الزرنيخ - تاريخ الزرنيخ ، حدوثه ، استخدامه ، أسعار

 

الزرنيخ عنصر كيميائي برمز العنصر As والرقم الذري 33. في الجدول الدوري للعناصر الموجودة في 4. الفترة و 5. المجموعة الرئيسية ، أو 15. مجموعة IUPAC أو مجموعة النيتروجين. نادراً ما يكون الزرنيخ لذيذًا ، وغالبًا ما يكون على شكل كبريتيد. إنه ينتمي إلى شبه المعادن ، كما يظهر وفقًا لتعديل الخصائص المعدنية أو غير المعدنية.

بالعامية ، عادة ما يطلق على الزرنيخ المعروف باسم "سم القتل" ببساطة "الزرنيخ". مركبات الزرنيخ معروفة منذ العصور القديمة. كما يمكن أن تعمل مركبات الزرنيخ المعوية المسببة للطفرات كسموم ، مسببة انحرافات كروموسوم وبالتالي قد يكون لها تأثير مسرطن.

يستخدم الزرنيخ في أشباه الموصلات المنشطات وكمكون لأشباه الموصلات III-V مثل زرنيخيد الغاليوم. يعتبر مركب الزرنيخان العضوي (السلفارسان) بداية 20 على الرغم من الآثار الجانبية الشديدة والشديدة. القرن باعتباره طفرة في علاج مرض الزهري. اليوم ، يتم استخدام ثالث أكسيد الزرنيخ كخيار علاج أخير في علاج سرطان الدم النخاعي.

قصة

يعود اسم Arsen مباشرة إلى Greek arsenikón اليونانية القديمة ، وهو الاسم القديم لـ Auripigment للزرنيخ. يمكن العثور عليه بالفعل في Dioscorides في 1. القرن. الاسم اليوناني ، بدوره ، يبدو أن له أصل في الفارسية القديمة (al) zarnik (الذهب ، auribigment ، "الزرنيخ") وربما وصلت اليونانية من خلال الوساطة السامية. الشعبية اشتقاقي ، تم اشتقاق الاسم بشكل خاطئ من الكلمة اليونانية القديمة αρσενικός arsenikós المتطابقة (القديمة والجديدة) ، والتي يمكن ترجمتها على أنها ذكر / قوي. فقط منذ 19. القرن هو اسم الزرنيخ المستخدم. اقترح Jöns Jakob Berzelius رمز العنصر إلى 1814.

أول اتصال للأشخاص المصابين بالزرنيخ يترك 3. الألفية قبل الميلاد في شعر مومياء سكان جبال الألب المذكورة في الجليد الجليدي لسكان جبال الألب المعروف باسم Ötzi ، تم اكتشاف كميات كبيرة من الزرنيخ ، والذي يتم تفسيره على المستوى الأثري كإشارة إلى أن الرجل المصاب كان متورطًا في معالجة النحاس - غالبًا ما تكون خامات النحاس ملوثة بالزرنيخ. في العصور القديمة الكلاسيكية ، كان الزرنيخ معروفًا على شكل كبريتات الزرنيخ Auripigment (As2S3) و Realgar (As4S4) ، والتي وصفها ثيوفراستوس اليوناني ، خليفة أرسطو. حتى الفيلسوف اليوناني Democritus كان في 5. القرن قبل الميلاد Chr معرفة واضحة لمركبات الزرنيخ. ليدن بردية X من 3. يشير القرن الميلادي إلى أنهم كانوا يستخدمون لتلوين الذهب الفضي والأبيض النحاسي. الامبراطور الروماني كاليجولا قد زعم بالفعل في 1. قرن بعد Chr. مشروع لإنتاج الذهب من Auripigment (الأصفر الذهبي) بالترتيب. الكيميائيون ، الذين عرفوا أن مركبات الزرنيخ تم ذكرها في العمل القياسي القديم Physica et Mystica ، اشتبهوا في وجود علاقة بالكبريت والزئبق. تم استخدام كبريتيد الزرنيخ (III) كطلاء للرسام ومزيل الشعر وللمعالجة الخارجية والداخلية لأمراض الرئة.

في العصور الوسطى ، تم العثور على الزرنيخ (أكسيد الزرنيخ (الثالث)) في المصهر (غاز عادم محمّل بالغبار من أفران التعدين). وصف ألبرتوس ماغنوس لأول مرة إنتاج الزرنيخ عن طريق تقليل الزرنيخ بالفحم حوالي عام 1250. لذلك يعتبر مكتشف العنصر ، حتى لو كانت هناك مؤشرات على أن المعدن الأولي قد تم إنتاجه في وقت سابق. قدمه باراسيلسوس إلى الطب في القرن السادس عشر. في نفس الوقت تقريبًا ، تم وصف مستحضرات الزرنيخ في الموسوعة الصينية Pen-ts'ao Kang-mu بواسطة الصيدلي Li Shi-zhen. يسلط هذا المؤلف الضوء بشكل خاص على استخدامه كمبيد للآفات في حقول الأرز.

في 17. في القرن السادس عشر ، أصبحت الزخرفة الذهبية مشهورة بين الرسامين الهولنديين كالأصفر الملكي. عندما تتحول الصبغة إلى أكسيد الزرنيخ (III) على مدار فترات زمنية طويلة وتنهار من القماش ، تنشأ صعوبات في عملية الترميم. من 1740 ، استخدمت مستحضرات الزرنيخ بنجاح في أوروبا باعتبارها بذرة بذرة في حماية المحاصيل. ومع ذلك ، تم حظر هذا الاستخدام بواسطة 1808 بسبب سميته العالية. ويستند استخدام إضافات الزرنيخ في صب الرصاص على صلابة أكبر من سبائك الرصاص ، والتطبيق النموذجي عبارة عن كريات طلقة. على الرغم من أن السمية والاستخدام كان يعرف باسم سم القتل ، فإن الزرنيخ هو في بداية 19. قرن واحد من أهم علاجات الربو. ويستند ذلك إلى التقارير التي قيل إن الصينيين يدخنون الزرنيخ بالاقتران مع التبغ لإنتاج رئة قوية مثل الخوار. أيضا في 19. وجدت مركبات الزرنيخ تطبيقات خارجية وداخلية في أورام خبيثة وأمراض جلدية وحمى (على شكل قطرات فاولر).

تم استخدام الزرنيخ في شكل زرنيخات من النحاس في تلوينات مثل الأخضر الباريسي للطباعة على ورق الحائط. في الرطوبة العالية ، تحولت هذه الأصباغ عن طريق القالب إلى مركبات زرنيخ سامة متقلبة ، مما أدى في كثير من الأحيان إلى التسمم المزمن بالزرنيخ.

كما استخدم الزرنيخ في الحروب ، حيث استخدمت مركبات الزرنيخ في عوامل الحرب الكيماوية (الصليب الأزرق) أو لويزيت في الحرب العالمية الأولى. في الضحايا ، تسببوا في ألم قاسي وإصابة جسدية شديدة بمهاجمة الجلد والرئتين.

ظهور

يحدث الزرنيخ بتركيزات منخفضة تصل إلى 10 جزء في المليون عمليًا في كل مكان في التربة. فهو يقع في قشرة الأرض وفيرة مثل اليورانيوم أو الجرمانيوم. في القشرة القارية ، يحدث الزرنيخ بمعدل 1,7 جزء في المليون في المتوسط ​​، حيث يتم تخصيبه في القشرة العلوية من خلال شخصيته الغرينية (= حب السيليكات) (2 ppm مقابل 1,3 جزء في المليون في القشرة السفلية) ؛ هذا يضع Arsen في جدول العناصر الأكثر شيوعًا في 53. المكان.

الزرنيخ (Scherbenkobalt) طبيعي ، أي في شكل عنصري ، ويوجد في الطبيعة وبالتالي فهو معروف كمعدن مستقل من قبل الرابطة الدولية للمعادن (IMA). وفقا لتصنيف المعادن وفقا ل Strunz (طبعة 9) أرسن تحت نظام لا. 1.CA.05 (العناصر - شبه المعادن (المعدنية) والفلزات - العناصر الزرنيخية). يؤدي تصنيف المعادن وفقًا لـ Dana ، وهو أمر شائع أيضًا في البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية ، العنصر المعدني وفقًا للنظام رقم. 01.03.01.01.

