Arsenik

Arsenik, ₃₃As

Arsenik
Telaffuz	/ˈɑːrsnɪk/ (ARS-nik) as an adjective: /ɑːrˈsɛnɪk/ (ar-SEN-ik)
Allotropları	gri (en yaygın), sarı, siyah
Görünüm	metalik gri
Standart atom ağırlığı Ar, std(As)	7001749215950000000♠74.921595(6)
Periyodik tablodaki Arsenik
P ↑ As ↓ Sb germanyum ← arsenik → selenyum
Atom numarası (Z)	33
Grup	15. grup (azot grubu)
Period	periyot 4
Blok	p-blok
Element kategorisi	Metâloid
Elektron konfigürasyonu	[Ar] 3d10 4s2 4p3
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 5
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Süblimleşme noktası	887 K ​(615 °C, ​1137 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	5.727 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)	5.22 g/cm3
Üçlü nokta	1090 K, ​3628 kPa
Kritik nokta	1673 K, ? MPa
Isı entalpisi	grey: 24.44 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	34.76 kJ/mol (?)
Molar ısı kapasitesi	24.64 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 553 596 646 706 781 874
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 (bir hafif asidik oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 2.18
İyonlaşma enerjisi	1.: 947.0 kJ/mol 2.: 1798 kJ/mol 3.: 2735 kJ/mol (daha fazlası)
Atom yarıçapı	deneysel: 119 pm
Kovalent yarıçapı	119±4 pm
Van der Waals yarıçapı	185 pm
arsenik spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​romboedrik
Termal Genleşme	5.6 µm/(m·K) ( r.t.)
Termal iletkenlik	50.2 W/(m·K)
Elektriksel direnç	333 nΩ·m (20 °C)
Manyetik sıralama	diyamanyetik
Manyetik alınganlık	−5.5·10−6 cm3/mol
Young modülü	8 GPa
Bulk modülü	22 GPa
Mohs sertliği	3.5
Brinell sertliği	1440 MPa
CAS Numarası	7440-38-2
Tarihçe
Keşfeden	Arap simyagerleri (before AD 815)
arsenik ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 73As syn 80.3 d ε 73Ge γ – 74As syn 17.8 d ε 74Ge β+ 74Ge γ – β− 74Se 75As 100% kararlı

Arsenik, sembolü As ve atom numarası 33 olan kimyasal bir elementtir. Arsenik, çoğu kükürtte, genellikle kükürt ve metallerle birlikte, aynı zamanda saf bir elementel kristal olarak ortaya çıkar. Arsenik bir metaloiddir. Çeşitli allotropları vardır, ancak sadece metalik bir görünüme sahip olan gri form sanayi için önemlidir.

Arsenik'in birincil kullanımı kurşun alaşımlarındadır (örneğin, araba aküleri ve mühimmatta). Arsenik, yarı iletken elektronik cihazlarda yaygın bir n tipi katkı maddesidir ve optoelektronik bileşik galyum arsenid, katkılı silikondan sonra en yaygın olarak kullanılan ikinci yarı iletkentir. Arsenik ve bileşikleri, özellikle trioksit, pestisitlerin, işlenmiş ağaç ürünlerinin, herbisitlerin ve insektisitlerin üretiminde kullanılır. Arsenik ve bileşiklerinin toksisitesi nedeniyle bu uygulamalar azalmaktadır.

Birkaç bakteri türü, arsenik bileşiklerini solunum metabolitleri olarak kullanabilir. Eser miktarda arsenik, sıçanlarda, hamsterlarda, keçilerde, tavuklarda ve muhtemelen diğer türlerde önemli bir diyet elementidir. İnsan metabolizmasında bir rol bilinmemektedir. Bununla birlikte, miktarların gerekenden büyük olması durumunda arsenik zehirlenmesi çok hücreli yaşamda meydana gelir. Yeraltı suyunun arsenik kirlenmesi, dünya çapında milyonlarca insanı etkileyen bir sorundur.

Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Dairesi, tüm arsenik formlarının insan sağlığı için ciddi bir risk olduğunu belirtmektedir. Amerika Birleşik Devletleri Zehirli Maddeler ve Hastalık Tescil Dairesi, Superfund sahalarındaki 2001 Öncelikli Tehlikeli Maddeler Listesi'nde arsenik'i 1 numara olarak sıraladı. Arsenik, A Grubu kanserojen olarak sınıflandırılır.

