Wpływ różnych substancji chemicznych na organizm ludzki jest niejednoznaczny. Większość znanych związków jest albo neutralna, albo odgrywa pozytywną rolę w życiu człowieka. Istnieje jednak grupa substancji, które stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia. Są podzielone na kilka klas. Jednym z takich toksycznych związków chemicznych jest kwas arsenowy omawiany w tym artykule. Zgodnie z przyjętą obecnie klasyfikacją zaliczany jest do drugiej klasy podwyższonego zagrożenia, obok związków chloroformu, ołowiu i litu. Przyjrzyjmy się bliżej właściwościom kwasu arsenowego.
Struktura cząsteczki i stan skupienia materii
Ten związek ma strukturę krystaliczną w normalnych warunkach. Będąc trójzasadowym kwasem arsenowym, którego formuła to H3AsO4, ma zarówno średnie, jak i kwasowe sole. Na przykład wodoroarsenian potasu - K2HAsO4, dihydroarsenian sodu - NaH2AsO4, arsenian litu - Li3AsO4. Kalcynując kwas arsenowy, otrzymuje się hemipentoksyd arsenu, zwany arsenembezwodnik. Jego białe, przezroczyste kryształy tworzą szklistą masę, słabo rozpuszczalną w wodzie.
Dysocjacja
H3AsO4 wraz z kwasem mrówkowym i wodorotlenkiem ołowiu jest umiarkowanie słabym elektrolitem. Tak więc w tabeli jonizacji najważniejszych kwasów kwas ortoarsenowy ma trzy stałe dysocjacji: 5,6 x 10-3, 1,5 x 10-7 i 3, 89 x 10-12. Wskaźniki te ilościowo charakteryzują moc kwasu. Zgodnie ze stałymi dysocjacji, w szeregu kwasów nieorganicznych, H3AsO4 zajmuje pozycję pomiędzy kwasami chromowymi i antymonowymi. Rosyjscy chemicy eksperymentalni A. L. i I. L. Agafonovs sformułowali matematyczne wyrażenie, w którym wyprowadzili zależność pierwszej i drugiej stałej dysocjacji kwasu arsenowego od temperatury w zakresie od 0°С do 50°С.
Cechy właściwości chemicznych
Stopień utlenienia atomu arsenu, który jest częścią cząsteczki kwasu, wynosi +5. Świadczy to o tym, że sam związek w reakcjach chemicznych z innymi substancjami wykazuje właściwości utleniające. Tak więc, gdy wchodzi w interakcję z jodkiem potasu, który działa jak czynnik redukujący, w środowisku kwaśnym, wśród produktów reakcji, znajdziemy kwas arsenowy H3AsO3 . Przypomnijmy, że kwas arsenowy, którego wzór H3AsO4, jest trójzasadowy, co oznacza, że w reakcjach z zasadami lub nierozpuszczalnymi zasadami może dawać trzy typy soli: średnich, hydro- i dihydroarsenatów. Jakościowa reakcja na jonAsO43- w chemii analitycznej jest oddziaływaniem samego kwasu arsenowego lub jego soli z rozpuszczalnymi solami srebra, na przykład z azotanem. W rezultacie obserwujemy wytrącanie Ag3AsO4 kolor kawy.
Jodometryczna metoda oznaczania kwasu arsenowego
W chemii analitycznej ważnym zadaniem jest wykrywanie związków chemicznych w badanych roztworach. Kwas arsenowy, którego właściwości chemiczne rozważaliśmy wcześniej, można wykryć mikrometodą jodometrii. Do 1 ml jego roztworu wlewa się taką samą objętość 4N. roztworem kwasu solnego i 1 ml 4% roztworu jodku potasu. Powstaje półtoratlenek arsenu As2O3.
Utleniająca moc kwasu arsenowego
Jak wiesz, H3AsO4, , podobnie jak kwas fosforowy, jest elektrolitem o średniej mocy. Jego białe przezroczyste kryształy rozmywają się w powietrzu i mają kompozycję 2H3AsO4 хH2O. Jego sole utworzone przez metale alkaliczne (zarówno średnie, jak i kwaśne) w roztworach wodnych mają pH większe niż 7. Arsenany litu, potasu, sodu i amonu są dobrze rozpuszczalne w wodzie, natomiast pozostałe sole środowiska nie rozpuszczają się w niej. Kwas arsenowy jest dobrym środkiem utleniającym. W reakcjach redoks jest redukowany do kwasu arsenawego lub arsenu.
