Мышьяк какой элемент

Мышьяк (название произошло от слова мышь, использовали для травли мышей) – тридцать третий элемент периодической системы. Относится к полуметаллам. В соединение с кислотой он не образует солей, являясь кислотообразующим веществом. Может образовывать аллотропные модификации. Мышьяк имеет три известные на сегодняшний день структуры кристаллической решётки. Жёлтый мышьяк проявляет свойства типичного неметалла, аморфный – чёрный и самый устойчивый металлический, серый. В природе чаще всего встречается в виде соединений, реже – в свободном состоянии. Наиболее распространёнными являются соединения мышьяка с металлами (арсениды), такие как: мышьяковистое железо (арсенопирит, ядовитый колчедан), никелин (купферникель, назван так из-за своей схожести с медной рудой). Мышьяк является малоактивным элементом, нерастворим в воде, а его соединения относятся к слаборастворимым веществам. Окисление мышьяка происходит во время нагрева, при комнатной температуре эта реакция протекает очень медленно.

Все мышьяковые соединения являются очень сильными токсинами, которые оказывают негативное влияние не только на желудочно-кишечный тракт, но и на нервную систему. Истории известно много нашумевших случаев отравления мышьяком и его производными. Соединения мышьяка использовались в качестве яда не только в средневековой Франции, они были известны ещё в древнем Риме, Греции. Популярность мышьяка как сильнодействующего яда объясняется тем, что обнаружить его в пище практически нереально, он не имеет ни запаха, ни вкуса. При нагревании, превращается в оксид мышьяка. Диагностировать отравление мышьяком достаточно сложно, так как оно имеет схожие симптомы с различными заболеваниями. Чаще всего отравление мышьяком путают с холерою.

Где применяется мышьяк?

Несмотря на свою токсичность, производные мышьяка применяют не только для травли мышей и крыс. Поскольку чистый мышьяк обладает высокой электропроводимостью, то его используют как легирующую добавку, которая придаёт таким полупроводникам, как германий, кремний проводимость необходимого типа. В цветной металлургии мышьяк применяется в качестве присадки, которая придаёт сплавам прочность, твёрдость и коррозионную стойкость в загазованной среде. В стекловарении его добавляют в небольших количествах для осветления стёкол, кроме того, он входит в состав знаменитого «венского стекла». Никелин используют для окраски стекла в зелёный цвет. В кожевенном деле сульфатные соединения мышьяка используют при обработке шкур для удаления волосков. Мышьяк входит в состав лаков и красок. В деревообрабатывающий промышленности применяют мышьяк как антисептик. В пиротехнике из сульфидных соединений мышьяка изготавливают «греческий огонь», применяют в производстве спичек. Некоторые соединения мышьяка используют в качестве боевых отравляющих веществ. Токсические свойства мышьяка используются в стоматологической практике для умерщвления пульпы зуба. В медицине, препараты мышьяка применяют в качестве лекарства, повышающего общий тонус организма, для стимуляции увеличения количества эритроцитов. Мышьяк оказывает угнетающее действие на образование лейкоцитов, поэтому его используют при лечении некоторых форм лейкоза. Известно огромное количество медицинских препаратов, созданных на основе мышьяка, но в последнее время их постепенно заменяют менее токсичные лекарства.

Несмотря на свою токсичность, мышьяк является одним из самых необходимых элементов. При работе с его соединениями необходимо придерживаться правил техники безопасности, что поможет избежать нежелательных последствий.

Мышьяковая кислота

Смотреть что такое «Мышьяковая кислота» в других словарях:

  • Мышьяковая кислота — H3AsO4, трёхосновная неорганическая кислота; см. Мышьяк … Большая советская энциклопедия

  • Мышьяковистая кислота — Мышьяковистая кислота(HAsO2),существующая только в растворе, при выпаривании снова образуется оксид мышьяка(III) и вода; кислота слабая. Крайне ядовита, как и все соединения мышьяка. Получение Её получают по реакции взаимодействия оксида мышьяка… … Википедия

  • МЫШЬЯК — (Arsenum, Arsenium, Arseni cum), твердый металлоид, симв. As; ат. в. 74,96. В периодической системе элементов занимает по порядку 33 е место, в 5 м ряду V группы. Природные соединения М. с серой (реальгар и аурипигмент) были известны еще в… … Большая медицинская энциклопедия

  • Краски органические искусственные* — Развитие производства и применения искусственных органических К. тесно связано с историей научного исследования каменноугольной смолы. Изучая состав последней, Рунге в 1834 г. впервые нашел в ней анилин и фенол. Анилин, полученный уже ранее… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Краски органические искусственные — Развитие производства и применения искусственных органических К. тесно связано с историей научного исследования каменноугольной смолы. Изучая состав последней, Рунге в 1834 г. впервые нашел в ней анилин и фенол. Анилин, полученный уже ранее… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Мышьяк — Эта статья состоит из I) химической части и II) медицинской и санитарной. I. М. (хим.), As (Arsenicum), атомный вес 75 принадлежит к элементам, известным с глубокой древности, хотя подробное изучение его соединений относится к сравнительно… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • МЫШЬЯК — As (arsenicum), химический элемент VA подгруппы периодической системы элементов, относится к семейству азота N, P, As, Sb, Bi. Мышьяк наиболее известен из за использования его и его соединений в качестве яда. В рудах встречается в виде сульфидов … Энциклопедия Кольера

  • Словарь химических формул — Здесь приведён список химических веществ с их химическими формулами (обычно брутто) и номером CAS, по алфавиту формулы. Оглавление: A B C Ca Cu D E F G H I K L M N O P R S T U V W X Y Z … Википедия

  • Список неорганических соединений по элементам — Основная статья: Неорганические соединения Список неорганических соединений по элементам информационный список неорганических соединений, представленный в алфавитном порядке (по формуле) для каждого вещества, водородные кислоты элементов (при их… … Википедия

  • Бобовая или гороховая руда — шаровидная концентрически скорлуповатая разность водного бурого железняка, довольно распространенная железная руда. Гороховидные или бобовидные шарики величиною с горошину и больше (1 1½ сантиметра в диаметре), состоят из грязного оливково… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Мышь, мышьяк и Калле-сыщик

Е. Стрельникова
«Химия и жизнь» №2, 2011

Чем порадовать читателей в Международный год химии? Конечно же, рассказами о веществах, которые используют не только во благо, но и, к сожалению, во зло. За каждым таким веществом стоит интересная история науки, история идей и людей. К тому же вещества-преступники — излюбленные герои в произведениях мастеров детективного жанра и романах, в том числе классических, которые не грех вспомнить лишний раз. Серия таких рассказов будет опубликована в этом году в нашей новой рубрике «Криминальная химия».

