Arsen

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Basisdata
Arsen

Arsens plass i periodesystemet
Navn	Arsen
Symbol	As
Atomnummer	33
Utseende	metallisk grå
Plass i periodesystemet
Gruppe	15
Periode	4
Blokk	p
Kjemisk serie	halvmetall
Atomegenskaper
Atomvekt	74,92160 u
Empirisk atomradius	115 pm
Kalkulert atomradius	114 pm
Kovalent atomradius	119 pm
van der Waal-radius	185 pm
Elektronkonfigurasjon	[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p³
Elektroner per energinivå	2, 8, 18, 5
Oksidasjonstilstander	3, 5
Krystallstruktur	trigonal eller ortorombisk
Fysiske egenskaper
Stofftilstand	fast stoff
Smeltepunkt	817 °C
Kokepunkt	614 °C
Molart volum	12,95 · 10⁻⁶ m³/mol
Tetthet	5 727 kg/m³
Hardhet	3,5 (Mohs skala)
Kritisk temperatur	1 673 K
Kritisk trykk
Kritisk tetthet
Fordampningsvarme	34,76 kJ/mol
Smeltevarme	27,7 kJ/mol
Damptrykk	1,3 · 10⁻⁹ Pa ved 323 K
Lydfart
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen	2,18
Spesifikk varmekapasitet	330 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne	3,45 · 10⁶ S/m (Grå arsen)
Termisk ledningsevne	50 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale	947,0 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale	1 798 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale	2 735 kJ/mol
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Arsen er et grunnstoff med kjemisk symbol As og atomnummer 33. Atommassen (µ) er 74,9.

[rediger] Historie

Arsens alkymistiske symbol

Arsenforbindelser har vært kjent siden oldtidens Persia og antikkens Hellas der arsensulfid-mineralene orpiment (As₂S₃) og realgar (As₄S₄) ble beskrevet av Aristoteles' etterfølger Theofrastos.

I middelalderen ble arsenikk (arsentrioksid) påvist i ovnsrøyk fra smelteverk. Den tyske teologen og vitenskapsmannen Albertus Magnus beskrev i 1250 fremstillingen av arsen gjennom kjemisk reduksjon av arsenikk med kull. Han blir derfor ansett for å være grunnstoffets oppdager. I 1649 isolerte den tyske fysikeren Johann Schröder arsen ved å varme opp arsenikk, og publiserte 2 forskjellige fremstillingsmetoder.

Arsen er funnet i håret til den 5 300 år gamle is-mumien Ötzi, noe som kan tyde på at han har arbeidet med arsen-forurenset kobbermalm.

Navnet kommer fra gresk αρσενικόν arsenikón, som igjen stammer fra persisk زرنيخ al-Zarnikh som betyr gyllen. Det kjemiske symbolet ble foreslått av den svenske kjemikeren Jöns Jakob Berzelius i 1814.

I engelskspråklige land refererer navnet arsenic til grunnstoffet, og ikke til arsenikk.

Arsen-atomets elektronskall

[rediger] Egenskaper

Halvmetallet arsen er kjemisk lik sin periodiske gruppe-nabo fosfor, og inngår i fargeløse, luktfrie og krystallinske oksider som er hygroskopiske og som lett løses i vann. Arsensyre (H₃AsO₄) er i likhet med fosforsyre en svak syre. Både arsen og fosfor danner en ustabil gasshydridforbindelse som i arsens tilfelle er arsin (AsH₃), en meget giftig luktløs gass (men som får en lukt av hvitløk på grunn av oksidasjon). Den kjemiske likheten mellom arsen og fosfor er så stor at arsen kan delvis ta fosfors plass i biokjemiske prosesser, noe som gjør det til et giftig stoff.

Arsen sublimerer ved 616 °C under atmosfærisk trykk (går direkte fra fast form til gassform uten å være innom væskeform). Arsen i væskeform opptrer bare ved 20 atmosfærers trykk og over, noe som forklarer hvorfor smeltepunktet er høyere enn kokepunktet. Ved oppvarming i luft dannes arsentrioksid (AsO₃) som avgir en hvitløkslignende lukt, en lukt som også kan frembringes ved å slå på arsenmineraler med hammer.

