Arseeni

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Germanium Arseeni Seleeni
P

As

Sb   
 
 


Yleista
Nimi Arseeni
Tunnus As
Jarjestysluku 33
Luokka Puolimetalli
Lohko p-lohko
Ryhma 15, typpiryhma
Jakso 4
Tiheys 5,727 · 10 3  kg/m 3
Vari Keltainen, musta tai harmaa
Loytovuosi
Atomiominaisuudet
Atomipaino (A r ) 74,921595 [1]
Atomisade , mitattu (laskennallinen) 115 pm
Kovalenttisade 119 pm
Van der Waalsin sade 185 pm
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 5
Hapetusluvut -III, III, V
Kiderakenne Trigonaalinen
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto Kiintea
Sulamispiste 1 090  K (817  °C )
Kiehumispiste subl. 887 K (614 °C)
Hoyrystymislampo 1,86 kJ/mol
Sulamislampo 433 kJ/mol
Muuta
Elektronegatiivisuus 2,0 ( Paulingin asteikko )
Ominaislampokapasiteetti 0,329 kJ/(kg K)
Sahkonjohtavuus 3.3×10 6 S /m
Lammonjohtavuus 50,2 W/(m·K)
CAS-numero 7440-38-2
Tiedot normaalilampotilassa ja -paineessa

Arseeni on alkuaine , jonka kemiallinen merkki on As ( lat. arsenicum, kreikan sanasta arsen , miehekas, vahva ), jarjestysluku 33 ja CAS-numero 7440-38-2. Arseeni on myrkyllinen typpiryhmaan kuuluva puolimetalli . Arseenia ja sen yhdisteita kaytetaan kasvi- ja hyonteismyrkkyna ja erilaisissa lejeeringeissa . Arseenista on aikaisemmin kaytetty nimitysta arsenikki , joka nykyaan kuitenkin tarkoittaa arseenitrioksidia As 2 O 3 .

Ominaisuudet

[ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]
Arseenia

Alkuaineiden jaksollisessa jarjestelmassa arseeni kuuluu samaan ryhmaan kuin fosfori . Kemiallisesti se muistuttaa fosforia niin paljon, etta se usein korvaa fosforin biokemiallisissa reaktioissa ja on sen vuoksi myrkyllinen . Kuumennettaessa arseeni hapettuu valkosipulin hajuiseksi oksidiksi . Arseeni ja jotkut arseeniyhdisteet voivat sublimoitua kuumennettaessa, eli kaasuuntua suoraan kiinteasta olomuodosta . Arseenilla on kolme allotrooppista muotoa: keltainen (As 4 ), musta ja harmaa. Alkuaine arseenia on kahdessa kiinteassa muodossa: keltainen (1,97 g/cm 3 ) ja metallinen harmaa (5,73 g/cm 3 ).

Arseenista tunnetaan 33 isotooppia , joista vain 75 As on pysyva. Muut isotoopit ovat radioaktiivisia . Pitkaikaisimmat radioaktiiviset isotoopit ovat 73 As, jonka puoliintumisaika on 80,30 paivaa, ja 74 As, jonka puoliintumisaika on 17,77 paivaa. [2]

Historiaa ja nykykayttoa

[ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Sana arseeni tulee persiankielen sanasta ????? ( zarnik ), joka tarkoittaa keltaista orpimenttia ( diarseenitrisulfidi , As 2 S 3 ). Gaius Plinius vanhempi puolestaan sanoo sen johtuvan kreikan kielen sanasta arsen (miehekas, vahva). Sanasta zarnik on johdettu myos kreikkalaisten arseenia tarkoittava sana arsenikon . Arseeni on tunnettu Persiassa ja muualla kautta aikojen.

Skolastikko Albertus Magnus kuvasi 1200-luvun puolivalissa arseenin valmistusta. Arseenia kaytettiin myrkytysmurhissa ennen arseenimyrkytyksen toteamiseen kaytetyn Marshin testin keksimista. Brittilainen kemisti James Marsh julkaisi 1836 menetelman ja laitteiston, jolla kudoksista voitiin osoittaa pienetkin arseenimaarat. Toinen arseenin tunnistamiseen kaytetty menetelma on Reinschin testi. Myrkytyskayton vuoksi arseenia on kutsuttu "myrkkyjen kuninkaaksi ja kuninkaan myrkyksi".

Alkemistien merkki arseenille

Albert Suuren uskotaan ensimmaisena eristaneen arseenin vuonna 1250. Johann Schroeder julkaisi vuonna 1649 kaksi tapaa valmistaa arseenia.

Viktoriaanisella ajalla naiset soivat arseenin, viinietikan ja liidun sekoitusta saadakseen ihonsa nayttamaan vaaleammalta ja erottuakseen tyolaisista. Arseenia hierottiin tassa tarkoituksessa myos suoraan kasvoihin ja kasiin.

