Arseen
Arseen of arsenicum is een scheikundig element met symbool As en atoomnummer 33. Het is een metalloïde dat een aantal verschillende allotropen kent. Ook arseen(III)oxide, As2O3 wordt soms (abusievelijk) aangeduid als arseen.
Inhoud |
[bewerken] Ontdekking
Vermoedelijk heeft Albertus Magnus in 1250 het element voor het eerst geïsoleerd. In 1649 beschreef Johann Schröder twee manieren om arseen te isoleren.[1]
De naam arsenicum komt via het Griekse Αρσενικόν (arsenikon) uit het Arabisch, az-zernikh met als betekenis geel orpiment. Ook zou het verwant zijn aan het Griekse woord Αρσενικός, (arsenikos, mannelijk, potent), omdat men meende dat metalen zowel mannelijk als vrouwelijk konden zijn.[1]
[bewerken] Allotropie
De bekendste vorm is grijs arseen. Het heeft een structuur die te vergelijken is met een gebochelde vorm van de grafietstructuur. De dampfase bevat As4 moleculen, te vergelijken met die van witte fosfor. De damp kan bij lage temperaturen gecondenseerd worden tot een moleculaire gele allotroop die de grootste giftigheid en reactiviteit vertoont. Net als witte fosfor is geel arseen lichtgevoelig en gaat in de grijze vorm over onder invloed van licht. Naast deze twee vormen is er ook nog een zwarte fase die een structuur heeft die te vergelijken is met die van rode fosfor.
[bewerken] Toepassingen
Arseen was vroeger een bestanddeel van tonica. In de geneeskunde is arseen waardevol gebleken bij de behandeling van syfilis, in het middel salvarsan. Tot in de 20e eeuw werd loodarsenaat als pesticide gebruikt in de fruitteelt. Wegens de schadelijke gevolgen hiervan voor de sproeiers is men later op andere middelen overgestapt. In de 19e eeuw werd koperarsenaat zelfs als kleurstof gebruikt in snoepgoed. Huidige toepassingen van arseen zijn:
- Insecticiden
- Galliumarsenide is een veel gebruikt halfgeleidermateriaal
Verder wordt arseentrioxide in de hematologie gebruikt om sommige vormen van leukemie te bestrijden, wanneer patiënten immuun zijn (geworden) voor andere middelen.
Omdat het vrijwel niet te detecteren was, zijn in het verleden veel moorden gepleegd door de slachtoffers te vergiftigen met arseenverbindingen. Arseen is wellicht de stof die in de geschiedenis voor gifmoord het meest werd gebruikt. Verondersteld wordt wel dat Napoleon Bonaparte op deze wijze aan zijn einde is gekomen; bij onderzoek bleek dat zijn lichaam grote hoeveelheden arseen bevatte. Italiaans onderzoek in 2008 heeft echter aangetoond dat mensen in Napoleons tijd aan 100 maal hogere doses arseen blootstonden dan tegenwoordig. Dit zou komen omdat arseen toen veel gebruikt werd in bijvoorbeeld lijm en verf. Napoleon bleek geen hogere hoeveelheid arseen in zijn lichaam te hebben gehad dan zijn vrouw en zoon. Pas na de uitvinding van de Marshtest werd het mogelijk om zelfs zeer lage concentraties van dit element aan te tonen. Het is tegenwoordig gemakkelijk arseen in het laboratorium aan te tonen, ook lang na de dood, daar het in de haren en nagels wordt opgeslagen.
[bewerken] Taxidermie
In de taxidermie, het opzetten van een dier, werd arseen gebruikt om geprepareerde specimen te beschermen tegen insecten zoals o.a. motten, het spekkevertje, en de museumkever. De toepassing was niet zozeer gericht op het weghouden van insecten, maar veeleer op het doden ervan alvorens ze hun vernietigende werk konden voortzetten.
Bij het prepareren gebruikte men afhankelijk van het soort op te zetten dier, een pasta die bestond uit arseen, zeepvlokken, water, kamfer, krijt en kalium. Deze pasta werd na het villen aangebracht, door middel van een penseel. Deze methode werd vooral voor kleine specimina gebruikt, van vogels tot maximaal de maat van een vos. Bij grotere dieren werd de huiden eerst gelooid, waarna een laagje van deze pasta aan de binnenzijde werd aangebracht. Ook werd de huid wel gedompeld in een bad met arseen.