مواقع 2011 للزرنيخ الصلب معروفة حاليًا في جميع أنحاء العالم (اعتبارًا من 330). في ألمانيا ، تم العثور عليه في العديد من المواقع في الغابة السوداء (بادن فورتمبيرغ) ، في البافارية شبسارت و Oberpfälzer Wald ، في هيسيان أودنفالد ، في الرواسب الفضية في Westerzgebirge (ساكسونيا) ، في Hunsrück (راينلاند بالاتينات) وفي غابة تورينغن. في النمسا ظهر الزرنيخ في عدة مواقع في كارينثيا و سالزبورغ و ستيريا. في سويسرا ، تم العثور على الزرنيخ في كانتونات أراجاو وفاليه.

توجد أماكن أخرى في أستراليا وبلجيكا وبوليفيا وبلغاريا وتشيلي والصين وفنلندا وفرنسا واليونان وإيرلندا وإيطاليا واليابان وكندا وكازاخستان وقيرغيزستان ومدغشقر وماليزيا والمغرب والمكسيك ومنغوليا ونيوزيلندا والنرويج والنمسا ، بيرو ، بولندا ، رومانيا ، روسيا ، السويد ، سلوفاكيا ، إسبانيا ، جمهورية التشيك ، أوكرانيا ، المجر ، المملكة المتحدة (المملكة المتحدة) والولايات المتحدة (الولايات المتحدة الأمريكية).

ومع ذلك ، على نطاق أوسع ، يحدث العنصر في مركبات متعددة الفلزات مع الأنتيمون (إليمونتيت) والنحاس (ويتنييت) وكذلك في العديد من المعادن ، التي تنتمي أساسًا إلى فئة الكبريتيدات والسلفوسالت. كليًا حتى الآن (الحالة: 2011) 565 Arsenminerale معروفة. تتضمن أعلى تركيزات الزرنيخ ، من بين أمور أخرى ، المعادن Duranusit (حوالي 90٪) ، والسكترودودايت والزرنيخيت (كل حول 76٪) ، والتي نادراً ما توجد. وتستخدم على نطاق واسع أرسينوبيريت (Arsenkies) ، Löllingite ، Realgar (Rauschrot) و Auripigment (Orpiment ، Rauschgelb). المعادن الأخرى المشهورة هي الكوبالت (تألق الكوبالت) ، ودوميكيت (نحاس الزرنيخ) ، وإينارجيت ، وجيرسدورفيت (نيكلارسينكيس) ، وبروستايت (خام أحمر فاتح ، وروبنبليندي) ، وراميلسبيرغيت ، وسافلوريت وسبريلليث.

غالبًا ما توجد الزرنيخات في الصخور الحاملة للفوسفات لأنها تمتلك قابلية ذوبان قابلة للمقارنة ، ويمكن لبيريت البريتيد المعدني الأكثر وفرة أن يشتمل على ما يصل إلى بضع كتل من الزرنيخ.

يتم الحصول على الزرنيخ في الوقت الحاضر كمنتج ثانوي لصهر الذهب والفضة والقصدير والنحاس والكوبالت وغيرها من المعادن غير الحديدية وفي معالجة المواد الخام الفوسفاتية. أكبر المنتجين في 2009 هم الصين وشيلي والمغرب وبيرو. يصعب إذابة الزرنيخ في الماء ، وبالتالي لا يوجد إلا في آثار بسيطة ، مثل 1,6 ppb (المليارات من الكتلة) في المحيطات والمحيطات.

يوجد الزرنيخ في الهواء في شكل أكسيد الزرنيخ (III). تم التعرف على السبب الطبيعي لذلك على أنه ثوران بركاني ، والذي يجمع ما مجموعه 3000 من الأطنان المقدرة سنويًا في الغلاف الجوي للأرض. تطلق البكتيريا المزيد من أطنان 20.000 في شكل مركبات الزرنيخ العضوية مثل تريميثيلارسين. جزء كبير من الزرنيخ المنبعث يأتي من حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم أو النفط. بلغت الانبعاثات المقدرة الناتجة عن حركة المرور على الطرق والمصادر الثابتة 1990 في جمهورية ألمانيا الاتحادية 120 طن (20 طن في طن ، 100 القديم في الولايات الفيدرالية الجديدة). يتراوح تركيز الهواء الخارجي للزرنيخ بين نانوغرام 0,5 و 15 لكل متر مكعب.

استخراج والعرض

يعتبر الزرنيخ من المنتجات الثانوية الرئيسية لاستخراج النحاس والرصاص والكوبالت والذهب. هذا هو المصدر الرئيسي للاستخدام التجاري لهذا البند.

يمكن الحصول عليها عن طريق الاختزال الحراري لأكسيد الزرنيخ (III) مع فحم الكوك أو الحديد وعن طريق تسخين الزرنيخ (FeAsS) أو حساب الزرنيخ (FeAs2) في غياب الهواء في أنابيب الصوت الأفقية. يتصاعد الزرنيخ الأولي ، ويعود إلى حالته الصلبة على الأسطح الباردة.

يتحلل الزرنيخ إلى كبريتيد الحديد والزرنيخ الأولي.

kiesite الزرنيخ يتحلل في زرنيخيد الحديد والزرنيخ عنصري.

بالنسبة لتكنولوجيا أشباه الموصلات ، فإن الزرنيخ ، الذي يجب أن تكون درجة نقائه أكبر من 99,99999 في المائة ، يتم تحضيره عن طريق تخفيض كلوريد الزرنيخ متعدد المقطر (III) في تيار هيدروجين:

يتفاعل ثلاثي كلوريد الزرنيخ مع الهيدروجين لتكوين كلوريد الهيدروجين والزرنيخ الأولي.

في السابق ، تم إنتاجه أيضًا بواسطة التسامي من المحاليل في الرصاص السائل. يرتبط كبريت خامات الزرنيخ بالرصاص في شكل كبريتيد الرصاص (II). النقاوة الناتجة عن أكثر من 99,999 كانت غير كافية لتطبيقات أشباه الموصلات. والاحتمال الآخر هو التبلور في درجات حرارة مرتفعة من الزرنيخ المنصهر أو التحويل إلى مونوارسان يليه التنقية والتحلل عند 600 ° C إلى الزرنيخ والهيدروجين.

المواصفات

يشكل الزرنيخ 5 مع النيتروجين والفوسفور والأنتيمون والبزموت. المجموعة الرئيسية للجدول الدوري وتحتل بسبب خواصه الفيزيائية والكيميائية المركز الأوسط في مجموعة العناصر هذه. يحتوي الزرنيخ على كتلة ذرية نسبية من 74,92159. نصف قطر ذرة الزرنيخ هو 124,5 Pikometer. عندما تكون مربوطة تساهميًا ، تكون أصغر قليلاً (121 picometer). نظرًا لانبعاث الإلكترونات الخارجية (إلكترونات التكافؤ) أثناء التأين ، يتم تقليل نصف القطر بشكل كبير إلى مقاييس 34 (As5 + ، يبقى المقياس الأبعد الخارجي p- والمدار الخارجي الأبعد غير مشغولين) أو مقياس البعد 58 (As3 +) ، في المجمعات الكيميائية ، يحيط بـ As5 + cation أربعة شركاء ملزمين (ligands) ، As3 + من ستة. ومع ذلك ، نادراً ما يحدث الزرنيخ في شكل أيوني واضح.

وفقًا لبولينج ، تكمن قيمة الكهربية في مقياس 0 ، والذي يتراوح من 4 (المعادن) إلى 2,18 (اللافلزية) ، وبالتالي يمكن مقارنته بقيمة الجوار الجماعي للفوسفور. يتضح أيضًا الطابع شبه المعدني للزرنيخ من خلال حقيقة أن طاقة التفكك المطلوبة لـ 302,7 kJ / mol ، أي الطاقة التي يجب تطبيقها لحل ذرة زرنيخ واحدة من مادة زرنيخ صلبة ، بين النيتروجين غير المعدني (473,02) kJ / mol ؛ رابطة تساهمية) والبزموت المعدني (207,2 kJ / mol ، رابطة معدنية). تحت الضغط الطبيعي ، يتسامح الزرنيخ عند درجة حرارة 613 ° C ، أي أنه ينتقل من الحالة الصلبة مباشرة إلى مرحلة الغاز. بخار الزرنيخ أصفر ليموني ويتكون من جزيئات As800 حتى 4 ° C. فوق 1700 ° C ، توجد جزيئات As2.

