Мышьяк элемент. Свойства мышьяка. Применение мышьяка

МЫШЬЯК
– химический элемент V группы периодической таблицы, относится к семейству азота. Относительная атомная масса 74,9216. В природе мышьяк представлен только одним стабильным нуклидом 75As. Искусственно получены также более десяти его радиоактивных изотопов с периодом полураспада от нескольких минут до нескольких месяцев. Типичные степени окисления в соединениях –3, +3, +5. Название мышьяка в русском языке связывают с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс; латинское название Arsenicum происходит от греческого «арсен» – сильный, мощный.

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура мышьяка дитригонально-скаленоэдрическая симметрия. Сингония тригональная, в. с. L633L23PC. Кристаллы крайне редки, имеют ромбоэдрический или псевдокубический габитус.

Установлено несколько аллотропных модификаций мышьяка. В обычных условиях устойчив металлический, или серый мышьяк (альфа-мышьяк). Кристаллическая решетка серого мышьяка ромбоэдрическая, слоистая, с периодом а=4,123 А, угол а = 54° 10′. Плотность (при температуре 20° С) 5,72 г/см3; температурный коэфф. линейного расширения 3,36 • 10 град ; удельное электрическое сопротивление (температура 0° С) 35 • 10—6 ом • см; НВ = ж 147; коэфф. сжимаемости (при температуре 30° С) 4,5 х 10-6cm2/кг. Температура плавления альфа-мышьяка 816° С при давлении 36 атмосфер.

Под атм. давлением мышьяк возгоняется при температуре 615° С не плавясь. Теплота сублимации 102 кал/г. Пары мышьяка бесцветны, до т-ры 800° С состоят из молекул As4, от 800 до 1700° С — из смеси As4 и As2, выше температуры 1700° С — только из As2. При быстрой конденсации паров мышьяк на поверхности, охлаждаемой жидким воздухом, образуется желтый мышьяк— прозрачные мягкие кристаллы кубической системы с плотностью 1,97 г/см3. Известны также другие метастабильные модификации мышьяка: бета-мышьяк — аморфная стеклообразная, гамма-мышьяк — желто-коричневая и дельта-мышьяк — коричневая аморфная с плотностями соответственно 4,73; 4,97 и 5,10 г/см3. Выше температуры 270° С эти модификации переходят в серый мышьяк.

Нахождение в природе

Мышьяк — рассеянный элемент. Содержание в земной коре 1,7·10-4% по массе. Это вещество может встречаться в самородном состоянии, имеет вид металлически блестящих серых скорлупок или плотных масс, состоящих из маленьких зернышек. Известно около 200 мышьяксодержащих минералов. В небольших концентрациях часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах. Довольно часто встречаются два природных соединения мышьяка с серой: оранжево-красный прозрачный реальгар AsS и лимонно-желтый аурипигмент As2S3. Минерал, имеющий промышленное значение — арсенопирит (мышьяковый колчедан) FeAsS или FeS2•FeAs2, также добывают мышьяковистый колчедан — лёллингит (FeAs2).

СВОЙСТВА

Цвет на свежем изломе цинково-белый, оловянно-белый до светло-серого, быстро тускнеет за счет образования тёмно-серой побежалости; чёрный на выветрелой поверхности. Твёрдость по шкале Мооса 3 — 3,5. Плотность 5,63 — 5,8 г/см3. Хрупкий. Диагностируется по характерному запаху чеснока при ударе. Спайность совершенная по {0001} и менее совершенная по {0112}. Излом зернистый. Уд. вес 5,63-5,78. Черта серая, оловянно-белая. Блеск металлический, сильный (в свежем изломе), быстро тускнеет и становится матовым на окислившейся, почерневшей с течением времени поверхности. Является диамагнетиком.

Отравление

Острые отравления различными соединениями М. протекают тяжело.

Различают три формы острого отравления М.