«Калле вытащил из кармана синих штанов кусок шоколада и показал своему воображаемому собеседнику: — У меня есть основания предполагать, что этот шоколад отравлен мышьяком. Воображаемый собеседник поежился от страха. — Ведь такие вещи случались и раньше, — безжалостно продолжал знаменитый сыщик. — А преступники часто подражают друг другу. — Но как же узнать, есть там мышьяк или нет? — спросил воображаемый собеседник, растерянно глядя на шоколад. — Надо сделать небольшой опыт, — спокойно ответил знаменитый сыщик. — Способ Марша. Я как раз этим и собираюсь заняться. Воображаемый собеседник восторженно оглядел чулан. — Да у вас прелестная лаборатория! — воскликнул он. — Насколько я понимаю, вы сведущий химик. — Как вам сказать… сведущий… Конечно, большую часть своей долгой жизни я посвятил изучению химии, — согласился знаменитый сыщик. — Химия и криминалистика неразделимы, мой юный друг. Понимаете? Если бы здесь присутствовали бедные родители Калле, они могли бы подтвердить, что большая часть долгой жизни знаменитого сыщика была действительно посвящена изучению химии, и как раз в этом чулане. Правда, они, скорее всего, выразились бы несколько иначе. Они, пожалуй, предпочли бы сказать, что он несколько раз пытался взорвать себя и весь дом, чтобы удовлетворить свое исследовательское любопытство, которое не всегда подкреплялось точными знаниями. Но воображаемому собеседнику был чужд скепсис, свойственный родителям. Он с интересом наблюдал, как знаменитый сыщик доставал с полки какие-то приборы, спиртовку, разные стеклянные трубки и банки. — А как его делают, этот опыт? — спросил он нетерпеливо. Знаменитый сыщик только и ждал случая просветить своего собеседника. — Прежде всего нам нужен аппарат для получения водорода, — важно сказал он. — Вот он. Это обыкновенная колба, в которую я наливаю серную кислоту и кладу несколько кусочков цинка. Тут выделяется водород, так? Если теперь сюда ввести мышьяк в каком угодно виде, то получится газ AsH3 — мышьяковистый водород. Отсюда газ поступает для просушивания в трубку с сухим хлористым кальцием, а затем вот в эту узенькую трубочку. Здесь мы подогреваем газ на спиртовке, и он распадается на водород и чистый мышьяк, причем мышьяк осаждается на стенках трубки в виде блестящего серо-черного налета. Так называемое мышьяковое зеркало — надеюсь, вы о нем слышали, мой молодой друг? Его молодой друг никогда ни о чем не слышал, но он с неослабевающим интересом следил за всеми приготовлениями. — Но не забудьте — я вовсе не утверждаю, что в шоколаде действительно есть мышьяк, — заметил Калле, когда он наконец зажег спиртовку. — Просто я для порядка делаю небольшой опыт и искренне надеюсь, что мои подозрения неосновательны. В чулане воцарилась тишина. Знаменитый сыщик настолько погрузился в исследования, что совсем позабыл о своем юном друге. Стеклянная трубочка подогрета. Калле измельчил кусочек шоколада, всыпал его через воронку в колбу и принялся ждать, затаив дыхание. Что такое? Да это же оно! Мышьяковое зеркало! Страшное доказательство его правоты. Не веря своим глазам, Калле уставился на пробирку. В глубине души он все время сомневался. Теперь сомнения рассеялись. Но ведь это означает… означает что-то ужасное! Дрожащими руками он погасил спиртовку. Воображаемого собеседника уже не было. Он исчез в тот самый момент, когда знаменитый опытный сыщик опять превратился в маленького испуганного Калле».

Откуда Калле взял отравленный шоколад и что было дальше, вы можете узнать из книги Астрид Линдгрен «Приключения Калле Блумквиста». Отрывок взят из повести «Калле Блумквист рискует» (рекомендуем перевод Н. Городинской). А наш рассказ — о мышьяке.

Кто же не знает мышьяк!

Слово это хорошо знакомо даже тем, кто не изучал химию, как синоним сильного яда. Тем, кто химию изучал и знаком с таблицей Менделеева, известно, что «мышьяк» — название химического элемента. Им известно также, что в большинстве случаев название химического элемента совпадает с названием простого вещества этого химического элемента. Значит ли это, что в шоколад было подмешано простое вещество мышьяк (точнее, одна из его аллотропных модификаций)? Нет, ведь простое вещество мышьяк малотоксично.

В качестве яда с давних пор используют оксид мышьяка(III) As2O3, который и называют в быту «мышьяк», а в технике — «белый мышьяк». Это вещество известно человеку с античных времен, его упоминает в своих трудах Аристотель (IV в до н. э.). Наши предки хорошо знали токсичность «мышьего зелья» и пользовались ею. История знает немало случаев отравления из политических соображений. Одной из жертв такого преступления стал галицкий князь Дмитрий Юрьевич Шемяка, который, по свидетельству Новгородской летописи, «умре с отравы» в 1453 году. А Ермолинская летопись приводит подробности злодеяния: дьяк Стефан Бородатый привез зелье из Москвы и передал его новгородскому боярину Исааку Борецкому, который «подкупил княжа Дмитреева повара, именем Поганка, той же даст ему зелие в куряти». «Заказчиком» преступления был, по общему мнению, великий князь Московский Василий II (Темный). Если помните, Темным его прозвали за то, что он был ослеплен, и ослеплен по приказу не кого иного, как Дмитрия Шемяки. Но жестокий поступок Шемяки был актом возмездия за брата, Василия Юрьевича, которого ранее подобным образом ослепил сам Василий II, тогда еще не Темный. Самый непостижимый для современного человека факт — все эти князья, два Василия и Дмитрий, были внуками Дмитрия Донского, то есть близкими родственниками! Вот что делает с людьми стремление к власти. А для нас эта темная история интересна тем, что в 1987 году останки князя Дмитрия, перенесенные в XVII веке в Софийский собор Новгорода Великого из Георгиевского собора Юрьева монастыря, были подвергнуты исследованию и в них обнаружили мышьяк в количестве, на порядок превышающем нормальное. Поганкино кушанье, оказывается, было начинено мышьяком! (См. «Химию и жизнь», 1998, № 7.)

Слово «мышьяк» в русской письменной речи впервые отмечено в XVII веке (в устной, надо думать, — гораздо раньше). В список же химических элементов мышьяк попадает только в 1789 году с легкой руки Лавуазье (простое вещество, так называемый элементарный мышьяк, получено было раньше; еще в XIII веке Альберт Великий описал его получение из природных соединений). Из этого следует, что русское название элемента № 33 произошло от названия его ядовитого оксида.

Слово «мышьяк» существует только в восточнославянских языках (русский, белорусский и украинский). В большинстве славянских, а также в романо-германских языках — вариации на тему латинского «arsenicum» (арсен, arsen, arsenic, Arsenik). Это слово восходит к греческому «άρσενικоς» — «мужской», или «сильный», от которого образовано греческое название природного сульфида мышьяка (As2S3) — «άρσενικоν». В минералогии используется латинское название этого минерала — аурипигмент, что можно перевести как «золотая краска». Действительно, ярко-желтый аурипигмент, особенно в соседстве с другим сульфидом мышьяка, оранжевым реальгаром, замечательно красив. На выставках минералов образцы реальгара и аурипигмента неизменно привлекают внимание зрителей.

И при чем здесь мыши?

Вернемся к мышьяку. Всем понятно, что корень этого названия — «мышь», имя давнего (и не всеми любимого) соседа человека. Интересно, что имя этого зверька практически интернационально. Латинское название домовой мыши — Mus musculus (кстати, в сказке финского писателя Ханну Мякеля «Пяйве и его дом» так зовут одного симпатичного героя «мышиной национальности»), украинское — «миш» (читается как «мыш»), польское — «mysz», немецкое — «Maus», английское — «mouse», — и восходит к общему индоевропейскому корню, имевшему значение «расхититель». Да и в разговорной немецкой речи глагол «mausen» означает «стянуть, стащить».

Иногда вторую часть слова — «-як» — считают искаженным «яд», но это всего лишь суффикс, участвующий в образовании различных русских слов («синяк», «кругляк»). Гуманные авторы историко-этимологического словаря высказывают робкое предположение, что название «мышьяк» пошло от серого цвета основной аллотропной модификации мышьяка. Но если вспомнить, что название «мышьяк» было дано не простому веществу — «серому мышьяку», а ядовитому оксиду — «белому мышьяку», то более правдоподобной покажется жестокая версия: «мышьяк — мышиный яд». Действительно, вплоть до ХХ века это средство для борьбы с домашними грызунами можно было купить в аптеке. Злонамеренные же личности использовали его в преступных целях: иногда для самоубийства, как героиня романа Флобера «Госпожа Бовари» Эмма, а чаще — для убийства. В течение нескольких столетий и до середины XIX века мышьяк возглавлял «хит-парад» ядовитых снадобий, излюбленных преступниками: во-первых, доступен практически любому, кто придумает благовидный предлог для покупки его в аптеке; во-вторых, не имеет вкуса и запаха, растворим в воде и может быть подмешан к любой пище; в-третьих, симптомы отравления очень напоминают признаки заболевания холерой, хорошо известной жителям средневековой Европы, или пищевого отравления. Вот как описывает эти симптомы Николай Семенович Лесков в повести «Леди Макбет Мценского уезда»: «Поел Борис Тимофеевич на ночь грибков с кашицей, и началась у него изжога; вдруг схватило его под ложечкой; рвоты страшные поднялись, и к утру он умер, и как раз так, как умирали у него в амбарах крысы, для которых Катерина Львовна всегда своими собственными руками приготовляла особое кушанье с порученным ее хранению опасным белым порошком».

