Arsênio

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Pix.gif Arsênio Stylised Lithium Atom.svg
GermânioArsênioSelênio
P
  Rhombohedral.png
 
33
As
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
As
Sb
Tabela completaTabela estendida
Aparência
cinza metálico

Informações gerais
Nome, símbolo, número Arsênio, As, 33
Série química Semimetal
Grupo, período, bloco 15, 4, p
Densidade, dureza 5727 kg/m3, 3,5
Número CAS
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica 74,92160 u
Raio atómico (calculado) 119 pm
Raio covalente 119±4 pm
Raio de Van der Waals 185 pm
Configuração electrónica [Ar] 4s2 3d10 4p3
Elétrons (por nível de energia) 2, 8, 18, 5 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação 5, 3, 2, 1, -3 (óxido levemente ácido)
Óxido
Estrutura cristalina romboédrico
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 1090 K
Ponto de ebulição 887 K
Entalpia de fusão 24,44 kJ/mol
Entalpia de vaporização 34,76 kJ/mol
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar 12,95×10−6 m3/mol
Pressão de vapor 1 Pa a 553 K
Velocidade do som m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie  K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 2,18
Calor específico 330 J/(kg·K)
Condutividade elétrica S/m
Condutividade térmica 50 W/(m·K)
Potencial de ionização 947,0 kJ/mol
2º Potencial de ionização 1798 kJ/mol
3º Potencial de ionização 2735 kJ/mol
4º Potencial de ionização 4837 kJ/mol
5º Potencial de ionização 6043 kJ/mol
6º Potencial de ionização 12310 kJ/mol
7º Potencial de ionização kJ/mol
8º Potencial de ionização kJ/mol
9º Potencial de ionização kJ/mol
10º Potencial de ionização kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD
MeV
73As sintético 80,3 d ε
γ
-
0,05D, 0,01D
73Ge
-
74As sintético 17,78 d ε
β+
γ
β
-
0,941
0,595, 0,634
1,35, 0,717
74Ge
74Ge
-
74Se
75As 100% estável com 42 neutrões
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O arsênio (português brasileiro) ou arsénio (português europeu) (do latim arsenium), também arsênico (ou arsénico), é um elemento químico de símbolo As com número atômico 33 (33 prótons e 33 elétrons) e com massa atómica 75 u. É um semimetal (metalóide) encontrado no grupo 15 (VA) da Classificação Periódica dos Elementos. Como conservante da madeira numa fórmula de arseniato de cobre e crômio, é o uso que representa, segundo algumas estimativas, cerca de 70% do seu consumo mundial. Foi descoberto em 1250 por Alberto Magno.

Principais Características[editar | editar código-fonte]

O arsênio apresenta três estados alotrópicos: cinza ou metálico, amarelo e negro. O arsênio cinza metálico (forma α) é a forma mais estável nas condições normais e tem estrutura romboédrica; é um bom condutor de calor, porém um péssimo condutor elétrico. O arsênio amarelo (forma γ) é obtido quando o vapor de arsênio é esfriado rapidamente. É extremamente volátil e mais reativo que o arsênio metálico e apresenta fosforescência à temperatura ambiente. Também se denomina arsênio amarelo o mineral trissulfeto de arsênio. Uma terceira forma alotrópica, o arsênio negro (forma β), de estrutura hexagonal , tem propriedades intermediárias entre as formas alotrópicas descritas, e se obtém da decomposição térmica da arsina ou resfriamento lento do vapor de arsênio. Todas as formas alotrópicas, exceto a cinza, não apresentam brilho metálico e apresentam uma condutibilidade elétrica muito baixa, comportando-se como metal ou não-metal em função, basicamente, do seu estado de agregação.