H3AsO4 + 2e + 2H+=H3AsO3 + H2O
H3AsO4 + 8e + 8H+=AsH 3 + 4H2O
Ponadto kwas arsenowy łatwo utlenia różne metale, kwasy siarczynowe i jodkowe, a także siarkowodór.
Produkcja kwasu arsenowego
W warunkach laboratoryjnych, H3AsO4 można otrzymać w reakcji półtoratlenku arsenu z kwasem azotanowym przez ogrzewanie. Produkty zawierają trójwartościowy tlenek azotu i H3AsO4. Innym sposobem uzyskania jest rozpuszczenie tlenku arsenu w wodzie. Często do jego uzyskania stosuje się równoczesne utlenianie i hydrolizę arseninów trialkilowych roztworem nadtlenku wodoru ogrzanego do 50 ° C. Jednocześnie z mieszaniny reakcyjnej usuwa się wodę i alkohol. Następnie roztwór odparowuje się i otrzymuje się kwas arsenowy o wysokiej czystości. W przyrodzie surowcem do otrzymywania kwasu arsenowego są minerały: arsenolit i arsenopiryt, których złoża są bogate w obwodach Czelabińska i Czyta w Federacji Rosyjskiej.
Korzystanie z H3AsO4
Biorąc pod uwagę fakt, że kwas ortoarsenowy jest jedną z najsilniejszych trucizn. Jego zastosowanie w przemyśle i życiu codziennym jest ograniczone. Bardziej powszechnymi solami są arseniany, których toksyczność jest znacznie mniejsza niż samego H3AsO4. Tak więc, w przemyśle drzewnym, razem z siarczanem cynku i solą sodową pentachlorofenolu, kwas arsenowy jest używany do obróbki drewna. Ta metoda minimalizuje straty wynikające z niszczenia celulozy przez grzybyinfekcje i larwy chrząszczy stolarskich. W medycynie H3AsO4jest stosowany jako część leku "Atoxil" w leczeniu infekcji pierwotniakowych, takich jak lamblioza, balantidiasis, izosporiaza.
Należy zauważyć, że zarażenie populacji tymi infekcjami w ostatnim czasie dramatycznie wzrosło. Powodów jest kilka - na przykład infekcja przez żywność zawierającą zarodniki pierwotniaków, przez ukąszenia owadów lub przez kontakt seksualny. Kwas arsenowy stosowany jest jako materiał wyjściowy w produkcji szkieł optycznych, a także w elektrotechnice. Pochodna H3AsO4- jej sól sodowa jest z powodzeniem stosowana w dermatologii i fityzologii. Związki arsenu są stosowane w stomatologii (pasta arsenowa) jako lek stosowany w celu zmniejszenia wrażliwości na ból nerwu w stanie zapalnym po usunięciu go z kanału zębowego.
Wpływ kwasu na organizm człowieka
Jak wspomniano wcześniej, H3AsO4 należy do drugiej klasy zwiększonego niebezpieczeństwa - wysoce niebezpiecznych substancji. Za śmiertelną dawkę uważa się zarówno sam kwas, jak i jego sole w zakresie od 15 do 150 mg na kilogram masy ciała człowieka. Wraz z ogólnym działaniem zatrucia kwas arsenowy powoduje martwicę skóry i błon śluzowych narządów wewnętrznych: płuc, żołądka, jelit.
W laboratorium, podczas przeprowadzania eksperymentów z arsenianami i H3AsO4 należy używać rękawic ochronnych ieksperymenty przeprowadzane są pod maską. W przypadku zatrucia na poziomie komórkowym dochodzi do zaburzenia jej układu enzymatycznego, ponieważ enzymy ulegają inaktywacji. W ludzkim ciele zatrucie arsenianami prowadzi do niedowładu, a nawet paraliżu. W onkologii podczas chemioterapii odnotowuje się przypadki zatrucia miarsenolem i novarsenolem, jeśli nie przestrzega się schematu dawkowania. Pierwsza pomoc w zatruciu solami kwasu arsenowego polega na natychmiastowym płukaniu żołądka (np. roztworem unitiolu lub preparatów dwutlenku krzemu).
Aby zapobiec ostrej niewydolności nerek, zalecana jest hemodializa. Jako antidotum, oprócz 5% roztworu unitiolu, można użyć antidotum Strizhevsky'ego. Przed przyjazdem karetki pogotowia do domu można zastosować roztwór kwasu cytrynowego w celu zmniejszenia stopnia zatrucia, a następnie wywołania wymiotów i płukania żołądka. Wszystkie środki terapeutyczne muszą być przeprowadzane zgodnie ze ścisłym leżeniem w łóżku pod nadzorem lekarza.