Более подробно симптомы отравления мышьяком изобразил Гюстав Флобер в своем романе «Госпожа Бовари». Вот что испытывала Эмма кроме уже упомянутой рвоты и резей в животе: «Плечи у нее ходили ходуном, а сама она стала белее простыни, в которую впивались ее сведенные судорогой пальцы. Ее неровный пульс был теперь почти неуловим.

При взгляде на посиневшее лицо Эммы, все в капельках пота, казалось, что оно покрыто свинцовым налетом. Зубы у нее стучали, расширенные зрачки, должно быть, неясно различали предметы… Между тем кричать она стала громче. Внезапно из груди у нее вырвался глухой стон. После этого она объявила, что ей хорошо, что она сейчас встанет. Но тут ее схватила судорога.

— Ах, Боже мой, как больно! — крикнула она».

Но даже если появлялись подозрения в отравлении, доказать его было невозможно: не было методов обнаружения яда в пище и тканях жертвы. Поэтому бездушные отравители хладнокровно обрекали жертву на продолжительные мучения, как правило, ради наследства. Бытовало даже мрачно-шутливое название мышьяка: «порошок для наследников».

Химики на службе закона

Попытки создать чувствительный и в то же время избирательный метод обнаружения мышьяка предпринимались уже с XVII века. Занимался решением этой проблемы, в частности, Роберт Бойль. Первый метод, пригодный для криминалистических исследований, разработал знаменитый шведский химик Карл Вильгельм Шееле, аптекарь по основной специальности (в XVIII веке аптекари одновременно были и химиками, потому что лекарственные средства им приходилось изготавливать самим). Суть метода сводится к следующему: триоксид мышьяка растворяют в соляной кислоте, добавляют цинк, выделяющийся в реакции цинка с кислотой атомарный водород («водород в момент выделения») восстанавливает мышьяк до газообразного мышьяковистого водорода, или арсина AsH3. (Как видим, пока эти действия аналогичны действиям Калле-сыщика.) Шееле ограничивался получением арсина, не производя с ним дальнейших манипуляций. Достаточным признаком наличия мышьяка он считал характерный чесночный запах арсина (современные исследователи установили, что чесночный запах имеет не арсин, а сопутствующие ему другие летучие соединения мышьяка). Однако в конце XVIII века это открытие не совершило переворота в правосудии: не сведущие в химии присяжные и судьи не принимали в качестве доказательства запах. Кстати, чесночный запах при дыхании — один из клинических симптомов отравления мышьяком.

В 1836 году английский химик Джеймс Марш, ассистент знаменитого Майкла Фарадея, усовершенствовал метод Шееле. Он воспользовался нестойкостью арсина к нагреванию: при 300–400° этот газ разлагается, образуя простые вещества. Для тех, кто изучал Периодический закон, это неудивительно, ведь прочность связей в водородных соединениях неметаллов уменьшается в главной подгруппе с возрастанием порядкового номера элемента. Значит, фосфин РН3 менее прочен, чем аммиак NH3, а арсин еще менее прочен, чем фосфин. Именно методом Марша и воспользовался Калле. Сначала он восстановил мышьяк до арсина:

As2O3 + 6Zn + 6H2SO4 = 2AsH3 + 6ZnSO4 + 3H2O,

затем осушил его, пропуская через безводный хлорид кальция, а потом нагрел трубочку, через которую проходил арсин, и произошло разложение:

2AsH3 = 2As + 3H2,

а образовавшийся мышьяк в виде блестящего металлического зеркала осел на стенках трубочки. Отдадим должное Астрид Линдгрен (а также переводчице ее чудесной повести Н. Городинской) — техника эксперимента описана толково.

Марш осаждал мышьяк на фарфоровой пластинке, расположенной у отверстия трубки. Такое же зеркало, только сурьмяное, можно наблюдать для соединений сурьмы. Чтобы не перепутать мышьяковое зеркало с сурьмяным, Марш доработал метод. Зеркальный налет окислялся на воздухе и переводился в раствор в виде мышьяковистой кислоты Н3AsO3, которая, в отличие от соединений сурьмы, дает желтый осадок с нитратом серебра:

Н3AsO3 + 3AgNO3 = Ag3AsO3 + 3HNO3.

Метод Марша обладал высокой для своего времени чувствительностью, позволяя обнаруживать мышьяк в образцах, содержащих от 0,001 мг этого элемента. Над разработкой своего метода Джеймс Марш работал четыре года. Подтолкнул его к исследованию проблемы судебный казус. Некий Джон Бодл, угостивший своего дедушку кофе с мышьяком, был оправдан судом, потому что результат химического анализа на мышьяк не убедил присяжных. Анализ заключался в пропускании сероводорода через раствор мышьяковой соли, а проводил анализ по делу Бодла Джеймс Марш. Неудача в суде, из-за которой преступник остался безнаказанным, побудила Марша заняться разработкой надежного теста на мышьяк. А Джон Бодл впоследствии сам сознался в своем преступлении.

В судебной практике метод Марша впервые был использован в 1840 году при расследовании преступления молодой француженки Мари Лафарж. Девушка из обедневшей семьи вышла замуж по расчету за неотесанного, но богатого Шарля Лафаржа. После свадьбы выяснилось, что Лафарж ввел невесту в заблуждение относительно своего состояния. Наоборот, он сам рассчитывал на приданое Мари. Поскольку разводы в те времена не практиковались, Мари решила исправить свою ошибку самым радикальным способом. Она покупала в аптеке небольшими порциями мышьяк для борьбы с мышами, но, на мышиное счастье, по дому разбрасывала обыкновенную соду, а отраву подсыпала мужу в еду. Это привело в конце концов к смерти Шарля.

Родственники мужа, заподозрив неладное, сохранили остатки отравленной пищи. Мари не подозревала, что науке уже известен метод распознавания мышьяка. Первая экспертиза, проведенная двумя не знакомыми с методом Марша врачами, свидетельствовала в пользу Мари, однако прокурор подверг ее результаты сомнению и привлек других экспертов. Они знали о методе Марша, но не обладали практическими навыками в его использовании. Снова неудача. И только парижский врач-токсиколог Матьё Орфила, принявший участие в очередной экспертизе, смог доказать виновность Мари Лафарж, обнаружив в остатках еды и в организме покойного высокое содержание мышьяка. С этого момента метод Марша прочно вошел в криминалистику и отравители мышьяком стали получать по заслугам.

Почему мышьяк ядовит

Вероятно, пытливый читатель хочет знать, в чем причина высокой токсичности соединений мышьяка. Действительно, соединения мышьяка относятся ко второму классу опасности (высокоопасные вещества). Наиболее ядовит мышьяковистый водород, или арсин (как видим, опыт Калле был небезопасен…). Но газ неудобен в применении, поэтому широкое распространение получил «белый мышьяк», тоже высокотоксичный. Для смертельного отравления, по некоторым сведениям, достаточно дозы в 60–70 мг. Интересно, что в организме человека содержится мышьяк (в среднем 18 мг) — вот блестящее подтверждение слов Парацельса: «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным». Небольшие дозы соединений мышьяка используют в различных целях в медицине (например, в стоматологии), но не об этом речь в нашей статье. Нас интересует механизм токсического воздействия.