Özellikleri

Fiziksel özellikler

En yaygın üç arsenik allotropu gri, sarı ve siyah arseniktir, gri en yaygın olanıdır. Gri arsenik (α-As, uzay grubu R3m No. 166), birbirine kilitli, karıştırılmış, altı üyeli halkalardan oluşan çift katmanlı bir yapı benimser. Katmanlar arasındaki zayıf bağlanma nedeniyle, gri arsenik kırılgandır ve nispeten düşük Mohs sertliğine 3.5 sahiptir. En yakın ve en yakın komşular çarpık bir oktahedral kompleks oluştururlar, aynı çift katmandaki üç atom bir sonraki üç atomdan biraz daha yakındır. Bu nispeten yakın ambalajlama, 5.73 g/cm³'lük yüksek bir yoğunluğa yol açar. Gri arsenik yarı metaldir, ancak amorf hale getirildiyse 1.2-1.4 eV bant aralığına sahip bir yarı iletken haline gelir. Gri arsenik de en kararlı formdur. Sarı arsenik yumuşak ve mumludur ve tetrafosfora (P
4) benzer. Her ikisinde de, her bir atomun diğer üç atomun her birine tek bir bağ ile bağlandığı dört yüzlü bir yapıda düzenlenmiş dört atoma sahiptir. Moleküler olan bu kararsız allotrop en uçucu, en az yoğun ve en toksiktir. Katı sarı arsenik, arsenik buharı, As
4'ün hızlı soğutulması ile üretilir. Işıkla hızla gri arsenik haline dönüşür. Sarı formun yoğunluğu 1.97 g/cm³'tür. Siyah arsenik yapısı siyah fosfora benzer. Siyah arsenik ayrıca buharın yaklaşık 100-220 °C'de soğutulması ve amorf arseniklerin cıva buharlarının varlığında kristalleştirilmesi ile de oluşturulabilir. Camsı ve kırılgandır. Aynı zamanda zayıf bir elektrik iletkendir.

izotopları

Arsenik doğada tek bir kararlı izotop olan ⁷⁵As'dan oluşan monoizotopik bir eleman olarak ortaya çıkar. 2003 itibariyle, atomik kütle içinde 60 ila 92 arasında değişen en az 33 radyoizotop da sentezlenmiştir. Bunların en kararlı olanı 80.30 günlük bir yarılanma ömrüne sahip ⁷³As'dır. Diğer tüm izotopların yarı ömürleri ⁷¹As (t_1/2=65.30 saat), ⁷²As (t_1/2=26.0 saat), ⁷⁴As (t_1/2=17.77 gün), ⁷⁶As (t_1/2=1.0942 gün), ve ⁷⁷As (t_1/2=38.83 saat). Kararlı ⁷⁵As'lardan daha hafif olan izotoplar β⁺ bozunma ile bozulma eğilimindedir, ve daha ağır olanlar bazı istisnalar dışında β⁻ çürüme ile bozulma eğilimindedir.

Atom kütlesi içinde 66 ila 84 arasında değişen en az 10 nükleer izomer tarif edilmiştir. Arsenik izomerlerinin en kararlı olanı, 111 saniye yarılanma ömrüne sahip ^68mAs'dir.

Kimya

Arsenik, daha hafif kongener fosforuna benzer bir elektronegatifliğe ve iyonizasyon enerjisine sahiptir ve bu nedenle metalik olmayanların çoğuyla kolayca kovalent moleküller oluşturur. Kuru havada stabil olmasına rağmen, arsenik neme maruz kaldığında altın-bronz bir leke oluşturur ve sonunda siyah bir yüzey tabakası haline gelir. Havada ısıtıldığında, arsenik trioksite oksitlenir; bu reaksiyondan çıkan dumanlar sarımsak benzeri bir kokuya sahiptir. Bu koku, arsenopirit gibi çarpıcı arsenit mineralleri üzerinde tespit edilebilir. Daha iyi bilinen fosfor bileşikleriyle aynı yapıya sahip olan arsenik trioksit ve arsenik pentoksit oluşturmak için oksijende ve arsenik pentaflorür vermek için flor içinde yanar. Arsenik (ve bazı arsenik bileşikleri) atmosfer basıncında ısındığında süblime eder ve 887 K (614 °C) 'de araya giren sıvı bir durum olmaksızın doğrudan gaz halindeki bir forma dönüşür. Üçlü nokta 3.63 MPa ve 1.090 K'dır (820 °C). Arsenik konsantre nitrik asit ile arsenik asit, seyreltik nitrik asit ile arsenik asit ve konsantre sülfürik asit ile arsenik trioksit yapar; bununla birlikte su, alkaliler veya oksitleyici olmayan asitlerle reaksiyona girmez. Arsenik metallerle arsenitler oluşturmak için reaksiyona girer, ancak bunlar As³⁻ iyonu içeren iyonik bileşikler değildir, çünkü böyle bir anyonun oluşumu oldukça endotermik olur ve hatta grup 1 arsenidler intermetalik bileşiklerin özelliklerine sahiptir. Arsenik gibi 3d geçiş serisini başaran germanyum, selenyum ve brom gibi arsenik, +5 grup oksidasyon durumunda dikey komşu fosfor ve antimonundan çok daha az kararlıdır ve bu nedenle arsenik pentoksit ve arsenik asit güçlü oksitleyicilerdir.