FlammenfärbungAs.jpg

Reage violentamente com o cloro e se combina, quando aquecido, com a maioria dos metais para formar o arsenieto correspondente; reage, também, com o enxofre. Não reage com o ácido clorídrico em ausência de oxigênio, porém reage com o ácido nítrico aquecido, estando concentrado ou diluído, e com outros oxidantes como o peróxido de hidrogênio, o ácido perclórico e outros. É insolúvel em água, porém muitos de seus compostos são solúveis. É um elemento químico essencial para a vida, ainda que tanto o arsênio como seus compostos sejam extremamente venenosos.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

Conservante de couro e madeira (arseniato de cobre e crômio), uso que representa, segundo algumas estimativas, cerca de 70% do seu consumo mundial. O arsenieto de gálio é um importante semicondutor empregado em circuitos integrados mais rápidos e caros que os de silício. Aditivo em ligas metálicas de chumbo e latão.Inseticida (arseniato chumbo), herbicidas (arsenito de sódio) e venenos. O dissulfeto de arsênio é usado como pigmento e em pirotécnica. Descolorante na fabricação do vidro (trióxido de arsênio). É aplicado também na conservação de fosseis.[1] Recentemente renovou-se o interesse principalmente pelo uso do trióxido de arsênio para o tratamento de pacientes com leucemia.

Papel biológico[editar | editar código-fonte]

Ainda não está claro que o arsênio seja um elemento químico essencial para todos os organismos vivos, ou que sua deficiência gere complicações. Algumas formas de vida mais simples como certos organismos unicelulares podem utilizar o arsênio como catalisador em reações de oxi-redução para obtenção de energia. O arsênio pode desativar centenas de enzimas envolvidas em diversos processos biológicos celulares. A presença de genes de resistência ao arsênio em virtualmente todos os organismos vivos conhecidos, desde os unicelulares até os multicelulares é um forte argumento contra a hipótese da essencialidade do arsênio. O efeito estimulante de crescimento associado ao arsênio fornecido em altas doses a alguns animais de criação como ratos, hamsters, cabras, porcos, galinhas e perus pode estar associado a uma função fisiológica no metabolismo da metionina nestes animais, ou a outras funções pouco compreendidas, desde fisiológicas e fisiopatológicas até antibióticas.

Em 2 de dezembro de 2010 a NASA revelou a descoberta uma nova forma de vida no lago Mono, na Califórnia. Esta espécie de bactéria da família Halomonadaceae supostamente tem o DNA diferente de qualquer outra criatura já descoberta até hoje, por ter suas ligações de fósforo, conhecidas como ligações fosfodiéster, substituídas por arsênio (o DNA atualmente é conhecido por ser composto por "ligações de hidrogênio" entre as fitas simples de DNA e combinações de ligações covalentes, feitas exclusivamente de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e fósforo), embora recentemente, diversos estudos importantes tenham questionado esses resultados. As pesquisas têm demonstrando que, na verdade, a bactéria em questão é altamente resistente ao arsênio, embora ainda dependente do fósforo.[2] [3] [4] [5]

História[editar | editar código-fonte]

O arsênio (do grego άρσενιχόν, auripigmento amarelo) é conhecido desde tempos remotos assim como alguns de seus compostos, especialmente os sulfetos. Dioscórides e Plínio conheciam suas propriedades; Celso Aureliano, Galeno e Isidoro Largus sabiam de seus efeitos irritantes, tóxicos, corrosivos e sua ação parasiticida, e observaram suas virtudes contra a tosse, afecções da voz e dispneia. Os médicos árabes usaram também compostos de arsênio em inalação, pílulas e poções, e também em aplicações externas. Durante a Idade Média os compostos arsenicais caíram no esquecimento sendo relegados aos curandeiros que os prescreviam contra algumas enfermidades. Roger Bacon e Alberto Magno se detiveram no seu estudo. O primeiro que o estudou em detalhes foi George Brandt en 1633, e Johann Schroeder o obteve em 1649 pela ação do carvão sobre o ácido arsênico. A Jöns Jacob Berzelius se devem as primeiras investigações acerca da composição dos compostos de arsênio. A partir do século XVIII os compostos arsenicais conseguiram um posto de primeira ordem na terapêutica até serem substituídos pelas sulfamidas e os antibióticos.

