Vplyv rôznych chemikálií na ľudské telo je nejednoznačný. Väčšina známych zlúčenín je buď neutrálna, alebo hrá pozitívnu úlohu v ľudskom živote. Existuje však skupina látok, ktoré vážne ohrozujú zdravie. Sú rozdelené do niekoľkých tried. Kyselina arzén diskutovaná v tomto článku je jednou z takýchto toxických chemických zlúčenín. Podľa aktuálne akceptovanej klasifikácie je zaradený do druhej triedy zvýšeného nebezpečenstva spolu so zlúčeninami chloroformu, olova a lítia. Poďme študovať vlastnosti kyseliny arzénovej podrobnejšie.
Štruktúra molekuly a stav agregácie hmoty
Táto zlúčenina má za normálnych podmienok kryštalickú štruktúru. Kyselina arzénová, ktorej vzorec je H3AsO4, je trojsýtna, má stredné aj kyslé soli. Napríklad hydrogenarzeničnan draselný - K2HAsO4, dihydroarzeničnan sodný - NaH2AsO4, arzeničnan lítny - Li3AsO4. Kalcináciou kyseliny arzénovej sa získava hemipentoxid arzén, nazývaný arzénanhydrid. Jeho biele priehľadné kryštály tvoria sklovitú hmotu, zle rozpustnú vo vode.
Disociácia
H3AsO4 spolu s kyselinou mravčou a hydroxidom olovnatým je stredne slabý elektrolyt. Takže v ionizačnej tabuľke najdôležitejších kyselín má kyselina ortoarzenová tri disociačné konštanty: 5,6 x 10-3, 1,5 x 10-7 a 3, 89 x 10-12. Tieto ukazovatele kvantitatívne charakterizujú silu kyseliny. V súlade s disociačnými konštantami, v rade anorganických kyselín, H3AsO4 zaujíma pozíciu medzi kyselinami chrómovou a antimónovou. Ruskí experimentálni chemici A. L. a I. L. Agafonovs sformulovali matematický výraz, v ktorom odvodili závislosť prvej a druhej disociačnej konštanty kyseliny arzénovej od teploty v rozsahu od 0°С do 50°С.
Vlastnosti chemických vlastností
Stupeň oxidácie atómu arzénu, ktorý je súčasťou molekuly kyseliny, je +5. To hovorí o skutočnosti, že samotná zlúčenina v chemických reakciách s inými látkami vykazuje oxidačné vlastnosti. Takže keď interaguje s jodidom draselným, ktorý pôsobí ako redukčné činidlo, v kyslom prostredí medzi reakčnými produktmi nájdeme kyselinu arzénovú H3AsO3 . Pripomeňme, že kyselina arzénová, ktorej vzorec H3AsO4, je trojsýtna, čo znamená, že pri reakciách s alkáliami alebo nerozpustnými zásadami môže poskytnúť tri typy solí: stredné, hydro- a dihydroarzenáty. Kvalitatívna reakcia na iónAsO43- v analytickej chémii je interakcia samotnej kyseliny arzénovej alebo jej solí s rozpustnými soľami striebra, napríklad s dusičnanmi. V dôsledku toho pozorujeme zrážanie Ag3AsO4 farba kávy.
Jodometrická metóda na stanovenie kyseliny arzénu
V analytickej chémii je dôležitou úlohou detekcia chemických zlúčenín v študovaných roztokoch. Kyselinu arzénovú, ktorej chemické vlastnosti sme uvažovali skôr, možno detegovať mikrometódou jodometrie. Do 1 ml jeho roztoku sa naleje rovnaký objem 4N. roztoku kyseliny chlorovodíkovej a 1 ml 4 % roztoku jodidu draselného. Vznikne seskvioxid arzenitý As2O3.
Oxidačná sila kyseliny arzénovej
Ako viete, H3AsO4, , podobne ako kyselina fosforečná, je elektrolyt strednej sily. Jeho biele priehľadné kryštály sa na vzduchu rozmazávajú a majú zloženie 2H3AsO4 х H2O. Jeho soli tvorené alkalickými kovmi (stredné aj kyslé) vo vodných roztokoch majú pH vyššie ako 7. Arzeničnany lítne, draselné, sodné a amónne sú vo vode vysoko rozpustné, zatiaľ čo zvyšné soli média sa v nej nerozpúšťajú. Kyselina arzén je dobré oxidačné činidlo. Pri redoxných reakciách sa redukuje na kyselinu arzenitú alebo arzín.