يظهر الزرنيخ حالات الأكسدة بين -3 و + 5 ، اعتمادًا على شريك المركب. مع العناصر الكهربائية الحساسة مثل الهيدروجين أو المعادن ، فإنه يشكل مركبات التي تحتلها حالة الأكسدة من -3. الأمثلة على ذلك هي monoarsan (AsH3) والنحاس الزرنيخ (Cu3As). في المركبات التي تحتوي على عناصر كهربية مثل الأكسجين غير الفلزي والكبريت والكلور ، يكون لديه حالة الأكسدة + 3 أو + 5 ؛ السابق يميل إلى تفضيل النيتروجين والفوسفور على العناصر الموجودة في نفس المجموعة الرئيسية.

التعديلات

الزرنيخ ، مثله مثل العناصر الأخرى في مجموعة النيتروجين ، يحدث في مختلف التعديلات متآثر. على عكس النيتروجين ، الذي يحدث في شكل جزيئات ثنائية الذرة ذات روابط ثلاثية تساهمية ، فإن جزيئات As2 المقابلة غير مستقرة ، ويشكل الزرنيخ شبكات تساهمية بدلاً من ذلك.

الزرنيخ الرمادي أو المعدني هو الشكل الأكثر ثباتًا. لها كثافة 5,73 g / cm3. بلوراته رمادية فولاذية ، لامعة معدنية وتوصيل الكهرباء.

عند النظر إلى التركيب الهيكلي للزرنيخ الرمادي ، تشغل طبقات من حلقات الزرنيخ المموج المكونة من ستة أعضاء شكل كرسي. هنا ، تشكل ذرات الزرنيخ طبقة مزدوجة ، إذا نظرنا إلى بنية الطبقة في المقطع العرضي. تراكب هذه الطبقات الثنائية مضغوط للغاية. تتم إزالة بعض ذرات الطبقة العلوية أو السفلية التالية بعيدًا تقريبًا عن ذرة مرجعية كما هو الحال في طبقة ثنائية. هذا الهيكل يجعل تعديل الزرنيخ الرمادي ، مثل العناصر المتماثلة الأنتيمون والبزموت ، هش للغاية. لذلك ، غالبًا ما يشار إلى هذه العناصر الثلاثة بالمعادن الهشة.

الزرنيخ الأصفر

عندما يتم تبخير بخار الزرنيخ ، الذي يوجد فيه الزرنيخ عادةً باعتباره رباعي السطوح As4 ، بسرعة ، يتشكل الزرنيخ الأصفر المتقلب بكثافة 1,97 g / cm3. كما أنه يتألف من جزيئات رباعي السطوح AS4. الزرنيخ الأصفر هو مادة غير معدنية وبالتالي لا ينفذ الكهرباء. يتبلور من ثاني كبريتيد الكربون ويشكل بلورات مكعبة شديدة الانكسار تنبعث منها رائحة الثوم. في درجة حرارة الغرفة وخاصة بسرعة تحت تأثير الضوء ، يتحول الزرنيخ الأصفر إلى زرنيخ رمادي.

الزرنيخ الأسود

الزرنيخ الأسود نفسه يمكن أن يحدث في شكلين مختلفين. يتكون الزرنيخ الأسود غير المتبلور عن طريق تبريد بخار الزرنيخ على الأسطح الساخنة 100 إلى 200 ° C. ليس له هيكل مرتب ، لكنه في صورة زجاجية غير متبلورة ، مماثلة للفوسفور الأحمر. الكثافة هي 4,7 إلى 5,1 g / cm3. فوق 270 ° C ، يتغير الزرنيخ الأسود إلى التعديل الرمادي. عندما يتم تسخين الزرنيخ الأسود الزجاجي غير المتبلور إلى 100 إلى 175 ° C في وجود الزئبق المعدني ، تكون النتيجة هي الزرنيخ الأسود القابل لتقويم العظام ، والذي يضاهي الفسفور الأسود.

ومن المعروف بشكل طبيعي الزرنيخ الأسود تقويم العظام في الطبيعة باسم arsenolamprit المعدنية النادرة.

الزرنيخ البني

في الحد من مركبات الزرنيخ في محلول مائي ، على غرار الفسفور ، تتشكل البوليمرات المشتركة. في هذه ، بعض الكسور الحرة لمجموعات هيدروكسي الارتباط بالزرنيخ (-OH). ويسمى هذا الشكل من الزرنيخ الزرنيخ البني.

النظائر

من المعروف أن الزرنيخ يحتوي على نظائر مشعة منتجة صناعياً بأعداد كتل بين 65 و 87. يتراوح عمر النصف بين 96 ميلي ثانية (66As) و 80,3 يوم (73As). يتكون الزرنيخ الذي يحدث بشكل طبيعي من 100 بالمائة من نظائر 75A ، وبالتالي فهو عنصر متباين الخواص. وبالتالي فإن جوهر الزرنيخ المقابل يتكون بالضبط من بروتونات 33 والنيوترونات 42. جسديا ، لذلك يتم حسابها على حبيبات ug (u تعني ،d ، g for for straight straight straight straight straight straight straight). تدور جوهره هو 3 / 2.

استعمال

يضاف الزرنيخ لقيادة السبائك من أجل تحسين قوتها وجعل الرصاص ممكن. لا يمكن بشكل خاص صب الألواح ذات التركيبات الدقيقة للمركمات بدون الزرنيخ. تاريخيا ، كان الزرنيخ عنصرا هاما في سبائك النحاس ، مما يجعلها أكثر قابلية للمعالجة. سبق استخدام الزرنيخ المعدني في بعض الأحيان لإنشاء أسطح رمادية باهتة على الأجزاء المعدنية لمحاكاة الشيخوخة.

في مجال الإلكترونيات ، يتم تشغيله على الأقل بنسبة 99,9999 بالمائة نقية لأشباه الموصلات من زرنيخيد الغاليوم ، ما يسمى أشباه الموصلات III-V (بسبب مزيج عناصر المجموعة الرئيسية 3 و 5 من الجدول الدوري) ، وللطبقات الفوقيية على الرقاقات في شكل يلعب فوسفيد الزرنيخيد الإنديوم وفوسفيد الزرنيخيد الغاليوم دورًا أساسيًا في تصنيع الأجهزة عالية التردد مثل الدوائر المتكاملة (ICs) ، الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) والثنائيات الليزرية (LDs). في بداية 2004 ، كان هناك ثلاثة مصنّعين فقط للزرنيخ عالي النقاء في جميع أنحاء العالم ، اثنان في ألمانيا وواحد في اليابان.

يستخدم الزرنيخ ، في شكل مركباته ، في بعض البلدان كمبيدات حشرية في زراعة الكروم ، كمبيد للفطريات (مضاد للفطريات) في صناعة الأخشاب ، كمادة حافظة للأخشاب ، كسم للجرذ وفي إزالة اللون في صناعة الزجاج. الاستخدام مثير للجدل ، حيث أن مركبات الزرنيخ المستخدمة (أساسًا أكسيد الزرنيخ (III)) سامة.

الزرنيخ في الأدوية

إن استخدام المعادن المحتوية على الزرنيخ كعلاج مشهود له بالفعل في العصور القديمة من قبل أبقراط وبليني. وقد استخدمت كحمى ، ومنشطة لعلاج الصداع النصفي والروماتيزم والملاريا والسل ومرض السكري. في 18. كان Century عبارة عن مزيج من زرنيخيت البوتاسيوم وماء اللافندر المعروف باسم محلول فاولر ، والذي كان يعتبر منذ فترة طويلة دواءًا عجبًا طبيًا وكان يستخدم كمضادات للحرارة وماء طبي وحتى كمنشط جنسي. تم استخدام الزرنيخ البوتاسيوم كجزء من محلول فاولر حتى سنوات 1960 في ألمانيا كعلاج لمرض الصدفية.

