Artseniko

Artseniko elementu kimiko bat da, As ikurra eta 33 zenbaki atomikoa dituena. Alberto Handiak aurkitu zuen 1250.urtean. Metaloide toxikoa da, forma alotropiko asko dituena. Giro-tenperaturan eta presio atmosferikoan solidoa da, tenperatura altuan, 613 ºC-tan, sublimatzen da.  

Artsenikoa
33 Germanioa ← Artsenikoa → Selenioa
33 As                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Artsenikoa, As, 33
Serie kimikoa	metaloideak
Taldea, periodoa, orbitala	15, 4, p
Masa atomikoa	74,92160(2) g/mol
Konfigurazio elektronikoa	[Ar] 3d10 4s2 4p3
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 18, 5
Propietate fisikoak
Egoera	solidoa
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 5,727 g/L
Urtze-puntua	1.090 K (817 °C, 1.503 °F)
Irakite-puntua	887 K (614 °C, 1.137 °F)
Urtze-entalpia	24,44 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	34,76 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 24,64 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 553 596 646 706 781 874
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	erronboedrikoa
Oxidazio-zenbakia(k)	5, 3, 1,[1] -3 (oxido azido ahula)
Elektronegatibotasuna	2,18 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 947,0 kJ/mol 2.a: 1.798 kJ/mol 3.a: 2.735 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	115 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	114 pm
Erradio kobalentea	119 pm
Van der Waalsen erradioa	185 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 50,2
Isotopo egonkorrenak
Artsenikoaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 73As Sintetikoa 80,3 e ε - 73Ge γ 0,05D, 0,01D, e - 74As Sintetikoa 817,78 e ε - 74Ge β+ 0,941 74Ge γ 0,595, 0,634 - β− 1,35, 0,717 74Ge 75As %100 As egonkorra da 42 neutroirekin

Naturan hiru forma metaloidetan aurki daiteke: artseniko minerala eta bakanagoak diren artsenolanprita eta parartsenolanprita. Horietako bakoitzak kristal-egitura desberdina du. Mota horietako ehunka gai elkartu ezagutzen dira. Artsenikoa eta bere gai elkartuak pestizidetan, herbizidetan, intsektizidetan eta metal-nahasturetan erabiltzen dira.

Gehienetan artseniuro edo artsenato oxidazio-egoeretan egoten da. Oxidazio-egoera nagusiak dira:

• -3 (artseniuroak: eskuarki nahastura-formako metal arteko gai elkartuak)
• +3 (artsenatoak (III) edo artsenitoak, alegia, gai elkartu organoartseniko gehienak)
• +5 (artsenatoak(V), oxikonposatu artseniko ez-organiko egonkorrenak)

Artsenikoa beste artseniko-atomo batzuekin ere lotzen da, esaterako, As-As bikoteak sortzen dira realgar izeneko sulfuro gorrian edo As₄^3- ioiak skutterudita izeneko gai elkartuan.

Gizakien biologian, beharrezko elementua da, eta bere gabeziak eragozpenak ekar ditzake. Hala ere, bere funtzio biologikoa ez da ezaguna.^[2][3][4]

Ezaugarri fisikoak

Artseniko puru gris metalikoa.

Artsenikoaren alotropo ohikoenak dira artseniko grisa edo metalikoa, horia eta beltza.^[5]

Artseniko grisa kondizio normaletan aurkitzen da, eta egitura romboedrikoa du eta kapa bikoitzekoa da. Kapa bikoitz hori elkarren artean korapilatuta dauden sei atalez osatuta dago. Atal horiek eraztun ondulatuak dira.^[6][7]

Artseniko horia biguna da, artsenikoaren baporea azkar hozten denean lortzen da. Alotropo ezegonkorra izateaz gain, molekularra denez, lurrunkorrena, dentsoena eta toxikoena da. Giro-tenperaturan fosforeszentzia du. Gasa molekula tetraediko bat da As₄-a modu anaologikoan lotuta duena fosforo P₄-ari. Kondentsazioaren ondorioz, lortutako solidoak egitura kubikoa eta 1,97 g/cm³-ko dentsitatea ditu. ^[8]Argitan edo berotan bere egiturarik egonkorrenera itzultzen da, artseniko grisera. Loturen arteko indarra ahula izatearen ondorioz, hauskortasun handia du eta Mohs-en gogortasuna 3,5ekoa da, baxua.

