Asen (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp arsenic),còn đƣợc viết là a-sen, arsen, là một nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số nguyên tử 33. Asen lần đầu tiên đƣợc Albertus Magnus (Đức) viết về nó vào năm 1250. Khối lƣợng nguyên tử của nó bằng 74,92. Asen là một á kim gây ngộđộc và có nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà ngƣời ta có thể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau cũng đƣợc tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng vật asen sensu stricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhƣng nói chung nó hay tồn tại dƣới dạng các hợp chất asenua và asenat. Vài trăm loại khoáng vật nhƣ thế đã đƣợc biết tới. Asen và các hợp chất của nó đƣợc sử dụng nhƣ là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một loạt các hợp kim.
1.4.3.1 Cấu tạo Asen
Bán kính nguyên tử: 1,33Å
Khối lƣợng nguyên tử: 13,1 cm3/mol Bán kính cộng hóa trị: 1,2Å
Cấu trúc tinh thể: Rhombohedral Electron cấu hình: [Ar] 4s2 3d10 4p3
Các electron trên mỗi cấp năng lƣợng: 2, 8, 18, 5 Bán kính ion: 0,58Å
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: Phan Văn Trƣờng GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
33
Hình 0.3: Mô hình cấu tạo nguyên tử Asen
1.4.3.2 Tính chất vật lý
Asen không gây mùi khó chịu trong nƣớc, (cả khi ở hàm lƣợng có thể gây chết ngƣời ), khó phân hủy. Là nguyên tố phổ biến thứ 20 trong các nguyên tố có trên bề mặt trái đất. Khối lƣợng phân tử79,9216 g/mol, không hòa tan trong nƣớc.
Theo từ điển Bách khoa dƣợc học xuất bản năm 1999, thạch tín là tên gọi thông dùng chỉ nguyên tố Asen, nhƣng cũng đồng thời dùng chỉ hợp chất ôxit của Asen hóa trị III (As2O3). Ôxit này màu trắng, dạng bột, tan đƣợc trong nƣớc, rất độc.
Trong tự nhiên, nguyên tố thạch tín tồn tại ở ba dạng hình thù (dạng alpha có màu vàng, dạng beta có màu đen, dạng gamma có màu xám). Nguyên tố thạch tín cũng tồn tại ở một số dạng ion khác. Dạng vô cơ của thạch tín độc hơn sovới dạng hữu cơ của nó.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: Phan Văn Trƣờng GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
34
Hình 0.4: Các dạng tồn tại Asen trong tự nhiên
1.4.3.3 Tính chất hóa học.
Trạng thái oxi hóa phổ biến nhất của nó là: -3 (Asenua: thông thường trong hợp chất liên kim loại tượng tự như hợp kim), +3 Asenat (III) hay Asenit và phần lớn là các hợp chất asen hữu cơ, +5 Asenat (V) phần lớn là các hợp chất vô cơ
chứa oxy của Asen ổn định.
Trong nƣớc Asen tồn tại ở 2 dạng hoá trị: hợp chất Asen hóa trị (III) và (V). Hợp chất Asen hóa trịIII có độc tính cao hơn dạng hóa trị V.
Asen có khảnăng kết tủa cùng các ion sắt.
Asen tạo thành hydrua dạng khí va không ổn định, đó là Asin (AsH3). Khi bị nung nóng trong không khí, nó bị oxy hóa để tạo ra trioxit Asen, hơi của phản ứng này có mùi nhƣ mùi tỏi.
As tham gia phản ứng với Oxy trở thành dạng As2O3 rồi sau đó là As2O5. Nếu trong môi trƣờng yếm khíthì As(V) sẽ bịkhử về trạng thái As(III).
As2O3: Là oxit màu trắng hay còn gọi là asen trắng, ít tan trong nƣớc (1,7g trong 100g H2O) ở 150
C dung dịch bão hòa chứa khoảng 1,5% As2O3. Khi tan trong nƣớc tạo thành Asenơ.
As2O3 + 3 H2O → 2 As(OH)3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTH: Phan Văn Trƣờng GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
35
As2O3+ 4 NaOH → 2 NaHAsO3 + H2O
Khi nung nóng As2O3 bị C, H2khử dễ dàng sinh ra kim loại. As2O3 + 6 H2→ + 2 As + 3 H2O
As2O3 ( As4O6 ) thể hiện tính khử khi tác dụng với O3, H2O2, FeCl3, K2Cr2O7, HNO3,…
As4O6 + HNO3 + 14 H2O → 12 H3AsO4+ 8 NO ↑ As2O3tác dụng với kim loại trong môi trƣờng axit
As2O3+ 6 Zn + 12 HCl → 6 ZnCl2 + 2 AsH3 + H2O