Bileşikler

Arsenik bileşikleri bazı açılardan periyodik tablodaki aynı grubu (sütun) kaplayan fosfor bileşiklerine benzemektedir. Arsenik için en yaygın oksidasyon durumları şunlardır: alaşım benzeri intermetalik bileşikler olan arsenidlerde −3, arsenitlerde +3 ve arsenatlarda ve çoğu organoarsenik bileşiklerde +5. Arsenik ayrıca mineral skutterudit içindeki kare As3−
4 iyonlarında görüldüğü gibi kendi kendine kolayca bağlanır. +3 oksidasyon durumunda arsenik, yalnız elektron çiftinin etkisi nedeniyle tipik olarak piramit şeklindedir.

İnorganik bileşikler

En basit arsenik bileşiğinden biri, yüksek derecede toksik, yanıcı, piroforik arsin (AsH₃) olan trihidrittir. Bu bileşik genellikle kararlı olarak kabul edilir, çünkü oda sıcaklığında sadece yavaşça ayrışır. 250-300 °C sıcaklıklarda arsenik ve hidrojene ayrışma hızlıdır. Nem, ışık varlığı ve belirli katalizörler (yani alüminyum) gibi çeşitli faktörler ayrışma hızını kolaylaştırır. Arsenik trioksit ve su oluşturmak için havada kolayca oksitlenir ve oksijen yerine sülfür ve selenyum ile benzer reaksiyonlar meydana gelir.

Arsenik renksiz, kokusuz, kristalimsi asitler As₂O₃ ("beyaz arsenik") ve As₂O₅'i oluşturur ve bunlar suda higroskopiktir ve asidik çözeltiler oluşturmak için suda çözünür. Arsenik(V) asit zayıf bir asittir ve tuzlara arsenatlar, yeraltı suyunun en yaygın arsenik kontaminasyonu ve birçok insanı etkileyen bir sorun denir. Sentetik arsenatlar arasında Scheele's Green (kuprik hidrojen arsenat, asidik bakır arsenat), kalsiyum arsenat ve kurşun hidrojen arsenat bulunur. Bu üçü tarımsal böcek ilacı ve zehir olarak kullanılmıştır.

Arsenat ve arsenik asit arasındaki protonasyon adımları, fosfat ve fosforik asit arasındaki protonasyon adımlarına benzer. Fosfor asitten farklı olarak, arsenöz asit As(OH)₃ formülü ile gerçekten tribaziktir.

Çok çeşitli kükürt arsenik bileşikleri bilinmektedir. Orpiment (As₂S₃) ve realgar (As₄S₄) biraz bol ve eskiden boya pigmentleri olarak kullanılıyordu. As₄S₁₀'da, arsenik As₄S₄'te As-As bağları içeren +2'nin resmi oksidasyon durumuna sahiptir, böylece As'ın toplam kovalitesi hala 3'tür. Hem orpiment hem de realgar ve As₄S₃, selenyum analoglarına sahiptir; benzer As₂Te₃, mineral kalgoorlieit olarak bilinir ve As₂Te⁻ anyonu, kobalt komplekslerinde bir ligand olarak bilinir.

Arsenik(III) 'ün tüm trihalidleri, bilinmeyen astatid dışında iyi bilinmektedir. Arsenik pentaflorür (AsF₅), +5 oksidasyon durumunun düşük stabilitesini yansıtan tek önemli pentahaliddir; buna rağmen, çok güçlü bir florlayıcı ve oksitleyici maddedir. (Pentaklorür sadece −50 °C'nin altında stabildir, bu sıcaklıkta triklorüre ayrışarak klor gazı açığa çıkar.)

Alaşımlar

Arsenik, III-V yarı iletken galyum arsenit, indiyum arsenit ve alüminyum arsenide grup 5 elemanı olarak kullanılır. GaAs'ın valans elektron sayısı, bir çift Si atomu ile aynıdır, ancak bant yapısı tamamen farklıdır, bu da farklı bulk özellikleri ile sonuçlanır. Diğer arsenik alaşımları arasında II-V yarı iletken kadmiyum arsenid bulunur.

Organoarsenik bileşikler

Çok çeşitli organoarsenik bileşikler bilinmektedir. Birinci Dünya Savaşı sırasında lewisite gibi vesikanlar ve adamsite gibi kusturucu etmen de dahil olmak üzere kimyasal savaş ajanları olarak geliştirilmiştir. Tarihi ve pratik açıdan ilgi çekici olan koksidik asit, fosfor kimyasında analojisi olmayan bir reaksiyon olan arsenik trioksitin metilasyonundan kaynaklanır. Gerçekten de, kokodil bilinen ilk organometalik bileşikti (arsenik gerçek bir metal olmamasına rağmen) ve Yunanca kokusundan rahatsız edici kokusu nedeniyle Yunanca "ακωδἰα "kokusundan" seçildi; çok zehirlidir.

