Миш’як

Миш’як — це хімічний елемент із символом As і атомним номером 33. Миш’як – це застаріла назва, правильна назва арсен (As).

Це напівметал, що означає, що він має властивості як металів, так і неметалів. Миш’як природним чином міститься в земній корі і широко використовується в промислових процесах. Це також токсична речовина, яка може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям при попаданні всередину або вдиханні.

Структура атома

Структура атома арсену (As) може бути описана наступним чином:

1. Протони: Арсен має 33 протони в ядрі, оскільки його атомний номер в періодичній таблиці дорівнює 33.
2. Електрони: У нейтральному атомі арсену також 33 електрони. Електрони розташовані в різних електронних оболонках атома. Електронна конфігурація арсену може бути записана, наприклад, як [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³, що вказує на розміщення електронів в різних підоболонках.
3. Нейтрони: Кількість нейтронів в атомі арсену може варіюватися в залежності від ізотопу арсену. Арсен має кілька стабільних ізотопів, а найпоширеніший з них, арсен-75 (As-75), має 42 нейтрони. Таким чином, для стабільного ізотопу арсену масове число (кількість протонів + кількість нейтронів) дорівнює 33 + 42 = 75.

Валентність арсену

Валентність арсену (As) може бути різною в залежності від хімічного сполуку, в якій вона бере участь. Арсен може мати валентність -3, +3 або +5.

1. Валентність -3: У деяких сполуках, зокрема у нитридах, арсен має валентність -3, оскільки він приймає три додатні електрони, щоб утворити іон As³⁻.
2. Валентність +3: Арсен може також мати валентність +3, коли він утворює різні сполуки, такі як хлорид арсену (AsCl₃) чи бромид арсену (AsBr₃). У цих сполуках арсен віддає три електрони.
3. Валентність +5: У деяких інших сполуках, наприклад у пентоксиді арсену (As₂O₅), арсен має валентність +5. В цих сполуках арсен віддає п’ять електронів.

Властивості миш’яку

Фізичні властивості миш’яку

Арсен — крихкий напівметал сірувато-білого кольору з металевим блиском. Він є напівпровідником електрики і має низьку температуру плавлення 817°C. Це відносно м’який матеріал з твердістю за Моосом 3,5. Має щільність 5,73 г/см³.

Хімічні властивості миш’яку

Миш’як входить до групи елементів азоту і знаходиться в групі 15 періодичної таблиці. Він має три валентні електрони і може утворювати сполуки як у +3, так і в +5 ступенях окислення. Це відносно реакційноздатний елемент, який може реагувати з киснем, водою та багатьма іншими речовинами.

Ізотопи

Миш’як має кілька ізотопів, найстабільнішим з яких є миш’як-75, який має період напіврозпаду 28,4 дня. Миш’як-74, миш’як-73 і миш’як-72 також є стабільними ізотопами. Також було виявлено кілька радіоактивних ізотопів миш’яку, включаючи миш’як-76, миш’як-77 і миш’як-78.

Використання миш’яку

Промислове застосування:

Використовується в різноманітних промислових процесах, включаючи виробництво пестицидів, консервантів для деревини та напівпровідників. Використовується також у виробництві скла, кераміки, сплавів.

Медичні застосування:

Арсен використовувався як ліки протягом століть, хоча в наш час його використання значно скоротилося. Колись його використовували для лікування різноманітних захворювань, включаючи сифіліс, малярію та рак. Сьогодні триоксид миш’яку використовується для лікування гострого промієлоцитарного лейкозу.

Екологічні програми:

Миш’як використовується для очищення питної води для видалення домішок. Він також використовується для рекультивації забруднених ґрунтів і підземних вод.

Вплив миш’яку на здоров’я

Миш’як є токсичною речовиною, яка може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям при попаданні всередину або вдиханні. Тривалий вплив миш’яку може збільшити ризик раку, серцевих захворювань та інших проблем зі здоров’ям.

Отруєння миш’яком:

Отруєння миш’яком може виникнути через ковтання зараженої їжі чи води або через вдихання пилу чи парів, що містять миш’як. Симптоми отруєння миш’яком включають біль у животі, блювоту, діарею, ураження шкіри та оніміння рук і ніг.

Рак:

Довготривалий вплив миш’яку пов’язаний із підвищеним ризиком кількох видів раку, включаючи рак шкіри, рак легенів і рак сечового міхура. Точні механізми, за допомогою яких арсен викликає рак, до кінця не вивчені, але вважається, що він пошкоджує ДНК і перешкоджає механізмам відновлення ДНК.

Серцево-судинне захворювання:

Довгостроковий вплив миш’яку також пов’язують із підвищеним ризиком серцево-судинних захворювань, включаючи інфаркти та інсульти. Вважається, що арсен може пошкодити кровоносні судини та перешкоджати здатності організму регулювати артеріальний тиск.

Вагітність і розвиток дитини:

Вплив миш’яку під час вагітності може збільшити ризик викидня та мертвонародження. Це також може призвести до затримки розвитку та когнітивного дефіциту у дітей.

Запобігання впливу миш’яку

Найкращий спосіб запобігти впливу миш’яку – уникати пиття води або їжі, забрудненої миш’яком. Регулярна перевірка колодязної води рекомендується в районах, де відомо, що в землі присутній арсен. Крім того, під час роботи з матеріалами, що містять миш’як, у промислових умовах слід використовувати засоби захисту.

Регуляторні органи в усьому світі встановили обмеження на кількість миш’яку, який може бути присутнім у питній воді та продуктах харчування. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) встановила максимальний рівень забруднення (ГДК) 10 мікрограмів на літр (мкг/л) для миш’яку в питній воді. Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) встановило ГДК 10 мкг/л для миш’яку в громадських джерелах питної води.

Висновок

Миш’як є універсальним елементом із широким спектром промислових і медичних застосувань. Однак це також токсична речовина, яка може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям при попаданні всередину або вдиханні. Довготривалий вплив миш’яку пов’язаний із підвищеним ризиком розвитку раку, серцевих захворювань та інших проблем зі здоров’ям.

Щоб запобігти впливу миш’яку, важливо уникати пиття води або їжі, забрудненої миш’яком. У регіонах, де відомо, що миш’як присутній у землі, рекомендується регулярно перевіряти колодязну воду. Крім того, під час роботи з матеріалами, що містять миш’як, у промислових умовах слід використовувати засоби захисту.

Оскільки дослідження впливу миш’яку на здоров’я тривають, важливо бути в курсі останніх знахідок і вживати необхідних заходів, щоб захистити себе та інших від впливу. При належних запобіжних заходах можна насолоджуватися перевагами миш’яку, мінімізуючи ризики, пов’язані з його використанням.

Часті запитання