Как составить формулу оксида мышьяк

Оксиды в формуле содержат кислород, обозначение в формуле — О.

Сульфиды в формуле содержат серу — обозначение S.

Валентность соединений мышьяка показывает последняя цифра в формуле.

оксид мышьяка (V) имеет в формуле кислород О и в конце цифру 5

сульфид мышьяка (III) имеет в формуле серу S и в конце цифру 3

сульфид мышьяка (V) имеет в формуле знак серы S и в конце цифру 5

оксид мышьяка (III) имеет в формуле знак кислорода О и в конце цифру 3

Первая формула показывает соединение мышьяка — оксид мышьяка (III)

Вторая формула — оксид мышьяка (V)

Третья формула — сульфид мышьяка (V)

Четвертая формула — сульфид мышьяка (III)

В таблице Менделеева такой химический элемент, как мышьяк, занимает позицию на границе металл — неметалл. По своей активности он находится между водородом и медью. Неметаллический характер проявляется в том, что он способен проявлять степень окисления -3 (AsH₃ — арсин). Соединения с положительной степенью окисления +3 обладают амфотерными свойствами, а со степенью +5 проявляются его кислотные свойства. Что представляет собой оксид мышьяка?

Оксиды и гидроксиды

Существуют следующие оксиды мышьяка: As₂О₃ и As₂О₅. Также есть соответствующие гидроксиды:

• Метамышьяковистая кислота HAsO₂.
• Ортомышьяковистая кислота H₃AsO₃.
• Метамышьяковая кислота HAsO₃.
• Ортомышьяковая кислота H₃AsO₄.
• Пиромышьяковая кислота H₄As₂O₇.

Что такое триоксид мышьяка?

Мышьяк образует два оксида, из которых As₂О₃ имеет название триоксид. Это вещество, которое часто используется для лечения, но это не совсем безобидный химикат. Это неорганическое соединение, которое является основным источником органоарсенических соединений (соединений, содержащих химическую связь c углеродом) и многих других. Многие применения As₂О₃ являются спорными из-за токсичной природы элемента. Торговым названием этого соединения является Trisenox.

Общие сведения о триоксиде

Химическая формула триоксида мышьяка имеет следующий вид As₂О₃. Молекулярная масса этого соединения составляет 197,841 г/моль. Существует много способов получения этого оксида. Одним из них них является обжиг сульфидной руды. Химическая реакция происходит следующим образом:

2As₂О₃ + 9O₂ → 2As₂О₃ + 6SO₂

Большинство оксидов может быть получено в качестве побочного продукта переработки других руд. Арсенопирит является общей примесью в золоте и меди, и он высвобождает триоксид мышьяка при нагревании в присутствии воздуха. Это может привести к серьезному отравлению.

Структура триоксида мышьяка

Триоксид мышьяка имеет формулу As₄O₆ в жидкой и газовой фазах (ниже 800°C). В этих фазах он является изоструктурным с фосфоровым триоксидом (P₄O₆). Но при температуре выше 800°C As₄O₆ разрушается до молекулярного As₂O₃. В этой фазе он является изоструктурным с триоксидом диизотрона (N₂O₃). В своем твердом состоянии это соединение показывает полиморфную способность (способность существовать в двух или более формах кристаллической структуры).

Свойства триоксида мышьяка

Некоторые из основных свойств триоксида мышьяка заключаются в следующем:

• Растворы триоксида образуют слабые кислоты с водой. Это связано с тем, что соединение представляет собой амфотерный оксид мышьяка.
• Он растворим в щелочных растворах и дает арсенаты.
• Триоксид мышьяка обладает высокой растворимостью в соляной кислоте (HCl) и, наконец, дает трихлорид мышьяка и концентрированную кислоту.
• Он дает пентаоксид (As₂O₅) в присутствии сильных окислителей, таких как пероксид водорода, озон и азотная кислота.
• Он почти нерастворим в органических растворителях.
• Он выглядит как белое твердое тело в нормальном физическом состоянии.
• Он имеет температуру плавления 312,2°C и температуру кипения 465°C.
• Плотность этого вещества составляет 4,15 г/см³.

Применение триоксида мышьяка в медицине

Это химическое вещество относится к классу противоопухолевых средств и применяется при лечении рака. Токсичность мышьяка хорошо известна. Но триоксид мышьяка является химиотерапевтическим препаратом и используется для лечения определенных видов рака в течение многих лет. Решение, используемое для этой обработки, называется раствором Фаулера. В 1878 году Бостонская городская больница сообщила, что этот раствор может быть эффективным в снижении количества лейкоцитов у человека.