При поступлении яда в желудок (напр., при отравлении инсектицидами и т. п.) наиболее вероятна жел.-киш. форма. При этом в течение первых 0,5—2 час. пострадавшие отмечают металлический вкус, ощущение царапанья и жжения во рту. Начинается сильнейшая боль в животе, неукротимая рвота. Рвотные массы чаще всего желто-зеленого цвета, иногда содержат белое «ядро» из нерастворившегося М. Спустя несколько часов рвота оканчивается, но боли в животе не прекращаются. Уже в первый день клин, картина этой формы острого отравления М. напоминает холеру. Наблюдается мучительный понос (испражнения напоминают рисовый отвар), наступает резкое обезвоживание организма, мочеотделение уменьшается, иногда до полной анурии (см.). Голос пострадавшего становится хриплым, нарастают судороги (особенно в икрах), цианоз, коллапс (см.). Смерть может наступить через несколько дней или даже часов.

Вторая форма острого отравления соединениями М.— паралитическая — наблюдается при поступлении в организм различными путями больших количеств яда (от 0,06 г и больше). Характерны общая слабость, болезненные судороги, потеря сознания, коматозное состояние, паралич дыхательного ii сосудодвигательного центров. Смерть может наступить через несколько часов, самое позднее — через сутки, без появления расстройств со стороны жел.-киш. тракта.

Третья форма острого отравления наблюдается при вдыхании пыли соединений М. (напр., при протравливании семян, добыче руды, содержащей М., и т. п.) или мышьяковистого водорода. При воздействии пыли М. сначала поражаются конъюнктива и слизистые оболочки дыхательных путей, иногда появляется кровохарканье. Если не принять надлежащих мер, все симптомы усиливаются, возникает сильная головная боль, иногда носовое кровотечение. Отмечают, что ранним симптомом этой формы острого отравления соединениями М. является тупая боль в руках и ногах. При утяжелении состояния появляются сладкий вкус во рту, тошнота, рвота, боли в животе, ощущение жара и зуда в области половых органов. Выражено поражение нервной системы — дрожание, судороги. Прогноз при этой форме острого отравления относительно благоприятный, однако последствия одноразового отравления могут сказываться в течение месяца.

Острые отравления мышьяковистым водородом по клин, картине не отличаются от отравлений, вызванных вдыханием других соединений М., что объясняется его гемолитическим действием. Первые симптомы отравления AsH3 — общее недомогание, рвота, желтуха, красный цвет мочи (за счет гемолиза крови), количество мочи уменьшено. В тяжелых случаях в крови резко снижено содержание эритроцитов и гемоглобина. Смертность при острых отравлениях мышьяковистым водородом достигает 30%.

Первая помощь и неотложная терапия. При отравлении соединениями М. по возможности требуется немедленная госпитализация. Неотложная терапия при отравлении AsH3 предполагает заменное переливание крови с внутривенным вливанием 40% р-ра глюкозы (10—20 мл), борьбу с анемией и почечной недостаточностью; в тяжелых случаях — искусственная почка. При остром отравлении per os проводят неотложные мероприятия, направленные на быстрое удаление М. из организма и его обезвреживание (рвотные средства, промывание желудка теплой водой, взвесью окиси магния — 20 г на 1 л воды). Затем вводят Antidotum arsenici (100 ч. р-ра сульфата железа плотностью 1,43 на 300 частей холодной воды) по 1 чайн. л. через каждые 10—12 мин. до полного прекращения рвоты. Применяют также Antidotum metallorum (в 100 мл воды 0,5—0,7 г сероводорода, 0,1 г едкого натра, 0,38 г сульфата и 1,25 г гидрокарбоната натрия): в желудок вводят 200 мл воды, затем 100 мл антидота, после чего промывают желудок. Назначают внутривенно 20 мл 25—40% р-ра глюкозы с аскорбиновой к-той (500 мг) и витамином B1 (50 мг), капельные клизмы из 5% р-ра глюкозы, физиол, р-р под кожу, камфору, кофеин, кислородную терапию. Следует как можно раньше начинать лечение ди-тиоловыми препаратами, к к-рым относятся липоевая кислота (см.), БАЛ, унитиол (см. Антидоты ОВ).

