สารหนูออกไซด์: การได้มาและคุณสมบัติ

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

ในตารางธาตุ ธาตุเคมีเช่นสารหนูจะอยู่ในตำแหน่งบนขอบโลหะและอโลหะ ในกิจกรรมของมันคือระหว่างไฮโดรเจนกับทองแดง ลักษณะที่ไม่ใช่โลหะเป็นที่ประจักษ์ในความจริงที่ว่ามันสามารถแสดงสถานะออกซิเดชันของ -3 (AsH₃ - arsine) สารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันบวก +3 มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริกและมีคุณสมบัติเป็นกรดในระดับ +5 สารหนูออกไซด์คืออะไร

ออกไซด์และไฮดรอกไซด์

มีสารหนูออกไซด์ดังต่อไปนี้ As₂O₃ และ As₂O5_{. นอกจากนี้ยังมีไฮดรอกไซด์ที่เกี่ยวข้อง:}

• Meta-arsenous acid HAsO₂.
• กรดออร์โธอาร์เซนิก H₃AsO₃.
• กรดเมตา-อาร์เซนิก HAsO₃.
• กรดออร์โธอาร์เซนิก H₃AsO₄.
• กรดไพโรมาร์เซนิกH₄As₂O₇.

สารหนูไตรออกไซด์คืออะไร

สารหนูก่อตัวเป็นออกไซด์ 2 ชนิด ซึ่ง As₂O₃ มีชื่อไตรออกไซด์ เป็นสารที่มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ แต่ก็ไม่ใช่สารเคมีที่ไม่เป็นอันตรายอย่างแน่นอน เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่เป็นแหล่งหลักของสารประกอบออร์แกนิก (สารประกอบที่มีพันธะเคมีกับคาร์บอน) และอื่นๆ อีกมากมาย การใช้งาน As₂O₃ จำนวนมากเป็นที่ถกเถียงกันเนื่องจากลักษณะที่เป็นพิษขององค์ประกอบ ชื่อทางการค้าของสารประกอบนี้คือ Trisenox

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับไตรออกไซด์

สูตรเคมีของสารหนูไตรออกไซด์คือ As₂O₃ น้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบนี้คือ 197.841 กรัม/โมล มีหลายวิธีในการรับออกไซด์นี้ หนึ่งในนั้นคือการคั่วแร่ซัลไฟด์ ปฏิกิริยาเคมีดำเนินการดังนี้:

2As₂O₃ + 9O₂ → 2As₂ O₃ + 6SO₂

ออกไซด์ส่วนใหญ่จะเป็นผลพลอยได้จากการแปรรูปแร่อื่นๆ Arsenopyrite เป็นสิ่งเจือปนทั่วไปในทองคำและทองแดง และจะปล่อยสารหนูไตรออกไซด์เมื่อถูกความร้อนในที่ที่มีอากาศ นี้อาจนำไปสู่พิษร้ายแรง

โครงสร้างของสารหนูไตรออกไซด์

สารหนูไตรออกไซด์มีสูตร As₄O₆ ในของเหลวและแก๊สเฟส (ต่ำกว่า 800 องศาเซลเซียส) ในระยะเหล่านี้ เป็นโครงสร้างแบบมีโครงสร้างที่มีฟอสฟอรัสไตรออกไซด์ (P₄O₆) แต่ที่อุณหภูมิสูงกว่า 800 องศาเซลเซียส As₄O₆ แตกออกเป็นโมเลกุล As₂O3_{. ในระยะนี้ เป็นโครงสร้างที่มีไอโซตรอนไตรออกไซด์ (N}2_O3_{) ในสถานะของแข็ง สารประกอบนี้แสดงความสามารถหลายรูปแบบ (ความสามารถในการมีอยู่ในโครงสร้างผลึกสองรูปแบบขึ้นไป)}

คุณสมบัติของสารหนูไตรออกไซด์

คุณสมบัติหลักบางประการของสารหนูไตรออกไซด์มีดังนี้:

• สารละลายของไตรออกไซด์ทำให้เกิดกรดอ่อนกับน้ำ ทั้งนี้เนื่องจากสารประกอบนี้เป็นสารหนูแอมโฟเทอริก
• ละลายได้ในสารละลายอัลคาไลน์และให้สารหนู
• สารหนูไตรออกไซด์มีความสามารถในการละลายสูงในกรดไฮโดรคลอริก (HCl) และในที่สุดก็ให้สารหนูไตรคลอไรด์และกรดเข้มข้น
• มันผลิตเพนออกไซด์ (As₂O₅) ในที่ที่มีสารออกซิไดซ์อย่างแรง เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ โอโซน และกรดไนตริก
• แทบจะละลายในตัวทำละลายอินทรีย์
• เขาดูเหมือนของแข็งสีขาวในสภาพร่างกายปกติของเขา
• มีจุดหลอมเหลว 312.2°C และจุดเดือด 465°C
• ความหนาแน่นของสารนี้คือ 4.15 g/cm³.