Oluşumu ve üretimi

2006 yılında Arsenik üretimi

Arsenik, Dünya kabuğunun yaklaşık 1.5 ppm (% 0.00015) miktarını içerir ve 53. en bol elementtir. Arsenikte tipik arka plan konsantrasyonları atmosferde 3 ng/m3'ü geçmez; Toprakta 100 mg/kg; ve tatlı suda 10 μg/L içerir.

MAsS ve MAs₂ formülüne sahip mineraller (M = Fe, Ni, Co), realgar (bir arsenik sülfid minerali) ve doğal (elementel) arsenik ile birlikte baskın ticari arsenik kaynaklarıdır. Açıklayıcı bir mineral, yapısal olarak demir pirit ile ilişkili olan arsenopirit (FeAsS)'dir. Birçok küçük As içeren mineral bilinmektedir. Arsenik ayrıca çevrede çeşitli organik formlarda ortaya çıkar.

İngiliz Jeoloji Araştırma ve Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'na göre, 2014 yılında Çin, neredeyse %70'lik dünya payı ile en iyi beyaz arsenik üreticisi oldu ve bunu Fas, Rusya ve Belçika izledi. ABD ve Avrupa'daki arsenik arıtma işlemlerinin çoğu çevresel kaygıları kapattı. Arsenik bakır, altın ve kurşun eriticilerden izabe tozunda bulunur ve öncelikle bakır arıtma tozundan geri kazanılır.

Havadaki arsenopiritin kavurulması üzerine arsenik, arsenik(III) oksit olarak demir oksitler bırakarak süblimleşirken, havasız kavurma gri arsenik üretimine neden olur. Sülfür ve diğer kalkojenlerden daha fazla saflaştırma, vakumda süblimleşme, bir hidrojen atmosferi veya erimiş kurşun-arsenik karışımından damıtılarak elde edilir.

Sıra	Ülke	2014 As2O3 Üretim
1	Çin Halk Cumhuriyeti	25,000 T
2	Fas	8,800 T
3	Rusya	1,500 T
4	Belçika	1,000 T
5	Şablon:BOL	52 T
6	Şablon:JAP	45 T
—	Dünya Toplamı	36,400 T

Tarihçe

Arsenik kelimesinin kökeni Süryanice ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ (al) zarniqa, Arapça al-zarnīḵ الزرنيخ 'orpiment' kelimesinden, "sarı" anlamına gelen Farsça zar 'altın' "altın renkli") kelimesine ve dolayısıyla "(sarı) orpiment" dayanmaktadır. Yunanca "virile", "erkek" anlamına gelen arsenikos (ἀρσενικός) kelimesinin kısır formu olan halk etimolojisi olan arsenikon (ἀρσ neνικόν) olarak kabul edildi. Yunanca kelime Latince arsenicum olarak kabul edildi, Fransızca arsenik haline geldi ve İngilizce arsenic kelimesi alındı. Arsenik sülfürler (orpiment, realgar) ve oksitler eski zamanlardan beri bilinmektedir ve kullanılmaktadır. Zosimos (MS 300 dolaylarında) arsenik (arsenik trioksit) bulutunu elde etmek için kavurma sandarakını (realgar) tarif eder ve daha sonra gri arsenik haline gelir. Arsenik zehirlenmesi belirtileri çok spesifik olmadığından, varlığı için hassas bir kimyasal test olan Marsh testinin ortaya çıkmasına kadar sıklıkla insan öldürme için kullanıldı. (Daha az duyarlı ancak daha genel bir test Reinsch testidir.) Yönetici sınıf tarafından birbirini öldürmek için kullanması ve gücü ve gizliliği nedeniyle arsenik, "kralların zehiri" ve "zehirlerin kralı" olarak adlandırılmıştır.

Tunç Çağı boyunca, arsenik genellikle alaşımı daha sert yapan ("arsenik bronz" olarak adlandırılan) bronza dahil edildi. Arsenik izolasyonu MS 815'ten önce Jabir ibn Hayyan tarafından tanımlanmıştır. Albertus Magnus (Büyük Albert, 1193-1280) daha sonra elementi arsenik trisulfid ile birlikte sabunu ısıtarak 1250'de bir bileşikten izole etti. 1649'da Johann Schröder arsenik hazırlamak için iki yol yayınladı. Elementel (doğal) arsenik kristalleri nadir de olsa doğada bulunur.

Genellikle ilk sentetik organometalik bileşik olarak iddia edilen Cadet'in füme sıvısı (saf olmayan kokodil), 1760 yılında Louis Claude Cadet de Gassicourt tarafından potasyum asetatın arsenik trioksit ile reaksiyonu yoluyla sentezlendi.

