آرسنیک یک عنصر متالوئیدی است که شماری ترکیبات سمی تشکیل می دهد. که بطور گسترده در سراسر پوسته زمین پخش می شود در آب خاک و غذا یافت می شود و در منابع آب های زیرزمینی در بسیاری از کشورها یافت می شود.
خواص شیمیایی آرسنیک
خواص شیمیایی و فیزیکی آرسنیک در مقاله بعدی
در جدول تناوبی عناصر، آرسنیک شماره 33 است. اتم آرسنیک دارای 33 الکترون و 33 پروتون با پنج الکترون است که می توانند در تشکیل پیوند های شیمیایی با الکترون های دیگر شرکت کنند.
ارسنیک یک متالوئید موجود در پوسته زمین است، اما در شکل آزاد آن کاملا نادر است. این عنصر به طور معمول در مواد معدنی مانند arsenopyrite، realgar و orpiment یافت می شود، طبق گفته لس آلاموس، آرسنوپیریت (FeAsS)، یک سولفید آرسنیک آهنی،mispickel میس پیکل نامیده می شود که شایع ترین ماده معدنی است که از آن آرسنیک به دست می آید.
ارسنیک به عنوان قرن چهارم قرن شناخته شد، زمانی که ارسطو به یکی از سولفید های آن به عنوان "sandarach" یا سرب قرمز اشاره کرد. آلبرتوس مگنوس، فیلسوف و کیمیاگر آلمانی، اولین عنصر را در سال 1250 جدا کرد.
براساس آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، کلمه آرسنیک از کلمه فارسی "زرنیخ" به معنای "زرنیخ زرد"(orpiment) است که یونانیها آن را "آرسنیکون" پذیرفته اند. کلمه نیز مربوط به کلمه یونانی "arsenikos" است، به معنی "مردانه" یا "قوی". کلمه لاتین برای آن "arsenicum" شد.
تحت فشار اتمسفری استاندارد، آرسنیک sublimes به طور مستقیم از حالت جامد به حالت گاز بدون تبدیل شدن به یک مایع تغییر می کند. با این حال، هنگامی که تحت فشار بالا قرار می گیرد، به مایع تبدیل می شود.
آرسنیک دارای اشکال و یا آلوتروپی یا چند گونی است. شایع ترین فلز خاکستری است و به دنبال آن زرد و سپس سیاه است. آرسنیک خاکستری، تنها شکل مورد استفاده در صنعت، پایدار ترین و قوی ترین هادی برق است.
آرسنیک به طور طبیعی در محیط در هر دو آلی (اتم های آرسنیک با کربن) و فرم های غیر آلی (بدون کربن) رخ می دهد. آرسنیک معدنی، نوع فراوان ترین، با بسیاری از عناصر دیگر، به ویژه گوگرد، اکسیژن و کلر، واکنش می دهد. آرسنیک معدنی نوعی است که با اثرات نامطلوب بهداشتی بیشتر همراه است.
تعداد اتمی (تعداد پروتون ها در هسته): 33
نماد اتمی (در جدول تناوبی عناصر): As
وزن اتمی (میانگین جرم اتم): 74.92160
تراکم: 5.776 گرم در سانتیمتر مکعب
فاز در دمای اتاق: جامد
نقطه ذوب: 1،502.6 درجه فارنهایت (817 درجه سلسیوس)
نقطه جوش: 1،117.4 F (603 C)
تعداد ایزوتوپ ها (اتم های یک عنصر با تعداد دیگری از نوترون ها): 33؛ 23
ایزوتوپ های رایج: As-75 (100 درصد فراوانی طبیعی)
خطرات آرسنیک
دانشمندان، متخصصان اطفال و مدافعان بهداشت عمومی به طور فزاینده ای در مورد اثرات نامطلوب و طولانی مدت سلامتی در معرض قرار گرفتن نوزادان و کودکان در برابر آرسنیک موجود در آب و بعضی از غذاها مانند محصولات برنج، غذاهای دریایی هشدار دادند
آرسنیک عنصری معدنی و قابل حل است که به شدت سمی است. مصرف آرسنیک معدنی طی یک دوره طولانی می تواند منجر به مسمومیت مزمن با آرسنیک (arsenicosis) شود. اثرات، آرسنیک بسته به میزان قرار گرفتن در معرض آن می تواند سالها طول بکشد، که شامل ضایعات پوستی، نوروپاتی محیطی، دیابت، بیماری های قلبی عروقی و سرطان است.
آرسنیک کجا یافت می شوند
آرسنیک در همه جا یافت می شود. این می تواند به آب های زیرزمینی از طریق سنگ ها و خاک نفوذ کند و در آفت کش ها، مواد نگهدارنده چوب و تنباکو مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از آتشفشان ها و فرایندهای معدنی به محیط زیست منتقل می شود.