การใช้สารหนูไตรออกไซด์ในยา

สารเคมีนี้จัดอยู่ในกลุ่มยาต้านมะเร็งและใช้ในการรักษามะเร็ง ความเป็นพิษสารหนูเป็นที่รู้จักกันดี แต่สารหนูไตรออกไซด์เป็นยาเคมีบำบัดและมีการใช้เพื่อรักษามะเร็งบางชนิดมานานหลายปี โซลูชันที่ใช้สำหรับการประมวลผลนี้เรียกว่าโซลูชันของฟาวเลอร์ ในปี พ.ศ. 2421 โรงพยาบาลเมืองบอสตันรายงานว่าวิธีแก้ปัญหานี้อาจมีประสิทธิภาพในการลดจำนวนเม็ดเลือดขาวของบุคคล

เป็นผลให้ ₂O₃ ส่วนใหญ่ใช้รักษามะเร็งเม็ดเลือดขาว จนกระทั่งการฉายรังสีมาแทนที่ แต่หลังจากทศวรรษที่ 1930 มะเร็งเม็ดเลือดขาวก็ค่อยๆ กลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว จนกระทั่งมีการบำบัดด้วยเคมีบำบัดสมัยใหม่ สารหนูออกไซด์นี้ถือเป็นการรักษาที่ดีที่สุดสำหรับมะเร็งเม็ดเลือดขาวเรื้อรังแบบมัยอีโลจีนัส แม้กระทั่งทุกวันนี้ สารนี้ยังใช้รักษามะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดเฉียบพลันกลุ่มโพรมัยอีโลไซติกชนิดเฉพาะหลังจากทำเคมีบำบัดเรตินอยด์หรือแอนทราไซคลินไม่สำเร็จ นอกจากนี้ยังใช้รักษามะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์เรื้อรัง มะเร็งต่อมน้ำเหลืองหลายชนิด มะเร็งเม็ดเลือดขาวเฉียบพลันชนิดมัยอีลอยด์ มะเร็งต่อมน้ำเหลือง มะเร็งของระบบน้ำเหลือง

ใช้ไตรออกไซด์

สารหนูไตรออกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแก้วไร้สี สารประกอบนี้ยังมีประโยชน์ในด้านอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และโลหะผสมบางชนิด นอกจากนี้ยังใช้ในสี สารหนูไตรออกไซด์อาจเป็นการรักษาเนื้องอกในสมองอย่างมีประสิทธิภาพ

สมัยก่อนมีการใช้สารนี้ในทางทันตกรรม แต่เนื่องจากเป็นสารประกอบที่เป็นพิษสูง จึงนิยมใช้กันในปัจจุบันหยุดโดยทันตแพทย์ สารหนูออกไซด์ (สูตร As₂O₃) ยังใช้เป็นสารกันบูดไม้ แต่วัสดุดังกล่าวถูกห้ามใช้ในหลายส่วนของโลก เมื่อรวมกับคอปเปอร์อะซิเตท สารหนูไตรออกไซด์จะสร้างเม็ดสีเขียวสดใส

สารพิษสูง

ไตรออกไซด์นั้นมีความเป็นพิษสูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังที่จำเป็นก่อนใช้งานเสมอ อาจเป็นอันตรายได้ในกรณีต่อไปนี้:

• กำลังกิน. หาก As₂O₃ ถูกกลืนเข้าไปโดยไม่ได้ตั้งใจ ให้ไปพบแพทย์ทันที ไม่แนะนำให้พยายามทำให้อาเจียนก่อนไปพบแพทย์ ถอดเสื้อผ้าที่คับแน่น ถอดเนคไท ปลดกระดุม เข็มขัด ฯลฯ
• สัมผัสทางผิวหนัง. ในกรณีที่สัมผัสกับพื้นผิวใดๆ ของร่างกาย ให้ล้างบริเวณที่ได้รับผลกระทบด้วยน้ำปริมาณมากทันที ควรถอดเสื้อผ้าและรองเท้าที่เปื้อนออกทันทีและล้างก่อนนำมาใช้ใหม่ ในกรณีที่สัมผัสกับผิวหนังอย่างรุนแรง คุณควรไปพบแพทย์ทันที การล้างบริเวณที่ติดเชื้อด้วยสบู่ฆ่าเชื้อและทาครีมต้านเชื้อแบคทีเรียอาจช่วยได้
• สบตา. ถ้า As₂O₃ เข้าตา สิ่งแรกที่ต้องทำคือถอดคอนแทคเลนส์และล้างตาด้วยน้ำปริมาณมาก น้ำเป็นเวลา 15 นาที ขอแนะนำให้ใช้น้ำเย็น ขนานนี้ต้องมีคนเรียกรถพยาบาล
• หายใจเข้า. ผู้ที่สูดดมก๊าซนี้ควรไปที่อื่นที่มีอากาศบริสุทธิ์ คุณควรไปพบแพทย์ทันที หากหายใจลำบากควรให้ออกซิเจนทันที หากผู้บาดเจ็บไม่สามารถหายใจได้เอง ควรให้เครื่องช่วยหายใจ
• สารนี้อาจเป็นพิษต่อมนุษย์ หากปริมาณสารหนูไตรออกไซด์เข้าสู่ร่างกายมากเกินไป อาจถึงขั้นเสียชีวิตได้ ควรใช้แว่นตานิรภัยและถุงมือขณะทำงานกับ As₂O₃ งานควรทำในที่ที่มีอากาศถ่ายเทสะดวก