Viktorya döneminde, "arsenik" ("beyaz arsenik" veya arsenik trioksit) sirke ve tebeşir ile karıştırıldı ve yüzlerinin cildini iyileştirmek için kadınlar tarafından kullanıldı ve cild alanında çalışmadığını göstermek için daha soluklaşmasına neden oldu. Arsenik ayrıca "tenlerini iyileştirmek" için kadınların yüzlerine ve kollarına sürüldü. Yanlışlıkla arsenik kullanımı gıda maddelerinin karıştırılmasında 1858'de Bradford'un tatlı zehirlenmesine yol açtı ve bu da yaklaşık 20 ölümle sonuçlandı. Duvar kağıdı üretimi, pigmentin parlaklığını arttırdığı düşünülen arsenikten yapılmış boyalar kullanmaya başladı.

İki arsenik pigmenti keşiflerinden beri yaygın olarak kullanılmaktadır - Paris Yeşili ve Scheele'nin Yeşili. Arsenik toksisitesi yaygın olarak tanındıktan sonra, bu kimyasallar daha az pigment ve daha sık olarak insektisit olarak kullanıldı. Boya üretiminin arsenik yan ürünü olan 1860'larda London Purple yaygın olarak kullanıldı. Bu, suda çözünmeyen ve soluma veya yutma ile çok toksik olan arsenik trioksit, anilin, kireç ve demir oksitin katı bir karışımıydı, ancak daha sonra başka bir arsenik bazlı boya olan Paris Yeşili ile değiştirildi. Toksikoloji mekanizmasının daha iyi anlaşılmasıyla, 1890'lardan başlayarak iki başka bileşik kullanıldı. Kireç arseniti ve kurşun arsenat, 1942'de DDT keşfine kadar yaygın olarak böcek ilacı olarak kullanıldı.

Uygulamalar

Tarım

Arsenik'in böceklere, bakterilere ve mantarlara karşı toksisitesi, ahşap koruyucu olarak kullanılmasına yol açtı. 1930'larda, ahşabı kromatlanmış bakır arsenat (CCA veya Tanalith olarak da bilinir) ile işleme tabi tutma süreci icat edildi ve onlarca yıldır bu tedavi arsenikin en yaygın endüstriyel kullanımıydı. Arsenik toksisitesinin artan bir şekilde takdir edilmesi, 2004 yılında Avrupa Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri tarafından başlatılan tüketici ürünlerinde CCA yasağının yasaklanmasına neden oldu. Bununla birlikte, CCA diğer ülkelerde (Malezya kauçuk tarlaları gibi) yoğun kullanımdadır.

Arsenik ayrıca çeşitli tarımsal insektisit ve zehirlerde de kullanılmıştır. Örneğin, kurşun hidrojen arsenat meyve ağaçları üzerinde yaygın bir böcek ilacıydı, ancak bileşikle temas bazen püskürtücüler üzerinde çalışanlar arasında beyin hasarına neden oldu. 20. yüzyılın ikinci yarısında, monosodyum metil arsenat (MSMA) ve disodyum metil arsenat (DSMA) - daha az toksik organik arsenik formları - tarımda kurşun arsenatın yerini aldı. Bu organik arsenikliler 2013 yılına kadar pamuk tarımı dışındaki tüm tarımsal faaliyetlerde aşamalı olarak kaldırıldı.

Arsenik biyojeokimyası karmaşıktır ve çeşitli adsorpsiyon ve desorpsiyon süreçlerini içerir. Arsenik toksisitesi çözünürlüğüne bağlıdır ve pH'dan etkilenir. Arsenit (AsO3−
3) arsenattan (AsO3−
4) daha çözünür ve daha toksiktir; ancak daha düşük bir pH değerinde arsenat daha hareketli ve toksik hale gelir. Yüksek arsenitli topraklara kükürt, fosfor ve demir oksit eklenmesinin arsenik fitotoksisitesini büyük ölçüde azalttığı bulunmuştur.

Arsenik, özellikle ABD'de ağırlık artışını artırmak, yem verimliliğini artırmak ve hastalığı önlemek için kümes hayvanları ve domuz üretiminde bir yem katkı maddesi olarak kullanılır. Bir örnek, ABD broyler yetiştiricilerinin yaklaşık %70'i tarafından broyler başlatıcısı olarak kullanılan roksarson'dur. 2009 Zehirsiz Kümes Hayvanları Kanunu endüstriyel domuz ve kümes hayvanı üretiminde roksarson kullanımını yasaklamayı önerdi. Pfizer Inc.'in bir yan kuruluşu olan Alpharma, tedavi edilen tavuklarda yüksek bir inorganik arsenik olan bir kanserojen olan inorganik arsenik seviyelerini gösteren çalışmalara yanıt olarak ilacın satışını gönüllü olarak askıya aldı. Alpharma'nın halefi Zoetis, özellikle hindilerde kullanılmak üzere nitarson satmaya devam ediyor.

Arsenik, insan tüketimi için yetiştirilen tavukların yemine kasıtlı olarak eklenmiştir. Organik arsenik bileşikleri saf arsenikten daha az toksiktir ve tavukların büyümesini teşvik eder. Bazı koşullar altında, tavuk yemindeki arsenik toksik inorganik forma dönüştürülür.