Het gebruik van arseen heeft bij taxidermisten in vroegere tijden legio gevallen van blindheid, en zwerende wonden veroorzaakt. Wegens de hoge toxiciteit wordt de stof door taxidermisten vrijwel niet meer gebruikt. Er zijn nu producten in de handel die minstens even doeltreffend zijn, zonder de risico's van arseen.
[bewerken] Opmerkelijke eigenschappen
Wanneer arseen verhit wordt, oxideert het snel naar arseenoxide (As2O3), dat een opmerkelijke knoflooklucht heeft.[1] Arseen en sommige arseenverbinding kunnen sublimeren. Het kan in twee verschillende vormen voorkomen: geel en grijs. De gele variant heeft een veel kleinere dichtheid (1970 kg·m–3) dan de meest voorkomende grijze variant (5780 kg·m–3).
Chemisch gezien vertoont arseen veel overeenkomsten met fosfor; zoveel zelfs dat korte tijd werd gedacht dat het in DNA fosfor kon vervangen. In november 2010 presenteerde de NASA in Californië arseen als het zevende basiselement van leven. Men was in staat een Halomonadaceae bacterie te laten groeien op een oplossing met arseen in plaats van fosfor. De experimenten bleken echter tamelijk rommelig uitgevoerd en het ziet ernaar uit dat er wel degelijk fosfor aanwezig is geweest. In elk geval ontbreekt elk onafhankelijk bewijs voor de gegeven claims, zoals gezuiverd DNA met arseen in plaats van fosfor.[2][3][4] Op 31 januari 2012 publiceerden M.L. Reaves e.a. een onderzoek waarin ze aantoonden dat arseen in het DNA van de bacterie niet detecteerbaar was.[5]
Anderzijds is er in ieder geval één biogene polyarseenverbinding beschreven: arsenicine A.
[bewerken] Verschijning
De belangrijkste arseenbron is het mineraal arsenopyriet (FeSAs), waaruit bij verhitting arseen sublimeert. In lage concentraties komt arseen vrijwel overal op aarde in de bodem voor. Bij deze concentraties is arseen niet winbaar op commerciële schaal. De belangrijkste bronnen bevinden zich in Rusland, China, Zweden en Mexico. In India en Bangladesh is men voor drinkwater veelal afhankelijk van grondwater met een hoog arseengehalte. Daardoor komt er in beide landen veel chronische arseenvergiftiging voor, waar jaarlijks vele mensen aan sterven.
[bewerken] Isotopen
 Zie Isotopen van arseen voor het hoofdartikel over dit onderwerp. |
| Stabielste isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 73As | syn | 80,30 d | EV | 1,593 | 73Ge |
| 74As | syn | 17,77 d | ß- en ß+ | 2,562 | 74Se |
| 75As | 100 | stabiel met 42 neutronen | |||
| 76As | syn | 1,0778 d | ß- | 2,962 | 76Se |
Van arseen komt één stabiel isotoop voor. Er is een klein aantal radioactieve isotopen bekend, maar daarvoor zijn vrijwel geen toepassingen.
[bewerken] Toxicologie en veiligheid
Arseen en veel arseenverbindingen zoals arseen(III)oxide zijn extreem giftig. Binnen het menselijk lichaam richt het verwoestingen aan in het spijsverteringskanaal, veelal met dodelijke afloop. Toediening van kleine hoeveelheden over een lange tijd veroorzaakt de symptomen die op een natuurlijke maag-darmontsteking lijken.
[bewerken] Externe links
International Chemical Safety Card van Arseen- Lenntech over: Arseen
- (en) EnvironmentalChemistry.com over: Arseen
- (en) WebElements.com over: Arseen
- De dodelijke carrière van Arseen, tudelft.nl
Bronnen, noten en/of referenties:
- ↑ a b c Hammond, C. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (Engels), CRC Press, 1975-1976, B-8
- ↑ http://www.nasa.gov/topics/universe/features/astrobiology_toxic_chemical.html
- ↑ http://www.nature.com/news/2010/101202/full/news.2010.645.html
- ↑ http://www.nu.nl/wetenschap/2396117/vondst-arseenbacterie-in-twijfel-getrokken.html
- ↑ Reaves, M.L. e.a. (2012) Absence of arsenate in DNA from arsenate-grown GFAJ-1 cells. arXiv:1201.6643v1 [q-bio.BM ]
 |
Zie de categorie Arsenic van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden. |
| Chemische elementen en isotopen |
|---|
|
Periodiek systeem: Standaard · Alternatief · Elektronenconfiguratie |
