Arsen
- For mannsnavnet, se Arsen (navn)
Arsen er et grunnstoff med kjemisk symbol As og atomnummer 33. Atommassen (µ) er 74,9. 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.
| Arsen | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Basisdata | |||
| 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 | ||
| 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 | ||
| Fordampningsvarme | 34,76 kJ/mol | ||
| Smeltevarme | 27,7 kJ/mol | ||
| Damptrykk | 1,3 · 10−9 Pa ved 323 K | ||
| Diverse | |||
| Elektronegativitet etter Pauling-skalaen | 2,18 | ||
| Spesifikk varmekapasitet | 330 J/(kg · K) | ||
| Elektrisk ledningsevne | 3,45 · 106 S/m (Grå arsen) | ||
| Termisk konduktivitet | 50 W/(m · K) | ||
Historie
redigerArsenforbindelser 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 katolske biskopen 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.
Paracelsus innskrev det på 1500-tallet i sin fortegnelse over helbredende stoffer. Omtrent til samme tid ble arsenpreparater i den kinesiske ensyklopedi Ben cao gang mu, skrevet av legen og farkeologen Li Shizhen. Denne forfatteren fremhever dets bruk som pesticid på rismarkene.
I 1649 isolerte den tyske fysikeren Johann Schröder arsen ved å varme opp arsenikk, og publiserte to 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.
I engelskspråklige land refererer navnet arsenic til grunnstoffet, og ikke til arsenikk.
Egenskaper
redigerHalvmetallet 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.
Isotoper
redigerNaturlig 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
Forekomst
redigerArsen 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]
Anvendelse
redigerArsenforbindelser 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 impregnering av 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.
Helse
redigerArsen 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 til stede i kroppen fra noen dager til flere uker, avhengig av mengde og hvilken arsenforbindelse det dreier seg om.[4] Selv om arsen er giftig for de fleste levende organismer, er det oppdaget mikroorganismer som har evnen til å erstatte fosfor i biomolekyler som DNA, ATP og lipider med arsen.[5] En påstand som har blitt tilbakevist i senere tid.[6]
Bildegalleri
rediger-
Arsens alkymistiske symbol -
Arsenatomets elektronskall -
Arsen-mineralet orpiment med spor av realgar (rødt) -
Rent arsen
Se også
redigerReferanser
rediger- ^ Lawrence Berkeley National Laboratory – Isotoptabell for arsen Arkivert 9. mai 2008 hos Wayback Machine.
- ^ US Geological Survey – Mineral Commodity Summary 2008 (pdf)
- ^ An overview of Mesopotamian bronze metallurgy during the 3rd millennium BC, I. De Ryck, A.Adriaens, F.Adams (pdf)[død lenke]
- ^ Tidsskrift for Den norske legeforening Nr. 21 / 4.november 2004[død lenke]
- ^ http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258.abstract
- ^ http://www.nrk.no/vitenskap-og-teknologi/1.8238854
Eksterne lenker
rediger- (en) Arsenic – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
- (en) Arsenic – galleri av bilder, video eller lyd på Commons
- Miljøstatus i Norge: Arsen
