Arsen

Z WikiSkript

Arsen

Chemická značka As, atomové číslo 33, prvek v 7. skupině Mendělejovy chemické tabulky. Nenajdeme ho v čisté podobě. Kovový arsen není toxický, ale v těle je přeměňován na toxické sloučeniny. Arsen je součástí nekvalitního hnědého uhlí a vzniká spolu s oxidem arsenitým a dalšími sloučeninami arsenu při jeho spalování.

Arsen je všudypřítomný metaloid, který se v přírodě nachází ve formě organické a anorganické. Toxicita arsenu se odvíjí od jeho formy (anorganický vs. organický) a jeho oxidačním stavu. Anorganický a organický arsen má různou biologickou dostupnost. Anorganický arsen je výrazně více toxický než arsen organický. Anorganický arsen je považován za karcinogen (skupiny 1, tedy prokázaný karcinogen), který při dlouhodobé expozici zvyšuje riziko vzniku různých karcinomů, například kůže, měchýře, plic, ledvin, jater a prostaty. Jeho expozice také mění gastrointestinální, kardiovaskulární, hematologické, plicní, neurologické, imunologické a reprodukční/vývojové funkce. U dětí velmi exponovaných anorganickému arsenu je popisován rozvoj rakoviny a onemocnění plic.[1]

Organický arsen je obsažen v mořských plodech a po pozření prochází jen minimální biologickou transformací a je vylučován téměř nezměněný. Naopak anorganický arsen se nachází ve vodě v určitých zeměpisných oblastech a v rýži a produktech z rýže. Koncentrace arsenu je různá podle toho, v jaké půdě byla rýže pěstována a podle druhu rýže. Vysoký obsah arsenu v rýži v porovnání s obilovinami se připisuje anaerobnímu pěstování na zaplavených rýžových polích a jedinečné fyziologii této rostliny, která umožňuje vychytávat a akumulovat arsen z prostředí. Nejvyšší koncentrace anorganického arsenu je v otrubách rýže, hnědá rýže tedy obsahuje více arsenu než rýže bílá.Z rýžových zrn včetně otrub jsou vyráběné rýžové nápoje, rýžové krekry a cereálie.[1]

Toxické účinky arsenu[upravit | editovat zdroj]

Akutní otrava[upravit | editovat zdroj]

Narušuje dýchání a cévy. 200 mg dávka podaná ústy usmrcuje.

  • První příznaky otravy: trávicí problémy, nevolnost, zvracení, krvavý průjem. Při průniku inhalační cestou se dostavují bolesti hrudníku, drážlivý kašel a zánět průdušek.

Sloučeniny arsenu jsou jedovaté, neboť mozek není dostatečně prokrvován.

Chronická otrava arsenem[upravit | editovat zdroj]

Požití malé dávky arsenu může vést k návyku. Může způsobit neurologické poruchy, poruchy krvetvorby nebo rakovinu kůže.

Chronická otrava arsenem se pozná na osvětlených částech těla (např.: vlasy, nehty, játra, kosti).

Arseničné sloučeniny nahrazují fosfáty a brzdí metabolické cesty, sloučeniny arzénu způsobují rozvrat substrátové fosforylace v glykolýze (tvorba 1-arseno-3P fosfoglycerátu namísto 1,3-bisfosfoglycerátu a tvorba tepla namísto ATP).

Léčba otravy[upravit | editovat zdroj]

  • Protilátka: dimerkaprol (2,3-disulfanyl-1-propanol)

Vlastnosti[upravit | editovat zdroj]

šedý arsen
žlutý arsen

Tvoří dvě modifikace:

  • Arsen šedý (kovový) je stálá modifikace, kterou můžeme lehce roztírat na prášek.
  • Arsen žlutý vzniká prudkým ochlazením arsenových par, není stabilní, mění se na šedou modifikaci. Snadno se slučuje se sírou a halovými prvky. Na vzduchu zapálen hoří za vzniku oxidu arsenitého, který tvoří dimer As4O6.