Abundância e obtenção[editar | editar código-fonte]

É o 20.º elemento em abundância da crosta terrestre e é encontrado na forma nativa, principalmente sob forma de sulfeto e associado a uma série de minerais que contém ouro, cobre, chumbo, ferro ( arsenopirita ou mispickel ), níquel, cobalto e outros metais. Na fusão de minerais de ouro, cobre, chumbo e cobalto se obtém trióxido de arsênio ( As2O3 ) que se volatiliza no processo e é arrastado pelos gases da chaminé, podendo conter mais de 30% do óxido. Os gases da chaminé são refinados posteriormente misturando-os a uma pequena quantidade de galena ou pirita para evitar a formação de arsenitos, e pela queima se obtém trióxido de arsênio com 90 a 95% de pureza., por sublimação sucessiva pode-se obter com uma pureza de 99%. Reduzido-se o óxido com carbono obtém-se o metalóide (semi-metal arsênio), entretanto a maioria do arsênio é comercializado como óxido. Praticamente a totalidade da produção mundial de arsênio metálico é chinesa, que é também é o maior produtor mundial de trióxido de arsênio. Segundo dados do serviço de prospecções geológicas estado-unidenses ( U.S. Geological Survey ) as minas de cobre e chumbo contêm aproximadamente 11 milhões de toneladas de arsênio, especialmente no Peru e Filipinas. O metalóide também é encontrado associado com depósitos de cobre-ouro no Chile e de ouro no Canadá e diversos outros países. Existem centenas de milhares de pequenas minas de ouro desativadas no mundo e centenas de grandes minas de ouro em operação. Dos 16 tipos de depósitos de ouro geralmente reconhecidos, apenas 6 não têm associação com arsênio.

Isótopos[editar | editar código-fonte]

Usa-se o arsênio-73 como traçador para estimar a quantidade de arsênio absorvido pelo organismo e o arsênio-74 na localização de tumores cerebrais.

Precauções[editar | editar código-fonte]

O arsênio e seus compostos são extremamente tóxicos, especialmente o arsênio inorgânico. Milhões de pessoas no mundo inteiro adoecem e morrem sem saber que a causa de suas doenças é o envenenamento crônico por arsênio. Em Bangladesh por exemplo ocorreu uma intoxicação em massa, a maior da história, devido à construção de milhares de poços tubulares de água que estavam naturalmente contaminados com arsênio. A Organização Mundial de Saúde estabelece um limite máximo de 0,010 mg/L de arsênio em água para consumo humano (WHO, 2001).

Toxicologia[editar | editar código-fonte]

O arsênio é absorvido pelo organismo humano principalmente por inalação e ingestão. Os compostos orgânicos de arsênio são menos tóxicos que os inorgânicos. O arsênio inorgânico trivalente (As3+), interage fortemente com grupos sulfidrilas de moléculas orgânicas. Diversas enzimas são afetadas com isso, ocasionando danos em vários sistemas celulares. Basta uma dose de 140 miligramas de arsênio inorgânico trivalente para causar a morte de um ser humano adulto por dano à respiração celular, em poucas horas ou dias. O arsênio pode induzir a produção de metalotioneína, uma proteína que se liga a esse metal e também ao cádmio, mercúrio e a muitos metais essenciais. Supõem-se que esse é um dos mecanismos de adaptação que leva a uma relativa tolerância à toxicidade do arsênio em organismos multicelulares. A tolerância é dita relativa porque o acúmulo de arsênio no organismo causa doenças a médio e longo prazo, principalmente em espécies caracterizadas por alta duração de vida e alto índice de encefalização, como a espécie humana. Os alimentos mais contem arsênio orgânico são peixes e crustáceos, apresentando-o geralmente na forma de arsenobetaína.

Referências

Referências adicionais[editar | editar código-fonte]

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