Оказывается, мышьяк, подобно другим ядовитым веществам, таким, как соединения ртути, свинца, сурьмы и др., вступает в химическую реакцию с сульфгидрильными, или тиольными, группами (-SH), входящими в состав белковых молекул. Поскольку ферменты (катализаторы биохимических процессов в организме) представляют собой белковые молекулы, то понятно, что мышьяк, блокируя сульфгидрильные группы этих молекул, выводит из строя ферменты. При этом нарушается течение биохимических процессов, обеспечивающих, например, передачу нервного импульса, тканевое дыхание и прочее. Отсюда клинические симптомы отравления мышьяком: снижение кровяного давления, признаки нарушения деятельности центральной нервной системы, судороги.

В качестве противоядия для тиоловых ядов, к которым относится мышьяк, используют вещества, содержащие сульфгидрильные группы и способные более прочно, чем белки, связывать соединения мышьяка, ртути и других тяжелых металлов. Одно из таких веществ, унитиол (димеркаптопропансульфонат натрия), является универсальным антидотом (противоядием) при отравлениях мышьяком и тяжелыми металлами. Для профилактики хронического отравления тиоловыми ядами на производстве нужны вещества, не наносящие вред организму при длительном применении. Одним из таких средств оказалась группа природных полисахаридов — пектины. Пектины способны связывать катионы тяжелых металлов и мышьяка. Вырабатываются пектины плодами растений, например яблоками. Яблочный мармелад богат пектинами. Собственно, благодаря пектинам яблоки и образуют мармелад.

Специально приготовленный мармелад профилактическими курсами в течение двух месяцев полагается выдавать рабочим вредных производств, работающих с тиоловыми ядами. Защитное действие пектинов объясняется способностью двух карбоксильных групп, содержащихся в каждом структурном звене, химически связывать катионы многих металлов, а также способностью этих веществ поглощать, как бы впитывая, различные вещества. В качестве же средства первой помощи при попадании мышьяка или других тиоловых ядов в желудок годится сырое куриное яйцо и даже просто молоко. Белок яйца альбумин или молочный белок казеин «принимают на себя» тиоловые яды, связывая их своими сульфгидрильными группами и защищая тем самым желудок.

Тайна смерти Наполеона

Особо богаты сульфгидрильными группами белки волос и ногтей, поэтому в волосах и ногтях мышьяк (как, впрочем, и сурьма, и ртуть, и свинец, и другие тяжелые металлы) накапливается. При этом по длине волоса он будет распределен неравномерно, если в какие-то периоды жизни в организм его поступало больше, чем обычно. Этот факт позволяет установить динамику поступления мышьяка в организм, если исследователь располагает образцом волос жертвы и надежным методом обнаружения в нем мышьяка.

Такой метод (более чувствительный, чем метод Марша) используют в современной криминалистике начиная с 50-х годов ХХ века. Это нейтронно-активационный анализ. Суть метода в том, что при облучении нейтронами материала, содержащего стабильные изотопы какого-то элемента (например, мышьяка), их ядра поглощают нейтроны и становятся нестабильными, то есть подверженными радиоактивному распаду. По характеру радиоактивного излучения можно судить о том, какой элемент содержится в образце, а по интенсивности излучения — о концентрации этого элемента. Для таких исследований требуется источник медленных нейтронов (к примеру, ядерный реактор) и прибор для фиксации радиоактивного излучения (спектрометр). Автор метода, венгерский химик Дьёрдь де Хевеши были удостоен Нобелевской премии в 1943 году.

В 1961 году с помощью этого метода был исследован образец волос Наполеона Бонапарта, полученный в качестве реликвии одним из его преданных сторонников после смерти императора на острове Святой Елены в 1821 году. Результаты оказались сенсационными: содержание мышьяка в образце в десять раз превышало норму. Из этого был сделан вывод, что Наполеон в последние месяцы своей жизни подвергался медленному отравлению, хотя причиной его смерти считался рак желудка. Правда, существовали и другие версии. Согласно одной из них, в покоях Наполеона стены были покрыты зелеными обоями, а в качестве зеленого пигмента в те времена использовался основной арсенит меди, или «зелень Шееле».

Более 30 лет назад в руках английского физикохимика Дэвида Джонса оказался кусок обоев из спальни Наполеона. Анализ показал, что на 1 м2 площади этих обоев приходилось 0,12 г мышьяка. Но еще в конце XIX века были проведены исследования, доказавшие, что при содержании 0,015 г мышьяка на 1 м2 обоев жильцы помещения испытывают недомогания, в частности страдают желудочно-кишечными заболеваниями, которые прекращались после смены обоев. Обои с острова Святой Елены содержали мышьяка на порядок больше! Из обоев он мог поступать в воздух, оттуда в легкие… К этому процессу, скорее всего, причастна плесень Scopulariopsis bevcaulis, бытующая на острове. Известно, что эта плесень способна перерабатывать ядовитые для нее соединения мышьяка в газообразный триметиларсин, еще более ядовитый, но уже для людей. Недаром свита Наполеона постоянно жаловалась на желудочные хвори, приступы озноба и опухание конечностей — симптомы хронического отравления мышьяком. А тот факт, что обои в резиденции экс-императора страдали от плесени, подтвержден документально.

Согласно другой версии, в волосах была обнаружена сурьма, по ошибке принятая за мышьяк, а попадала она в организм с лекарством, которое регулярно принимал Наполеон. Сурьма тоже ядовита, но в гораздо меньшей степени, потому что под действием желудочного сока ее соединения превращаются в нерастворимые продукты, не способные всасываться стенками кишечника.

Мышьяк не только для мышей

Другую точку зрения на тайну смерти Наполеона высказал известный американский биохимик Эндрю Бенсон в интервью, опубликованном в «Химии и жизни» (1980, № 3). Он считает, что Наполеон в течение долгого времени принимал укрепляющие средства, содержащие мышьяк. Поэтому неудивительно, что мышьяк накапливался в волосах. Удивительно другое: почему ядовитое вещество прописывали в качестве, как теперь принято говорить, БАДа?

Оказывается, издавна известно, что препараты мышьяка (разумеется, в умеренных дозах) улучшают состояние кожи, повышают выносливость организма. С XVIII века в Англии в качестве средства от малярии продавался однопроцентный раствор арсенита калия, с 1809 года включенный в Лондонскую фармакопею под названием «Раствор доктора Фаулера». Женщины стали применять его для улучшения цвета лица: кожа становилась более упругой, приобретала модный бледный оттенок. Употребляла мышьяковистый препарат, например, Элизабет Сиддал, муза прерафаэлитов, жена Данте Габриэля Росетти. «Открыл» эту девушку художник-прерафаэлит Уолтер Деверелл, по словам которого у Элизабет «лицо ангела и глаза Медузы Горгоны, превращающие в камень любого, кто посмотрит на нее». Знаменитая «Офелия» Джона Эверетта Милле написана с Элизабет Сиддал.

А в 1851 году в одном из венских журналов появилась публикация о давнем обычае жителей Штирии, горного района в Австрии, поедать мышьяк. Благодаря ему горцы легче передвигались по пересеченной местности, меньше уставали, а кожа и волосы у них становились красивее.

К исследованиям соединений мышьяка был причастен химик и композитор Александр Порфирьевич Бородин. Его докторская диссертация на медицинскую тему (он был еще и врачом) посвящена мышьяковой кислоте. Автор «Князя Игоря» слыл остроумным человеком. Вот одна забавная история, рассказанная в журнале «Химия и жизнь» (1967, № 8).

Как-то Балакирев попросил у Бородина мышьяка для истребления мышей, но вместо яда получил записку: «При всем моем желании спасти Вас от съедения мышами мышьяка не посылаю и не советую употреблять, ибо Вы можете перетравиться, и таким образом квартира № 39 в доме Бенардаки останется без жильцов, а музыка без деятеля. На всякий случай я заблаговременно начну писать реквием, ибо в покойниках недостатка не будет: или Вы уморите мышей или они Вас уморят. Чтобы Вас не доводить до отчаяния, дам Вам практический совет купить мышеловку».

Название мышьяка в русском языке происходит от слова «мышь», в связи с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс. В таблицу Менделеева мышьяк (лат. Arsenicum — мужской; обозначается символом As) был включен в 1789 году, однако был известен еще с древних времен.