В результате As₂O₃ был главным образом использован для лечения лейкемии до тех пор, пока его не заменила лучевая терапия. Но после 1930-х годов он постепенно восстановил свою популярность в лечении лейкемии, до тех пор, пока не появилась современная химиотерапия. Этот оксид мышьяка считался лучшим методом лечения хронической миелогенной лейкемии. Даже сегодня это вещество используется для лечения конкретного типа острого промиелоцитарного лейкоза при неудачной ретиноидной или антрациклиновой химиотерапии. Он также используется для лечения хронического миелоидного лейкоза, множественной миеломы, острого миелоидного лейкоза, лимфомы, рака лимфатической системы.

Использование триоксида

Триоксид мышьяка широко используется в производстве бесцветного стекла. Это соединение также полезно в области электроники для создания полупроводников и некоторых сплавов. Он используется и в красках. Триоксид мышьяка может оказаться эффективным средством лечения опухоли головного мозга.

В прошлом это вещество использовалось в стоматологии, но поскольку это высокотоксичное соединение, его применение современными стоматологами было прекращено. Оксид мышьяка (формула As₂O₃) используется также в качестве консерванта для древесины, но такие материалы запрещены во многих частях мира. В сочетании с ацетатом меди трехокись мышьяка дает яркий пигмент зеленого цвета.

Высокотоксичное вещество

Сам по себе триоксид обладает высоким уровнем токсичности. Поэтому всегда необходимо принять необходимые меры предосторожности, прежде чем его использовать. Он может быть очень опасным в следующих случаях:

• Прием пищи. Если As₂O₃ случайно попадает в пищеварительный тракт, нужно немедленно обратитесь к врачу. Не рекомендуется пытаться вызвать рвоту, прежде чем обращаться за медицинской помощью. Нужно убрать любую плотную одежду, снять галстук, расстегнуть воротник, пояс и т. д.
• Контакт с кожей. В случае соприкосновения с любой поверхностью тела стоит немедленно промыть пораженный участок большим количеством воды. Зараженная одежды и обувь должны быть немедленно удалены, и их следует вымыть перед повторным использованием. В случае серьезного контакта с кожей вам следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Может быть полезно промывание зараженной области дезинфицирующим мылом и применение антибактериального крема.
• Попадание в глаза. Если As₂O₃ вступает в контакт с глазами, первое, что нужно сделать, это удалить любые контактные линзы и промывать глаза большим количеством воды в течение 15 минут. Рекомендуется использовать холодную воду. Параллельно с этим кто-то должен вызвать скорую.
• Ингаляция. Люди, которые вдыхали этот газ, должны быть помещены в другое место со свежим воздухом. А также нужно немедленно обратиться за медицинской помощью. Если трудно дышать, следует незамедлительно вводить кислород. Если пострадавший не в состоянии дышать самостоятельно, необходимо сделать искусственное дыхание.
• Это соединение может оказывать ядовитое воздействие на человека. В случае попадания в организм чрезмерного его количества триоксид мышьяка может даже привести к смерти. Защитные очки и перчатки всегда должны использоваться во время работы с As₂O₃. Работа всегда должна выполняться в хорошо проветриваемом помещении.

Побочные эффекты

Общие побочные эффекты этого вещества включают в себя такие симптомы, как:

• плохой аппетит;
• рвота;
• тошнота;
• боль в животе;
• запор;
• головная боль;
• усталость;
• головокружение;
• лихорадка;
• проблемы с дыханием;
• высокий уровень лейкоцитов;
• высокий уровень сахара в крови;
• кожная сыпь.

Менее распространенные побочные эффекты включают в себя:

• сухость во рту;
• сбивчивое дыхание;
• боль в груди;
• низкий уровень лейкоцитов;
• мышечную и костную боль;
• опухание лица и глаз;
• понос;
• тремор;
• низкий уровень сахара в крови;
• низкий уровень кислорода в крови.

Редкие побочные эффекты As₂O₃:

• нерегулярное сердцебиение (это может даже привести к смерти);
• увеличение веса;
• обморок;
• рассеянность;
• кома;
• распухший живот;
• потемнение кожи.

Опасные для жизни симптомы воздействия триоксида мышьяка — это увеличение веса, лихорадка, сложность дыхания, одышка, грудная боль, кашель.

Триоксид мышьяка является высокотоксичным веществом, которое может даже привести к гибели человека. Тем не менее, он имеет свою полезность в медицинской области. Всегда должны приниматься меры предосторожности.

Химические реакции

Триоксид мышьяка представляет собой амфотерный высший оксид мышьяка, и его водные растворы являются слабокислотными. Таким образом, он легко растворяется в щелочных растворах для получения арсенатов. Он менее растворим в кислотах, за исключением соляной.