آرسنیک در آب های زیرزمینی یک مشکل گسترده است. سطوح آرسنیک در آب آشامیدنی که از منابع زمینی مانند چاهها به وجود می آید، بیشتر از آب از منابع سطحی، مانند دریاچه ها یا مخازن است.
کاهش در میزان قرارگیری در معرض آرسنیک را می توان با غربالگری از منابع آب آشامیدنی با افزایش آگاهی به دست آورد
چگونه بدن آرسنیک را جذب می کند؟
بیشتر آرسنیک از طریق غذا یا آب وارد بدن می شود. آرسنیک در آب آشامیدنی مشکلی در بسیاری از کشورها در سراسر جهان از جمله بنگلادش، شیلی، چین، ویتنام، تایوان، هند و ایالات متحده است.
آرسنیک نیز ممکن است در غذاها، از جمله برنج و برخی از ماهی ها یافت شود، جایی که از طریق جذب خاک و آب موجود است. همچنین با تنفس , یا از طریق پوست,گرد و غبار حاوی آرسنیک وارد بدن شود، هرچند این یک روش عمده قرار گرفتن در معرض آرسنیک نیست
مقدار آرسنیک در آب آشامیدنی چقدر است؟
حداکثر سطح آرسنیک که در آب آشامیدنی ایالات متحده مجاز است، 10 قسمت در میلیارد (ppb) است. این استاندارد توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) تعیین شده است. بعضی از ایالت ها مانند نیوجرسی استانداردهای آب آشامیدنی دقیق تر را برای آرسنیک نسبت به 10 ppb دارند. استانداردهای آرسنیک برای چاه های خصوصی وجود ندارد.
طبق استاندارد ایران میزان آرسنیک در آب آشامیدنی 10 میکروگرم بر لیتر است
از آنجا که آرسنیک بی مزه، بی رنگ و بی بو است، آزمایش برای شناسایی مورد نیاز است. تقریبا 7 درصد از چاه های موجود ( آمریکا)سطح آرسنیک بالاتر از استاندارد EPA فعلی 10 ppb.2 است
سطح آرسنیک در ایالات متحده در جوامع روستایی در جنوب غربی، غرب میانه و شمال شرقی بیشتر است. سطوح آرسنیک در کشورهایی مانند بنگلادش در بیش از 3000 ppb اندازه گیری شده است
چگونه می توانم دریابیم آرسنیک در آب آشامیدنی وجود دارد؟
برای این کار باید حتما نمونه نمونه ای از آب خود را به آزمایشگاه بفرستید آرسنیک بی بو و بی رنگ است و بدون آزمایش تشخیص آن ممکن نیست
چگونه آرسنیک را از آب آشامیدنی خود حذف کنم؟
سعی نکنید آرسنیک را با جوشاندن آب از بین ببرید. علاوه بر این، ضدعفونی کلر سفید کننده آرسنیک را حذف نخواهد کرد. روش هایی مانند اسمز معکوس، اولترا فیلتراسیون، و یا تبادل یونی.
چگونه آرسنیک بر مردم تاثیر می گذارد؟
آرسنیک بر طیف وسیعی از اندام ها و سیستم ها تأثیر می گذارد از جمله:
پوست
سیستم عصبی
دستگاه تنفسی
سیستم قلبی عروقی
کبد، کلیه، مثانه و پروستات
سیستم ایمنی
سیستم غدد درون ریز
فرایندهای توسعه
راه های کاهش خطر آرسنیک
آب آشامیدنی خود را آزمایش کنید.
یک رژیم غذایی متعادل برای تغذیه خوب داشته باشید و انواع مختلفی از غلات را بخورید تا بتوانید اثرات منفی سلامتی را که ممکن است از خوردن بیش از هر یک از غذاها به حداقل برسد، کاهش دهید
استفاده در کشاورزی
از آنجایی که آرسنیک سمی قوی است، کشاورزان و همچنین دولت ایالات متحده در اوائل قرن بیستم بعنوان سمومی برای جوندگان و آفت کش ها بکار می رفت. چندین دهه بود که این ماده شیمیایی سرطان زا را در مواد غذایی عرضه می کردند. در دهه 1980، تمام این آفت کش ها آرسنیت در نهایت ممنوع شد، اما برخی از بقایای امروز در خاك یافت می شود،
از دهه 1940، محافظت از چوب با استفاده از آرسنیک، مانند آرسنات مس کروماتیک (CCA)، به طور گسترده ای برای جلوگیری از فساد در چوب استفاده می شود. با وجود اینکه این مواد نگهدارنده هنوز رسما ممنوع نشده است، تولید کنندگان به طور داوطلبانه تولید محصولات چوب تحت درمان با آرسنیک را در سال 2003 متوقف کردند.
