دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر آرسنیک (As)
آرسنیک ، (به انگلیسی : Arsenic) با علامت اختصاری As و عدد اتمی ۳۳، عنصری از جدول تناوبی در دسته شبه فلزات است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
آرسِنیک یا ارسنیک که در فارسی به اکسید آن مرگ موش و سولفید آن زرنیخ گفته می‌شود. آرسنیک شبه فلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد، سیاه و خاکستری یافت می‌شود. آرسنیک و ترکیبات آن به‌عنوان آفت کش بکار می‌روند: علف‌کش، حشره‌کش و آلیاژهای مختلف.
آرسنیک یکی از پیچیده‌ترین و خطرناک‌ترین آلاینده‌های موجود در آب است. دلیل پیچیده بودن آرسنیک این است که هم در سطح اتمی امکان تبادل یونی دارد و هم از امکان ترکیب بالایی با سایر مواد برخوردار است. این ویژگی‌های آرسنیک، آن را تبدیل به ماده‌ای کرده است که تصفیه آن را از آب مشکل می‌کند.
آرسنیک هم می‌تواند با کربن، ترکیبات آلی تشکیل دهد و هم می‌تواند با سایر مواد، تشکیل ترکیبات غیرآلی و معدنی نماید. ترکیبات غیرآلی آرسنیک از ترکیبات آلی آن سمی‌تر و خطرناک‌تر هستند.
از ترکیبات مهم آرسنیک در آب عبارتند از آرسنات و آرسنیت که موادی سمی محسوب شده و در تصفیه آب از موارد مهمی هستند که حتماً می‌بایست مد نظر قرار گیرند. میزان نسبی هر کدام از این دو ماده در آب به PH آب بستگی دارد.
وجود آرسنیک در طبیعت عمدتاً به دلیل رسوبات فلزی در پوسته زمین و صخره‌های با قدمت بالا است. آرسنیک از طرق مختلفی مانند فرسایش سنگ‌ها و صخره‌ها یا آلاینده‌های نفتی، کارخانجات تولید تجهیزات نیمه‌هادی و موارد مشابه وارد آبهای زیرزمینی می‌شود. مقدار آرسنیک و ترکیبات آن در آب های زیرزمینی بیشتر از آبهای سطحی (مانند رودخانه و دریاچه) است.
شناسنامه آرسنیک
عدد اتمی: ۳۳
جرم اتمی:۷۴.۹۲۱۶۰
نقطه ذوب : C°۸۰۸
نقطه جوش : C°۶۰۳
شعاع اتمی : Å ۱.۳۳
ظرفیت: ۳و۵
رنگ: خاکستری
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: ۱۵
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 9.81
شکل الکترونی: ۴P 3 2 1s22s2p63s23 p63d 104s
شعاع یونی : Å ۰.۵۸
الکترونگاتیوی:۲.۱۸
تاریخچه آرسنیک
آرسنیک ( واﮊه یونانی arsenikon به معنی اریپمنت زرد ) در دوران بسیار کهن شناخته شده است . از این عنصر به کرات برای قتل استفاده شده است. علائم مسمومیت با این عنصر تا قبل از آزمایش مارش تا حدی نا مشخص بود. “آلبرتوس مگنوس” را اولین کسی می دانند که در سال ۱۲۵۰ این عنصر را جدا کرد . “جوان شرودر” در سال ۱۶۴۹ دو روش برای تهیه آرسنیک منتشر کرد.
پیدایش آرسنیک
آرسوپیزیت ( سنگ آرسنیک) که میس پیکل Mispickel هم نامیده می‌شود، سولفوری است که بر اثر حرارت ، بیشترِن مقدار آرسنیک از سولفید آهن آن جدا می‌شود. مهمترین ترکیبات آرسنیک عبارت است از: آرسنیک سفید ، سولفید آن ، گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب.
از گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب بعنوان سموم و حشره کشها در کشاورزی استفاده می‌شود .این عنصر گاها” بصورت خالص یافت می‌شود، ولی معمولا” بصورت ترکیب با نقره ، کبالت ، نیکل ، آهن ، آنتیموان یا سولفور وجود دارد.
ویژگی های آرسنیک
آرسنیک از نظر شیمیایی شبیه فسفر است، تا حدی که در واکنش های بیوشیمیایی می‌تواند جایگزین آن شود. لذا سمی می‌باشد. وقتی به آن حرارت داده شود، بصورت اکسید آرسنیک در می‌آید (اکسیده می‌شود) که بوی آن مانند سیر است. آرسنیک و ترکیبات آن همچنین می‌توانند بر اثر حرارت به گاز تبدیل شوند. این عنصر به دو صورت جامد وجود دارد: زرد و خاکستری فلز مانند.
کاربردهای آرسنیک
الف) کاربردهای صنعتی و انسانی:
۱-در صنعت ارسنیک معمولا به عنوان افت کش و به صورت تری اکسید ارسنیک(ASO3)استفاده می شود. تری اکسید ارسنیک در تاریخ به عنوان مهمترین سم استفاده شده با اهداف جنایی ذکر شده است به طوری که یک دوز ۱۲/.۰ گرم از ان کشنده است .
۲- ASO3 سابقا به عنوان حشره کش، ضد علف و ضد قارچ استفاده می شد.
۳- از استئو ارسنیت مس به عنوان محافظ چوب استفاده می شود.
۴- سال ها از ارسنیک به عنوان داروی تقوییتی به نام محلول فاولر استفاده می شد که حاوی ۱ درصد تری اکسید ارسنیک طبیعی بود.
۵- ارسنیک سدیم(Na Aso2) به عنوان ماده استریل کننده استفاده شده است.
*ترکیبات سه ظرفیتی ارسنیک از ترکیبات و یون ها ی ۵ ظرفیتی آن اثرات سوئ بیشتری دارد.
۶- در گذشته گزارش هایی مبنی بر مرگ در خانه بر اثر مسمومیت ناشی از انتشار ارسین و تری متیل ارسین از کاغذ دیواری منازل وجود داشت. انتشار این گازها نتیجه تجزیه ذرات یکی از اجزا پایه کاغذ دیواری ها به نام Scheele green (آرسنیت مس) بود که در حال حاضر استفاده از آن به عنوان رنگ دانه کاغذ مرسوم نیست.
۷- مواجهه با ارسنیک به صورت اکسید شده که عمدتا به شکل تری اکسید ارسنیک در ذوب فلزاتی نظیر سرب، مس و طلا که به عنوان محصول جانبی گداختن است نیز رخ می دهد.
۸-در صنایع الکترونیک به صورت ارسنید گالیوم(GaAS) که در تولید نیمه رساناها و ICها به کار می رود.
۹- لویزیت یکی از ترکیبات الی ارسنیک است که به عنوان یکی از گازهای جنگی مورد استفاده قرار می گیرد.)لویزیت طاول زای شدید می باشد و بسیار سمی است).
۱۰- در قرن ۲۰ ارسنیت سرب به عنوان یک افت کش برای درختان میوه به خوبی مورد استفاده قرار گرفت(استفاده از ان در افرادی که به این کار اشتغال داشتند ایجاد اسیب های عصب شناسی کرد) و ارسنیت مس در قرن ۱۹ به عنوان عامل رنگ کننده در شیرینی ها به کار رفت.
۱۱- تری اکسید ارسنیک در خون شناسی برای درمان بیناران سرطان خون حاد که در برابر ATRA درمانی مقاومت نشان می دهند به کار میرود.
۱۲- در برنز پوش کردن و ساخت مواد آتش بازی و ترقه مورد استفاده قرار می گیرد.