Artsenikoaren alotropo guztiak eroale maila baxukoak dira, ondorioz, metal edo ez-metalen antzera jokatuko dute beren agregazio-egoeraren arabera.

Artsenikoa 613 ºC-ra sublimatzen da. Azido klorhidrikoarekin ez du erreakzionatzen O_2-rik gabeko egoeretan, baina bai nitriko beroarekin, hidrogeno peroxidoarekin edo azido perklorikoarekin. Disolbaezina da uretan, baina disolbagarria da konposatu gehienetan. Artsenikoa, presio atmosferikoan, zuzenean igarotzen da solidotik gasera. Puntu hirukoitza 3,63 MPa eta 1090 K-ra (820 ºC) aurkitzen da.

Isotopoak

Isotopo egonkor modura aurkitzen da naturan ⁷⁵As, hortaz, elementu monoisoprotikoa da. 2024.urtetik 32 radioisotopo sintetizatu dira, 64-95 bitarteko masa atomikoa dutenak.^[9] Horien artean egonkorrena ⁷³As-a da, 80,30 egun iraun ditzakena. Beste isotopo guztiek batez beste 1 egun baino gutxiago irauten dute. ⁷⁵As isotopoa baino arinagoak diren isotopoak desintegratu egiten dira β⁺ desintegrazioarekin; astunagoak direnak, berriz, β^-, salbuespen batzuekin.

Ezaugarri kimikoak

Artsenikoaren elektronegatibitatea eta ionizazio-energia bere kongenero pniktogeno arinagoaren antzekoak dira. Hortaz, erraz eratzen ditu molekula kobalenteak ez-metal gehienekin. Aire lehorrean egonkorra den arren, artsenikoa lustratu egiten da eta brontze urreztatuzko geruza bat eratzen du. Izan ere, hezetasunaren eraginpean jartzen da. Gero, azaleko geruza beltza bihurtzen da.^[10] Artsenikoak bortizki erreakzionatzen du agente oxidatzaile eta halogenoekin. Artsenikoa sugar urdinxka batez erretzen da airean, artseniko (III) ke zuria sortzeko.

${\displaystyle {\ce {4 As + 3O2 -> 2 As2O3}}}$

Bapore horrek baratxuri usaina du. Usaina artsenikoa duten mineralak haustean ateratzen da, horen adibide da artsenopirita. Artseniko trioxidoa erre egiten da oxigenoarekin artseniko pentaoxidoa sortzeko. Hauek, fosforoaren konposatu ezagunenek duten egitura berdina dute. Horrela, fluorrarekin erreakzionatzean, artseniko pentafloruroa sortzen da da.

${\displaystyle {\ce {2 As + 5 F2 -> 2 AsF5}}}$

Beroa askatzen ez bada, kloroarekin erreakzionatzeko sua agertzen da; horrela, artseniko (III) kloruroa lortzen da.

${\displaystyle {\ce {2 As + 3 Cl2 -> AsCl5}}}$

Oxidazio maila handiagoa lor dezake:

${\displaystyle {\ce {As + Cl2 -> 2AsCl5}}}$

Azido oxidante sendoak, azido nitriko kontzentratuak edo errege urak, artsenikoa azido artsenikoa izatera aldatzen dute:

${\displaystyle {\ce {2 As + 5 HNO3 -> 5 NO2 + H2O + H3AsO4}}}$

Oxidazio indarra baxua denean, esaterako, azido nitriko diluitua edo azido sulfurikoa erabiltzean, azido artseniosoa lortzen da:

${\displaystyle {\ce {2 As + 3 H2SO4 -> 3 SO2 + 2 H3AsO3}}}$

Azido sulfurikoa erabiltzen bada, artseniko trioxidoa lortzen da.