Для лечения некробиотических очагов на коже рекомендуют внутрь аскорбиновую к-ту, витамин А (100 000 ME в день), тиосульфат натрия (внутривенно), холодные примочки (свинцовые, с буровской жидкостью и др.), цинковые болтушки, гидрокортизоновую мазь, стрептоцидную и синтомициновую эмульсии и т. п. При воспалении конъюнктивы или роговицы — местно 5% р-р БАЛ или 5% р-р унитиола, при блефарите — мазь, содержащую эти вещества.

МОРФОЛОГИЯ

Мышьяк обычно наблюдается в виде корок с натечной почковидной поверхностью, сталактитов, скорлуповатых образований, в изломе обнаруживающих кристаллически-зернистое строение. Самородный мышьяк довольно легко узнается по форме выделений, почерневшей поверхности, значительному удельному весу, сильному металлическому блеску в свежем изломе и совершенной спайности. Под паяльной трубкой улетучивается, не плавясь (при температуре около 360°), издавая характерный чесночный запах и образуя белый налет As2О3 на угле. В жидкое состояние переходит лишь при повышенном внешнем давлении. В закрытой трубке образует зеркало мышьяка. При резком ударе молотком издает чесночный запах.

Интересные факты

Интересных фактов связанных с мышьяком достаточно много. Стоит начать с того, что мышьяк является токсичным веществом и представляет серьезную опасность для здоровья человека. В истории его часто использовали для отравления высокопоставленных и влиятельных фигур того времени. Из-за того, что отравление мышьяком не удавалось распознать до 1836 года(открытие пробы Марша). В пример можно привести такую фигуру как Наполеон. Эксперты некоторое время предполагали, что военноначальник был отравлен именно мышьяком из-за высокой концентрации его в волосах.

Другой значимой фигурой является Григорий Распутин. Его пытались отравить мышьяком, но попытка оказалась провальной. Распутин знал о том, что его собираются отравить и начал принимать этот элемент в малых дозах и добился таким образом невоспреимчивости к этому яду. Из-за этого события Григорий Распутин заслужил себе славу ведьмака и оккультиста. Из-за огромного количества отравлений в высокопоставленных кругах, мвшьяк прозвали «ядом королей» или «королевским ядом».

Еще одним интересным моментом является то, что в 1858 году в английском городе Брэдфорд произошло массовое отравление мышьяком. Отравляющий элемент был добавлен в сладости, которые продавались в обычной уличной лавке. В результате такого отравления погиб 21 человек, а отравившихся было более 200.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Мышьяк встречается в гидротермальных месторождениях в виде метаколлоидных образований в пустотах, образуясь, очевидно, в последние моменты гидротермальной деятельности. В ассоциации с ним могут встречаться различные по составу мышьяковистые, сурьмянистые, реже сернистые соединения никеля, кобальта, серебра, свинца и др., а также нерудные минералы.

В литературе имеются указания на вторичное происхождение мышьяка в зонах выветривания месторождений мышьяковистых руд, что, вообще говоря, мало вероятно, если учесть, что в этих условиях он очень неустойчив и, быстро окисляясь, разлагается полностью. Черные корочки состоят из тонкой смеси мышьяка и арсенолита (As2О3). В конце концов образуется чистый арсенолит.

В земной коре концентрация мышьяка невелика и составляет 1,5 промилле. Он встречается в почве и минералах и может попасть в воздух, воду и грунт благодаря ветровой и водной эрозии. Кроме того, элемент поступает в атмосферу из других источников. В результате извержения вулканов в воздух выделяется около 3 тыс. т мышьяка в год, микроорганизмы образуют 20 тыс. т летучего метиларсина в год, а в результате сжигания ископаемого топлива за тот же период выделяется 80 тыс. т.