Только с сильными окислителями, такими как озон, перекись водорода и азотная кислота, из него образуется пента-оксид мышьяка с +5 степенью кислотности As₂O₅. Что касается устойчивости к окислению, триоксид мышьяка отличается от триоксида фосфора, который легко сгорает до пятиокиси фосфора. Редукция дает элементный мышьяк или арсин (AsH₃).

Пентаоксид мышьяка

Химической формулой пентаоксида является As₂O₅. Его молярная масса составляет 229,8402 г/моль. Это белый гигроскопичный порошок с плотностью 4,32 г/см³. Температура плавления достигает 315°C, при которой он начинает разлагаться. Вещество имеет хорошую растворимость в воде и спирте. Свойства оксида мышьяка делают его очень токсичным и опасным для окружающей среды. Это неорганическое соединение, которое является менее распространенным, высокотоксичными и, следовательно, находит лишь ограниченное коммерческое применение, в отличие от высшего оксида мышьяка (формула As₂O₃).

Мышьяк известен в первую очередь как яд и канцероген. Его триоксид — это водорастворимый порошок, который производит бесцветный, безвкусный и без запаха раствор. Это был популярный способ убийства в средние века. Его использование продолжается и сегодня, но уже в мирных целях и в небольшом количестве.

№33 Мышьяк

Соединения мышьяка (англ. и франц. Arsenic, нем. Arsen) известны очень давно. Так уже в I в.

древнегреческий военный врач, фармаколог и натуралист Диоскорид описал обжигание аурипигмента (сульфида мышьяка) с образованием при этом белого мышьяка (Аs2O3).

Когда именно впервые был получен металлический мышьяк неизвестно, обычно это приписывается Альберту великому (ХIII в.). В названии «мышьяк» предположительно отражены ядовитые свойства соединений элемента и их применение (от «мышь-яд»).

Нахождение в природе, получение:

мышьяка в земной коре 1,7·10-4% по массе. Это рассеяный элемент, известно около 200 мышьяксодержащих минералов, часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах.

Наиболее известны два природных соединения мышьяка с серой: оранжево-красный прозрачный реальгар AsS и лимонно-жёлтый аурипигмент As2S3. Главный промышленный минерал мышьяка — арсенопирит FeAsS.

Мышьяк получают как сопутствующий продукт при переработке содержащих его золотых, свинцово-цинковых, медноколчеданных и других руд. При их обжиге образуется летучий оксид мышьяка(III), который конденсируют и восстанавливают углем.

Физические свойства:

Мышьяк существует в нескольких аллотропных формах и в этом отношении весьма напоминает фосфор. Самая устойчивая из них — серый мышьяк, весьма хрупкое вещество, но имеет металлический блеск и электропроводно (отсюда название «металлический мышьяк»).

При быстром охлаждении паров мышьяка получается прозрачное мягкое вещество желтого цвета, состоящее из молекул As4, имеющих форму тетраэдра. Существует также черный мышьяк — аллотропная модификация с аморфным строением.

Мышьяк при нагревании возгоняется, расплавить его можно только в запаянных ампулах под давлением (817°C, 3,6МПа).

Химические свойства:

Мышьяк химически активен. При нагревании на воздухе сгорает с образованием оксида мышьяка(III), с фтором и хлором самовоспламеняется, взаимодействует с халькогенами: серой, селеном, теллуром, образуя различные соединения.

Взаимодействует с водородом, образуя газ арсин AsH3.

Разбавленная азотная кислота окисляет мышьяк до H3AsO3, концентрированная — до H3AsO4:
As + 5HNO3 = H3AsO4 + 5NO2 + H2O
Мышьяк нерастворим, не взаимодействует с водой и растворами щелочей.

Важнейшие соединения:

Оксид мышьяка(III), As2O3 — простейшая формула As4O6 — истинная, белые крист., ядовит, при растворении образует мышьяковистые кислоты. Реагирует с конц.

соляной кислотой с образованием хлорида мышьяка(III): As2O3 + 6HCl = 2AsCl3 + 3H2O
Метамышьяковистая и ортомышьяковистая кислоты — HAsO2 и H3AsO3, очень слабые, соли — арсениты.

Сильные восстановители
Оксид мышьяка(V), As2O5, получают при осторожном обезвоживании мышьяковой кислоты или окислением оксида мышьяка(III) озоном, азотной кислотой. При небольшом нагревании распадается на As2O3 и кислород.

Растворяется в воде с образованием мышьяковой кислоты.

