Характеристика биогенного элемента

Чувствителен нейтронно-активационный метод. Он заключается в облучении образца нейтронами, при этом ядра 75As захватывают нейтроны и превращаются в радионуклид 76As, который обнаруживается по характерной радиоактивности с периодом полураспада 26 часов. Так можно обнаружить до 10% мышьяка в образце, то есть. 1 мг на 1000 т вещества
...

Оглавление
1. Строение атома мышьяка 3
2.Химические свойства мышьяка и его соединений 5
3. Биологическая роль мышьяка 7
4 Качественный и количественный анализ мышьяка 9
Литература 13

Рассматриваемый элемент называется « мышьяк» , химический символ которого As . Порядковый номер мышьяка в периодической системе элементов - 33, соответственно заряд его ядра так же 33.
В периодической системе элементов калий находится в 4 периоде, V– А группы.

Но в области залегания мышьяковых руд, а также в вулканических районах в почве может содержаться очень много мышьяка – до 8 г/кг, как в некоторых районах Швейцарии и Новой Зеландии. В таких местах гибнет растительность, а животные болеют. Это характерно для степей и пустынь, где мышьяк не вымывается из почвы. Обогащены по сравнению со средним содержанием и глинистые породы – в них содержится вчетверо больше мышьяка, чем в среднем. В нашей стране предельно допустимой концентрацией мышьяка в почве считается 2 мг/кг.Мышьяк может выноситься из почвы не только водой, но и ветром. Но для этого он должен сначала превратиться в летучие мышьякорганические соединения. Такое превращение происходит в результате так называемого биометилирования – присоединения метильной группы с образованием связи C–As; этот ферментативный процесс (он хорошо известен для соединений ртути) происходит при участии кофермента метилкобаламина – метилированного производного витамина Биологическая активность производных мышьяка заинтересовала ветеринаров, агрономов, специалистов санэпидслужбы. В итоге появились мышьяксодержащие стимуляторы роста и продуктивности скота, противоглистные средства, лекарства для профилактики болезней молодняка на животноводческих фермах. Соединения мышьяка (As2O3, Ca3As2, Na3As, парижская зелень) используются для борьбы с насекомыми, грызунами, а также с сорняками. Раньше такое применение было широко распространено, особенно при обработке фруктовых деревьев, табачных и хлопковых плантаций, для избавления домашнего скота от вшей и блох, для стимулирования прироста в птицеводстве и свиноводстве, а также для высушивания хлопчатника перед уборкой. Еще в Древнем Китае оксидом мышьяка обрабатывали рисовые посевы, чтобы уберечь их от крыс и грибковых заболеваний и таким образом поднять урожая 4 Качественный и количественный анализ мышьякаА)Качественные реакции на As3+1.  Гипофосфит натрия NaH2PО2 восстанавливает в сильно кислом растворе мышьяковистую кислоту до металлического мышьяка:AsO33+ + 3NaH2 PO2 + 3HC1  = 2As 0 +3H3PO5 + 3NaCl.2.  От прибавления к концентрированной соляной кислоте нескольких капель раствора, содержащего мышьяковистую кислоту, и затем 0,5 мл концентрированной соляной кислоты, насыщенной хлоридом олова, жидкость быстро буреет, и, спустя некоторое время выделяется черный осадок металлического мышьяка:2AsО33- + 3Sn2+ + 6 Н +=3Sn4+- +2As0 +3Н2О Реакция обратима; для доведения реакции слева направо до конца требуется связать водородные ионы (лучше всего бикарбонатом натрия).3. Нитрат серебра образует с ионом AsO 33- желтый осадок Ag3AsO3:3Ag+ + AsO33- = Ag3 AsО3.