На территории СССР самородный мышьяк был встречен в нескольких месторождениях. Из них отметим Садонское гидротермальное свинцово-цинковое месторождение, где он неоднократно наблюдался в виде почковидных масс на кристаллическом кальците с галенитом и сфалеритом. Крупные почкообразные скопления самородного мышьяка с концентрически-скорлуповатым строением были встречены на левом берегу р. Чикоя (Забайкалье). В парагенезисе с ним наблюдался лишь кальцит в виде оторочек на стенках тонких жил, секущих древние кристаллические сланцы. В виде обломков (рис. 76) мышьяк был найден также в районе ст. Джалинда, Амурской ж. д. и в других местах.

В ряде месторождений Саксонии (Фрейберг, Шнееберг, Аннаберг и др.) самородный мышьяк наблюдался в ассоциации с мышьяковистыми соединениями кобальта, никеля, серебра, самородным висмутом и др. Все эти и другие находки этого минерала практического значения не имеют.

Определение мышьяка.

Качественной реакцией на мышьяк является осаждение желтого сульфида As2S3 из солянокислых растворов. Следы определяют реакцией Марша или методом Гутцейта: полоски бумаги, смоченные HgCl2, темнеют в присутствии арсина, который восстанавливает сулему до ртути.

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… Если мышьяка в воде очень мало, может потребоваться предварительное концентрирование образцов. Используя такое концентрирование, группа харьковских ученых из Национальной академии наук Украины разработала в 1999 экстракционно-рентгенофлуоресцентный метод определения мышьяка (а также селена) в питьевой воде с чувствительностью до 2,5–5 мкг/л.

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.

Многие мышьяковые соединения можно анализировать так называемым гидридным методом. Он заключается в селективном восстановлении анализируемого вещества в летучий арсин. Так, неорганические арсениты восстанавливаются до AsH3 при рН 5 – 7, а при рН

Чувствителен и 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 10–10% мышьяка в образце, т.е. 1 мг на 1000 т вещества

ПРИМЕНЕНИЕ

Мышьяк используется для легирования сплавов свинца, идущих на приготовление дроби, так как при отливке дроби башенным способом капли сплава мышьяка со свинцом приобретают строго сферическую форму, и кроме того, прочность и твёрдость свинца существенно возрастают. Мышьяк особой чистоты (99,9999 %) используется для синтеза ряда полезных и важных полупроводниковых материалов — арсенидов (например, арсенида галлия) и других полупроводниковых материалов с кристаллической решёткой типа цинковой обманки.

Сульфидные соединения мышьяка — аурипигмент и реальгар — используются в живописи в качестве красок и в кожевенной отрасли промышленности в качестве средств для удаления волос с кожи. В пиротехнике реальгар употребляется для получения «греческого», или «индийского», огня, возникающего при горении смеси реальгара с серой и селитрой (при горении образует ярко-белое пламя). Некоторые элементоорганические соединения мышьяка являются боевыми отравляющими веществами, например, люизит.

В начале XX века некоторые производные какодила, например, сальварсан, применяли для лечения сифилиса, со временем эти препараты были вытеснены из медицинского применения для лечения сифилиса другими, менее токсичными и более эффективными, фармацевтическими препаратами, не содержащими мышьяк.

Многие из мышьяковых соединений в очень малых дозах применяются в качестве препаратов для борьбы с малокровием и рядом других тяжелых заболеваний, так как оказывают клинически заметное стимулирующее влияние на ряд специфических функций организма, в частности, на кроветворение. Из неорганических соединений мышьяка мышьяковистый ангидрид может применяться в медицине для приготовления пилюль и в зубоврачебной практике в виде пасты как некротизирующее лекарственное средство. Этот препарат в обиходе и жаргонно называли «мышьяк» и применяли в стоматологии для локального омертвления зубного нерва. В настоящее время препараты мышьяка редко применяются в зубоврачебной практике из-за их токсичности. Сейчас разработаны и применяются другие методы безболезненного омертвления нерва зуба под местной анестезией.