أوصى Constantinus Africanus (1017-1087) بتطبيق الزرنيخ لمكافحة وجع الأسنان. في وقت مبكر من 2700 قبل الميلاد ، تم وصف استخدام الزرنيخ لعلاج التهاب الأسنان في الطب الصيني. في منتصف 10. كما أوصى الطبيب العربي هالي عباس (علي بن العباس ، 944) باستخدام الزرنيخ لتخليص اللب. تم استخدام أكسيد الزرنيخ (III) لتخليص عجينة الأسنان في العصر الحديث واختفت في سنوات 1970er بسبب التأثير المسرطن والتهاب اللثة وفقدان واحد أو أكثر من الأسنان بما في ذلك نخر العظم السنخي المحيط والحساسية والتسمم من طيف العلاج.

صعود من ذوي الخبرة الزرنيخ أو الزرنيخ التي تحتوي على المخدرات في بداية 20. القرن. تمكن كل من هارولد ولفرستان توماس وأنتون برينل من ملاحظة 1905 على أن عقار Atoxyl المحتوي على الزرنيخ يقتل المثقبيات ، وهي العوامل المسببة لمرض النوم. كان 1920 بمثابة تقدم ، وهو Tryparsamid ، والذي استخدم في الفترة من 1922 إلى 1970 في أفريقيا الاستوائية لعلاج مرض النوم. كان من المهم الحد من هذا الوباء في النصف الأول من القرن الماضي ، لكنه قد يؤدي إلى العمى. تم تطوير melarsoprol في سنوات 1950 ، وهو الدواء المفضل لعلاج مرض النوم لعدة عقود وما زال يستخدم حتى اليوم لعدم توفر مكملات متابعة فعالة.

كما قام بول إيرليك بتشجيعه على التأثيرات السامة للتريبانوزوم ، حيث طور أرسفينام المحتوي على الزرنيخين (السلفارسان). كان دواء 1910 الذي تم تقديمه في علاج مرض الزهري هو الأول بناءً على الاعتبارات النظرية ، وهو عبارة عن عامل علاج كيميائي مطور بشكل منهجي محدد المفعول وكان نموذجًا لتطوير عقاقير السلفا المستخدمة حتى الآن. منذ فترة طويلة تستخدم في علاج الزحار.

في 2000 ، تمت الموافقة على دواء يحتوي على الزرنيخ يسمى Trisenox في الولايات المتحدة لعلاج سرطان الدم الحاد (ADL) الحاد. منذ 2002 ، تمت الموافقة على Trisenox في أوروبا لعلاج APL (التوزيع في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة: Cephalon). وتُعزى فعاليته في علاج السرطان أيضًا إلى تأثير مضادات الأوعية.

الكبريتيدات الزرنيخية المختلفة جزء من أدوية الطب الصيني.

الزرنيخ كمبيد حشري في التحنيط

بسبب الخصائص السامة لمركبات الزرنيخ ، كان الزرنيخ يستخدم على نطاق واسع في السابق كمبيد حشري للحفاظ على الفقاريات (التحنيط). تم استخدام العديد من المواد الأخرى ، مثل الليندين ، للغرض نفسه كما هو موصوف في الأدبيات المتخصصة لخبراء التحنيط من 1868 إلى 1996. ومع ذلك ، فإن هذه المواد سامة أيضًا للبشر ، وهي حاضرة اليوم بمتطلبات التحنيط الخاصة ، لأنها تتلامس مع هذه الاستعدادات الملوثة.

الأهمية البيولوجية

ليست مفهومة تماما الأهمية البيولوجية للزرنيخ للبشر. يُعد عنصرًا من العناصر النزرة عند البشر ، ولكن لم يتم اكتشاف أعراض نقصه حتى الآن إلا في الحيوانات. الحاجة اللازمة ، إن وجدت ، هي ما بين 5 و 50 μg يوميًا. إن الاستهلاك اليومي من الزرنيخ - حسب اختيار الطعام - حتى مليغرام واحد يعتبر غير ضار. في دراسة جديدة ، تم ربط زيادة التعرض للزرنيخ لمستويات عالية من الزرنيخ في المياه الجوفية من مناطق زراعة الأرز بتطور السرطان. ومع ذلك ، فإن تعزيز تطور السرطان يعتمد على الجرعة ويعطى فقط عند تناول الأرز الملوث كغذاء أساسي يومي. هناك عادة مع الاستهلاك المنتظم لمركبات الزرنيخ ، ولا سيما ثالث أكسيد الزرنيخ ، الذي يرافقه سحب الجرعة حتى من أعراض الانسحاب. ويطلق على الأشخاص الذين حصلوا على مثل هذه التعودات آكل الزرنيخ.

المخلوقات البحرية مثل بلح البحر أو الروبيان تحتوي على الكثير من الزرنيخ ، والأخير يصل إلى 175 جزء في المليون. من المفترض ، أنه يعمل كمثبط للربط بمجموعات الثيول الحرة في الإنزيمات ، وبالتالي يمنع عملهم.

الزرنيخ عنصر تتبع أساسي للعديد من الحيوانات. وهكذا ، تظهر الدجاج أو الفئران اضطرابات نمو ملحوظة في النظم الغذائية الخالية من الزرنيخ ؛ ربما يرتبط هذا بتأثير العنصر على استقلاب حمض أميني أرجينين. تحتوي العديد من الطحالب والقشريات على مركبات الزرنيخ العضوية مثل أرسينوبيتين المذكور سابقًا. يؤدي الزرنيخ إلى زيادة تكوين خلايا الدم الحمراء الحاملة للأكسجين. لهذا السبب ، تمت إضافته مسبقًا إلى علف الدواجن والخنازير للسماح بتسمين أسرع. استخدمه مدربون من خيل السباق في تعاطي حيواناتهم بطريقة غير مشروعة - ومع ذلك ، يمكن بسهولة اليوم اكتشاف إضافة الزرنيخ إلى الطعام في البول.

يتم امتصاص مركبات الزرنيخ القابلة للذوبان بسهولة من خلال الجهاز الهضمي وتوزع بسرعة في جميع أنحاء الجسم في غضون 24 ساعة. يوجد معظم الزرنيخ المبتلع في العضلات والعظام والكلى والرئتين. في البشر ، تم اكتشافه مع الثاليوم في كل عضو تقريبًا. يحتوي الدم على ما يصل إلى 8 ppb من الزرنيخ ، في الأعضاء الأخرى من الجسم مثل العظم الذي لديه حصة بين 0,1 و 1,5 جزء في المليون ، في الشعر تكون النسبة حول 1 جزء في المليون. المحتوى الكلي للزرنيخ في جسم الشخص البالغ هو حوالي 7 ملليغرام في المتوسط.

تترك مركبات الزرنيخ العضوية مثل مشتق من الأسماك والمأكولات البحرية حمض الديميثيلارسينيك ، تريميثيلارسينوكسيد ، تريميثيلارسين وأرسينوبيتين جسم الإنسان دون تغيير تقريبا في غضون يومين إلى ثلاثة أيام من خلال الكلى. يتم تحويل مركبات الزرنيخ غير العضوي في الكبد إلى حمض الميثيلارسونيك (MMAA) وحمض الديميثيلارسينيك (DMAA) ثم تفرز أيضًا عن طريق الكلى.

في النباتات ، يزيد العنصر من معدل دوران الكربوهيدرات. يفضل نصف الكرة المربوطة (Pteris vittata) التقاط نصف المعدن من الأرض ويمكنه امتصاص ما يصل إلى خمسة بالمائة من وزنه الجاف من الزرنيخ. لهذا السبب ، يتم استخدام النبات سريع النمو للتنظيف البيولوجي للتربة الملوثة بالزرنيخ.