Для успешного проведения реакции требуется нейтральная среда (Ag3AsO3 растворим в азотной кислоте и аммиаке). Б) Качественные реакции на As5+1. Йодид калия в сильно кислых растворах раскисляет мышьяковую кислоту с выделением йода:  H2AsO4 + 2 HJ = H3AsO3 + J22. Нитрат серебра осаждает из нейтральных растворов арсенат серебра шоколадно-бурого цвета, растворимый в азотной кислоте и растворе аммиака:  Na2HAsO4 + 3 Ag NO3 = Ag2AsO4 + 2NaNO3 + HNO3Прибавление ацетата натрия нейтрализует действие образовавшейся кислоты.3. К раствору мышьяковой кислоты или ее соли прибавляют растворы хлорида аммония или сульфата магния, а затем по каплям раствор аммиака. Выпадает белый кристаллический осадок арсената магния и аммония, нерастворимый в растворе аммиака: AsO43- + Mg2+ + NH4+ = MgNH4AsO4 Этой   реакцией   пользуются    при    количественном    определении мышьяка в виде мышьяковой кислоты или соли.4. Реакции восстановления As3+ и As5  +до газообразного мышьяковистого водорода. Наиболее. общий способ качественного обнаружения мышьяка основан на восстановлении его соединений. до AsH3цинком или Аl в разбавленных. кислотах (соляной или серной); при пропускании образовавшегося AsH3 через нагретую до 300-350 °С стеклянную трубку, наполненную Н2, на ее стенках осаждается мышьяк в виде черно-бурого зеркала, которое легко растворяется в щелочном растворере NaClO, в отличие от аналогичного "сурьмяного зеркала". Чувствителен метод Гутцайта, по которому выделяющийся (при восстановлении соединений. мышьяка) Н2 со следами AsH3 пропускают над полоской сухой фильтровальной бумаги, импрегнированной HgCl2 или, лучше, HgBr2; этот метод можно использовать также и как количественный Количественное определение мышьяка1.Количественно мышьяк определяют после отгонки его из солянокислого раствора в виде AsCl3. Затем, уловленный водой AsCl3 титруют КВrО3 в солянокислом. метилового оранжевого или  HYPERLINK "http://www.xumuk.ru/bse/2891.html" \o "БСЭ" флуоресцеина. растворе в присутствии2.По гипофосфитному методу As(III) восстанавливают до элементарного мышьяка в сильнокислой среде (2As3+ + 3H2PO-2+ ЗН2О ->2As + ЗН2РО-3 + 6Н+); образовавшийся мышьяк отфильтровывают, промывают разбавленной. соляной кислотой и раствором NH4Cl и растворяют в избытке известного количествева 0,01-0,1 н. раствора I2. Избыток I2 титруют раствором H3AsO3 в присутствии. NaHCO3. 3.Гравиметрич. методами мышьяк определяют в виде сульфидов As или Ag3AsO4. Небольшие количества мышьяка определяют колориметрически, напр. в виде мышьяково-молибде-новой сини H7[As(Mo2O7).OMo3O6]. Для раздельного определения соединений As(III) и As(V) их предварительно отделяют друг от друга с помощью хорошо известных экстракционных и хроматографических методов, а также используя селективное гидрирование. Экстракцию обычно осуществляют с помощью дитиокарбамата натрия или пирролидиндитиокарбамата аммония. Эти соединения образуют с As(III) нерастворимые в воде комплексы, которые можно извлечь хлороформом. Затем с помощью окисления азотной кислотой мышьяк можно снова перевести в водную фазу. Во второй пробе с помощью восстановителя переводят арсенат в арсенит, а затем производят аналогичную экстракцию. Так определяют «общий мышьяк», а затем вычитанием первого результата из второго определяют As(III) и As(V) порознь. Если в воде есть органические соединения мышьяка, их обычно переводят в метилдииодарсин CH3AsI2 или в диметилиодарсин (CH3)2AsI, которые определяют тем или иным хроматографическим методом. Так, с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии можно определить нанограммовые количества вещества. В последние десятилетия разработаны различные чувствительные методы анализа, с помощью которых можно количественно определить ничтожные концентрации мышьяка, например, в природных водах. В их числе пламенная атомно-абсорбционная спектрометрия, атомно-эмиссионная спектрометрия, масс-спектрометрия, атомно-флуоресцентная спектрометрия, нейтронный активационный анализ. Чувствителен нейтронно-активационный метод. Он заключается в облучении образца нейтронами, при этом ядра 75As захватывают нейтроны и превращаются в радионуклид 76As, который обнаруживается по характерной радиоактивности с периодом полураспада 26 часов. Так можно обнаружить до 10% мышьяка в образце, то есть. 1 мг на 1000 т вещества  Литература1. Коровин Н.В. Общая химия: учебник для вузов /Н. В. Коровин. – 3-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2002. – 558 с.2. Угай А.Я. Общая и неорганическая химия: учебник для вузов /А.Я.Угай. – 4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2000. – 527 с. 3. Глинка Н.