Tapettien ja maalien vihreassa varissa kaytettiin aiemmin arseeniyhdisteita, jotka irrotessaan aiheuttivat asukkaissa pitkaaikaisen myrkytyksen. [3]

Jaamies Otzista on loydetty runsaasti arseenia. Siksi hanen arvellaan olleen kupariseppa.

Nykyisin arseenimyrkytyksen vaarassa ovat malmien tai puunkyllastyksen kanssa tekemisissa olevat. Teollisuudessa arseenilla kovetetaan metalliseoksia ja kirkastetaan lasia . Suomessa porakaivojen pilaajana arseeni on merkittava. Sen enimmaisohjearvo vedessa on 10 mikrogrammaa litrassa. Ongelmia on erityisesti Tampereen ja Hameenlinnan tienoilla, missa ylitys voi olla satakertainen.

Arseenia on kaytetty monenlaisena laakkeena. Ensimmainen bakteereja ja mikrobeja tuhoava synteettinen laake valmistettiin arseenista. Laakkeen kuppaan eli syfilikseen kehitti saksalainen Nobel-palkittu Paul Ehrlich 1900-luvun alussa. Se oli arseenijohdannainen arsfenamiini, ja Ehrlich nimesi sen 1909 salvarsaaniksi . 1960-luvun jalkeen arseenia ei ole kaytetty laakkeena.

Rikoskirjallisuuden lempiaiheita olivat aiemmin arsenikkimyrkytykset. Aiheesta on Joseph Kesselring tehnyt naytelman Arsenikkia ja vanhoja pitseja , ja sen pohjalta Frank Capra on ohjannut samannimisen elokuvan 1944.

Esiintyminen

[ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Metallikiiltoinen ja hopeanvarinen arsenopyriitti (arseenikiisu, rauta-arseenisulfidi, Fe As S ) on yleisin mineraali , josta arseenia saadaan. Arsenopyriittia kuumentamalla arseeni sublimoituu ja jaljelle jaa rautasulfaattia . Muita arseenia sisaltavia mineraaleja ovat realgaari (arseenisulfidi, As 4 S 4 ), mimetiitti , kobolttihohde (kobolttiarseenisulfidi, CoAsS ) ja erytriitti .

Tarkeimpia arseeniyhdisteita ovat arsenikki ( arseenitrioksidi , valkoinen arsenikki), arseenisulfidit, pariisinvihrea (Cu 3 (AsO 3 ) 2 ), kalsiumarsenaatti (Ca 3 (AsO 4 ) 2 ) ja lyijyarsenaatti (PbHAsO 4 ). Pariisinvihreaa, kalsiumarsenaattia ja lyijyarsenaattia on kaytetty maataloudessa torjunta-aineena .

Arseenia esiintyy luonnossa yleisesti, erityisesti sita loytyy Ruotsin Kiirunan kaivoksesta.

Arseeni on yksi kullan seuralaisalkuainesta. Suomessa kallio- ja maaperassa seka pohjavedessa korkeimmat pitoisuudet loytyvat Pirkanmaalta ja Keski-Lapista.

Suomessa kasvavia arseenia keraavia kasveja ( hyperakkumulaattori ) ovat esimerkiksi heinakasvi lampaannata ( Festuca ovina ), jarvikorte ( Equisetum fluviatile ), osmankaami ( Typha latifolia ), korpikaisla ( Scirpus sylvaticus ), karvalehti ( Ceratophyllum demersum ) ja jarviruoko ( Phragmites australis ).

Lyijyarsenaattia on kaytetty 1900-luvulle saakka hyonteismyrkkyna hedelmakarpasia vastaan (mika johti hermostovaurioihin ruiskuttajille). Scheelen vihreaa (kupariarseniittia) on tavattu 1800-luvun makeisissa ja muissa elintarvikkeissa variaineena [4] [5] .

Puuta on kyllastetty kromatuilla kupariarsenaateilla ( CCA ).

Seostamalla piihin tai germaniumiin pieni maara arseenia valmistetaan elektronisissa komponenteissa tarvittavia n -tyypin puolijohteita . [6]

Arseenin yhdisteista Galliumarsenidi (GaAs) on myos tarkea puolijohdeteollisuuden materiaali. Elektroniset piirit, joissa on kaytetty galliumarsenidia , ovat nopeampia ja kalliimpia kuin piista tehdyt piirit. Laserdiodeissa ja LEDeissa galliumarsenidi muuttaa sahkon suoraan valoksi .

Arseenitrioksidi a As 2 O 3 on kaytetty hoitona hematologiassa akuutissa promyelyyttisessa leukemiassa , jotka ovat resistentteja ATRA-hoidolle.