استفاده در پزشکی
در سال 1786، یک متخصص بریتانیایی به نام توماس فاولر، Thomas Fowler presentedتونیک درمان شده با آرسنیک خود را به نام فاولر معرفی کرد. تونیک معمولا برای درمان بیماری های پوستی مانند پسوریازیس استفاده می شود. متأسفانه مشخص شد درافرادی که از این محصول استفاده می کردند خطر ابتلا به سرطان را به میزان قابل توجهی افزایش دادند، به خصوص در محل دقیق محلول استفاده شده. طبق نظر دانشکده دارتموث، استفاده از آن بین دهه 1930 و 1950 به پایان رسیده است.
در سال 1910، Paul Ehrlich متخصص داروسازی آلمان داروهای آرنسین مبتنی بر Salvarsan را نیز به نام آرزفنامین به عنوان درمان برای سیفلیس،معرفی کردند بیماری که در آن زمان بتدریج و غیر قابل درمان بود، . طبق اخبار شیمی و مهندسی، این دارو فوق العاده مؤثر بوده و به عنوان داروی برتر برای درمان سیفلیس باقی ماند تا اینکه پنسیلین در دهه 1940 در دسترس قرار گرفت.
Ehrlich از Salvarsan اولین گام در جهت شیمیدرمانی هدفمند بود. طبق گفته استنتون، امروزه، ترانس اکسید آرسنیک یک دارو بسیار موثر برای درمان افراد مبتلا به لوسمی حاد پرومیلوسیتی است.
استفاده صنعتی
آرسنیک گاهی اوقات با سرب آلیاژ می شود تا فلز سخت تر و با دوام بیشتری تولید کند. برخی از مناطق استفاده شامل باتری و گلوله های اتومبیل می باشد. تا همین اواخر، آرسنیک به طور معمول در تولید شیشه مورد استفاده قرار گرفت. با این حال، به دلیل فشار از EPA و محیط زیست، اکثر تولید کنندگان شیشه آرسنیک را متوقف کرده اند.
طبق آزمایشگاه ملی لوس آلاموس:
آرسنیک اغلب به عنوان یک ماده دوپینگ برای دستگاه های مانند ترانزیستورها استفاده می شود.
گالسیوم آرسنید در لیزرهایی استفاده می شود که برق را به نور منسجم تبدیل می کنند.
ترکیبات آرسنیک مانند سبز پاریس، آرسنات کلسیم و آرسنات سرب به عنوان حشره کش ها و سموم دیگر مورد استفاده قرار می گیرند.
آرسنیک در صنایع آتش نشانی استفاده می شود تا رنگ بیشتری برای شعله فراهم شود.
آرسنیک کروی سرب را بهبود می بخشد.
حقایق کلیدی در مورد آرسنیک
1-آرسنیک به طور طبیعی در سطوح بالای آبهای زیرزمینی تعدادی از کشورها حضور دارد.
2-آرسنیک در فرم غیر معدنی بسیار سمی است.
3-آلودگی آب که برای نوشیدن، تهیه غذا و آبیاری از محصولات غذایی استفاده می شود، بیشترین خطر را برای سلامتی عمومی از آرسنیک به شمار می رود.
4-قرار گرفتن در معرض آرسنیک از آب آشامیدنی و مواد غذایی باعث ایجاد ضایعات پوستی و سرطان می شود. همچنین با بیماری های قلبی عروقی و دیابت همراه است. قرار گرفتن در دوران کودکی با تأثیرات منفی در توسعه شناختی و افزایش مرگ و میر در سنین جوانی ارتباط دارد.
5-مهمترین اقدام در جوامع آسیب دیده، جلوگیری از قرار گرفتن در معرض آرسنیک با تامین آب آشامیدنی است
6-اگر چه ثابت نشده است، شایعه است که ناپلئون بناپارت به آرامی با مسمومیت آرسنیک ، که در نهایت منجر به مرگ او در سال 1821.شد اگر چه امروز مرگ او یک مورد سرطان پیشرفته معده ثبت شده ولی بسیاری هنوز هم بر این باورند که آرسنیک نقش مهمی بازی کرده است.
7-در دوران ویکتوریا، آرسنیک سفید، یا ترانس اکسید آرسنیک (As2O3)، به طور گسترده ای در دسترس بوده و در فروشگاه های مواد غذایی فروخته می شود. زنان آرسنیک را با سرکه یا گچ مخلوط می کنند یا به عنوان یک وسیله تقویت کننده صورت می زدنند
در سایت دانستنی دردانم بیشتر بخوانید:
پیوند کووالانسی چیست
چرا آب یک حلال قطبی است
تفاوت بین اتم و یون چیست؟
تفاوت بین آب سخت با آب نرم چیست؟
حقایق سیلیکون
انواع پیوند شیمیایی در پروتئین
کاتالیزور چیست