التأثير المحفّز للزرنيخ هو على الأرجح سبب طعام الزرنيخ الذي كان منتشرًا في بعض المناطق الألبية. في 17. في مطلع القرن التاسع عشر ، استهلك بعض سكانها 250 ملليغرام من الزرنيخ مرتين في الأسبوع - للرجال ، لأنها ساعدتهم على العمل على ارتفاعات عالية ، والنساء ، كما زعم أنها ساهمت في بشرة قوية. تجمع مزارع من ستيريا ألبس 1875 ، الذي تم رفضه منذ فترة طويلة باعتباره حكاية خرافية في العلوم ، أمام الخبراء الألمان في غراتس جرعة من 400 ملليغرام من ثالث أكسيد الزرنيخ ، تم اكتشافه لاحقًا في بوله. كانت الجرعة أكثر من ضعف كمية الزرنيخ المميتة للبشر العاديين ، لكنها لم تظهر أي آثار سلبية على المزارع. أفاد سكان مستوطنة في صحراء تشيلي أتاكاما الشبيهة بأمر مشابه ، أن مياه الشرب الملوثة بدرجة كبيرة بالزرنيخ ، ولكنها لا تظهر أي أعراض للتسمم. من المفترض اليوم أن التعافي البطيء للسم مع زيادة الجرعات المتعاقبة أمر ممكن من الناحية الفسيولوجية.

حول السلالة الجرثومية GFAJ-1 ، تم الإبلاغ عن أن 2010 قادر على دمج الزرنيخ في جزيئات حيوية مثل DNA ، بدلاً من التخلص مما كان يعتبر سابقًا مستحيلًا ، في ظل ظروف معينة في الوسائط الغنية بالزرنيخ. الاكتشاف ، على ما يبدو ، يعتمد على أساليب قذرة ، ولا يمكن تكرار النتائج.

سلامة

غبار الزرنيخ شديد الاشتعال. المركبات القابلة للذوبان في الزرنيخ هي مادة سامة للغاية لأنها تتداخل مع العمليات الكيميائية الحيوية مثل إصلاح الحمض النووي ، والتمثيل الغذائي للطاقة الخلوية ، والنقل بوساطة مستقبلات ، ونقل الإشارة. من المفترض أنه لا يوجد أي تأثير مباشر على الحمض النووي ، وإنما هو إزاحة أيون الزنك من ارتباطه بالمعادن ، وبالتالي تعطيل بروتينات كبت الورم (انظر أيضًا بروتين إصبع الزنك). تتمتع أيونات الزرنيخ (III) والزنك (II) بنصف قطر أيوني مشابه وبالتالي تقارب مماثل لبروتينات إصبع الزنك هذه ، لكن الزرنيخ لا ينشط بروتينات مثبط الورم.

التسمم بالزرنيخ الحاد يؤدي إلى التشنجات والغثيان والقيء والنزيف الداخلي والإسهال والمغص إلى الفشل الكلوي والدورة الدموية. في حالة التسمم الحاد ، يشعر الجلد بالرطوبة والبرد ويمكن أن يقع الشخص في غيبوبة. إن أخذ 60 إلى 170 ملليغرام من الزرنيخ يعتبر جرعة مميتة للبشر (LD50 = 1,4 mg / kg من وزن الجسم) ؛ عادة ، تحدث الوفاة خلال عدة ساعات إلى بضعة أيام بسبب الفشل الكلوي والقلب والأوعية الدموية. يمكن أن يؤدي التعرض المزمن للزرنيخ إلى حدوث أمراض جلدية وتلف الأوعية الدموية مما يؤدي إلى وفاة المناطق المصابة (مرض القدم السوداء) والأورام الخبيثة في الجلد والرئتين والكبد والمثانة. تمت الإشارة إلى هذه الأعراض أيضًا باسم مرض Reichensteiner ، بعد مكان في سيليزيا ، حيث احتوى ماء الشرب على ما يصل إلى 0,6 ملغ من الزرنيخ لكل لتر بواسطة تدهور الزرنيخ.

التسمم بالزرنيخ المزمن ، عن طريق الارتباط بمجموعات السلفهيدريل من إنزيمات المكونة للدم (مثل synthetase دلتا الأمينو - ليفولين) ، يؤدي إلى انخفاض مبدئي في الهيموغلوبين في الدم مما ينتج عنه بولي جلوبيولين تفاعلي. علاوة على ذلك ، في حالة تناول الزرنيخ المزمن ، يؤدي استبدال ذرات الفسفور في ثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP) إلى فصل السلسلة التنفسية ، مما يؤدي إلى مزيد من الجلوبيولين التفاعلي. إكلينيكيًا ، بعد سنوات من التعرض ، تعد أصابع عجينة الأصابع ، ومشاهدة المسامير الزجاجية ، وشرائط أظافر Mees ، وتكاثر الخلايا (مرض متلازمة رينود) نتيجة لمرض Black Foot Disease.

من ناحية أخرى ، يظهر الزرنيخ المعدني سمية منخفضة فقط بسبب عدم قابليته للذوبان ، نظرًا لأنه لا يمتصه الجسم بالكاد (LD50 = 763 mg / kg rat ، عن طريق الفم). ومع ذلك ، يجب دائمًا التعامل معها بحذر شديد ، حيث يتم تغليفها بسهولة بأكاسيد شديدة السمية مثل الزرنيخ في الهواء. يختلف الوضع عن الزرنيخ ، الذي استخدم في السابق كمنشط لأكل الزرنيخ ، لمنع التسمم بالزرنيخ. آلية التحصين ضد الزرنيخ غير معروفة.

حدود

يحدث الزرنيخ الأنيوني كزرنيخ ([AsO3] 3-) و زرنيخ ([AsO4] 3-) في المياه الجوفية في العديد من البلدان بتركيزات عالية. نتيجة لغسل خامات الزرنيخ في شكل أيونات ثلاثية التكافؤ وخلايا خماسية التكافؤ ، يشرب ملايين الأشخاص في جميع أنحاء العالم المياه الملوثة عبر 100. خاصة في الهند وبنغلاديش وتايلاند ، حيث في 20. في القرن التاسع عشر ، وبدعم دولي ، تم حفر العديد من الآبار لتفادي المياه السطحية الملوثة بمسببات الأمراض على المياه الجوفية ، مما تسبب في هذا التلوث غير المعترف به لمياه الشرب للتسمم المزمن بالزرنيخ في أجزاء كبيرة من السكان المتضررين. يمكن معالجة المشكلة كيميائياً ، عندما يصبح معروفًا ، بأكسدة مركبات الزرنيخ وهطول الأمطار اللاحق بأيونات الحديد. طورت جامعة رايس خيار تصفية فعال من حيث التكلفة مع النانو المغنتيت.

منذ 1992 ، أوصت منظمة الصحة العالمية (WHO) بحد أقصى للزرنيخ في مياه الشرب من 10 ميكروغرام لكل لتر. لا يزال يتم تجاوز القيمة في العديد من الدول الأوروبية والولايات المتحدة الأمريكية. ومع ذلك ، فهو محترم في ألمانيا منذ 1996. يتطلب توجيه الاتحاد الأوروبي (EU) من 1999 أقصى مستوى من ميكروغرام 10 لكل لتر من مياه الشرب في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي. التزمت الولايات المتحدة بـ 2001 في العام للامتثال لهذا الحد من 2006.

يتراكم الزرنيخ ، الذي يتراكم في المياه الجوفية ، عشرة أضعاف كمية الأرز في الحبوب الأخرى. في الأسواق العالمية ، تحتوي الأصناف المعروضة على ما بين 20 و 900 microgram زرنيخ لكل كيلوغرام. في 2005 ، خفضت الحكومة الصينية المحتوى المسموح به من مركبات الزرنيخ غير العضوية 700 إلى ميكروغرام 150 لكل كيلوغرام من الطعام ، وفي يوليو / تموز 2014 ، وضعت هيئة الدستور الغذائي (Codex Alimentarius Commission) أعلى نسبة للـ microgram من 200 للأرز المصقول لأول مرة. تناقش مفوضية الاتحاد الأوروبي المسؤولة عن سلامة الأغذية عتبة أعلى بنسبة 15 في المائة للمنتجات المصنوعة من الأرز المنتفخ ونصفها أعلى فقط للمنتجات الخاصة للأطفال الصغار (أي 100 micrograms لكل كيلوغرام).