Tıbbi kullanım

18., 19. ve 20. yüzyıllarda, arsfenamin (Paul Ehrlich tarafından) ve arsenik trioksit (Thomas Fowler tarafından) dahil olmak üzere bir dizi arsenik bileşiği ilaç olarak kullanıldı. Arsfenamin ve neosalvarsan sifiliz için endikedir, ancak yerini modern antibiyotikler almıştır. Bununla birlikte, melarsoprol gibi arsenikler hala tripanosomiyazisin tedavisi için kullanılmaktadır, çünkü bu ilaçlar ciddi toksisiteden muzdarip olsa da, tedavi edilmezse hastalık neredeyse eşit derecede ölümcüldür.

Arsenik trioksit, son 500 yılda, en yaygın olarak kanser tedavisinde değil, aynı zamanda Fowler'in sedef hastalığındaki çözümüne kadar çeşitli ilaçlarda çeşitli şekillerde kullanılmıştır. 2000 yılında ABD Gıda ve İlaç İdaresi, bu bileşiği all-trans retinoik aside dirençli akut promiyelositik lösemili hastaların tedavisi için onayladı.

Son zamanlarda, araştırmacılar arsenik-74 (bir pozitron yayıcı) kullanarak tümörleri tespit ediyorlar. Bu izotop, önceki radyoaktif ajan olan iyot-124'den daha net PET tarama görüntüleri üretir, çünkü vücut iyotu tiroid bezine sinyal gürültüsü üretme eğilimindedir. Arsenik nanoparçacıkları, diğer arsenik formülasyonlarından daha az sitotoksisite ile kanser hücrelerini öldürme yeteneğini göstermiştir.

alt toksik dozlarda, çözünür arsenik bileşikleri uyarıcı olarak işlev görür ve bir zamanlar 18. ila 19. yüzyılın ortalarında insanlar tarafından ilaç olarak küçük dozlarda popülerdi.

Alaşımlar

Arsenik ana kullanım kurşun ile alaşım içindedir. Araba akülerindeki kurşun bileşenler, çok küçük bir arsenik yüzdesi varlığı ile güçlendirilir. Pirinçin (bakır-çinko alaşımı) çinkosuzlaşması arsenik ilavesiyle büyük ölçüde azalır. Arsenik içeriği %0.3 olan "Fosfor Deoksidize Arsenik Bakır" bazı ortamlarda korozyon stabilitesini arttırır. Galyum arsenit, entegre devrelerde kullanılan önemli bir yarı iletken malzemedir. GaA'lardan yapılan devreler, silikondan yapılan devrelerden çok daha hızlıdır (ama aynı zamanda çok daha pahalıdır). Silikonun aksine, GaAs'ın doğrudan bir bant aralığı vardır ve elektrik enerjisini doğrudan ışığa dönüştürmek için lazer diyotlarda ve LED'lerde kullanılabilir.

Askeri

I.Dünya Savaşı'ndan sonra, Birleşik Devletler 20.000 ton silahlı lewisite (ClCH=CHAsCl₂), bir organoarsenik vezikül (blister ajan) ve akciğer tahriş edici bir stok oluşturdu. Depo, çamaşır suyu ile nötralize edildi ve 1950'lerde Meksika Körfezi'ne atıldı. Vietnam Savaşı sırasında, Amerika Birleşik Devletleri, Kuzey Vietnamda yeşillik örtüsüne ve pirinçten askerlerini mahrum etmek için gökkuşağı herbisitlerinden biri olarak sodyum kokolat ve asit formunun bir karışımı olan Agent Blue'yu kullandı.

Diğer kullanımlar

• Bakır asetoarsenit, Paris Yeşili ve Zümrüt Yeşili de dahil olmak üzere birçok isim altında bilinen yeşil bir pigment olarak kullanılmıştır. Çok sayıda arsenik zehirlenmesine neden oldu. Bakır bir arsenat olan Scheele's Green, 19. yüzyılda tatlılarda renklendirici olarak kullanıldı.
• Arsenik bronzlaşma ve piroteknikte kullanılır.
• Üretilen arseniklerin %2 kadarı kurşun ve mermi için kurşun alaşımlarında kullanılır.
• Arsenik çinkosuzlaşmaya karşı dirençli olması için alfa-pirince küçük miktarlarda eklenir. Bu kalite pirinç, sıhhi tesisat armatürlerinde ve diğer ıslak ortamlarda kullanılır.
• Arsenik taksonomik örneklerin korunması için de kullanılır.
• Arsenik seramiklerde opaklaştırıcı ve beyaz cila oluşturmada olarak kullanıldı.
• Yakın zamana kadar optik camda arsenik kullanıldı. Çevrecilerin baskısı altındaki modern cam üreticileri hem arsenik hem de kurşun kullanmayı bıraktı.

