Objaviteľ: Albertus Magnus (1250)
Kľúčové vlastnosti
Atómová hmotnosť
74.9216 u
Atómový polomer
115 pm
Hustota
5727 kg/m³
Elektronegativita
2.18
Ionizačná energia
947.0 kJ/mol
Elektrónová afinita
77.65 kJ/mol
História objavenia
Zlúčeniny arzénu poznali už starovekí Egypťania, Gréci a Číňania. Žltý auripigment As₂S₃ a červený realgár As₄S₄ používali ako farbivá, v malých dávkach ako liečivá a vo veľkých ako jedy. Opísal ich aj grécky učenec TEOFRASTOS vo svojom diele o kameňoch.
Elementárny arzén pravdepodobne ako prvý získal okolo roku 1250 nemecký učenec ALBERTUS MAGNUS (Albert Veľký), keď zahrieval auripigment s mydlom.
Názov pochádza z gréckeho arsenikon, ktorým Gréci označovali auripigment. Slovo pravdepodobne prevzali zo starej perzštiny, kde súviselo so slovom pre zlato, podľa žltej farby minerálu. Z latinského tvaru arsenicum pochádza značka As.
Elektrónová konfigurácia
Výskyt v prírode
Zlúčeniny a minerály
Vlastnosti a výskyt arzénu link
Arzén je typický polokov. Jeho najstálejšia modifikácia, sivý arzén, je krehká látka s kovovým leskom, ktorá vedie elektrický prúd. Existuje aj nestály žltý arzén zložený z molekúl As₄, podobne ako biely fosfor. Za normálneho tlaku sa arzén netopí, ale pri 614 °C sublimuje. Pri zahriatí na vzduchu horí na oxid arzenitý a šíri pritom charakteristický cesnakový zápach.
V prírode sa vyskytuje zriedka rýdzi, častejšie v mineráloch arzenopyrit FeAsS, auripigment As₂S₃ a realgár As₄S₄. Často sprevádza rudy medi, olova, striebra a zlata. Získava sa zahrievaním arzenopyritu bez prístupu vzduchu. Arzén pritom sublimuje a zachytáva sa v chladnejšej časti pece. Časť arzénu vzniká aj ako vedľajší produkt pri spracovaní rúd medi a olova.
Využitie a toxicita arzénu link
Arzén a jeho zlúčeniny sú toxické. Arzén sa v tele viaže na enzýmy a narúša ich činnosť a pri dlhodobom príjme, napríklad z pitnej vody, spôsobuje kožné zmeny a rakovinu. Pre túto toxicitu sa zlúčeniny arzénu v minulosti používali ako jedy na hlodavce, ako pesticídy a na impregnáciu dreva. V roku 1910 sa organická zlúčenina arzénu salvarsan stala prvým účinným liekom proti syfilisu.
Dnes sa arzén využíva najmä v elektronike: arzenid galitý GaAs je polovodič, z ktorého sa vyrábajú svietivé diódy (LED), lasery a čipy do mobilných telefónov. Malá prísada arzénu zvyšuje tvrdosť olova, napríklad pri výrobe brokov.
Zlúčeniny arzénu link
Arzén tvorí zlúčeniny s oxidačným číslom −III (arzán, arzenidy), III (zlúčeniny arzenité) a V (zlúčeniny arzeničné). Ako polokov tvorí amfotérny oxid arzenitý a jeho oxokyseliny sa podobajú kyselinám fosforu.
Arzán link
Arzán AsH₃ je bezfarebný, veľmi toxický plyn s cesnakovým zápachom. Vzniká napríklad reakciou arzenidov s kyselinami:
\( \ce{Na3As(s) + 3HCl(aq) -> AsH3(g) + 3NaCl(aq)} \)
Je tepelne nestály a pri zahriatí sa rozkladá na arzén a vodík:
\( \ce{2AsH3(g) ->[\text{t}] 2As(s) + 3H2(g)} \)
Tepelný rozklad arzánu využil v roku 1836 britský chemik JAMES MARSH na dôkaz arzénu. Vzorka sa zmiešala so zinkom a kyselinou a vznikajúci vodík redukoval zlúčeniny arzénu na arzán. Arzán sa pri prechode rozžeravenou sklenenou trubicou rozložil a na skle sa vylúčil lesklý čierny povlak arzénu – arzénové zrkadlo. Skúška dokáže aj veľmi malé množstvá arzénu, a tak sa otrava arzénom dala prvý raz spoľahlivo dokázať aj pred súdom.
Oxid arzenitý link
Oxid arzenitý As₂O₃, známy ako arzenik, je biela tuhá látka. Vzniká horením arzénu a ako vedľajší produkt pri pražení rúd, ktoré obsahujú arzén. Je veľmi toxický, smrteľné môžu byť už desatiny gramu. V minulosti sa často zneužíval na otravy.
Má amfotérny charakter: rozpúšťa sa v kyselinách aj v roztokoch hydroxidov, s ktorými tvorí arzenitany. Vo vode sa rozpúšťa málo za vzniku slabej kyseliny trihydrogenarzenitej H₃AsO₃, ktorá existuje len v roztoku:
\( \ce{As2O3(s) + 3H2O(l) -> 2H3AsO3(aq)} \)
Kyselina trihydrogenarzeničná link
Kyselina trihydrogenarzeničná H₃AsO₄ je biela kryštalická látka. Pripravuje sa oxidáciou oxidu arzenitého silnými oxidovadlami, napríklad kyselinou dusičnou. Vzorcom aj silou sa podobá kyseline trihydrogenfosforečnej – je stredne silná a trojsýtna. Na rozdiel od nej však pôsobí ako oxidovadlo, lebo arzén s oxidačným číslom V ľahko prechádza na oxidačné číslo III. Jej soli sa nazývajú arzeničnany.
Halogenidy arzénu link
Arzén tvorí najmä trihalogenidy AsX₃, napríklad chlorid arzenitý AsCl₃, ktorý vzniká priamou reakciou prvkov:
\( \ce{2As(s) + 3Cl2(g) -> 2AsCl3(l)} \)
Podobne ako halogenidy fosforu sa vodou úplne hydrolyzujú na kyselinu a halogenovodík:
\( \ce{AsCl3(l) + 3H2O(l) -> H3AsO3(aq) + 3HCl(aq)} \)
Sulfidy arzénu link
Najznámejšie sulfidy arzénu sú zároveň jeho hlavné minerály: citrónovožltý auripigment As₂S₃ (sulfid arzenitý) a červený realgár As₄S₄. Žltý sulfid arzenitý sa vylučuje aj ako zrazenina, keď sa do okysleného roztoku zlúčeniny arzenitej zavádza sulfán:
\( \ce{2H3AsO3(aq) + 3H2S(g) -> As2S3(s) v + 6H2O(l)} \)
Oba minerály sa už v staroveku používali ako pigmenty. Názov auripigment pochádza z latinského auripigmentum – zlatá farba.