بالنسبة للأطعمة الملوثة الأخرى مثل البيرة أو عصائر الفاكهة ، لا توجد حدود ، على الرغم من أنها قد تحتوي على المزيد من الزرنيخ مما هو مسموح به لمياه الشرب. تطالب منظمات المستهلكين بحد أقصى 3 لعصير التفاح ، ولكن ليس أكثر من 4,4 ppb (أي ما يعادل ميكروغرام لكل كيلوغرام).

على الرغم من أن الأسماك والمأكولات البحرية تحتوي على مستويات عالية من الزرنيخ ، إلا أنها حصريًا تقريبًا في شكل عضوي غير ضار. القيم المحددة مثل الزئبق أو الكادميوم غير موجودة.

يحظر قانون المواد الكيميائية الجديد في الاتحاد الأوروبي الذي تم تحويله بواسطة 2005 إلى قانون المواد الخطرة الألماني المعالجة "التجارية" (غير الخاصة) لمركبات الزرنيخ ومستحضراته التي تحتوي على أكثر من 4 بالوزن من الزرنيخ في الملحق 0,3. توجد ضوابط الحد هذه في مكانها لأن الزرنيخ يضاف إلى صناعة الجلفنة في صناعة الجلفنة في جميع أنحاء العالم لتحسين خصائص الالتصاق بالزنك على السطح الحديدي للقطعة المعدنية المراد جلفنها. بسبب درجة الحرارة في الحمام المصهور من الزنك من 460 ° C إلى 480 ° C ، يتبخر الزرنيخ والكادميوم والمعادن المتطايرة الأخرى وتراكمها في هواء مكان العمل. على سبيل المثال ، يمكن تجاوز قيم الحد المسموح بها بعامل ألف على المدى القصير ، نتيجة لامتصاص السنخية الهوائي في الجسم. أظهرت القياسات أن الزرنيخ (والكادميوم) كان في الزنك عالي النقاء (درجة 99,995 ، درجة DIN 1179) بأقل من 0,0004٪ بالوزن ، وبعد إضافة غرامات 450 من هذا الزنك عالي النقاء إلى ذوبان الزنك ، القرص المضغوط / نظرًا لأن التركيز من 3 إلى 7 μg / m3 من الهواء أدى إلى زيادة 3000 μg / m3 من الهواء. بالنسبة للزرنيخ ، وجدت هذه الحقيقة بشكل مدهش في مصنع للجلفنة بقياس تركيز الزرنيخ في الزنك المصهور والدم والبول (غير منشور). في حالة عمال الطلاء الكهربائي ، يتم قياس تركيز البول-الزرنيخ بالبول 25 إلى 68 μg / L ، مقارنةً بالسكان غير المرتبطين بـ 0,1 μg من الزرنيخ / البول.

نضوب

لإزالة الزرنيخ الأيوني من مياه الشرب ، هناك عمليات تعتمد على الامتزاز على الكربون المنشط أو الألومينا المنشط أو حبيبات هيدروكسيد الحديد. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام المبادلات الأيونية. من الممكن إزالة الزرنيخ من التربة باستخدام النباتات المعدلة وراثيا التي تخزنها في الأوراق. من أجل المعالجة النباتية لمياه الشرب ، صفير الماء السميك ، الذي يخزن الزرنيخ على وجه الخصوص في أنسجة جذورها وبالتالي يتسبب في استنزاف عروض المياه الملوثة. يمكن أن تتحلل مركبات الزرنيخ العضوية في التربة الملوثة إنزيميًا بمساعدة الفطريات.

في بنغلاديش ، قامت مؤسسة الأبحاث السويسرية EAWAG بمحاولة لاستنزاف الزرنيخ باستخدام زجاجات PET شفافة وعصير الليمون. في هذه الطريقة التي تسمى SORAS (الأكسدة الشمسية وإزالة الزرنيخ) ، أكسدة أشعة الشمس الزرنيخ. مكونات عصير الليمون مساعدة في هطول الأمطار. باستخدام هذه الطريقة منخفضة التكلفة ، يمكن تقليل محتوى الزرنيخ بنسبة 75 إلى 90 في المئة.

في مياه حديقة يلوستون الوطنية ، التي تتغذى على السخانات والينابيع الحرارية الأخرى ذات الأصل البركاني ، تم العثور على الطحالب حقيقية النواة من جنس السيانيدويشيزون التي يمكن أن تتسامح مع تركيزات عالية من الزرنيخ في المياه وتؤكسدها إلى المركبات العضوية الأقل بيولوجيا. ويجري استخدام لاستنزاف في مياه الشرب.

ترياق

كما الترياق في التسمم بالزرنيخ الحاد ، وعوامل التعقيد التي تحتوي على الكبريت dimercaptopropanesulfonic حمض (= DMPS) ، وحمض ديركابتوسوسينيك و dimercaprol الأقدم والأقل توافقا المتاحة. لا تزال فعالة في جرعات الزرنيخ الثقيلة إذا تم تشخيص التسمم في الوقت المحدد. لكن دورهم في علاج التسمم المزمن بالزرنيخ مثير للجدل. الكربون المنشط من ساعة إلى عدة ساعات بعد تناوله قد يربط ويفرز المعدن أيضًا.

 

الوقاية

وجد باحثون هنود في دراسات على الحيوانات أن تناول الثوم يمكن أن يخفض مستويات الدم من الزرنيخ ويزيد من مستويات الزرنيخ البولي. يفسر ذلك ترسيب الزرنيخ في تفاعل مع المواد المحتوية على الكبريت مثل الأليسين ، وهو جزء من الثوم. للوقاية ، يوصى بفترتين إلى ثلاث فصوص من الثوم يوميًا.

تقرير فعال من الزرنيخ
مطياف الامتصاص الذري

في اللهب AAS ، تتأين مركبات الزرنيخ في لهب هواء الأسيتيلين. بعد ذلك ، يتم إجراء قياس الامتصاص الذري عند 189,0 nm أو 193,8 nm. تم الكشف عن حدود الكشف التي تصل إلى 1 ميكروغرام / مل. في كثير من الأحيان ، يتم أيضًا تحويل الزرنيخ إلى أرسين الغازي (AsH4) بمساعدة NaBH3 (تقنية هيدريد). في تكنولوجيا أنبوب الكوارتز ، يتحلل AsH3 أولاً حرارياً إلى مكوناته الذرية عند حوالي 1000 ° C في أنبوب كوارتز مسخن كهربائيًا من أجل تحديد الامتصاص بعد ذلك في الأطوال الموجية السالفة الذكر. حد الكشف عن هذه التقنية هو 0,01 ميكروغرام / لتر. طريقة أخرى هي تقنية ما يسمى بأفران الجرافيت ، حيث يتطاير الزرنيخ من عينة صلبة عند 1700 ° C وأعلى ثم يتم قياس الانقراض عند 193,8 nm.

الذرية الانبعاث الطيفي

يعد اقتران تقنية الهيدريد مع قياس الفلورسنت المستحث بالبلازما / المستحث بالليزر طريقة قوية للغاية للكشف عن الزرنيخ. يتم تفتيت AsH3 الذي تم إصداره بواسطة توليد الهيدريد في البلازما ويتحمس بواسطة الليزر الذي ينبعث منه. تم تحقيق حدود الكشف عن 0,04 نانوغرام / مل مع هذه الطريقة.

مطياف الكتلة (MS)

في قياس الطيف الكتلي ، يتم تأين فصيلة الزرنيخ أولاً حرارياً من خلال بلازما الأرجون المصاحبة حثياً (ICP-MS). بعد ذلك ، يتم تمرير البلازما في مطياف الكتلة. تم الإبلاغ عن حد الكشف عن 0,2 ميكروغرام / لتر للزرنيخيت.
المضوائية

يستخدم على نطاق واسع هو الكشف الضوئي كما هو الزرنيوم الأزرق. لأن (V) يتفاعل أولاً مع (NH4) 2MoO4. ويلي ذلك التخفيض باستخدام SnCl2 أو الهيدرازين إلى مجمع أزرق. القياس الضوئي يحدث في 730 نانومتر وبالتالي فهو خالي من المتاعب. يمكن تحسين حدود الكشف باستخدام الأصباغ الأساسية كعوامل معقدة.