H3AsO4 + 2e + 2H+=H3AsO3 + H2O
H3AsO4 + 8e + 8H+=AsH 3 + 4H2O
Kyselina arzénová navyše ľahko oxiduje rôzne kovy, sulfitové a jodidové kyseliny, ako aj sírovodík.
Výroba kyseliny arzénovej
V laboratórnych podmienkach možno H3AsO4 získať reakciou seskvioxidu arzénového s kyselinou dusičnanovou zahrievaním. Produkty obsahujú trojmocný oxid dusnatý a H3AsO4. Ďalším spôsobom získania je rozpustenie oxidu arzénu vo vode. Na jeho získanie sa často používa súčasná oxidácia a hydrolýza trialkylarzenitanov roztokom peroxidu vodíka zahriateho na 50 °C. Súčasne sa z reakčnej zmesi odstráni voda a alkohol. Potom sa roztok odparí a získa sa kyselina arzénová vysokej čistoty. Surovinou na získanie kyseliny arzénovej sú v prírode minerály: arzenolit a arzenopyrit, ktorých ložiská sú bohaté v Čeľabinskej a Čitskej oblasti Ruskej federácie.
Používanie H3AsO4
Vzhľadom na skutočnosť, že kyselina ortoarzenová je jedným z najsilnejších jedov. Jeho využitie v priemysle a každodennom živote je obmedzené. Bežnejšími soľami sú arzeničnany, ktorých toxicita je oveľa nižšia ako toxicita samotného H3AsO4. V drevospracujúcom priemysle sa teda kyselina arzén používa spolu so síranom zinočnatým a sodnou soľou pentachlórfenolu na spracovanie dreva. Táto metóda minimalizuje straty pri deštrukcii celulózy hubamiinfekcie a larvy tesárov. V medicíne sa H3AsO4používa ako súčasť lieku "Atoxil" na liečbu protozoálnych infekcií, ako je giardiáza, balantidiáza, izosporiáza.
Treba poznamenať, že infekcia populácie týmito infekciami v poslednom čase dramaticky vzrástla. Príčin je viacero – napríklad infekcia potravou obsahujúcou spóry prvokov, bodnutím hmyzom alebo sexuálnym kontaktom. Kyselina arzén sa používa ako východiskový materiál pri výrobe optických skiel, ako aj v elektrotechnike. Derivát H3AsO4- jeho sodná soľ sa úspešne používa v dermatológii a ftizeológii. Zlúčeniny arzénu sa používajú v zubnom lekárstve (arzénová pasta) ako liek používaný na zníženie citlivosti zapáleného nervu na bolesť, keď je odstránený zo zubného kanálika.
Účinok kyseliny na ľudský organizmus
Ako už bolo spomenuté, H3AsO4 je zaradený do druhej triedy zvýšeného nebezpečenstva – vysoko nebezpečné látky. Za smrteľnú dávku sa považuje samotná kyselina a jej soli v rozmedzí od 15 do 150 mg na kilogram telesnej hmotnosti človeka. Spolu so všeobecným účinkom otravy spôsobuje kyselina arzén nekrózu kože a slizníc vnútorných orgánov: pľúc, žalúdka, čriev.
V laboratóriu pri vykonávaní experimentov s arzenátmi a H3AsO4 zaistite, aby ste používali ochranné rukavice aexperimenty sa vykonávajú pod kapotou. V prípade intoxikácie na bunkovej úrovni je narušený jej enzymatický systém, pretože enzýmy sú inaktivované. V ľudskom tele vedie otrava arzenátom k paréze až paralýze. V onkológii sa počas chemoterapie pri nedodržaní dávkovacieho režimu zaznamenávajú prípady otravy miarsenolom a novarsenolom. Prvá pomoc pri otravách soľami kyseliny arzénovej spočíva v okamžitom výplachu žalúdka (napr. roztokom unitiolu alebo prípravkov oxidu kremičitého).
Na prevenciu akútneho zlyhania obličiek je predpísaná hemodialýza. Ako antidotum sa okrem 5% roztoku unitiolu môže použiť Strizhevského antidotum. Pred príchodom pohotovostnej ambulancie domov je možné použiť roztok kyseliny citrónovej na zníženie úrovne intoxikácie, potom vyvolať zvracanie a výplach žalúdka. Všetky terapeutické opatrenia sa musia vykonávať v súlade s prísnym pokojom na lôžku pod dohľadom lekára.