Мышьяк (англ. Arsenic) — As

Получение

Открытие способа получения так называемого металлического мышьяка (серого мышьяка) приписывают знаменитому средневековому алхимику Альберту Великому, жившему в XIII в. Однако гораздо ранее греческие и арабские алхимики умели получать мышьяк в свободном виде, нагревая «белый мышьяк» (то, что это триоксид мышьяка, а не простое вещество, было выявлено лишь в 1789 г. А. Л. Лавуазье, который и присвоил элементу название «арсеникум») с различными органическими веществами. Существует множество способов получения мышьяка: сублимацией природного мышьяка, способом термического разложения мышьякового колчедана, восстановлением мышьяковистого ангидрида и др.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Показания

Показания для применения анестезирующих препаратов, созданных на основе мышьяка:

• невозможность использования иных анестетиков (по ряду показаний);
• невосприимчивость прочих местных анестезирующих препаратов;
• невозможность применить местную или проводниковую анестезию (по ряду показаний);
• лечение детей старшего возраста (при условии сформировавшейся корневой системы);
• острые пульсирующие боли в очаге поражения зуба.

Целесообразность применения мышьяковой пасты определяется врачом после оценки полости рта пациента, стадии поражения зуба, степени тяжести симптомов и изучения анамнеза пациента.

Противопоказания к назначению

Несмотря на то, что мышьяк применяется небольшими дозами, существует ряд противопоказаний для применения:

• индивидуальная непереносимость мышьяка или других компонентов пасты;
• ранний детский возраст (до 1,5 — 2 лет);
• отягощенный клинический анамнез пациента (аномалии развития органов и систем, патологические состояния);
• незавершенный процесс формирования корневой системы;
• невозможность расширения и дренажа корневых каналов;
• аномальное строение корневой системы;
• остеоперфорация корневой и прикорневой области;
• хроническое повышение внутриглазного давления (риски развития глаукомы);
• заболевания мочевыделительной системы (пиелонефриты, гидронефрозы, цистит, простатит и прочее);
• гестационный период у женщин (все триместры) и лактация.

Применение мышьяка должно проводиться в точном соответствии с рекомендованной дозировкой. При наложении мышьяковой пасты важно следовать советам специалистов и обязательно соблюдать сроки лечения.

Диагностика

Медикаментозный периодонтит не имеет специфических симптомов, поэтому его следует отличать от других воспалительных заболеваний периодонта. Отличительным признаком медикаментозного периодонтита является то, что боль появилась после стихания острых симптомов, спустя некоторое время «затишья», чему предшествовало наложение девитализирующей пасты – в норме человек, наоборот, должен испытать облегчение.

Это интересно: Почему поднимается температура после удаления зуба и что делать?

В качестве дополнительного метода обследования может использоваться дентальная рентгенография – на снимке можно увидеть очаг разрежения костной ткани вокруг корня больного зуба. Пациент должен внимательно прислушиваться к своим ощущениям в процессе лечения периодонтита, поскольку раннее выявление заболевания позволяет быстрее избавиться от симптомов и предотвращает развитие осложнений.

Алгоритм использования

Наложение препарата и временной пломбы осуществляется в 3 этапа:

• вскрытие пульпы;
• удаление разрушенного дентина;
• наложение мышьяковой пасты.

При однокорневых зубах длительность наложения достигает 24 часов, при многокорневом зубе — 48 часов. По завершении установки врач назначает время следующего приема.

Это интересно: Какое время нельзя кушать и пить после экстракции — через сколько часов можно есть после удаления зуба

Следующий прием должен быть назначен не позднее срока безопасного ношения временной пломбы с мышьяком. Передерживание пасты в полости зуба грозит серьезными осложнениями и может спровоцировать дальнейшее его разрушение.