Biyolojik rol

Bakteriler

Bazı bakteri türleri, arsenatı arsenite indirgeyerek çeşitli yakıtları oksitleyerek oksijen olmadan enerji elde ederler. Oksidatif çevre koşulları altında, bazı bakteriler arseniti yakıt olarak kullanırlar, bu da arsenat için oksitlenir. İlgili enzimler arsenat redüktazlar (Arr) olarak bilinir.

2008 yılında, arsenitler üreten arsenitler ile oksijen yokluğunda fotosentezin bir versiyonunu kullanan, arsenatlar üreten bakteriler keşfedildi (tıpkı sıradan fotosentezin elektron donörü olarak suyu kullandığı ve moleküler oksijen ürettiği gibi). Araştırmacılar, tarih boyunca bu fotosentez yapan organizmaların, arsenat azaltıcı bakterilerin gelişmesine izin veren arsenatları ürettiğini düşünüyorlar. Bir suş PHS-1 izole edilmiştir ve gamaproteobacterium Ectothiorhodospira shaposhnikovii ile ilgilidir. Mekanizma bilinmemektedir, ancak kodlanmış bir Arr enzimi bilinen homologlarına ters yönde işlev görebilir.

2011 yılında, arsenat ve fosfat anyonlarının yapısal olarak benzer olduğu gerçeğini kullanarak, fosfor yokluğunda arsenik ile ikame edilerek bir Halomonadaceae suşunun yetiştirilebileceği varsayılmıştır. Çalışma, bağımsız araştırmacı grupları tarafından geniş bir şekilde eleştirildi ve daha sonra reddedildi.

Yüksek hayvanlarda temel eser element

Bazı kanıtlar arsenikin kuşlarda (tavuklarda) ve memelilerde (sıçanlar, hamsterlar ve keçiler) önemli bir eser mineral olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, biyolojik fonksiyon bilinmemektedir.

Kalıtım

Arsenik, DNA sekansında değişiklik yapılmadan meydana gelen gen ekspresyonunda kalıtsal değişikliklere, epigenetik değişikliklere bağlanmıştır. Bunlar arasında DNA metilasyonu, histon modifikasyonu ve RNA paraziti bulunur. Zehirli arsenik seviyeleri, tümör baskılayıcı genler p16 ve p53'ün önemli DNA hipermetilasyonuna neden olur, böylece karsinojenez riskini artırır. Bu epigenetik olaylar insan böbrek hücreleri kullanılarak in vitro ve insanlarda sıçan karaciğer hücreleri ve periferik kan lökositleri kullanılarak in vivo incelenmiştir. Endüktif olarak bağlı plazma kütle spektrometrisi (ICP-MS), DNA'nın epigenetik modifikasyonunda yer alan hücre içi arsenik ve diğer arsenik bazların kesin seviyelerini tespit etmek için kullanılır. Arsenik'i epigenetik bir faktör olarak araştıran çalışmalar, maruziyet ve duyarlılığın kesin biyobelirteçlerini geliştirmek için kullanılabilir.

Çin fren eğreltiotu (Pteris vittata), arsenik'i topraktan yapraklarına hiper-biriktirir ve bitki ıslahında önerilen bir kullanıma sahiptir.

Biyometillemeden

İnorganik arsenik ve bileşikleri, gıda zincirine girdikten sonra, bir metilasyon işlemi ile aşamalı olarak metabolize edilir. Örneğin, Scopulariopsis brevicaulis kalıbı, inorganik arsenik mevcutsa önemli miktarlarda trimetilarsin üretir. Organik bileşik arsenobetaine, balık ve yosun gibi bazı deniz ürünlerinde ve ayrıca daha büyük konsantrasyonlarda mantarlarda bulunur. Ortalama bir kişinin alımı yaklaşık 10-50 ug/ gündür. Balık veya mantar tüketimini takiben yaklaşık 1000 ug'lik değerler olağandışı değildir, ancak bu arsenik bileşiği neredeyse toksik olmadığı için balık yemede çok az tehlike vardır.

Çevre sorunları

Maruziyet

Doğal olarak meydana gelen insan maruziyeti kaynakları arasında volkanik kül, mineral ve cevherlerin ayrışması ve mineralize yeraltı suyu yer alır. Arsenik ayrıca gıda, su, toprak ve havada bulunur. Arsenik tüm bitkiler tarafından emilir, ancak yapraklı sebzeler, pirinç, elma ve üzüm suyu ve deniz ürünlerinde daha yoğunlaşır. Ek bir maruz kalma yolu, atmosferik gazların ve tozların solunmasıdır. Viktorya döneminde arsenik ev dekorunda, özellikle duvar kağıtlarında yaygın olarak kullanıldı.