Мышьяковая кислота — H3AsO4, белые крист., к-та средней силы, соли — арсенаты, гидро- и дигидроарсенаты. Качественная реакция — образование арсената серебра Ag3AsO4 (осадок, цвет «кофе с молоком»)

Сульфиды мышьяка, As2S3 — темно-жёлтые крист. (минерал аурипигмент), As2S5 — ярко-жёлтые крист., не растворимы. При взаимодействии с растворами сульфидов щелочных металлов или аммония растворяются, образуя соли соотв. тиокислот: As2S3 + 3(NH4)2S = 2(NH4)3AsS3 (тиоарсенит аммония),
As2S5 + 3(NH4)2S = 2(NH4)3AsS4 (тиоарсенат аммония).Растворяются и в щелочах, образуя смеси солей соответствующих кислот, например:

As2S3 + 6KOH = K3AsO3 + K3AsS3 + 3H2O

Хлорид мышьяка(III) — AsCl3, бесцветная маслянистая жидкость, на воздухе дымится. Водой разлагается: AsCl3 + 3H2O = H3AsO3 + 3HCl.
Арсин — AsH3, мышьяковистый водород, бесцв. очень токсичный газ, чесночный запах обусловлен примесями продуктов окисления.Сильный восстановитель. Образуется при восстановлении многих мышьяковистых соединений цинком в кислой среде по схеме: (As) + Zn + HCl => AsH3 + ZnCl2 + … .
На этом основана высокочувствительная качественная реакция на мышьяк — реакция Марша, поскольку выделяющийся арсин при пропускании через нагреваемую стеклянную трубку разлагается, образуя на ее стенках черный зеркальный налет.

Мышьяк используется в металлургии, как компонент, улучшающий свойства некоторых специальных сплавов.

Важной областью применения является также синтез соединений с полупроводниковыми свойствами (GaAs — арсенид галия, третий в масштабах применения полупроводник после кремния и германия).

По-прежнему, многие соединения мышьяка используют для борьбы с насекомыми и грызунами (As2O3, Ca3As2, парижская зелень), для изготовления некоторых медицинских препаратов.

Арапова К., Хабарова М.
ХФ ТюмГУ, 561 группа.

Источники: Википедия: Мышьяк
                    Популярная библиотека химических элементов. Мышьяк

Оксид мышьяка: получение и свойства

В таблице Менделеева такой химический элемент, как мышьяк, занимает позицию на границе металл — неметалл. По своей активности он находится между водородом и медью.

Неметаллический характер проявляется в том, что он способен проявлять степень окисления -3 (AsH3 — арсин).

Соединения с положительной степенью окисления +3 обладают амфотерными свойствами, а со степенью +5 проявляются его кислотные свойства. Что представляет собой оксид мышьяка?

Оксиды и гидроксиды

Существуют следующие оксиды мышьяка: As2О3 и As2О5. Также есть соответствующие гидроксиды:

• Метамышьяковистая кислота HAsO2.
• Ортомышьяковистая кислота H3AsO3.
• Метамышьяковая кислота HAsO3.
• Ортомышьяковая кислота H3AsO4.
• Пиромышьяковая кислота H4As2O7.

Что такое триоксид мышьяка?

Мышьяк образует два оксида, из которых As2О3 имеет название триоксид. Это вещество, которое часто используется для лечения, но это не совсем безобидный химикат.

Это неорганическое соединение, которое является основным источником органоарсенических соединений (соединений, содержащих химическую связь c углеродом) и многих других.

Многие применения As2О3 являются спорными из-за токсичной природы элемента. Торговым названием этого соединения является Trisenox.

Химическая формула триоксида мышьяка имеет следующий вид As2О3. Молекулярная масса этого соединения составляет 197,841 г/моль. Существует много способов получения этого оксида. Одним из них них является обжиг сульфидной руды. Химическая реакция происходит следующим образом:

2As2О3 + 9O2 → 2As2О3 + 6SO2

Большинство оксидов может быть получено в качестве побочного продукта переработки других руд. Арсенопирит является общей примесью в золоте и меди, и он высвобождает триоксид мышьяка при нагревании в присутствии воздуха. Это может привести к серьезному отравлению.

Структура триоксида мышьяка

Триоксид мышьяка имеет формулу As4O6 в жидкой и газовой фазах (ниже 800°C). В этих фазах он является изоструктурным с фосфоровым триоксидом (P4O6). Но при температуре выше 800°C As4O6 разрушается до молекулярного As2O3.

В этой фазе он является изоструктурным с триоксидом диизотрона (N2O3). В своем твердом состоянии это соединение показывает полиморфную способность (способность существовать в двух или более формах кристаллической структуры).