Мыщьяк — рассеяный элемент, его содержание в земной коре всего 1,7·10−4%, а в морской воде 0.003%. Известно около 200 мышьяксодержащих минералов.

Мышьяк и все его соединения ядовиты, 60 мг – смертельная доза. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. Сходство симптомов отравления мышьяком с симптомами холеры в Средние века позволяло маскировать использование соединений мышьяка (чаще всего, триоксида мышьяка, т. н. «белого мышьяка») в качестве смертельного яда. Во Франции его даже прозвали наследственным порошком. Существует предположение, что соединениями мышьяка был отравлен Наполеон на острове Святой Елены.

В России закон, запрещающий отпускать частным лицам «купоросное и янтарное масло, крепкую водку, мышьяк и цилибуху», был издан еще в январе 1733 года. Закон был чрезвычайно строг и гласил: «Кто впредь тем мышьяком и прочими вышеозначенными материалами торговать станут и с тем пойманы, или на кого донесено будет, тем и учинено будет жестокое наказание и сосланы имеют в ссылку без всякия пощады, тож учинено будет и тем, которые мимо аптек и ратуш у кого покупать будут. А ежели кто купя таковые ядовитые материалы чинить будет повреждение людям, таковые по розыску не токмо истязаны, но и смертию казнены будут, смотря по важности дела неотменно».

В западных странах мышьяк был известен преимущественно как сильный яд, в то же время в традиционной китайской медицине он почти на протяжении двух тысяч лет использовался для лечения сифилиса и псориаза.

В 1906 году на основе мышьяка был изобретен препарат 606 или сальварсан, который положил начало новой эре в лечении инфекционных болезней при помощи лекарственных средств. Лекарство от сифилиса, созданное химиком Паулем Эрлихом имело такой порядковый номер, потому что предыдущие 605 были неудачными.

К настоящему времени медики доказали, что мышьяк оказывает положительный эффект и в борьбе с лейкемией. Китайские ученые обнаружили, что мышьяк атакует белки, которые отвечают за рост раковых клеток.

При длительном потреблении небольших доз мышьяка у организма вырабатывается иммунитет: Этот факт установлен как для людей, так и для животных. Известны случаи, когда привычные потребители мышьяка принимали сразу дозы, в несколько раз превышающие смертельную, и оставались здоровыми.

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 возрастают в разы.

Оксиды мышьяка используют в стекловарении как осветлители стекла. Еще древние стеклодувы знали, что белый мышьяк способствует непрозрачности стекла. Однако малые добавки его, наоборот, осветляют стекло. Мышьяк и поныне входит в рецептуру изготовления некоторых стекол, к примеру, «венского» стекла, используемого для создания термометров.

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.

Ангидрид мышьяка до сих пор применяется в медицине для приготовления пилюль и в зубоврачебной практике для безболезненной денервации зуба под местной анестезией.

Мышьяк – опасное, но необходимое вещество

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

Общие сведения

Уникальность мышьяка состоит в том, что его можно найти повсюду – в горных породах, минералах, воде, почве, в животных и растениях. Его даже называют вездесущим элементом. Мышьяк распределяется по разным географическим регионам Земли благодаря летучести его соединений и высокой их растворимости в воде. Если климат региона влажный, то элемент вымывается из земли и затем уносится грунтовыми водами. В поверхностных водах и в глубинах рек содержится от 3 мкг/л до 10 мкг/л вещества, а в морской и океанской воде – гораздо меньше, около 1 мкг/л.
Мышьяк встречается в организме взрослого человека в количестве примерно 15 мг. Большая часть его содержится в печени, лёгких, тонком кишечнике и эпителии. Всасывание вещества происходит в желудке и кишечнике.
Антагонистами вещества являются фосфор, сера, селен, витамины E, C, а также некоторые аминокислоты. В свою очередь, вещество ухудшает всасывание организмом селена, цинка, витаминов A, E, C, фолиевой кислоты.
Секрет его пользы – в его количестве: в малой дозе он выполняет ряд полезных функций; а в больших является сильнейшим ядом.
Функции:

  • Улучшение усвоения фосфора и азота.
  • Стимулирование кроветворения.
  • Ослабление окислительных процессов.
  • Взаимодействие с белками, липоевой кислотой, цистеином.

Суточная потребность в данном веществе невелика – от 30 до 100 мкг.

Мышьяк как химический элемент

Мышьяк причислен к химическим элементам V группы периодической таблицы и относится к семейству азота. В природных условиях это вещество представлено единственным стабильным нуклидом. Искусственным путём получено более десятка радиоактивных изотопов мышьяка, обладающих широким диапазоном значений периода полураспада — от пары минут до пары месяцев. Образование термина связано с его применением для истребления грызунов – мышей и крыс. Латинское название Arsenicum (As) образовалось от греческого слова «арсен», что значит: мощный, сильный.

Исторические сведения

Мышьяк в чистом виде был открыт во время алхимических экспериментов в Средние века. А его соединения были известны людям издавна, их использовали для производства лекарств и красок. На сегодняшний день особенно многогранно мышьяк используется в металлургии.
Один из периодов развития человечества историки назвали бронзовым. В это время люди перешли от каменного оружия к усовершенствованному бронзовому оружию. Бронза является соединением (сплавом) олова с медью. Как считают историки, первая бронза была отлита в долине Тигра и Евфрата, примерно в 30 вв. до н.э. В зависимости от процентного состава входящих в сплав составляющих, бронза, отлитая у разных кузнецов, могла обладать разными свойствами. Учёные выяснили, что наилучшая бронза с ценными свойствами – это сплав меди, который содержит до 3% олова и до 7% мышьяковистых веществ. Такая бронза легко отливалась и лучше ковалась. Вероятно, при выплавке перепутали медную руду с продуктами выветривания медно-мышьяковых сульфидных минералов, которые имели похожий вид. Древние мастера оценили хорошие свойства сплава и далее уже целенаправленно искали залежи мышьяковых минералов. Чтобы их найти, использовали специфическое свойство этих минералов при нагревании давать чесночный запах. Но со временем выплавка бронзы с содержанием мышьяковистых соединений прекратилась. Вероятнее всего, это случилось из-за того, что при обжиге мышьяксодержащих вещества очень часто возникали отравления.
Конечно, в далёком прошлом данный элемент был известен только в виде его минералов. В Древнем Китае знали твёрдый минерал под названием реальгар, который, как известно сейчас, является сульфидом состава As4S4. Слово «реальгар» в переводе с арабского означает «рудниковая пыль». Этот минерал использовали для осуществления резьбы по камню, но у него был один существенный недостаток: на свету или при нагревании реальгар «портился», поскольку под влиянием термической реакции превращался в совершенно другое вещество As2S3.
Учёный и философ Аристотель в 4 в. до н.э. дал своё название этому минералу – «сандарак». Спустя три столетия римский учёный и писатель Плиний Старший вместе с врачом и ботаником Диоскоридом описали другой минерал под названием аурипигмент. Латинское название минерала переводится «золотая краска». Этот минерал использовался в качестве желтого красителя.
В средние века алхимики выделяли три формы вещества: жёлтый мышьяк (являющийся сульфидом As2S3), красный (сульфид As4S4) и белый (оксид As2O3). Белый образуется при возгонке некоторых примесей мышьяка во время обжига медных руд, которые содержат этот элемент. Он конденсировался из газовой фазы, и в виде белого налёта оседал, после чего его и собирали.
В 13 веке алхимики при нагреве жёлтого мышьяка и мыла получили металлоподобное вещество, которое, возможно, являлось первым образцом чистого вещества, полученного искусственным путём. Но полученное вещество нарушало представления алхимиков о мистической «связи» семи известных им металлов с семью астрономическими объектами — планетами; именно поэтому алхимики называли полученное вещество «незаконнорожденным металлом». Они заметили за ним одно интересное свойство – вещество могло придать меди белый цвет.
Мышьяк был совершенно точно идентифицирован как самостоятельное вещество в начале 17 века, когда аптекарь Иоганн Шредер при восстановлении древесным углём оксида, получил его в чистом виде. Несколько лет спустя французский врач и химик Никола Лемери сумел получить это вещество, нагревая его оксид в смеси с поташом и мылом. В следующем веке его уже хорошо знали и называли необычным «полуметаллом».
Шведский учёный Шееле получил опытным путём мышьяковистый газообразный водород и мышьяковую кислоту. В тоже время А.Л. Лавуазье признал это вещество самостоятельным химическим элементом.