Л. Общая химия: учебное пособие для вузов /Н.Л.Глинка; под ред. А.И. Ермакова. – 30-е изд. испр. – М.: Интеграл-ПРЕСС, 2004. – 728 с.4.Коренман И.М. Аналитическая химия калия М.: Наука, 1964.-257с.Конфигурация внешних электронов атома М. 3d104s24p3. В соединениях М. имеет степени окисления + 5, + 3 и = 3. Серый М. значительно менее активен химически, чем фосфор. При нагревании на воздухе выше 400?C М. горит, образуя As2O3. С галогенами М. соединяется непосредственно; при обычных условиях AsF5 - газ; AsF3, AsCl3, AsBr3 - бесцветные легко летучие жидкости; AsI3 и As2l4 - красные кристаллы. При нагревании М. с серой получены сульфиды: оранжево-красный As4S4 и лимонно-жёлтый As2S3. Бледно-жёлтый сульфид As2S5 осаждается при пропускании H2S в охлаждаемый льдом раствор мышьяковой кислоты (или её солей) в дымящей соляной кислоте: 2H3AsO4 + 5H2S = As2S5 + 8H2O; около 500?C он разлагается на As2S3 и серу. Все сульфиды М. нерастворимы в воде и разбавленных кислотах. Сильные окислители (смеси HNO3 + HCl, HCl + KClO3) переводят их в смесь H3AsO4 и H2SO4. Сульфид As2S3легко растворяется в сульфидах и полисульфидах аммония и щелочных металлов, образуя соли кислот - тиомышьяковистой H3AsS3 и тиомышьяковой H3AsS4. С кислородом М. даёт окислы: оксид М. (III) As2O3 - мышьяковистый ангидрид и оксид М. (V) As2O5 - мышьяковый ангидрид. Первый из них образуется при действии кислорода на М. или его сульфиды, например 2As2S3 + 9O2 = 2As2O3 + 6SO2. Пары As2O3 конденсируются в бесцветную стекловидную массу, которая с течением времени становится непрозрачной вследствие образования мелких кристаллов кубической сингонии, плотность 3,865 г/см3. Плотность пара отвечает формуле As4O6: выше 1800?C пар состоит из As2O3. В 100 г воды растворяется 2,1 г As2O3 (при 25?C). Оксид М. (III) - соединение амфотерное, с преобладанием кислотных свойств. Известны соли (арсениты), отвечающие кислотам ортомышьяковистой H3AsO3 и метамышьяковистой HAsO2; сами же кислоты не получены. В воде растворимы только арсениты щелочных металлов и аммония. As2O3 и арсениты обычно бывают восстановителями (например, As2O3 + 2I2 + 5H2O = 4HI + 2H3AsO4), но могут быть и окислителями (например, As2O3 + 3C = 2As + 3CO).Оксид М. (V) получают нагреванием мышьяковой кислоты H3AsO4 (около 200?C). Он бесцветен, около 500?C разлагается на As2O3 и O2. Мышьяковую кислоту получают действием концентрированной HNO3 на As или As2O3. Соли мышьяковой кислоты (арсенаты) нерастворимы в воде, за исключением солей щелочных металлов и аммония. Известны соли, отвечающие кислотам ортомышьяковой H3AsO4, метамышьяковой HAsO3, и пиромышьяковой H4As2O7; последние две кислоты в свободном состоянии не получены. При сплавлении с металлами М. по большей части образует соединения (арсениды).Получение и применение. М. получают в промышленности нагреванием мышьякового колчедана:FeAsS = FeS + Asили (реже) восстановлением As2O3 углем. Оба процесса ведут в ретортах из огнеупорной глины, соединённых с приёмником для конденсации паров М. Мышьяковистый ангидрид получают окислительным обжигом мышьяковых руд или как побочный продукт обжига полиметаллических руд, почти всегда содержащих М. При окислительном обжиге образуются пары As2O3, которые конденсируются в уловительных камерах. Сырой As2O3 очищают возгонкой при 500-600?C. Очищенный As2O3 служит для производства М. и его препаратов.Небольшие добавки М. (0,2-1,0% по массе) вводят в свинец, служащий для производства ружейной дроби (М. повышает поверхностное натяжение расплавленного свинца, благодаря чему дробь получает форму, близкую к сферической; М. несколько увеличивает твёрдость свинца). Как частичный заменитель сурьмы М. входит в состав некоторых баббитов и типографских сплавов.Чистый М. не ядовит, но все его соединения, растворимые в воде или могущие перейти в раствор под действием желудочного сока, чрезвычайно ядовиты; особенно опасен мышьяковистый водород. Из применяемых на производстве соединений М. наиболее токсичен мышьяковистый ангидрид. Примесь М.