Свойства триоксида мышьяка

Некоторые из основных свойств триоксида мышьяка заключаются в следующем:

• Растворы триоксида образуют слабые кислоты с водой. Это связано с тем, что соединение представляет собой амфотерный оксид мышьяка.
• Он растворим в щелочных растворах и дает арсенаты.
• Триоксид мышьяка обладает высокой растворимостью в соляной кислоте (HCl) и, наконец, дает трихлорид мышьяка и концентрированную кислоту.
• Он дает пентаоксид (As2O5) в присутствии сильных окислителей, таких как пероксид водорода, озон и азотная кислота.
• Он почти нерастворим в органических растворителях.
• Он выглядит как белое твердое тело в нормальном физическом состоянии.
• Он имеет температуру плавления 312,2°C и температуру кипения 465°C.
• Плотность этого вещества составляет 4,15 г/см3.

Применение триоксида мышьяка в медицине

Это химическое вещество относится к классу противоопухолевых средств и применяется при лечении рака. Токсичность мышьяка хорошо известна.

Но триоксид мышьяка является химиотерапевтическим препаратом и используется для лечения определенных видов рака в течение многих лет. Решение, используемое для этой обработки, называется раствором Фаулера.

В 1878 году Бостонская городская больница сообщила, что этот раствор может быть эффективным в снижении количества лейкоцитов у человека.

В результате As2O3 был главным образом использован для лечения лейкемии до тех пор, пока его не заменила лучевая терапия. Но после 1930-х годов он постепенно восстановил свою популярность в лечении лейкемии, до тех пор, пока не появилась современная химиотерапия.

Этот оксид мышьяка считался лучшим методом лечения хронической миелогенной лейкемии. Даже сегодня это вещество используется для лечения конкретного типа острого промиелоцитарного лейкоза при неудачной ретиноидной или антрациклиновой химиотерапии.

Он также используется для лечения хронического миелоидного лейкоза, множественной миеломы, острого миелоидного лейкоза, лимфомы, рака лимфатической системы.

Использование триоксида

Триоксид мышьяка широко используется в производстве бесцветного стекла. Это соединение также полезно в области электроники для создания полупроводников и некоторых сплавов. Он используется и в красках. Триоксид мышьяка может оказаться эффективным средством лечения опухоли головного мозга.

В прошлом это вещество использовалось в стоматологии, но поскольку это высокотоксичное соединение, его применение современными стоматологами было прекращено. Оксид мышьяка (формула As2O3) используется также в качестве консерванта для древесины, но такие материалы запрещены во многих частях мира. В сочетании с ацетатом меди трехокись мышьяка дает яркий пигмент зеленого цвета.

Высокотоксичное вещество

Сам по себе триоксид обладает высоким уровнем токсичности. Поэтому всегда необходимо принять необходимые меры предосторожности, прежде чем его использовать. Он может быть очень опасным в следующих случаях:

• Прием пищи. Если As2O3 случайно попадает в пищеварительный тракт, нужно немедленно обратитесь к врачу. Не рекомендуется пытаться вызвать рвоту, прежде чем обращаться за медицинской помощью. Нужно убрать любую плотную одежду, снять галстук, расстегнуть воротник, пояс и т. д.
• Контакт с кожей. В случае соприкосновения с любой поверхностью тела стоит немедленно промыть пораженный участок большим количеством воды. Зараженная одежды и обувь должны быть немедленно удалены, и их следует вымыть перед повторным использованием. В случае серьезного контакта с кожей вам следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Может быть полезно промывание зараженной области дезинфицирующим мылом и применение антибактериального крема.
• Попадание в глаза. Если As2O3 вступает в контакт с глазами, первое, что нужно сделать, это удалить любые контактные линзы и промывать глаза большим количеством воды в течение 15 минут. Рекомендуется использовать холодную воду. Параллельно с этим кто-то должен вызвать скорую.
• Ингаляция. Люди, которые вдыхали этот газ, должны быть помещены в другое место со свежим воздухом. А также нужно немедленно обратиться за медицинской помощью. Если трудно дышать, следует незамедлительно вводить кислород. Если пострадавший не в состоянии дышать самостоятельно, необходимо сделать искусственное дыхание.
• Это соединение может оказывать ядовитое воздействие на человека. В случае попадания в организм чрезмерного его количества триоксид мышьяка может даже привести к смерти. Защитные очки и перчатки всегда должны использоваться во время работы с As2O3. Работа всегда должна выполняться в хорошо проветриваемом помещении.

Побочные эффекты

Общие побочные эффекты этого вещества включают в себя такие симптомы, как:

• плохой аппетит;
• рвота;
• тошнота;
• боль в животе;
• запор;
• головная боль;
• усталость;
• головокружение;
• лихорадка;
• проблемы с дыханием;
• высокий уровень лейкоцитов;
• высокий уровень сахара в крови;
• кожная сыпь.

