.nu

Skolarbeten och uppsatser från högstadiet och gymnasiet
Sök skolarbeten

Arsenik

Ämne: Kemi
| Mer

ARSENIK (As)

Kort fakta: Atomnummer 33 Smältpunkt 814 C (vid tryck) Kokpunkt 615 C (sublimerar) Densitet 5780 kg/m3

Förekomst

Arsenik finns främst bunden i olika sulfidmalmer t.ex. arsenikkis (FeAsS), realgar (As4S4), löllngit (FeAs2), auripigment (As2S3) arsenikpentasulfid (As2S5) m.fl. Arsenik förekommer även i guldsilver-, bly-, koppar- och zinkmalmer. Rena arsenik mineraler är mycket ovanlig men när den förekommer är den är en tät massa som är skiktartat uppbyggd. Arsenik finns även i mycket små mängder i vatten, cigarettrök och i rök från kol och olja. De länder som producerar mest arsenik är Mexiko, USA, Frankrike och Sverige. Boliden metall AB är världens största producent av arsenik. Trots att det i snitt bara finns 1,8g arsenik per ton jordyta så produceras det mer arsenik än vad vi behöver.

Egenskaper

Den vanligaste formen av arsenik är grå eller metallisk arsenik. Denna är metallglänsande stålgrå och spröd. Grå arsenik är en dålig ledare av värme och elektricitet vilket gör den till en sk. halvmetall. Man har också definierat grå arsenik som metallisk och gul och svart som icke metallisk (mer om gul och svart senare) Om grå arsenik sublimeras så bildas en citrongul gas som består av As4 molekyler, om temperaturen är högre än 800C så bildar arseniken mindre molekyler (As2). Om den gasformiga arseniken kondenseras på ett ämne som är en så där -200C kallt så bildas gul arsenik. Den gula arseniken är mycket instabil och den återgår till grå arsenik redan vid temperaturer på -180C. Av den sublimerade gråa arseniken kan det också bildas svart arsenik om gasen kondenseras vid 100-200C. Žven den svarta arseniken är mycket instabil, den återgår till grå arsenik vid 360C i samband med en värmeutveckling. Gul och grå arsenik har en flammpunkt på 400C (vilket innebär att den måste sublimeras utan syretillförsel). Arseniken brinner med en blå låga och dess rök är vit, röken består av As2O3 molekyler. Arsenik är stabil i torr luft men i fuktig luft oxideras den lätt och dess yta blir då bronsfärgad och sedan svart. Anledningen till att grå, gul och svart har olika egenskaper är att de är sk. allotoper dvs deras molekyluppbyggnad är olika. Gul arsenik har små molekyler som är uppbyggda som pyramider med triangulär bas. Likaså är arsenikgasen uppbyggd. Grå arsenik har atomerna i skiktade lager där varje “ring” utgörs av tre atomer. I svart arsenik är atomerna också ordnade i skikt men “ringarna” är uppbyggda av 6 atomer.

Gul arsenik Svart arsenik

Arsenik står ganska bra emot syror men den angrips dock av salpetersyra och varm svavelsyra. Den enda arsenik isotopen som finns i naturen är 75As och den är helt stabil men det finns en mängd konstgjorda isotoper som är radioaktiva – de sönderfaller alltså. De isotoper som är radioaktiva är t.ex. 73As (halveringstid 76 dygn), 74As (17,5 dygn), 76As (27,6 timmar), 77As (40 timmar).