Установка

Порядок действий при первом посещении такой:

1. Врач направляет больного на рентгенодиагностику больного зуба. Получив снимок, он, ориентируясь на него, вскроет кариозную полость. Затем зуб изнутри очищают от мертвых тканей.
2. После на участок кладут мышьяк. Поверх него могут положить пропитанный анестетиком маленький ватный шарик, который должен избавить от неприятных ощущений.
3. Затем внутренность зуба закрывают временной пломбой, чтобы туда не попала грязь. Больного отпускают на 1.5-2 суток. Точное количество дней скажет врач, назначив следующий визит.

Обычно, больному советуют звонить при появлении особо сильных болей. Если не помогли лекарства, и состояние резко ухудшилось, врач может посоветовать обратиться в ближайшее стоматологическое отделение и снять временную пломбу, либо сделать это самостоятельно.

Процесс установки мышьяка

Извлечение

При повторном приёме стоматолог снимает временную пломбу. Полость внутри зуба тщательно обрабатывается, а затем очищается от остатков мышьяка. Затем врач, проверив чувствительность нерва, приступает к его удалению.

Чтобы точно убедиться, что мышьяк был удалён полностью, перед его установкой в препарат добавляют краситель, благодаря чему вещество легко увидеть на стенках зуба.

Самостоятельное извлечение

Если по какой-либо причине после закладки препарата появились продолжительные боли, то это значит, что негативное влияние мышьяка распространилось дальше, на здоровые ткани. Чтобы не тянуть с удалением пломбы и пасты, пациент может сделать это сам.

Сначала снимают саму пломбу: они готовятся из мягких материалов и легко поддеваются иглой. Саму пасту тоже вычищают острым тонким предметом (пинцетом).

Главная задача – не проглотить мышьяк во время очистки. Любой инструмент нужно предварительно продезинфицировать, а затем закрыть открытый участок ватным шариком или тампоном.

Затем ротовую полость нужно прополоскать раствором соды, йода или перекиси водорода. Плюс, можно ополаскивать рот молоком – оно также помогает обезвредить остатки вещества. После нужно при первой же возможности посетить лечащего врача, чтобы избежать осложнений.

Этимология

Название мышьяка в русском языке происходит от слова «мышь», в связи с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс. Греческое название ἀρσενικόν происходит от персидского زرنيخ (zarnik) — «жёлтый аурипигмент». Народная этимология возводит к др.-греч. ἀρσενικός — мужской.

Латинское название arsenicum

является прямым заимствованием греческого ἀρσενικόν. В 1789 году А. Лавуазье включил мышьяк в список химических элементов под названием
arsenic
.

Аналоги

Основным аналогом мышьяка является параформальдегидная паста. При использовании допустимых концентраций ее активное вещество угнетающе воздействует на развитие патогенной микрофлоры. При превышении дозировки параформальдегидная паста вызывает некротические изменения мягких тканей и челюстной кости.
Препараты на основе параформальдегида обладают менее токсичным воздействием, более безопасны для организма. Состав этих препаратов состоит из анестетиков (например, анестезин или тримекаин) и гвоздичного масла (эвгенол). Лекарства с параформальдегидом закладывают на срок от 6 до 14 дней. Существуют безмышьяковые пасты, выпускающиеся в 3 видах — А, П, С:

• А — с антисептиком и анестезирующим веществом;
• П — используется при лечении молочных зубов без удаления пульпы;
• С — применяется при полном удалении пульпы после ее отмирания.

Источники

• https://dr-zubov.ru/xirurgiya/udalenie-nerva/osobennosti-myshyaka.html
• https://www.vash-dentist.ru/hirurgiya/udalenie-nerva/ispolzovanie-myishyaka-v-stomatologii.html
• https://dentoland.com/lechenie/skolko-mozhno-derzhat-myshyak-v-zube.html
• https://infozub.ru/lechenie/myshyak-v-zube.htm
• https://osp-sakhalin.ru/drugoe/myshyak-v-zube.html
• https://karies.pro/zuby/periodontit/myshyakovistiy-periodontit.html
• https://dlja-pohudenija.ru/otravlenie/otravlenie-myshyakom-simptomy-lechenie-profilaktika