Нахождение в природных условиях

Элемент часто встречается в природных условиях в соединениях с медью, кобальтом, никелем, железом. В земной коре его не так много – около 5 грамм на тонну, это примерно столько же, сколько олова, молибдена, германия, вольфрама и брома.
Состав минералов, которые образует данный химический элемент (на сегодняшний день их более 200), обусловлен «полуметаллическими» свойствами элемента. Он может находиться как в отрицательной, так и в положительной степени окисления и поэтому легко соединяется со многими другими элементами; при положительном окислении мышьяк играет роль металла (к примеру, в сульфидах), при отрицательном – неметалла (в арсенидах). Мышьяксодержащие минералы имеют сложный состав. Сам элемент может заменять собой в кристаллической решетке атомы сурьмы, серы, а также атомы металлов.
Многие соединения металлов и мышьяка, если судить по их составу, скорее относятся к интерметаллическим соединениям, нежели к арсенидам; часть из них отличается переменным содержанием основного элемента. В арсенидах может одновременно присутствовать сразу несколько металлов, и атомы этих металлов при близком радиусе ионов могут в произвольных соотношениях замещать друг друга в кристаллической решетке. Все минералы, причисляемые к арсенидам, имеют металлический блеск. Они непрозрачны, тяжелы, их твердость невелика.
Примером естественных арсенидов (их насчитывается примерно 25) могут служить такие минералы как скуттерудит, саффлорит, раммельсбергит, никельскуттерудит, никелин, лёллингит, сперрилит, маухерит, альгодонит, лангисит, клиносаффлорит. Эти арсениды обладают высокой плотностью и относятся к группе «сверхтяжёлых» минералов.
Самый распространённый минерал – арсенопирит (или, как его ещё называют, мышьяковый колчедан). Интересным для химиков кажется строение тех минералов, в которых одновременно с серой присутствует мышьяк, и в которых он играет роль металла, поскольку группируется вместе с иными металлами. Это минералы арсеносульванит, жиродит, арсеногаухекорнит, фрейбергит, голдфилдит, теннантит, аргентотеннантит. Строение этих минералов очень сложное.
Такие природные сульфиды как реальгар, аурипигмент, диморфит, гетчеллит, обладают положительной степенью окисления As (лат. обозначение мышьяка). Эти минералы выглядят как небольшие вкрапления, хотя изредка в некоторых местностях добывались кристаллы большого размера и веса.
Интересен тот факт, что природные соли мышьяковой кислоты, называющиеся арсенатами, выглядят очень по-разному. Эритрит имеет кобальтовую окраску, скородит, аннабергит и симплезит – зелёную. А гёрнесит, кёттигит, рузвельтит – совершенно бесцветные.
В центральном округе Швеции встречаются карьеры, в которых добывают железомарганцевую руду. В этих карьерах были найдены и описаны более пятидесяти образцов минералов, которые являются арсенатами. Часть этих арсенатов нигде больше не встречалась. Как полагают специалисты, эти минералы образовались при невысоких температурах как результат взаимодействия мышьяковой кислоты с другими веществами. Арсенаты являются продуктами окисления некоторых сульфидных руд. Обычно они не имеют никакой ценности, кроме эстетической. Такие минералы являются украшениями минералогических коллекций.
Названия минералам были даны разным образом: одни из них были названы в честь учёных, видных деятелей политики; другие были поименованы в соответствии с названием местности, в которой они были найдены; третьи были названы греческими терминами, обозначавшими их основные свойства (например, цвет); четвертые были названы аббревиатурами, обозначавшими начальные буквы наименований других элементов.
К примеру, интересно образование старинного названия такого минерала как никелин. Раньше его называли купферникелем. Немецкие горняки, трудившиеся над разработкой меди пять — шесть столетий назад, суеверно боялись злого горного духа, которого называли Никелем. Немецкое слово «купфер» обозначало «медь». Купферникелем они называли «чёртову», или «фальшивую» медь. Эта руда была очень похожа на медную, но медь из неё получить не удавалось. Зато она нашла своё применение в стекловарении. С её помощью окрашивали стёкла в зелёный цвет. Впоследствии из этой руды выделили новый металл, и назвали его никелем.
Чистый мышьяк достаточно инертен по своим химическим свойствам, и его можно обнаружить в самородном состоянии. Он выглядит, как сросшиеся иголочки или кубики. Такой самородок легко растереть в порошок. Он содержит до 15% примесей (кобальт, железо, никель, серебро и другие металлы).
В почве содержание As составляет, как правило, от 0,1 мг/кг до 40 мг/кг. В тех местностях, где залегает мышьяковая руда, и в районе вулканов, почва может содержать очень большое количество As – до 8 г/кг. Именно такой показатель встречается в некоторых районах Новой Зеландии и Швейцарии. В таких районах гибнет флора, а животные болеют. Такая же ситуация характерна для пустынь и степей, где мышьяк из почвы не вымывается. По сравнению со средним содержанием, обогащёнными считаются и глинистые породы, поскольку в них содержится вчетверо больше мышьяковистых веществ.
Если чистое вещество превращается в результате биометилирования в летучее мышьякорганическое соединение, то его выносит из почвы не только вода, но и ветер. Биометилирование – это присоединение метильной группы, при котором образуется связь C–As. Этот процесс осуществляется при участии вещества метилкобаламин — это метилированное производное витамина B12. Биометилирование As происходит как в морской воде, так и в пресной. Это приводит к образованию таких мышьякорганических соединений как метиларсоновая и диметиларсиновая кислоты.
В тех районах, где нет специфического загрязнения, мышьячная концентрация составляет 0,01 мкг/м3, а в промышленных районах, где расположены электростанции и заводы, концентрация достигает уровня 1 мкг/м3. В районах, где находятся промышленные центры, выпадение мышьяка интенсивное и составляет до 40 кг/кв. км в год.
Летучие соединения мышьяка, когда не были ещё полностью изучены их свойства, принесли людям немало бед. Массовые отравления даже в 19 веке встречались нередко. Но причин отравления врачи не знали. А отравляющее вещество содержалось в зелёной краске для обоев и в штукатурке. Высокая влажность приводила к образованию плесени. Под действием этих двух факторов образовывались летучие мышьякорганические вещества.
Имеется предположение, что процесс образования летучих мышьякорганических производных мог стать причиной замедленного отравления императора Наполеона, которое его и привело к смерти. Это предположение базируется на том факте, что спустя 150 лет после смерти, в его волосах были найдены остатки мышьяка.
Мышьяковистые вещества в умеренных количествах содержатся в составе некоторых минеральных вод. Общепринятые нормативы устанавливают, что в лечебных минеральных водах концентрация мышьяка должна составлять не более 70 мкг/л. В принципе, даже если концентрация вещества будет выше, то к отравлению это может привести только при постоянном длительном употреблении.
Мышьяк может находиться в природных водах в различных соединениях и формах. Трёхвалентный мышьяк, например, во много раз токсичнее, чем пятивалентный.
Некоторые из морских водорослей могут накапливать мышьяк в такой концентрации, что являются опасными для людей. Такие водоросли вполне могут расти и даже размножаться в кислотной мышьяковистой среде. В некоторых странах их используют в качестве дератизационных средств (против крыс).