Менее распространенные побочные эффекты включают в себя:

• сухость во рту;
• сбивчивое дыхание;
• боль в груди;
• низкий уровень лейкоцитов;
• мышечную и костную боль;
• опухание лица и глаз;
• понос;
• тремор;
• низкий уровень сахара в крови;
• низкий уровень кислорода в крови.

Редкие побочные эффекты As2O3:

• нерегулярное сердцебиение (это может даже привести к смерти);
• увеличение веса;
• обморок;
• рассеянность;
• кома;
• распухший живот;
• потемнение кожи.

Опасные для жизни симптомы воздействия триоксида мышьяка — это увеличение веса, лихорадка, сложность дыхания, одышка, грудная боль, кашель.

Триоксид мышьяка является высокотоксичным веществом, которое может даже привести к гибели человека. Тем не менее, он имеет свою полезность в медицинской области. Всегда должны приниматься меры предосторожности.

Химические реакции

Триоксид мышьяка представляет собой амфотерный высший оксид мышьяка, и его водные растворы являются слабокислотными. Таким образом, он легко растворяется в щелочных растворах для получения арсенатов. Он менее растворим в кислотах, за исключением соляной.

Только с сильными окислителями, такими как озон, перекись водорода и азотная кислота, из него образуется пента-оксид мышьяка с +5 степенью кислотности As2O5. Что касается устойчивости к окислению, триоксид мышьяка отличается от триоксида фосфора, который легко сгорает до пятиокиси фосфора. Редукция дает элементный мышьяк или арсин (AsH3).

Пентаоксид мышьяка

Химической формулой пентаоксида является As2O5. Его молярная масса составляет 229,8402 г/моль. Это белый гигроскопичный порошок с плотностью 4,32 г/см3. Температура плавления достигает 315°C, при которой он начинает разлагаться. Вещество имеет хорошую растворимость в воде и спирте.

Свойства оксида мышьяка делают его очень токсичным и опасным для окружающей среды. Это неорганическое соединение, которое является менее распространенным, высокотоксичными и, следовательно, находит лишь ограниченное коммерческое применение, в отличие от высшего оксида мышьяка (формула As2O3).

Мышьяк известен в первую очередь как яд и канцероген. Его триоксид — это водорастворимый порошок, который производит бесцветный, безвкусный и без запаха раствор. Это был популярный способ убийства в средние века. Его использование продолжается и сегодня, но уже в мирных целях и в небольшом количестве.

Мышьяк (As) располагается во 4 периоде, в V группе, главной подгруппе, имеет порядковый номер 33.

A (массовое число) = 75
P (число протонов) = 33
N (число нейтронов) = A — Z = 75 — 33 = 42
ē (число электронов) = 33

As
+33

2

8

18

5

₃₃As 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p³

33As

↑↓

↑

↑

↑

4s

4p

4d

33As*

↑

↑

↑

↑

↑

4s

4p

4d

минимальная: -3

максимальная: +5

Мышьяк – p-элемент, неметалл.

As₂O₅ – оксид мышьяка (V).
Проявляет кислотные свойства:
As₂O₅ + 6NaOH ⟶ 2Na₃AsO₄ + 3H₂O

H₃AsO₄ – ортомышьяковая кислота.
Проявляет кислотные свойства:
H₃AsO₄ + 3NaOH ⟶ Na₃AsO₄ + 3H₂O

AsH₃

Оксид мышьяка(III),
мышьяковистый
ангидрид, триоксид мышьяка As₂O₃
— вещество белого цвета, плохо (~1 мг/л)
растворимое в воде, хорошо — в органических
растворителях. Он сублимируется при
~200⁰С,
не разлагается до 1800⁰С.
Пары As₂O₃
имеют состав
As₄O₆,
который сохраняется до ~800⁰С.
Известны 4 модификации As₂O₃,
одна из которых имеет тетраэдрическую
структуру, аналогичную Р₄О₆
(см. разд. 15.3.1.3); другие содержат пирамиды
As₂O₃,
сочлененные в слои различной протяженности.

Оксид As₂O₃
образуется при сгорании на воздухе
мышьяка, а также многих его соединений,
например, сульфидов.

Триоксид и арсениты
используются для борьбы с болезнями
растений: фунгициды Ca(AsO₂)₂,
NaAsO₂,
Cu(AsO₂)₂
— «зелень Шееле»; Cu(AsO₂)₂×Cu(CH₃COO)₂
— «парижская зелень».