Arsiini eli arseenivety AsH 3 on muun muassa puolijohteiden douppaukseen kaytetty erittain myrkyllinen kaasu. Arsiinia on yritetty kayttaa myrkkykaasuna Toisessa maailmansodassa, mutta erittain tulenaran kaasun kayttoaikeista luovuttiin. Arsiinia muodostuu myos ns. Marshin kokeessa jolla todettiin arseenimyrkytys ennen nykyaikaisempia kokeita.

Salvarsaania ja neosalvarsaania on kaytetty 1900-luvun alkupuolella kupan hoitoon, ennen myrkyttomien penisilliinien keksimista.

Myrkyllisyys

[ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

Arseeni estaa elioiden aerobisen soluhengityksen , [7] mika aiheuttaa happikatoa ja veren ja ihon sinertymista.

Arseeni ja sen yhdisteet luokitellaan EU -direktiivin 67/548/EEC mukaan myrkyiksi ja ymparistolle vaarallisiksi aineiksi.

Arseeni on radonin ohella pahimpia yksittaisten kaivojen veden laadun ongelmia Suomessa. Talousveden laatuvaatimusten mukaan arseenin maara juomavedessa ei saa ylittaa ohjearvoa 10 μg/l. Suomessa joidenkin alueiden porakaivoista on loydetty ohjearvon jopa satakertaisesti ylittavia arseenipitoisuuksia. [8]

Syopavaarallisuus

[ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]

IARC (International Agency for Research on Cancer) maarittelee arseenin ja sen yhdisteet 1. luokan karsinogeeneiksi . EU listaa arseenitrioksidin, arseenipentoksidin ja arseenisuolat 1. luokan karsinogeeneiksi.

Arseeni juomavedessa nostaa tunnetusti aikuisten riskia sairastua keuhko- , virtsarakko- ja ihosyopiin . Lisaksi yhteys aikuisian munuais- ja maksasyopiin on mahdollinen. Viitteita on myos siita, etta juomaveden arseenille altistuminen varhaisessa lapsuudessa lisaa lapsuusian maksasyopakuolleisuutta. [9]

  1. Meija, Juris et al.: Atomic Weights of the Elements 2013 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry , 2016, 88. vsk, nro 3, s. 272?274. IUPAC. Artikkelin verkkoversio (pdf) . Viitattu 17.12.2016. (englanniksi)
  2. Isotopes of the Element Arsenic Jefferson Lab. Viitattu 31.12.2023. (englanniksi)
  3. Faran af att anvanda atskilliga mineralfarger for techniska behofver, kaannos saksalaisesta artikkelista, Abo Tidningar 72,14.9.1842. Verkkoteksti Coloriasto-blogissa 21.5.07. [1]
  4. Arsenic and the world’s worst mass poisoning abdn.ac.uk . Viitattu 13.4.2019. (englanniksi)
  5. Mann, John:  Murha, Taikuus ja laakinta ? Laakeaineiden historiaa , s. 62. 2. painos, alkuteos Murder, Magic and Medicine , Oxford University Press 1992. Suomentanut Onttonen, Tiina. Helsinki: Art House, 2002. ISBN 951-884-333-3 .
  6. N-tyypin puolijohteet AlegsaOnline.com . Viitattu 27.7.2023.
  7. Komulainen H. Metallit ja metalloidit, s. 1085?1098, kirjassa Koulu M, Tuomisto J. Farmakologia ja toksikologia, 7. p., Kustannus Oy Medicina, Kuopio 2007, myos verkossa http://www.medicina.fi
  8. Tuomisto J. 100 kysymysta ymparistosta ja terveydesta: arsenikista oljyyn, ss. 43?44. Kustannus Oy Duodecim, Helsinki 2007. Verkossa englanniksi http://en.opasnet.org/w/arsenic_to_zoonoses
  9. Increased Childhood Liver Cancer Mortality and Arsenic in Drinking Water in Northern Chile

Kirjallisuutta

[ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]
  • Kahelin, H., Jarvinen, K., Forsell, P. & Valve, M. 1998. Arseeni porakaivovesissa ? poistomenetelmien vertailututkimus. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti ? Geological Survey of Finland, Report of Investigation 141. http://tupa.gtk.fi/julkaisu/tutkimusraportti/tr_141.pdf
  • Loukola-Ruskeeniemi, Kirsti (ed.); Lahermo, Pertti (ed.) 2004. Arseeni Suomen luonnossa, ymparistovaikutukset ja riskit. Summary: Arsenic in Finland : distribution, environmental impacts and risks. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 173 p. http://tupa.gtk.fi/julkaisu/erikoisjulkaisu/ej_045.pdf

Aiheesta muualla

[ muokkaa | muokkaa wikitekstia ]