ب) کاربردهای دیگر آرسنیک
۱-محافظ چوب:
سمیت ارسنیک برای حشره ها، باکتری ها و…آن را یک ترکیب ایده ال برای محافظت از چوب می کند.
۲-پزشکی:
آرسفنامین (salvarsan):
در قرن ۱۸،۱۹ و ۲۰ میلادی تعدادی از ترکیبات ارسنیک جهت مصارف پزشکی استفاده می شدند شامل: آرسفنامین یا نئو سالوارسان برای سفلیس و…که البته به و سیله داروهای جدید جانشین شده است.
تری اکسید ارسنیک در طی ۵۰۰ سال گذشته به دلایل مختلف استفاده شده است.ولی معمولترین ان در درمان سرطان است .اداره دارو و غذای امریکا (FDA) در سال ۲۰۰۰ این ترکیب را جهت درمان بیماران سرطان خون حاد که به درمان با ATARA مقاومت نشان می دهند تایید کرد.
۳-مواد رنگی:
استئو ارسنیت مس به عنوان ماده رنگی سبز تحت عناوین مختلف شناخته شده است شامل:Paris Green،Emerlad green که باعث مسمومیت های زیاد آرسنیک شده است .
۴-ارتش:
بعد از جنگ جهانی اول ایالات متحده انباری حاوی ۲۰۰۰۰ لویزیت ساخت (یک اسلحه شیمیایی که به عنوان تاول زا عمل می کند و باعث تحریک ریه می گردد).
هشدارها
آرسنیک و بسیاری از ترکیبات آن سمی هستند. آرسنیک با مختل کردن وسیع سیستم گوارشی و ایجاد شوک منجر به مرگ می‌شود وسایر عوارض بلند مدت این سم سرطان پوست و صدمات جدی به روده وکبد می‌باشد.
متأسفانه برخی شهرها به دلیل مجاورت با مراکز صنعتی آلاینده ،مسمومیت بالای به آرسنیک دارند. مثلاً شهر رفسنجان به دلیل مجاورت به مجتمع مس سرچشمه، یکی از آلوده‌ترین آب‌ها را از نظر سطح آرسنیک دار است (ده برابر میزان مجاز). استفاده از دستگاه تصفیه آب به مقدار قابل قبول آرسنیک را تصفیه می‌نماید و در صورت اجبار به مصرف آب آلوده، مصرف شیر و سیر و اسفناج و پرتقال و کلم بروکلی برای سم زدایی توصیه شده‌است.
میزان سمی بودن آرسنیک برای انسان از قدیم الایام شناخته شده است. مصرف ۱۰۰ میلی گرم آرسنیک می‌تواند منجر به مسمومیت شدید و خطرناک شود. درست است که میزان آرسنیک در آب آشامیدنی بسیار کمتر از مقدار فوق است، اما باید درنظر داشت که استفاده طولانی مدت از آب حاوی آرسنیک حتی با درصد کم می‌تواند منجر به ایجاد علائم مزمنی در بدن انسان شود.
علائم مشکلات ناشی از آرسنیک، در مدت زمان طولانی و به مرور خود را نشان می‌دهد و ممکن است سالها طول بکشد. به عنوان نمونه می‌توان به مشکلات و بیماری‌های زیر که به واسطه مصرف آرسنیک ایجاد شده و مطالعات علمی نیز آنها را تأیید کرده‌اند، اشاره نمود:
• تأثیرات سرطانی: پوست، مثانه، ریه، کلیه، کبد و پروستات
• تأثیرات غیر سرطانی: قلب و عروق، ریه، اعصاب، ترشحات هورمونی
علائم مسمومیت با آرسنیک
تغییر رنگ ناخن ،حالت تهوع و اسهال،ریزش مو و درد معده ،خون در ادرار و تشنج ازعلائم مسمومیت با ارسنیک هستند.
بیشتر بخوانید: درباره عنصر سلنیمعنصر آرسنیک _ دانشچی