Arsenikföreningar

Arsenik ingår i som sagt kvävegruppen där kväve befinner sig överst och vismut underst. Kväveoxider är sura föreningar och vismutoxider basiska, eftersom då arsenik befinner sig mittemellan så varierar arsenikoxiderna surhetsgrad mellan svagt basiskt och svagt surt. Det finns två olika arsenikoxider – arseniktrioxid och arsenikpentoxid. Och vatten som förenar sig med arseniktrioxid blir arseniksyrlighet. Samma reaktion men med arsenikpentoxid blir arseniksyra. 3H2O + As2O3 = 2H3AsO3 3H2O + As2O5 = 2H3AsO5 Den mest, eller kanske minst kända arsenikföreningen är arseniktrioxid, denna förening brukar nämligen kallas för arsenik eller vit arsenik. Arseniktrioxid är ett vitt pulver som är luktlöst och smakar sött. Det användes ganska flitigt under antiken och medeltiden som gift. Det är numera ganska impopulärt vid giftmord eftersom arseniken lagras i håret och i naglarna och dess förekomst lätt påvisas med Marshaska arsenikprovet. I detta prov droppas utspädd saltsyra sakta ner i en kolv där ett ämne som misstänks innehålla arsenik t.ex. en nagel eller ett hårstrå från en mördad person (1). I kolven ligger även arsenikfri zink som fungerar som katalysator (2). Arseniken förenas nu med vätet i saltsyran och bildar arsin. 6HCl + 2As = 3Cl2 + 2AsH3 Arsin är en gas och stiger upp i ett rör (3) där finns kalciumklorid som fungerar som torkmedel då detta förenar sig med vattnet (4). Det finns alltid lite vatten som följer med arsinet då det avdunstar. En bunsenbrännare hettar nu upp röret med arsinen i (5). Då lossnar bindningarna mellan arseniken och vätet. Vätet värms upp och börjar brinna lite längre fram då det varma vätet förenas med syre (6). När arseniken är fri så sublimerar den och lite längre fram där glaset är lite kallare kondenseras det till svart arsenik (7). När den svarta arseniken kondenseras så bildas en svart spegelyta på glaset, en sk. arsenikspegel. Arsenik kan även bilda föreningar med metaller, ofta natrium eller magnesium, och dessa föreningar kallas för arseninder. Arsin är en förening mellan arsenik och väte (AsH3). Arsin är en gas som har en vitlöks aktig lukt som framställs på ungefär samma vis som på det Marshasa arsenik provet. Under första världskriget användes den som stridsgas eftersom den liksom alla andra arsenik föreningar är mycket giftig.

Arsenik – gift och läkemedel

Arsenik är mycket giftigt en dos på bara 0,15 g kan vara dödlig. Men kroppen kan också lätt vänja sig vid arsenik, om små doser injiceras under en längre tid kan man tåla tio gånger mer än tidigare. Trots att inte arsenik används som gift längre så förekommer ända arsenikförgiftningar då t.ex. man förväxlar bekämpningsmedel med arsenik i. Arseniken som förtärs verkar i kroppen genom att de blockerar de enzymer som används i cellernas kraftförsörjning. Detta leder till att kapillärerna i tarmslemhinnan förlamas. Detta leder i sin tur till kräkningar, buksmärtor, illamående och diar‚er som hotar att torka ut kroppen. Detta kan botas av ett speciellt penicillin som “binder” upp arseniken eller med medicinskt kol. Arsenik finns ofta i små mängder i syror och metaller. Det förekommer därför att industriarbetare inandas arsenik vilket i stora men kortvariga doser ger irritationer i näsa, svalg, ögon och mun. Om man däremot inandas små mängder under en längre tid får man håravfall, magbesvär, hudförändringar mm. Det finns också en risk för anemi (blodbrist) och nervskador vilket i sin tur kan innebära förlamning. Arsenik fungerar också som ett gift på ett annat sätt, det är nämligen cancerframkallande men de andra verkningarna dödar oftast en innan cancern hinner framträda. Vi måste dock ha arsenik i kroppen för att kunna växa, men detta behov tillgodoses genom dricksvattnet. Det finns dock sjukdomar som är växthämmande och mot dessa används arsenik. Andra sjukdomar som behandlas av arsenik är hud och blodsjukdomar. Tidigare, före penicillinets tid, behandlades även syfilis med arsenik. I tropiska områden botar man också sömnsjukan med arsenik.

Framställning

Det finns två sätt att framställa arsenik på dels kan man framställa det ur arsenikkis och dels ur slagget efter t.ex. bly och koppar framställning. Man hettar först upp arsenikkis till en sån värme att arseniken sublimerar och järnet och svavlet bara smälter. Därefter kyls arseniken ner så att de kondenseras. Reaktionen i framställningen är följande 4FeAsS = 4FeS + As4 Här används istället arseniktrioxid vilket man får som avfall efter bly och koppar framställning. Man hettar upp detta tillsammans med kol. Värmen hjälper till att få ämnena att reagera på följande vis: 2As2O3 + 3C = 4As + 3CO2 På detta viset får man fri arsenik och koldioxid som biprodukt.