Химические свойства

Иногда мышьяк называют металлом, но на самом деле – это скорее неметалл. Он не образует солей в соединении с кислотами, но сам по себе он является кислотообразующим веществом. Поэтому ещё его называют полуметаллом. Как и фосфор, мышьяк может существовать в разных аллотропных формах.
Одна из таких форм – серый мышьяк, достаточно хрупкое вещество. Его излом имеет яркий металлический блеск (поэтому второе его название — «металлический мышьяк»). Электропроводность этого полуметалла по сравнению с медью 17 раз меньше, но при этом в 3,6 раза больше, чем у ртути. Чем выше температура, тем меньше электропроводность. Это типичное свойство металлов характерно и для данного полуметалла.
Если мышьяковые пары в течение короткого времени охладить до температуры –196 градусов (это температура жидкого азота), то получится мягкое прозрачное вещество жёлтого цвета, по виду напоминающее жёлтый фосфор. Плотность этого вещества намного ниже, чем у металлического мышьяка. Жёлтый мышьяк и мышьяковые пары состоят из молекул, которые имеют форму тетраэдра (т.е. форма пирамиды с четырьмя основаниями). Такую же форму имеют молекулы фосфора.
Под действием ультрафиолета, а также при нагревании, жёлтый мышьяк моментально переходит в серый; при этой реакции выделяется тепло. Если пары конденсируются в инертной атмосфере, то образуется еще одна форма данного элемента – аморфная. Если осаждать на стекле пары мышьяка, то образуется зеркальная плёнка.
Строение электронной внешней оболочки у данного элемента такое же, как у фосфора и азота. Мышьяк, как и фосфор, может образовывать три ковалентные связи.
Если воздух сухой, то As имеет устойчивую форму. От влажного воздуха он тускнеет и сверху покрывается чёрным оксидом. При воспламенении мышьяковые пары легко сгорают голубым пламенем.
As в чистом виде достаточно инертен; щелочи, вода и различные кислоты, которые не обладают окислительными свойствами, на него никак не воздействуют. Если взять разбавленную азотную кислоту, то она окислит чистый As до ортомышьяковистой кислоты, а если взять концентрированную, то она окислит до ортомышьяковой кислоты.
As реагирует с серой и галогенами. В реакциях с серой происходит образование сульфидов разного состава.

Мышьяк как яд

Все мышьячные соединения являются ядовитыми.
Острое отравление этими веществами проявляется болью в животе, поносом, рвотой, угнетением ЦНС. Симптоматика интоксикации данным веществом очень похожа на симптоматику холеры. Поэтому в судебной практике ранее нередко встречались случаи использования мышьяка в качестве яда. Наиболее успешно используемое с криминальной целью ядовитое соединение – триоксид мышьяка.
На тех территориях, где в воде и почве наблюдается переизбыток вещества, происходит его накопление в щитовидных железах у людей. Вследствие этого у них образуется эндемический зоб.

Отравление мышьяком

Симптоматика мышьяковистого отравления проявляется металлическим вкусом во рту, рвотой, сильными болями в животе. Позже могут наступить судороги или паралич. Отравление может привести к смерти. Наиболее общедоступное и известное противоядие при интоксикации мышьяком – это молоко. Основной белок молока – казеин. Он образует с мышьяком нерастворимое соединение, которое не всасывается в кровь.
Отравление происходит:
1. При вдыхании мышьяковистых соединений в виде пыли (чаще всего – в неблагоприятных производственных условиях).
2. При употреблении отравленной воды и пищи.
3. При применении некоторых лекарственных средств. Избыток вещества депонируется в костном мозге, лёгких, почках, коже, кишечном тракте. Существует большое количество доказательств того, что неорганические соединения мышьяка являются канцерогенными. Из-за длительного употребления отравленной мышьяком воды или медикаментов, может развиться низкодифференцированный рак кожи (рак Боуэна) или гемангиоэндотелиома печени.
При остром отравлении в качестве первой помощи требуется сделать промывание желудка. В стационарных условиях проводят гемодиализ для очистки почек. Для использования при остром и при хроническом отравлении применяют Унитиол – универсальный антидот. Дополнительно используют вещества-антагонисты: сера, селен, цинк, фосфор; и в обязательном порядке вводят комплекс витаминов и аминокислот.

Симптоматика передозировки и дефицита

Возможные признаки дефицита мышьяка проявляются снижением концентрации в крови триглицеридов, повышением фертильности, ухудшением развития и роста организма.
Мышьяк является весьма ядовитым веществом, единовременная доза в 50 мг может повлечь за собой летальный исход. Передозировка проявляется раздражительностью, аллергией, головной болью, дерматитом, экземой, конъюнктивитом, угнетением дыхательной функции и нервной системы, нарушением работы печени. Передозировка веществом увеличивает риск развития онкозаболеваний.
Источником элемента считаются: растительные и животные продукты, морепродукты, зерно, злаки, табак, вино, и даже питьевая вода.
О попадании в наш рацион данного микроэлемента беспокоиться не стоит – он есть практически во всех продуктах животного и растительного происхождения, его нет разве что в составе рафинированного сахара. С едой он поступает к нам в достаточном количестве. Продукты, особо богатые ним, такие как креветки, омары, лангусты – во избежание передозировки следует есть в умеренных количествах, чтобы не получить вовнутрь чрезмерное количество яда.
В человеческий организм соединения мышьяка могут попасть с минеральной водой, морепродуктами, соками, виноградными винами, медицинскими препаратами, гербицидами и пестицидами. Кумулируется это вещество преимущественно в ретикуло-эндотелиальной системе, а также в лёгких, коже, почках. Недостаточным суточным поступлением вещества в организм считается 1 мкг/день. Порог токсичности составляет примерно 20 мг.
Большое количество элемента содержится в рыбьем жире и, как ни странно, в винах. В нормальной питьевой воде содержание вещество невысокое и не опасное для здоровья – примерно 10 мкг/л. Некоторые регионы мира (Мексика, Тайвань, Индия, Бангладеш) печально известны тем, что в питьевой воде этих стран содержится повышенное количества мышьяка (1 мг/л), и поэтому там иногда происходят массовые отравления граждан.
Мышьяк препятствует потери организмом фосфора. Витамин D является регулирующим фактором в протекании фосфорно-кальциевого обмена, а мышьяк, в свою очередь, регулирует фосфорный обмен.
Известно также, что некоторые из форм аллергии развиваются из-за дефицита в организме мышьяка.
Микроэлемент применяется для повышения аппетита при анемии. При отравлении селеном мышьяк является отличным противоядием. Экспериментальные исследования на мышах показали, что точно рассчитанные дозы вещества помогают снизить заболеваемость раком.
При увеличении концентрации элемента в почве или продуктах питания, наступает интоксикация. Выраженная интоксикация может привести к таким серьёзным болезням как рак гортани или белокровие. Более того, число летальных исходов тоже увеличится.
Известно, что 80% вещества, поступившего в организм с пищей, направляется в желудочно-кишечный тракт и оттуда попадает в кровь, а оставшиеся 20% попадают к нам через кожу и лёгкие.
Через сутки после поступления в организм, из него выводится более 30% вещества вместе с мочой и около 4% – вместе с фекалиями. По классификации, мышьяк относят к иммунотоксичным, условно эссенциальным, элементам. Доказано, что вещество принимает участие практически во всех важных биохимических процессах.

Мышьяк в стоматологии

Это вещество нередко применяют для лечения такого стоматологического заболевания как кариес. Кариес начинается с того, что известковые соли зубной эмали начинают разрушаться, и ослабевший зуб атакуют болезнетворные микроорганизмы. Поражая мягкую внутреннюю часть зуба, микробы образуют кариозную полость.
Если на данном этапе заболевания вычистить кариозную полость и заполнить пломбировочным материалом, то зуб останется «живым». А если пустить процесс на самотёк, то кариозная полость доходит до ткани, которая содержит кровеносные, нервные и лимфатические сосуды. Она называется пульпа.
Развивается воспаление пульпы, после чего единственным средством предотвращения дальнейшего распространения заболевания станет удаление нерва. Вот для проведения этой манипуляции мышьяк и нужен.
Стоматологическим инструментом обнажается пульпа, на неё кладут крупинку пасты, содержащей мышьяковистую кислоту, и она практическим мгновенно диффундирует в пульпу. Спустя сутки зуб мертвеет. Теперь пульпу можно удалить совершенно безболезненно, и заполнить корневые каналы и пульповую камеру специальной антисептической пастой, и запломбировать зуб.