Výroba[upravit | editovat zdroj]

Tepelným rozkladem arsenopyritu při 700 °C:

FeAsS → FeS + As

Arsen uniká v parách.

Bezkyslíkaté sloučeniny[upravit | editovat zdroj]

AsH3 arsan – prudce jedovatý plyn zapáchající po česneku. Zahříváním se rozkládá na As a H2. Na tom je založena Marsh-Liebigova zkouška k určení sloučenin As v soudním lékařství.

Arsenidy jsou sloučeniny arsenu s kovy. S kyselinami reagují za vzniku AsH3:

Zn3As2 + 6 HCl → 3 ZnCl2 + 2 AsH3

Sulfidy arsenu[upravit | editovat zdroj]

As2S3 – žlutá sraženina, vzniká reakcí arsenitanů s H2S v kyselém prostředí:

2 AsO33− + H2S + 6 H+ → As2S3 + H2O

As2S5 – je rovněž žlutý a vzniká obdobně:

2 AsO43− + 5 H2S + 6 H+ → As2S5 + 8 H2O

Sulfidy arsenu se rozpouštějí v Na2S a (NH4)2Sx. Probíhají reakce:

As2S3 + 3 Na2S → 2 Na3AsS3 trithioarsenitan

As2S5 + 3 Na2S → 2 Na3AsS4 tetrathioarseničnan

Trithioarsenitany a tetrathioarseničnany se rozkládají působením kyselin:

2 Na3AsS3 + 6 HCl → As2S3 + 3 H2S + 6 NaCl

2 Na3AsS4 + 6 HCl → As2S5 + 3 H2S + 6 NaCl

Kyslíkaté sloučeniny[upravit | editovat zdroj]

As4O6 oxid arsenitý (utrejch, otrušík) je bílý prášek, prudce jedovatý.

Smrtelná dávka je 0,1 g. Vzniká oxidačním pražením arsenopyritu:

4 FeAsS + 10 O2 → 2 Fe2O3 + As4O6 + 4 SO2

As2O5 oxid arseničný je bílá krystalická látka. Vzniká dehydratací H3AsO4:

2 H3AsO4 → As2O5 + 3 H2O

H3AsO3 kyselina trihydrogenarsenitá je velmi slabá, pouze ve vodném roztoku existující kyselina.

H3AsO4 kyselina trihydrogenarseničná je silnou kyselinou, vzniká rozpouštěním As v HNO3:

3 As + 5 HNO3 + 2 H2O → 3 H3AsO4 + 5 NO

Arsenitany a arseničnany vznikají rozpouštěním oxidů arsenu v roztocích hydroxidů alkalických kovů:

As4O6 + 12 OH → 4 AsO3−3 + 6 H2O

a

As2O5 + 6 OH → 2 AsO3−4 + 3 H2O

Použití[upravit | editovat zdroj]

Pro příměs anorganického arsenu se nedoporučuje podávat malým dětem rýžové nápoje.[1]

Sloučeniny arsenu se používají v lékařství a v zemědělství jako pesticidy. Některé arsenidy mají význam v elektrotechnice.

V minulosti se arsen užíval ve stomatologii k umrtvení pulpy např. při terapii akutní pulpitidy a také jako organoarzenitá bojová látka.


Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]

  • ŠRÁMEK, Vratislav. Chemie obecná a anorganická. 2. vydání. Olomouc : Nakladatelství Olomouc, 2005. ISBN 80-7182-099-7.
  • MATOUŠ, Bohuslav, et al. Základy lékařské chemie a biochemie. 1. vydání. Praha : Galén, 2010. 540 s. ISBN 978-80-7262-702-8.
  • a b c HOJSAK, Iva, Christian BRAEGGER a Jiri BRONSKY, et al. Arsenic in rice: a cause for concern. J Pediatr Gastroenterol Nutr [online]. 2015, vol. 60, no. 1, s. 142-5, dostupné také z <https://doi.org/10.1097/MPG.0000000000000502>. ISSN 0277-2116 (print), 1536-4801.