Hala ere, ez du erreakzionatzen urarekin, alkaliekin eta oxidatzaileak ez diren azidoekin. Baldintza azidoetan eta oinarrizko metal ez-pasiboen presentzian, bereziki zinkean, artsenikoak erreakzionatu egiten du arsanoa eratzeko sortutako hidrogenoarekin:

${\displaystyle {\ce {Zn + 3 H3O -> Zn2 + H2 + 2H2O}}}$

Zinkak hidrogenoaren ioiekin erreakzionatzen du; zinkezko eta hidrogeno neutrozko ioiak sortzen dira.

${\displaystyle {\ce {2 As + 3 H2 -> 2 AsH3}}}$

Artsenikoak metalekin erreakzionatzen duenean, artseniuroak osatzen dira; nahiz eta horiek ez diren As3 ioia duten konposatu ionikoak, anioi horren eraketa oso endotermikoa izango litzatekeelako eta 1. taldeko artseniuroek ere erdi-metal konposatuen propietateak dituztelako. Germanioaren, selenioaren eta bromoaren kasuan (artsenikoak 3d trantsizioko seriearen uzkurdura jasaten du), artsenikoa askoz ere egonkorragoa da +5 oxidazio-egoeran; beraz, sortzen diren artseniko pentoxidoa eta azido artsenikoa oxidatzaile indartsuak dira.

Naturan ugaritasuna

Jatorri naturaleko artsenikoa.

Artsenikoa ia munduko lurrazal osoan dago banatuta kontzentrazio baxuetan, 10 mg/L arte. Uranioaren edo Germanioaren bezain besteko ugaria da eta ezagutzen ditugun elementuen artean berrogeita hamargarren ugariena da, bataz besteko 2 mg/L-ko ugaritasuna duelarik. Kontzentraziorik altuenak duranusitan, escuteruditan eta arsenolitan daude, gutxitan aurkitzen diren arren.

Arseniatoa askotan fosfatoa duten harrietan egoten da; disolbagarritasun konparagarria dute eta sulfuro-mineralik ohikoenak, piritak, masako artsenikoaren ehuneko txiki bat ere izan dezake.

Uretan ez denez oso disolbagarria, arrasto txikietan baino ez da aurkitzen, batez beste 1,6 mg/L inguruan itsasoetan.

AEBko Prospekzio Geologikoen Zerbitzuak (U.S. Geological Survey) emandako datuen arabera, kobre- eta berun-meategiek 11 milioi tona artseniko dituzte gutxi gorabehera, batez ere Perun eta Filipinetan. Metaloidea Txileko kobre-urrearekin eta Kanadako urrearekin lotuta dago.

Lorpena eta sintesia

Artsenikoa kantitate handietan ekoizten da, kobrea, beruna, kobaltoa eta urrea erauztearen azpiproduktu gisa. Aipatutako mineral horien fusioan, artseniko trioxidoa lortzen da, zeina prozesuan lurrundu egiten den, eta kebideko gasek eramaten duten, % 30etik gorako artseniko-trioxidoa izan baitezakete. Ondoren, tximiniako gasak findu egiten dira, eta galena edo pirita kantitate txikiekin nahasten dira, artsenitoak sor ez daitezen. Txigortzearen bidez, artseniko trioxidoa lortzen da % 90 eta % 95 arteko purutasunarekin, eta, ondoz ondoko sublimazioen bidez, % 99ko purutasunarekin lor daiteke.

Oxidoa ikatzarekin erreduzituz, metaloidea lortzen da. Hala ere, artseniko gehiena oxido gisa merkaturatzen da.

Buztinezko hodi horizontaletan, airerik ez dagoenean, artseniko-pirita berotuz (FeAsS edo FeAs2), oinarrizko artsenikoa sublimatu egiten da, eta solido-egoerara itzultzen da gainazal hotzetan:

${\displaystyle {\ce {FeAS (s) -> FeS (s) + As (g)}}}$

${\displaystyle {\ce {FeAs2 (s) -> FeAs (s) + As (g)}}}$

Erdieroaleen teknologiarako, artsenikoa, % 99,99999 baino gehiagoko purutasuna izan behar duena, hidrogeno-korronte batean destilazio anizkoitz bidez artseniko kloruroa (III) murriztuz gertatzen da:

${\displaystyle {\ce {2 AsCl3 + 3 H2 -> 6 HCl + 2 As}}}$

^[11]

Aplikazioak

Nekazaritza

Roxarsona artsenikoz osatutako konposatu bat da, oilaskoentzako elikadura-osagai gisa erabiltzen dena.