النيوترون تحليل التنشيط

تحديد حساس للغاية للزرنيخ في نطاق ppt ممكن عن طريق تحليل تنشيط النيوترونات. يتم استخدامه بشكل خاص عندما تحتوي العينة على تركيبة معقدة أو يصعب هضمها. ومع ذلك ، لا تعطي هذه الطريقة مؤشرًا على المركب الكيميائي الذي يوجد فيه الزرنيخ. يؤدي تفاعل النيوترونات مع العينة التي تحتوي على الزرنيخ النظري الطبيعي 75 إلى تكوين الزرنيخ النظير الأثقل 76 ، وهو غير مستقر ويخضع لتحلل to للتحويل إلى سيلينيوم 76. في هذه الحالة ، يتم قياس الأشعة السينية ، والتي يمكن من خلالها استنتاج كمية الزرنيخ.

Biosensoren

في أجهزة الاستشعار الحيوية ، يتم اكتشاف تلألؤ بيولوجي عند ملامسة الزرنيخ المذاب في الماء مع البكتيريا المعدلة وراثيا (مثل الإشريكية القولونية K12) ومقياس الضوء (مقياس الإضاءة). يرتبط تركيز الزرنيخ الموجود مباشرة بكمية الضوء المنبعثة.

 

روابط
الهيدروجين الزرنيخ

المركبات الكيميائية الموجودة في الزرنيخ والهيدروجين (Arsane) ليست وفيرة للغاية وغير مستقرة للغاية مقارنة بالمركبات المقابلة لجيران المجموعة الرئيسية ، النيتروجين والفوسفور. يوجد حاليا ثلاثة عرسان المعروفة.

• هيدروجين الزرنيخ (يُسمى أيضًا مونوارسان أو أرسين) مع الصيغة الجزيئية AsH3 هو مادة انطلاق مهمة لإنتاج زرنيخيد الغاليوم في صناعة أشباه الموصلات.
• ديارسان (AS2H4)
• Triarsan (As3H5)

مركبات الهالوجين

يتشكل الزرنيخ مع مركبات الهالوجينات الثنائية من النوع AsX3 و AsX5 و As2X4 (تشير X إلى الهالوجين المقابل).

• فلوريد الزرنيخ (الثالث) (AsF3)
• فلوريد الزرنيخ (V) (AsF5)
• كلوريد الزرنيخ (الثالث) (AsCl3)
• خماسي كلوريد الزرنيخ (AsCl5)
• الزرنيخ ثلاثي البروميد (AsBr3)
• ثالث أكسيد الزرنيخ (AsI3)
• ديارسيترايويد (As2I4)

مركبات الأكسجين

أحماض الأكسجين المهمة هي:

• حمض الزرنيخ (2 H3AsO4 · H2O) ، التي تسمى أملاحها بالزرنيخات أو الزرنيخات (V) والتي تشبه الفوسفات. من الأمثلة على ذلك زرنيخات الكالسيوم (Ca3 (AsO4) 2 3H2O) وزرنيخات الهيدروجين الرصاص (PbHAsO4) المستخدمة كعوامل لحماية المحاصيل
• حمض الزرنيخ (H3AsO3) ، والتي تسمى أملاحها الزرنيخات أو الزرنيخات (III).

وأكسيد الزرنيخ الأكثر أهمية هو أكسيد الزرنيخ (ثالثًا) زرنيخيد الزرنيخ أيضًا الزرنيخ أو الزرنيخ الأبيض ، AS2O3 ، أنهيدريد حمض الزرنيخ) ، الموجود في الطور الغازي في شكل جزيئات مزدوجة مع الصيغة As4O6. وهو مذبذب ، يشير إلى الطابع شبه المعدني للزرنيخ. بالإضافة إلى As2O3 ، نحن نعرف As2O5 (خامس أكسيد الزرنيخ ، أنهيدريد حمض الزرنيخ) وأنهيدريد مختلطة من حمض الزرنيخ وحمض الزرنيخ As2O4 (رباعي أكسيد الزرنيخ).

الصباغة والمبيدات الهامة تاريخياً هي أكسيد النحاس والزرنيخ مع الاسم التافه Schweinfurter Green (Cu (AsO2) 2 · Cu (CH3COO) 2).

 

Schwefelverbindungen

هناك نوعان من كبريتات الزرنيخ المهمة ، وكلاهما يوجد في الطبيعة كمعادن.

• أحادي سلفيد الزرنيخ (Realgar، As4S4)
• كبريتيد الزرنيخ (الثالث) (Auripigment ، As2S3)

 

مركبات الزرنيخ والمعادن

مركبات هامة من الزرنيخ مع المعادن

• زرنيخيد الغاليوم (GaAs) ، أحد أشباه الموصلات المهمة
• زرنيخيد الإنديوم (InAs) ، أحد أشباه الموصلات المهمة
• النيكل أرسينيد (NiAs)
• زرنيخيد الألومنيوم الغاليوم (AlGaAs)

 

المركبات العضوية

عن طريق القياس مع الأمينات والفوسفين ، تم العثور على المركبات المقابلة مع الزرنيخ بدلاً من النيتروجين أو الفوسفور. يطلق عليهم أرسين.

• ثنائي ميثيلارسين (الرماد (CH3) 2)
• Trimethylarsin (As (CH3) 3) ، وهو سائل كريه الرائحة يستخدم لعلاج الالتهابات البكتيرية وكمبيد للفطريات.

تشتمل arsoranes ، وهي مركبات من النوع R5As ، حيث يمثل R5 خمسًا ، وربما مختلفة ، مجموعات عضوية ، على سبيل المثال ، بنتا فينيلارسين أو بنتاميثيلارسين. إذا كانت إحدى المجموعات الخمس مفقودة ، فسيتم ترك أيون موجب الشحنة موجبًا (R يشير مرة أخرى إلى - ربما مجموعات مختلفة - عضوية) ، والتي تُسمى ion arsonium (AsR4) +.

على غرار الأحماض الكربوكسيلية ، يمكن تشكيل فئتين من أحماض الزرنيخ العضوية:

• أحماض أرسينيك (RR'AsOOH)
• أحماض أرسينيك (RAsO (OH) 2)

بالإضافة إلى ذلك ، تُعرف التواترات غير المتجانسة بالزرنيخ باسم التغاير المغنطيسي ، مثل أرسابنزين ، الذي يتكون من حلقة بنزين يتم فيها استبدال ذرة الكربون بالزرنيخ والتي يتم بناؤها بطريقة مشابهة للبيريدين.

مركبات الزرنيخ الحلقية موجودة أيضا. أمثلة هي

• Pentamethylcyclopentaarsen (AsCH3) 5
• Hexamethylcyclohexaarsen (AsCH3) 6

تحتوي جزيئاتها على حلقة من خمس ذرات أو ستة أعضاء من ذرات الزرنيخ باعتبارها العمود الفقري ، والتي ترتبط بها مجموعة ميثيل واحدة لكل ذرة زرنيخ بالخارج. يشكل المتغير متعدد الحلقات الجزيء المجاور ، الذي يتكون العمود الفقري من حلقات مكونة من ستة وعضوين من خمسة أعضاء (يشير R إلى مجموعة ثلاثية بوتيل).

أخيرًا ، يمكن تمثيل بوليميرات الزرنيخ ، وهي جزيئات طويلة السلسلة تسمى polyarsines. وهي تتألف من "سلم حبل" من ذرات الزرنيخ ، على كل جانب من كل "سلسلة" يتم إرفاق مجموعة ميثيل من الخارج ، بحيث تكون الصيغة الكيميائية (AsCH3) 2n ، حيث يمكن أن يكون الرقم الطبيعي n أعلى بكثير من 100. Polyarsines تظهر خصائص أشباه الموصلات واضحة.