Användning

Ren arsenik används ganska sparsamt men de används i små mängder i metaller för att få dem att bli värmetåligare och hårdare. (Tråkigt om temperaturen stiger så mycket att arseniken sublimeras.) Blyhagel är ett exempel på ett ämne där arseniken används till detta, men arseniken har också den funktionen att den ger blyet bättre ytspänning vilket gör det enklare att forma blyhaglen runda. Mängden är dock inte särskilt stor (0,2% – 0,5%). I den elektroniska industrin används helt ren arsenik (till 99,994% i varje fall) till vissa ledare Arsenik föreningar används dock på ett flertal områden t.ex. används en förening av arsenik och gallium (GaAs) i lasertransistorer. Vit arsenik används inom vissa biologiska områden, b.la. används den när man stoppar upp djur och för konservering Det nyttjas också som gift mot insekter och ogräs även om detta ibland förorsakar förgiftning hos människor. Förr använde man vit arsenik ganska flitigt som träimpregnerings medel men detta var ganska farligt då man använde träet i hus. Därför används det mest vid impregnering av telefon- och elstolpar. Inom garveriindustrin har man sulfidmalmen realgar (As4S4) som avhårings medel på hudar. Ett annat av realgars användningsområden är inom pyrotekniken. Natriumarsenit använder boskapsskötarna i Australien när de skall avlusa fåren. De låter nämligen fåren gå igenom ett helt bad som består av vatten och nariumarsenit. För att inte fåren skall dricka av “vattnet” så får de dricka ordentligt innan de går igenom badet.

Historia

Läkekonstens fader – Hippokrates som levde 500 f.Kr. rekommenderade en arseniksulfid (troligen realgar) som behandling vid sårinfektioner. 200 år senare omnämner greken Theofrastos auripigment (As2S3).Man kände också till den vita arsenikens giftverkan under antiken och medeltiden. På 1200-talet framställdes metallisk (grå) arsenik för första gången av alkemisten Albertus Magnus. Att arsenik var ett farligt gift var helt klart för medeltidens alkemister då de bestämde symbolen för arsenik. Under medeltiden hällde man sirap i skålformade stycken av metallisk arsenik. Då oxiderades arseniken till arseniktrioxid, och arseniktrioxiden löste sig sedan i sirapen. Denna blandning fungerade sedan som ett utmärkt fluggift. Eftersom flugorna åt av sirapen så fick de också arseniken i sig vilket innebar en säker död för dem. Denna “uppfinning” kallas för flugsten. Žven om arseniken var framställd tidigare så var det en tysk apotekare – Johann Schröder som 1649 verkligen identifierade arsenik som grundämne. Svensken Georg Brandt studerade arsenik och kom 1733 fram till att arseniken var en halvmetall. Den såg ut som en metall men den var inte smidbar. Lite senare, på 1700-talet kom Lavosier fram till att arsenik var en icke metall. Idag anser man att arsenik är en halvmetall men inte på de grundvalar som Brandt pekade på utan därför den kan till en viss del leda värme och elektricitet.

Källförteckning:

Bra böckers lexikon, arsenik Liv och vetenskap Kemin grundämne och föreningar Bonniers -90 Bra böckers läkarlexikon, arsenik Bra böcker -82 Nationalencyklopedin, arsenik Allmän kemi Linus Pauling. Almqvist & Wiksells -52 Allmän och oorganisk kemi Gunnar Hägg. Almqvist & Wiksells -63 General and inorganic chemistry J R Partington. Macmillan -49 Min kemibok första delen: oorganisk kemi Iwan Bolin och Bror Gustaver. Tidernas förlag -53 Den oorganiska kemin Klas Dihlström et al. Liber -69 Kemi åk 7-9 Faktabok för högstadiet Gert Mårtensson och Håkan Sandin. Liber -90 Lexikon i kemi L Mackenizie Miall och D W A Sharp, arsenik- arseniksyrlighet. Liber -86

Fredrik Hedenus 92-03

Arsenik, 1.7 out of 5 based on 3 ratings
| Mer
Betygsätt Arsenik


Relaterade skolarbeten
Nedanstående är skolarbeten som handlar om Arsenik eller som på något sätt är relaterade med Arsenik.

Kommentera Arsenik

« | »


Warning: fopen(./.access_log) [function.fopen]: failed to open stream: No such file or directory in /home/d32201/public_html/wp-content/themes/emerald-10/footer.php on line 2

Warning: fopen(./.access_log) [function.fopen]: failed to open stream: No such file or directory in /home/d32201/public_html/wp-content/themes/emerald-10/footer.php on line 2