Artsenikoa toxikoa da intsektu, bakterio eta onddoentzat. Ezaugarri honen ondorioz, kobre kromatozko arseniatoarekin tratu eta zura kontserbatzen da.^[12]

Bestalde, artsenikoa intsektizidetan eta nekazaritzako pozoietan ere erabili izan da. Adibidez, berun arseniatoa intsektizida arrunta izan da fruta-arboletan, baina konposatuarekiko kontaktuak kalte zerebralak eragin izan ditu.^[13] XX. mendearen bigarren erdian, metilo monosodiko arseniatoak eta metilo disodiko arseniatoak (artsenikoaren hain toxikoak ez diren forma organikoak) berun arseniatoa ordezkatu zuten. Hala ere, gaur egun ez da erabiltzen bietako bakar bat ere.^[14][15]

Horretaz gain, artsenikoa elikagai-gehigarri gisa erabiltzen da hegazti- eta txerri-ekoizpenean, pisua handitzeko, elikagaien eraginkortasuna hobetzeko eta gaixotasunak prebenitzeko.

Medikuntza

XVII., XVIII. eta XIX. mendeetan, artseniko-konposatu batzuk erabili ziren sendagai gisa, besteak beste, arsfenamina eta artseniko trioxidoa, minbizia edo psoriasia bezalako gaixotasunak tratatzeko.^[16] Arsfenamina eta neosalvarsan sifilisari aurre egiteko erabiltzen ziren; gaur egun antibiotiko modernoek ordezkatu dituzte. Hala ere, melarsoprola bezalako artsenikoak tripanosomiasiaren tratamendurako erabiltzen dira oraindik. 2000. urtean, Estatu Batuetako Elikagaien eta Sendagaien Administrazioak artseniko trioxidoa onartu zuen all-trans azido retinoikoarekiko erresistentea den leuzemia promielokitiko akutua duten pazienteen tratamendurako.^[17]

Aleazioak

Artsenikoa berunezko aleazioetan erabiltzen da batez ere. Automobiletako baterietako berunezko osagaiak sendotzen dira artseniko ehuneko oso txiki bati esker.^[18][19] Letoiaren deszinkifikatzioa (kobrezko eta zinkezko aleazio bat) neurri handi batean murriztu egiten da artsenikoa gehitzen denean.^[20] "Fosforoa duen kobre armatikal desoxidatuak", % 0,3ko artseniko-edukia duenak egonkortasun handiagoa du korrosioarekiko zenbait ingurunetan.^[21]

Galio arseniuroa material erdieroale garrantzitsua da, siliziozkoak baino azkarragoak eta garestiagoak diren zirkuitu integratuetan erabiltzen da. Silizioak ez bezala, GaAs-ek zerrenda debekatua duenez, laser diodoak eta LEDak egiteko erabiltzen da.^[22]

Gerra

Lehen Mundu Gerraren ondoren, Estatu Batuek lewisita organoarseniko konposatuaren (ClCH = CHAsCl2) 20.000 tonako armategi bat eraiki zuten, baita beste substantzia besikatzaile eta biriketako narritagarri batzuk ere, sodio hipokloritoarekin neutralizatuak izan zirenak eta Mexikoko Golkora bota zirenak 1950eko hamarkadan.^[23] Horrez gain, Vietnamgo Gerran, Estatu Batuek Agente Urdina erabili zuten, azido kakodilikoaren eta bere gatz sodikoaren nahasketa bat, Ipar Vietnamgo soldaduei hostoak eta arroza kentzeko.^[24][25]

Beste erabilera batzuk

• Artseniko disulfuroa pigmentu eta piroteknia gisa erabiltzen da.
• Dekoloratzailea da beiraren fabrikazioan (artseniko trioxidoa).
• Ekoitzitako artsenikoaren % 2 arte berunezko aleazioetan erabiltzen da perdigoietarako eta berunezko baletarako.^[26]
• Lagin taxonomikoak kontserbatzeko ere erabiltzen da, eta, historian zehar, baltsamatzeko likidoetan ere erabiltzen zen.