Rent arsen forekommer i forskjellige allotropiske former. Gul arsen er myk, voksaktig og ustabil, og består av As₄ molekyler i tetraederstruktur. De grå og svarte metall-aktige formene er sprøe halvledere og har høyere tetthet enn gul arsen.

[rediger] Isotoper

Naturlig forekommende arsen består utelukkende av den stabile isotopen ⁷⁵As. I tillegg er 32 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper kjent. De mest stabile av disse er ⁷³As med halveringstid 80,30 døgn, ⁷⁴As med halveringstid 17,77 døgn, ⁷¹As med halveringstid 2,72 døgn, ⁷⁷As med halveringstid 1,6181 døgn, ⁷²As med halveringstid 1,09 døgn, og ⁷⁶As med halveringstid 1,0778 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.^[1]

CAS-nummer: 7440-38-2

[rediger] Forekomst

Arsen-mineralet orpiment med spor av realgar (rødt)

Arsen finnes praktisk talt overalt i jordskorpen, men i lave konsentrasjoner. Det forekommer også naturlig i ren form, og er det 53. vanligste grunnstoffet på Jorden. I atmosfæren finnes arsen i form av arsenoksid-partikler. Noe av dette kommer fra vulkanutbrudd og fra bakteriell nedbrytning av arsenforbindelser. En stor del av arsen-utslippene kommer fra fossilt brensel som kull og olje. Arsenkonsentrasjonen i luft ligger mellom 0,5 til 15 nanogram pr. kubikkmeter.

De vanligste arsenmineralene er arsenkis (arsenopyritt), orpiment og realgar. Den viktigste kilden til kommersielt tilgjengelig arsen er imidlertid ikke fra disse mineralene, men som et biprodukt av kobber-, bly-, kobolt- og gull-utvinning.

I 2007 var Kina den største produsenten av arsentrioksid, med 50% av verdensproduksjonen, fulgt av Chile, Marokko og Peru. Det ble totalt fremstilt 59 000 tonn arsentrioksid i 2007. Verdens utvinnbare arsen-reserver anslås til 20-30 ganger årlig verdensproduksjon.^[2]

Rent arsen

[rediger] Anvendelse

Arsenforbindelser har opp gjennom tiden vært mye brukt som fargepigment. I bronse fra bronsealderen er det funnet arsen, noe som gjør bronsen hardere. Arsenkonsentrasjonen (opp til 3%) indikerer at det er tilsatt med hensikt^[3] Arsen brukes i bly-legeringer for å gjøre blyet sterkere og støpbart. Historisk har også arsen vært brukt i kobber-legeringer og hudsalver.

Den mest kjente (eller beryktede) arsenforbindelsen er kanskje arsentrioksid (As₂O₃) eller arsenikk. Arsenikk har vært brukt i rottegift, som sprøytemiddel og til å impregnere trevirke. Disse bruksområdene er de senere år blitt forbudt på grunn av giftigheten og den potensielle miljøtrusselen de utgjør. Arsenikk har også vært brukt av giftmordere - både i virkeligheten og i litteraturen.

Arsen brukes også i elektronikk, blant annet i LCD-skjermer, og som doteringsstoff ved produksjon av halvledere. Galliumarsenid (GaAs) er et mye brukt halvledermateriale i integrerte kretser.

[rediger] Helse

Arsen og de fleste uorganiske arsenforbindelser (særlig arsenikk) er giftige og kan føre til både akutt og kronisk arsenforgiftning. Arsen utskilles hovedsakelig av nyrene og kan dermed påvises i urinen allerede 2 timer etter inntak, og vil vanligvis være tilstede i kroppen fra noen dager til flere uker, avhengig av mengde og hvilken arsenforbindelse det dreier seg om^[4].

[rediger] Se også

[rediger] Referanser

Helsemessige forbehold

Du bør aldri bruke informasjon fra Internett, inkludert Wikipedia, som eneste kilde til avgjørelser eller tiltak i helsemessige spørsmål. Ved legemiddelspørsmål bør du rådspørre apotek eller lege, ved helsespørsmål relevant autorisert helsepersonell, og ved dyresykdom bør du rådspørre veterinær. Bruk aldri reseptbelagte legemidler uten råd fra lege! Søk råd på apoteket ved bruk av reseptfrie legemidler og naturmidler, spesielt om du også bruker reseptbelagte midler. Bruk av flere legemidler samtidig kan ha utilsiktet effekt.