As₂O₃
чрезвычайно ядовит и в прежние времена
часто использовался как яд (отравитель
подсыпал As₂O₃
в пищу своей жертве), Под ядом, называемым
в нехимической литературе «мышьяк»,
подразумевался именно As₂O₃.
Противоядием в случае отравления As₂O₃
или солями мышьяковистой кислоты служат
суспензия MgO или Fe(OH)₃.

Оксид мышьяка
(V), мышьяковый
ангидрид, пентаоксид мышьяка As₂O₅
— твердое белое вещество, растворимое
в воде. Его получают дегидратацией
мышьяковой кислоты H₃AsO₄
при нагревании ее до 200⁰С:

2H₃AsO₄

As₂O₅
+ 3Н₂О.

При более высокой
температуре ( > 250⁰С)
происходит потеря кислорода с переходом
оксида As^V
в оксид As^III

As₂O₅

As₂O₃
+ О₂.

15.3.1.6. Кислородсодержащие кислоты мышьяка и их соли

М ы ш ь я к о в и с
т а я к и с л о та и а р с е н и т ы

Суспензия As₂O₃
в воде обнаруживает
кислую реакцию в результате перехода
в раствор небольших количеств мышьяковистой
кислоты H₃AsO₃.
Вместе с тем
основной химической формой мышьяка
(III) в системах, содержащих воду, является
не H₃AsO₃,
а гидратированный оксид состава
As₂O₃×3Н₂О
или (более осторожная трактовка)
As₂O₃×хН₂О.

Если подействовать
на водную суспензию As₂O₃
раствором щелочи или раствором кислоты
(НСl), то в обоих случаях происходит
растворение, что можно считать
доказательством амфотерности
мышьяковистой
кислоты (К_а^I
= 5,9×10^–10,
K_b^I
= 10^–14).

В щелочных растворах
мышьяк (Ш) присутствует в форме арсенат
(III) — ионов,
или арсенит-ионов,
различного
состава. Так, действием AgNO₃
на суспензию As₂O₃×хН₂О,
к которой добавлен аммиак или NaOH, можно
получить желто-коричневый осадок
ортоарсенита
серебра Ag₃AsO₃:

AsO₂¯
+ 3Ag⁺
+ Н₂О
®
Ag₃AsO₃¯
+ 2Н⁺.

Подщелачивание
раствора добавлением NH₃×aq
или NaOH необходимо для нейтрализации
протонов, высвобождающихся при осаждении
средней соли Ag₃AsO₃;
без этого нельзя сместить равновесие
реакции вправо.

По-видимому, в
щелочном растворе As₂O₃×хН₂О
сосуществуют орто—
и метаарсениты
ЩЭ,
соответственно
Na₃AsO₃
и NaAsO₂.
По этой причине,
а также из-за сильного гидролиза арсенитов
— солей слабых мышьяковистых кислот
(орто- и мета-), твердые арсениты, выделенные
из растворов, не являются индивидуальными
соединениями, а представляют собой
смесь арсенитов различного состава,
включающую к тому же гидратированный
оксид As^III.
Равновесие, характеризующее амфотерность
мышьяковистой кислоты, можно представить
следующим образом:

3Н⁺
+ AsO₂¯

[H₃AsO₃]
D
[As(OH)₃]

As³⁺
+ 3ОН¯.

До конца (влево и
вправо) равновесие можно сместить только
в очень кислых или в очень щелочных
средах. Особые сомнения вызывает
существование собственно мышьяковистой
кислоты H₃AsO₃.
Выделить в твердом виде индивидуальную
мышьяковистую кислоту не удается; сухой
остаток от упаривания раствора H₃AsO₃
содержит, как показали физико-химические
исследования, только As₂O₃×хН₂О
(наиболее вероятное состояние).

Существует мало
доказательств также в пользу присутствия
в кислых растворах катионов As³⁺×aq.
Однако возможность
осаждения сероводородом сульфида As₂S₃
(ПР(As₂O₃)
= [As³⁺]²[S^2–]³
= 10^–29)
только в кислых
растворах подтверждает
допустимость следующей трактовки
диссоциации: H₃AsO₃
D
As³⁺×aq
+ 3ОН¯.

Признаком
амфотерности мышьяковистой кислоты
считают, кроме того, образование летучего
AsCl₃
при кипячении водной суспензии As₂O₃×хН₂О
с избытком соляной кислоты:

HAsO₂
+ 3НСl D
AsCl₃­
+ 2Н₂О.