Мышьяк в лечении лейкоза

Мышьяк довольно успешно применяется для лечения легкой формы лейкоза, а также в период первичного обострения, при котором еще не наблюдается резкое увеличение селезёнки и лимфоузлов. Он снижает или даже подавляет патологическое образование лейкоцитов, стимулирует красное кроветворение и выделение эритроцитов на периферию.
Лейкозом (лейкемией, алейкемией, белокровием, раком крови) называют злокачественное клональное заболевание крови. Это общее название группы заболеваний, имеющих разную этиологию. Суть его заключается в том, что незрелая клетка костного мозга подвергается множественной репликации, образуя опухоль.
Опухолевая ткань при лейкозе начинает разрастаться в области костного мозга, а затем её клетки замещают собой нормальные ростки кроветворения. Заболевание приводит к кровоизлияниям, повышенной кровоточивости.
Развитие лейкоза приводит к образованиям метастаз – лейкозных инфильтратов, которые разрастаются в разных органах – селезёнке, печени, лимфатических узлах. Происходит обтурация сосудов клетками опухоли, что приводит к язвенно-некротическим осложнениям и инфарктам.

Получение мышьяка

Его получают в качестве побочного продукта переработки свинцовых, медных, кобальтовых и цинковых руд, а также при добывании золота. Некоторые из полиметаллических руд содержат в себе до 12% мышьяка. Если их нагреть до 650 – 700 градусов , то при отсутствии воздуха происходит возгонка. Если нагреть на воздухе, то образуется «белый мышьяк», являющийся летучим оксидом. Его подвергают конденсации и нагревают с углём, при этой реакции происходит восстановление мышьяка. Получение этого элемента является вредным производством.
Раньше, до развития экологии как науки, «белый мышьяк» в больших количествах выпускали в атмосферу, и впоследствии он оседал на деревья и растениях. Допустимая концентрация в воздухе составляет 0,003 мг/м3, в то время как возле промышленных объектов концентрация доходит до 200 мг/м3. Как ни странно, но окружающую среду сильнее загрязняют не те заводы, которые производят мышьяк, а электростанции и предприятия цветной металлургии. Донные осадки вблизи медеплавильных заводов содержат в себе большое количество элемента – до 10 г/кг.
Другой парадокс состоит в том, что это вещество добывается в большем количестве, чем оно требуется. Это редкое явление в области добывания металлов. Излишки его приходится утилизировать в больших металлических контейнерах, пряча их в отработанных старых шахтах.
Ценным промышленным минералом является арсенопирит. Большие медно-мышьяковые залежи встречаются в Средней Азии, Грузии, США, Японии, Норвегии, Швеции; золотомышьяковые – в США, Франции; мышьяково-кобальтовые – в Новой Зеландии, Канаде; мышьяково-оловянные – в Англии и Боливии.

Определение мышьяка

Качественная реакция на мышьяк состоит в осаждении жёлтых сульфидов из солянокислых растворов. Следы определяют методом Гутцейта или реакцией Марша: бумажные полоски, пропитанные HgCl2, меняют цвет на тёмный в присутствии арсина, восстанавливающего сулему до ртути.
В последние полвека были разработаны разнообразные чувствительные методики анализа (спектрометрия), благодаря которым можно выявить даже малое количество мышьяка. Если же вещества в воде совсем немного, то предварительно выполняют концентрирование образцов.
Некоторые соединения анализируют селективным гидридным методом. Этот метод заключается в проведении селективного восстановления анализируемого вещества в летучее вещество арсин. Летучие арсины вымораживают в ёмкости, охлаждённой жидким азотом. Затем, медленно подогревая содержимое ёмкости, можно добиться того, что разные арсины испаряются раздельно друг от друга.

Промышленное применение

Около 98% всего добываемого мышьяка не используется в чистом виде. А вот его соединения получили популярность и применяются в разных отраслях промышленности. Ежегодно добывают и используют сотни тонн вещества. Его добавляют в состав подшипниковых сплавов для улучшения качества, используют при создании кабелей и свинцовых аккумуляторов для повышения твёрдости, применяют в сплавах с германием или кремнием при производстве полупроводниковых приборов. Мышьяк применяется как легирующая добавка, которая придает проводимость определенного типа «классическим» полупроводникам.
Мышьяк является ценным материалом в цветной металлургии. При добавлении к свинцу в количестве 1%, повышается твёрдость сплава. Если в расплавлённый свинец добавить немного мышьяка, то в процессе отливки дроби выходят шарики сферической правильной формы. Добавка в медь усиливает её прочность, коррозионную стойкость и твёрдость. Благодаря этой добавке, текучесть меди увеличивается, что облегчает процесс волочения проволоки.
Добавляют As в некоторые сорта латуней, бронз, типографских сплавов, баббитов. Но всё же металлурги стараются исключить из производственного процесса эту добавку, поскольку она очень вредна для человека. Более того, она вредна и для металлов, поскольку присутствие мышьяка в больших количествах ухудшает свойства многих сплавов и металлов.
Оксиды используют в стекловарении как осветлители стекла. Еще древние стеклодувы знали, что белый мышьяк способствует непрозрачности стекла. Однако малые добавки его, наоборот, осветляют стекло. Мышьяк и поныне входит в рецептуру изготовления некоторых стекол, к примеру, «венского» стекла, используемого для создания термометров.
Мышьяковистые соединения используют в качестве антисептического средства для предохранения от порчи, а также для консервирования мехов, шкур, чучел; для создания необрастающих красок для водного транспорта; для пропитки древесины.
Биологическая активность некоторых производных As заинтересовала агрономов, работников санэпидслужбы, ветеринаров. В итоге были созданы мышьяксодержащие препараты, которые являлись стимуляторами продуктивности и роста; лекарственные средства для профилактики болезней скота; противоглистные средства.
Мышьяксодержащие средства применяются для борьбы с грызунами, сорняками, насекомыми. Раньше их активно применяли для обработки хлопковых и табачных плантаций, фруктовых деревьев; для избавления скота от блох и вшей; для высушивания хлопковой плантации перед уборкой; для стимулирования роста в свиноводстве и птицеводстве.
Землевладельцы в древнем Китае обрабатывали оксидом мышьяка посевы риса, чтобы сберечь их от грибковых заболеваний и крыс, и таким образом обезопасить урожай. Сейчас же, из-за ядовитости мышьяксодержащих веществ, их применение в сельском хозяйстве ограничено.
Важнейшие области использования мышьяксодержащих веществ – производство микросхем, полупроводниковых материалов и волоконной оптики, плёночной электроники, а также выращивание для лазеров специальных монокристаллов. В этих случаях, как правило, применяют газообразный арсин. Арсениды индия и галлия применяют при изготовлении диодов, транзисторов, лазеров.
В тканях и органах элемент в основном обнаруживается в белковой фракции, гораздо меньше его – в кислоторастворимой фракции и только незначительная его часть находится в липидной фракции. Он является участником окислительно-восстановительных реакций, без него невозможен окислительный распад сложных углеводов. Он участвует в брожении и гликолизе. Соединения этого вещества применяются в биохимии как специфические ферментные ингибиторы, которые нужны для изучения метаболических реакций. Он необходим человеческому организму в качестве микроэлемента.
В медицине применение мышьяка гораздо менее обширное, чем в производстве. Тем не менее, диагностика разнообразных патологий и заболеваний, а также лечение стоматологических болезней производятся с использованием микроскопических доз мышьяка. Самое главное в мышьяке – это его токсичность для человеческого здоровья.
Поскольку он негативно влияет на здоровье, то доскональным изучением его свойств занимается именно медицинская область науки, которая ищет методы уберечь человека от мышьяковой интоксикации или свести к минимуму её последствия.