не действуют. Разбавленная азотная  кислота окисляет его до ортомышьяковистой  кислоты H3AsO₃, а концентрированная – до ортомышьяковой H3AsO₄:

3As + 5HNO₃ + 2H₂O ® 3H₃AsO₄ + 5NO.

Аналогично реагирует  и оксид мышьяка(III):

3As₂O₃ + 4HNO₃ + 7H₂O ® 6H₃AsO₄ + 4NO.

Мышьяковая кислота является кислотой средней силы, чуть слабее фосфорной. В отличие от нее, мышьяковистая  кислота очень слабая, по своей  силе соответствующая борной кислоте H3BO₃. В ее растворах существует равновесие H3AsO₃  HAsO₂ + H₂O. Мышьяковистая кислота и ее соли (арсениты) – сильные восстановители:

HAsO₂ + I₂ + 2H₂O ® H₃AsO₄ + 2HI.

Мышьяк реагирует с  галогенами и серой. Хлорид AsCl3 – бесцветная маслянистая жидкость, дымящая на воздухе; водой гидролизуется: AsCl3 + 2H₂O ® HAsO₂ + 3HCl. Известны бромид AsBr3 и иодид AsI3, которые также разлагаются водой. В реакциях мышьяка с серой образуются сульфиды различного состава – вплоть до Ar2S₅. Сульфиды мышьяка растворяются в щелочах, в растворе сульфида аммония и в концентрированной азотной кислоте, например:

As₂S₃ + 6KOH ® K₃AsO₃ + K₃AsS₃ + 3H₂O,

₂S₃ + 3(NH₄)₂S ® 2(NH₄)₃AsS₃,

₂S₅ + 3(NH₄)₂S ® 2(NH₄)₃AsS₄,

As₂S₅ + 40HNO₃ + 4H₂O ® 6H₂AsO₄ + 15H₂SO₄ + 40NO.

В этих реакциях образуются тиоарсениты и тиоарсенаты – соли соответствующих тиокислот (аналогичных тиосерной кислоте).

В реакции мышьяка с  активными металлами образуются солеобразные арсениды, которые гидролизуются водой Особенно быстро реакция идет в кислой среде с образованием арсина: Ca3As₂ + 6HCl ® 3CaCl₂ + 2AsH₃. Арсениды малоактивных металлов – GaAs, InAs и др. имеют алмазоподобную атомную решетку. Арсин – бесцветный очень ядовитый газ без запаха, но примеси придают ему запах чеснока. Арсин медленно разлагается на элементы уже при комнатной температуре и быстро – при нагревании.

Глава №3. Роль в  жизни человека

 

1.Роль в организме  человека 
 

     Мышьяка в организме взрослого человека немного - всего около 15 мг. Основная часть его содержится в легких, печени, эпителии и тонком кишечнике. Всасывание мышьяка происходит в желудочно-кишечном тракте.

Антагонистами мышьяка являются такие вещества как сера, фосфор, селен, витамины С, Е и некоторые аминокислоты. В свою очередь мышьяк ухудшает усвояемость организмомцинка, селена, фолиевой кислоты, витаминов А, С и Е.

Секрет  пользы мышьяка – в его количествах: в малых – он выполняет ряд  функций и исключительно полезен, в больших – сильнейший яд.

В организме мышьяк выполняет следующие  функции:

• улучшает кроветворение
• улучшает усвоение азота и фосфора

-7-

• оказывает ослабляющее влияние на окислительные процессы
• взаимодействует с некоторыми группами белков, цистеином, глутатионом и липоевой кислотой
• участвует в ферментативных реакциях
• действует как заместитель фосфата

Суточная потребность

По  разным данным суточная потребность  в мышьяке невелика и составляет 50-100 мкг.

Симптомы дефицита и передозировки

К возможным признакам дефицита мышьяка  относят:

• снижение концентрации триглицеридов в крови
• ухудшение роста и развития организма
• повышение фертильности

Мышьяк  считают ядовитым веществом, доза в 50мг и больше может вызвать летальный  исход. При передозировке мышьяка (порог токсичности определен  как 5-50 мг в сутки) наблюдаются такие  симптомы:

• раздражительность
• головные боли
• аллергии
• экзема
• дерматит
• язвы
• конъюнктивит
• поражение дыхательной системы
• эндоангиит
• нефропатия
• нарушение функции печени
• увеличение риска онкологических заболеваний
• внутрисосудистый гемолиз
• кардиогенный шок
• угнетение функций нервной системы

Источники

Растительные

Зерно и продукты хлебных злаков, вино, табак.

Животные

Морская рыба и морепродукты.

Некоторое количество мышьяка попадает в организм с питьевой водой. 

Глава №4. Особенности

1.Классификация  отравлений соединениями  тяжёлый металлов и мышьяка.

КлиКлиника легких отравлений, как правило, представлена диспепсическими расстройствами, стихающими в ближайшие часы, ожогом слизистых оболочек полости рта и глотки, умеренно выраженным выделительным стоматитом (только при отравлении серой ртутной мазью), легкой нефропатией.