المركبات العضوية الحيوية

في الزرنيوليبينات الحيوية العضوية ، يلعب الزرنيكريات والسكرليكيدات الزرنيخ دورًا مهمًا. ممثلون مهمون من هذه الفئات ، على سبيل المثال ، أرسينوبيتين ، أرسينوكولين وريبوز أرسينو بديل بشكل مختلف. قبل كل شيء ، تحدث بشكل تراكمي في الكائنات البحرية ، وبالتالي يمكن أن تدخل سلسلة الغذاء البشري. يمكن اكتشاف الجزيئات الحيوية المحتوية على الزرنيخ في الطحالب والإسفنج البحري وأنسجة الأسماك بعد الاستخلاص بواسطة HPLC-ICP-MS. يعد تحليل مركبات الزرنيخ العضوي (بما في ذلك أنواعها) مكلفًا للغاية.

الزرنيخ في تاريخ الجريمة والأدب والسينما

وصل عنصر أرسن إلى الشهرة المشكوك فيها كسم للقتل ، كما يتضح من السجلات التاريخية بالإضافة إلى الدور الفعال في الأدب والسينما. ومع ذلك ، فإن السم القتل لم يكن أبدا الزرنيخ الأولي ولكن مركباته.

في إيطاليا وفرنسا ، مات الدوقات والملوك والباباوات بسبب التسمم الناجم عن الزرنيخ. في فرنسا ، 17. تقع "ماركيز دي برينفيلير" ، التي سممت والدها وشقيقيه بمزيج من الزرنيخ ، في مركز فضيحة السم. في ألمانيا ، قتل القاتل المسلسل Gesche Gottfried من Bremen أشخاص 15. قضية القاتل التسلسلي Anna Margaretha Zwanziger في بداية 19 تسببت في ضجة كبيرة. القرن. بيد أن مؤلفي عمليات القتل ظلوا في الغالب غير معترف بهم ، حيث لا يمكن اكتشاف الزرنيخ إلى 1836 بكميات صغيرة. لم يكن حتى تطوير عينة مارش وتسميته من قبل جيمس مارش ، حيث كان من الممكن تحديد آثار العنصر وبالتالي إثبات سبب الوفاة غير الطبيعي. في 19. و 20. في القرن التاسع عشر ، حدث تسمم متعمد بالمركبات المحتوية على الزرنيخ - من ناحية لأنها كانت متاحة بسهولة كمبيدات للأعشاب ، من ناحية أخرى ، يمكن أن تكون الوفاة المزمنة للجرعات الصغيرة مزيفة ذات صلة بالمرض. في سبتمبر / أيلول ، قدمت 1840 أول حكم لها في محاكمة ماري لافارج ، استنادًا إلى نتائج محاكمة مارش فقط. في حالة ماري بيسنارد ، التي يُزعم أنها كانت مسؤولة عن العديد من الوفيات في بيئتها في لودون بين 1927 و 1949 ، لا يمكن تقديم أدلة واضحة لأن نتائج التحقيق كانت متناقضة ، وكان لابد من تبرئتها في نهاية المطاف من 1954.

لسنوات ، يعتقد الخبراء أن وفاة الإمبراطور الفرنسي السابق نابليون بونابرت مع سنوات 51 في جزيرة سانت هيلانة يجب أن يعزى إلى هجوم تسمم بالزرنيخ. على الأقل كنت قد اكتشفت في شعره آثار شديدة التركيز من السم. اليوم ، هناك العديد من الرسائل العلمية لشرح النتائج الواقعية. أحد الاحتمالات هو أنه تمت إضافة الزرنيخ إلى الشعر بعد وفاته للحفاظ عليه ، وهي طريقة شائعة جدًا في ذلك الوقت. من الممكن الإفراط في استخدام محلول فاولر المحتوي على الزرنيخ ، والذي اعتبره الكثير من معاصريه في يومه كعلاج معجزة طبية. الاحتمال الثالث والأكثر احتمالا اليوم هو أن نابليون تسمم بمركبات الزرنيخ العضوية التي تصدر باستمرار العفن من ورق الحائط الخاص به المصنوع من أصباغ الزرنيخ الخضراء. تم إثبات محتواها العالي من الزرنيخ بشكل قاطع من خلال عينة من المواد الموجودة في دفتر ملاحظات بواسطة 1980.

توفي الفيلسوف الشهير رينيه ديكارت 1650 بعد أشهر قليلة من وصوله إلى بلاط الملكة السويدية كريستين. ازدادت الشكوك حول تسممه بالزرنيخ لأسباب دينية من قبل أحد اليسوعيين الذين كانوا في بلاط الملكة البروتستانتية ، اشتدت عندما تحولت كريستين لاحقًا إلى الكاثوليكية ، لكن لم يكن بالإمكان إثباتها ، حتى يكون السبب الرسمي للوفاة ، الالتهاب الرئوي ، التي أنشئت في السير الذاتية. وفي الآونة الأخيرة ، تم إعادة تأكيد الأدلة على أساس الوثائق المكتشفة والمُعاد تفسيرها حديثًا ، والتي تزعم أن "التسمم ديكارت من المرجح جدًا ، إن لم يكن القول ، أنه شبه مؤكد".

في عام 1900 ، كان هناك تسمم جماعي في مانشستر البريطانية ، والتي أثرت على عدة آلاف من البشر. كما اتضح ، كانت جميع البيرة من نفس مصنع الجعة في حالة سكر. في المراحل الأولية لإنتاج البيرة ، تم استخدام حمض الكبريتيك على ما يبدو ، والذي كان بدوره مصنوعًا من الكبريت المشتق من معادن كبريتيد الملوثة بالرسنيوبريت. حول 70 استسلم الناس لتسمماتهم.

في السنوات 2010 و 2011 توفي رجلان في النمسا من التسمم بالزرنيخ. على 11. أدين أبريل 2013 بقتل بولين البالغ من العمر 52 في محكمة مقاطعة كريمس وحُكم عليه بالسجن المؤبد من قبل هيئة المحلفين. حتى في سنوات 1950 في ذروة الحرب الباردة ، مرضت السفيرة الأمريكية ، كلير بوث لوس ، في روما بالتسمم بالزرنيخ الصادر من ورق الجدران. حقيقة أن هذا المرض ناجم عن خلفية الموبوءة بالعفن وليس من قبل عملاء مخابرات العدو ساهم ليس فقط في استعادة السفير ، ولكن أيضًا في الحفاظ على السلام.

في المسرحية البرجوازية فريدريش شيلر "Kabale und Liebe" ، قام الرائد الشاب فرديناند فون والتر بتسميم عشيقته لويز ميلرين أولاً ثم على نفسه ، ولكن في فيلم "Kabale und Liebe" ، تحدث الوفاة بشكل غير واقعي في غضون دقائق.

توفي بطل الرواية الشهيرة مدام بوفاري من تأليف غوستاف فلوبير ، زوجة الطبيب المحظوظ سيئ الحظ ، إيما بوفاري ، في نهاية الرواية عن طريق الانتحار بالزرنيخ في شكل مسحوق أبيض. نسل عائلة الطبيب فلوبير يصف أعراض التسمم والموت المؤلم للغاية بوفاري بتفصيل كبير.

في رواية "السم القوي" التي كتبها دوروثي ل. سايرز ، تسمم الضحية بالزرنيخ. كان المشتبه به ، روائية الجريمة هارييت فاين ، في ذلك الوقت موضع اهتمام شديد بجرائم القتل بالزرنيخ وحتى استشاره من قبل الصيدلي.

استخدم المباحث الشهير "Kalle Blomquist" من كتاب الأطفال المسمى بأستريد ليندجرين عينة مارش لفحص قطعة من الشوكولاتة تسمم بالزرنيخ.

في مسرحية جوزيف كيسلرينج أرسنيك و أولد لوز (بالإنجليزية: Arsenic and Old Lace) تسميتان عجوزتان بحسن نية كبار رجال وحيدة مع مزيج من الزرنيخ والستريكنين والسيانيد. أصبحت القطعة معروفة من خلال تكليف فرانك كابرا لفيلم مسمى مع كاري جرانت وبيتر لوري وبريسيلا لين في الأدوار القيادية.

 

الزرنيخ - سعر الزرنيخ في ظل المعادن الاستراتيجية