İçme suyunda meydana gelme

Yeraltı suyunun aşırı arsenik kontaminasyonu, Bangladeş ve komşu ülkelerde yaygın arsenik zehirlenmesine yol açmıştır. Bengal havzasında yaklaşık 57 milyon insanın, Dünya Sağlık Örgütü'nün milyarda 10 parça (ppb) standardının üzerinde arsenik konsantrasyonları ile yeraltı suyu içtiği tahmin edilmektedir. Bununla birlikte, Tayvan'daki kanser oranları üzerine yapılan bir araştırma, kanser mortalitesindeki önemli artışların sadece 150 ppb'nin üzerindeki seviyelerde ortaya çıktığını önerdi. Yeraltı sularındaki arsenik doğal kökenlidir ve yüzey altı yüzeyindeki anoksik koşulların neden olduğu tortudan yeraltı suyuna salınır. Bu yeraltı suyu yerel ve batı STK'lardan sonra kullanıldı ve Bangladeş hükümeti yirminci yüzyılın sonlarında büyük bir sığ tüp kuyu içme suyu programına girişti. Bu program, bakteri kontamine yüzey sularının içilmesini önlemek için tasarlanmıştır, ancak yeraltı sularında arsenik testi yapmamıştır. Güneydoğu Asya'daki Vietnam ve Kamboçya gibi diğer birçok ülke ve ilçe, yüksek arsenik içeriğine sahip yeraltı suyu üreten jeolojik ortamlara sahiptir. Arsenicosis 1987 yılında Tayland'ın Nakhon Si Thammarat kentinde bildirilmiştir ve Chao Phraya Nehri, halkın çoğu şişelenmiş su kullandığından, halk sağlığı sorunu olmadan muhtemelen yüksek düzeyde doğal olarak oluşan çözünmüş arsenik içerir. Pakistan'da, 60 milyondan fazla insan yakın zamanda Bilim raporunda belirtilen arsenik kirli içme suyuna maruz kalıyor. Podgorski ekibi 1200'den fazla numuneyi araştırdı ve %66'dan fazla örnek WHO minimum kontaminasyon seviyesini aştı.

Toksisite ve önlemler

Sınıflandırma

Element arsenik ve arsenik sülfat ve trioksit bileşikleri 67/548/EEC direktifiyle Avrupa Birliği'nde "toksik" ve "çevre için tehlikeli" olarak sınıflandırılmıştır. Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC), arsenik ve inorganik arsenik bileşiklerini grup 1 karsinojenler olarak tanır ve AB, arsenik trioksit, arsenik pentoksit ve arsenat tuzlarını kategori 1 karsinojenler olarak listelemektedir.

Arsenik içme suyunda arsenicosise neden olduğu bilinmektedir, "en yaygın türler arsenattır [HAsO2−
4; As(V)] ve arsenit [H₃AsO₃; As(III)].

Mesleki maruziyet sınırları

Ülke	Limit
Arjantin	Teyit edilmiş insandaki kanserojen madde
Avustralya	TWA 0.05 mg/m3 - kanserojen madde
Belçika	TWA 0.1 mg/m3 - kanserojen madde
Bulgaristan	Teyit edilmiş insandaki kanserojen madde
Kolombiya	Teyit edilmiş insandaki kanserojen madde
Danimarka	TWA 0.01 mg/m3
Finlandiya	kanserojen madde
Mısır	TWA 0.2 mg/m3
Macaristan	iç kaplama konsantrasyonu 0.01 mg/m3 - Cilt, kanserojen maddesi
Hindistan	TWA 0.2 mg/m3
Japonya	Grup 1 kanserojen
Ürdün	Teyit edilmiş insandaki kanserojen madde
Meksika	TWA 0.2 mg/m3
Yeni Zelanda	TWA 0.05 mg/m3 - kanserojen madde
Norveç	TWA 0.02 mg/m3
Filipinler	TWA 0.5 mg/m3
Polonya	TWA 0.01 mg/m3
Singapur	Teyit edilmiş insandaki kanserojen madde
Güney Kore	TWA 0.01 mg/m3
İsveç	TWA 0.01 mg/m3
Tayland	TWA 0.5 mg/m3
Türkiye	TWA 0.5 mg/m3
Birleşik Krallık	TWA 0.1 mg/m3
Amerika Birleşik Devletleri	TWA 0.01 mg/m3
Vietnam	Teyit edilmiş insandaki kanserojen madde

Ekotoksisite

Arsenik, özellikle deniz canlıları olmak üzere birçok organizmada biyoakümülatiftir, ancak gıda ağlarında önemli ölçüde biyo-teşhis gibi görünmemektedir. Kirli bölgelerde bitki büyümesi, bir fosfat analogu olan ve bu nedenle bitki dokuları ve hücrelerinde kolayca taşınan arsenatın kök alımından etkilenebilir. Kirli bölgelerde, daha fazla toksik arsenit iyonunun (özellikle indirgeme koşullarında bulunur) alımı, zayıf drene edilmiş topraklarda muhtemeldir.