ผลข้างเคียง

ผลข้างเคียงที่พบบ่อยของสารนี้ได้แก่:

• เบื่ออาหาร;
• อาเจียน;
• คลื่นไส้
• ปวดท้อง;
• ท้องผูก;
• ปวดหัว;
• เมื่อยล้า;
• เวียนศีรษะ
• ไข้;
• ปัญหาการหายใจ;
• จำนวนเม็ดเลือดขาวสูง;
• น้ำตาลในเลือดสูง;
• ผื่นผิวหนัง.

ผลข้างเคียงที่พบได้น้อยได้แก่:

• ปากแห้ง;
• กลิ่นปาก;
• เจ็บหน้าอก;
• จำนวนเม็ดเลือดขาวต่ำ;
• ปวดกล้ามเนื้อและกระดูก;
• หน้าและตาบวม;
• ท้องเสีย;
• สั่น
• น้ำตาลในเลือดต่ำ;
• ระดับออกซิเจนในเลือดต่ำ

หายากผลข้างเคียง As₂O₃:

• หัวใจเต้นผิดปกติ (อาจทำให้เสียชีวิตได้);
• น้ำหนักขึ้น;
• เป็นลม;
• ขาดสติ;
• โคม่า;
• ท้องบวม;
• ผิวคล้ำ.

อาการที่คุกคามชีวิตจากการได้รับสารหนูไตรออกไซด์ ได้แก่ น้ำหนักขึ้น มีไข้ หายใจลำบาก หายใจลำบาก เจ็บหน้าอก ไอ

อาร์เซนิกไตรออกไซด์เป็นพิษร้ายแรงที่อาจถึงตายได้ อย่างไรก็ตามมีประโยชน์ในด้านการแพทย์ ต้องใช้ความระมัดระวังเสมอ

ปฏิกิริยาเคมี

อาร์เซนิกไตรออกไซด์เป็นสารหนูที่มีออกไซด์สูงกว่าแอมโฟเทอริก และสารละลายที่เป็นน้ำของมันมีสภาพเป็นกรดเล็กน้อย ดังนั้นจึงสามารถละลายในสารละลายอัลคาไลน์เพื่อผลิตสารหนูได้ ละลายได้น้อยกว่าในกรด ยกเว้นกรดไฮโดรคลอริก

เฉพาะกับตัวออกซิไดซ์ที่แรง เช่น โอโซน ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และกรดไนตริก ทำให้เกิดสารหนูเพนตาออกไซด์ที่มีความเป็นกรด +5 As₂O ₅ . ในแง่ของความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน สารหนูไตรออกไซด์นั้นแตกต่างจากฟอสฟอรัสไตรออกไซด์ซึ่งไหม้ได้ง่ายเป็นฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์ ลดปริมาณสารหนูหรือสารหนู (AsH₃).

สารหนูเพนทอกไซด์

สูตรเคมีของเพนทอกไซด์คือ As₂O₅ มวลโมลาร์เท่ากับ 229.8402 ก./โมล เป็นผงดูดความชื้นสีขาวมีความหนาแน่น 432g/cm³. จุดหลอมเหลวสูงถึง 315°C ซึ่งจะเริ่มสลายตัว สารนี้มีความสามารถในการละลายได้ดีในน้ำและแอลกอฮอล์ คุณสมบัติของสารหนูทำให้เกิดความเป็นพิษสูงและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่พบได้น้อย มีความเป็นพิษสูง ดังนั้นจึงมีการใช้งานเชิงพาณิชย์อย่างจำกัด ต่างจากสารหนูออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูง (สูตร As₂O_3).

สารหนูเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นพิษและเป็นสารก่อมะเร็ง ไตรออกไซด์ของมันคือผงที่ละลายน้ำได้ซึ่งให้สารละลายที่ไม่มีสี ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น เป็นวิธีที่นิยมในการฆ่าในยุคกลาง การใช้งานยังคงดำเนินต่อไปในวันนี้ แต่เพื่อจุดประสงค์ที่สงบสุขและในปริมาณเล็กน้อย