М ы ш ь я к о в а я
к и с л о т а и а р с е н а т ы

Мышьяковая
кислота H₃AsO₄
— белое
кристаллическое вещество, выделяющееся
в виде кристаллогидрата H₃AsO₄×0,5Н₂О
при упаривании растворов мышьяковой
кислоты. Мышьяковая кислота — более
сильная и прочная, чем мышьяковистая.
Если кристаллы H₃AsO₄×0,5Н₂О
растворить в воде, подкрашенной
нейтральным лакмусом, то раствор
приобретет ярко-красную окраску,
указывающую на сильнокислую среду.

Константы
последовательной кислотной диссоциации
ортомышьяковой
кислоты H₃AsO₄
составляют K_а^I
= 5,6×10^–3,
К_а^II
= 1,7×10^–7,
K_а^III
= 2,95×10^–12,
что близко к константам диссоциации
ортофосфорной кислоты (см. разд. 15.3.1.4).
Значение первой константы диссоциации
ортомышьяковистой кислоты (К_а^I
»
5,9×10^–10)
указывает на существенно более слабо
выраженные кислотные свойства, нежели
у ортомышьяковой кислоты. Разницу в
силе H₃AsO₄
и H₃AsO₃
можно объяснить с позиции концепции,
рассматривающей влияние числа концевых
атомов кислорода в оксоанионе на силу
соответствующей кислородсодержащей
кислоты (см. разд. 15.3.1.4).

Обезвоживание
мышьяковой кислоты достигается в более
жестких условиях, чем в случае H₃AsO₃:

2H₃AsO₄

As₂O₅
+ 3Н₂О.

Мышьяковая кислота
образует соли различной степени
замещения, похожие по своим свойствам
на соответствующие фосфаты. Раствор
средних
арсенатов,
содержащий
непротонированный оксоанион AsO₄^3-,
получают нейтрализацией водного раствора
соли Na₂HAsO₄.
Выделение в твердом виде индивидуальных
трехзамещенных арсенатов (ЩЭ)₃AsО₄
затруднено протекающим при этом
гидролизом.

Из арсенатов
наиболее известны малорастворимые
соли, используемые в химическом анализе
для обнаружения мышьяка: NH₄MgAsО₄
и Ag₃AsО₄
(цвет «кофе с молоком»). «Конденсированные»
арсенаты существуют, но менее стабильны,
чем такие же полимерные фосфаты.

Несмотря на то,
что кислотные свойства H₃AsО₄
выражены сильнее, чем у H₃AsО₃,
мышьяковая
кислота
также проявляет
амфотерность.
При этом в
щелочной среде стабильной формой
являются ортоарсенат-анионы, а в
сильнокислой — гидратированные катионы
As⁵⁺×aq,
как это характерно для всех многозарядных
катионов в водных растворах.

Диссоциация H₃AsО₄
протекает ступенчато, но ее состояние
в сильнокислых и в сильнощелочных
растворах можно выразить следующей
упрощенной схемой:

3Н⁺
+ AsO₄^3–
D
H₃AsО₄
D
As(OH)₅
D
As⁵⁺×aq
+ 5OH¯.

Мышьяковая
кислота в
кислой
среде проявляет
свойства окислителя:

H₃AsО₄
+ 2HI
= I₂
+ HAsO₂
+ 2Н₂О,

что подтверждается
значением E⁰
для полуреакции:

H₃AsO₄,_Р-Р
+ 2Н⁺
+ 2ē D
HAsO₂
+ 2Н₂О
(E⁰
= 0,56 В).

Напротив, в
щелочной
среде, как это
характерно для оксоанионов, образованных
элементами в высшей положительной
степени окисления, непротонированная
форма оксоаниона As^V
(т.е. арсенат-ион)
не проявляет
окислительных свойств;
равновесие
смещено в сторону As^V:

AsO₄^3–
+ 2Н₂О
+ 2ē D
AsO₂^–+
4ОН^– (E⁰
= -0,68 В),

т.е. в этих условиях
арсенит-ион
AsO₂¯
является
восстановителем:

I₂
+ NaAsO₂
+ 4NaOH = 2NaI
+ Na₃AsO₄
+ 2H₂O.

Получают H₃AsO₄
при окислении
As₂O₃
азотной кислотой или растворением As₂O₅
в воде. Если используют 60 — 70%-ю HNO₃
(но не более
концентрированную, не дымящую), то
получают не только H₃AsO₄,
но и ценную для реакций нитрования (в
органической химии) эквивалентную смесь
оксидов азота (II) и (IV), которую можно
рассматривать как N₂O₃:

As₂O₃
+ 2HNO₃
+ 2Н₂О
= 2H₃AsO₄
+ NO₂­
+ NO­.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #

  21.04.2015239.49 Кб514.pdf

• #
• #
• #
• #
• #
• #