الزرنيخ Arsenic – الخواص الفيزيائية والكيميائية للزرنيخ

ما هو عنصر الزرنيخ Arsenic؟

– الزرنيخ هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 33 ، العدد الكتلي = 75

– الرمز الكيميائي لعنصر الزرنيـخ يرمز له بالرمز: ⁷⁵As₃₃

– التوزيع الإلكتروني له: Ar]₁₈ 4s² 3d¹⁰ 4p³]

– كما يعتبر الزرنيخ معدن، وهو جسم بلوري رمادي اللون، هش ليّن وله بريق معدني.

– وهو ناقل للكهرباء.

– وله عدة اشكال منها الرمادي، والبني وهو جسم صلب، وأسود وهو جسم شفاف لا بلوري.

– الجدول التالي يوضح الخواص العامة لعنصر الزرنيـخ كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Arsenic

– اكتشف الزرنيخ عام 1649م من قبل شرودر اشتق اسمه من اللاتينية (Arsenicum).

– للزرنيخ عدة أشكال متأصلة كالفسفور، وهو مادة بلورية هشة، رمادية اللون ذات بريق معدني كالفلاذ، بما أنّ للزرنيـخ المعدني بنية تماثرية عالية، لذا فأنه ينصهر أو يتبخّر فقط عند تغيير بنيته.

– يتسامى عند الدرجة 610 م^o تحت الضغط العادي مشكلاً أبخرة ذات لون أصفر ليموني مؤلفة من جزيئات As₄

– يتشكل بالتكثيف السريع لأبخرة الزرنيـخ بلورات لينة ذات لون أصفر مؤلفة من الجزيئات As₄ بصورة مشابهة للفسفور الأبيض P₄ وبالتسخين البطيء يتحول بسرعة إلى الزرنيـخ المعدني.

– من أهم خامات هذا العنصر: 

أوربيمنت Orpiment أو الوهج الأصفر ورمزه الكيميائي As₂S₃ وكان يستخدم قديماً فى صناعة الدهانات.

رهج الغار أو الزرنيخ الأحمر Realgar‏ هو يتكون من معدن كبريتيد الزرنيـخ (α-As₄S₄) 

طرق تحضير الزرنيخ Preparation of Arsenic

– يحضر الزرنيخ باختزال أكسيد الزرنيـخ بواسطة الكربون:

2As₂O₃ + 3C → As₄ + 3CO₂

كما يمكن الحصول عليه بتقطير بعض الكبريتيدات المحتوية على الزرنيـخ

 FeSAs → FeS + As

الخواص الكيميائية للزرنيخ Chemical properties of Arsenic

(1) التفاعل مع الأكسجين

– لا يتأكسد الزرنيخ بسهولة في الهواء عند درجات الحرارة العادية، ولكنه يشتعل عند تسخينه في الهواء مكوناً As₄O₆ كما بالمعادلة الآتية:

4As + 3O₂ → As₄O₆ 

(2) التفاعل مع الهيدروجين

– يتفاعل الزرنيخ مباشرة مع الهيدروجين معطيا الأرسين AsH₃ كما بالمعادلة الآتية:

2As + 3H₂ → 2AsH₃ 

(3) التفاعل مع الهالوجينات

– يتفاعل الزرنيـخ مع غاز الكلور معطياً ثالث كلوريد الزرنيـخ كما بالمعادلة الآتية:

2As + 3Cl₂ → 2AsCl₃ 

(4) التفاعل مع الكبريت

– يتفاعل الزرنيخ مع الكبريت بتسخين مكوناُ ثالث كبريتيد الزرنيـخ كما بالمعادلة الآتية:

4As + 3S → As₂S₃ 

(5) التفاعل مع القواعد

– يتفاعل الزرنيخ مع الأسس مشكلاُ شاردة الزرنيخيت ^–AsO₃³ كما بالمعادلة الآتية:

2As + 6OH^– → 2AsO₃^3- + 3H₂

استخدامات الزرنيخ Uses of Arsenic

(1) لقد عرف الزرنيـخ منذ قديم الزمان بسمّيته، كان يجري استخدامه في قرون ماضية في معالجة مرض الزهري.

(2) كما يستخدم بشكل أساسي في تحضير بعض المبيدات وسم الفئران.

(3) ويستعمل أحيانا في صناعة الخزف وفي حفظ الأخشاب.

(4) يدخل في تصنيع الأقطاب في بطاريات السيارة.

(5) كما يستخدم في صناعة الطلقات النارية كما بالشكل التالى

(4) مادة مرسخة في عمليات الصباغة.

(5) يستخدم كذلك في مواد الزراعة مثل: المضادات الحيوية والإضافات الغذائية.

تأثير الزرنيخ على جسم الإنسان

– عند ابتلاع مركبات الزرنيخ سرعان ما يتم امتصاصها بنسبة 90 – 80 % عبر القناة المعدية المعوية ليجري توزيعها في الدم وصولاُ إلى الكبد والكلية والرئة والطحال والشريان الأبهر والجلد.

– يتم اختزال الزرنيخ الخماسي التكافؤ إلى الزرنيـخ الثلاثي التكافؤ في الجسم. وبعدئذ تجري مثيلة هذا الأخير في الكبد لينشأ الحمض الأقل سمية والذي يدعى حمض الزرنيـخ الميثيلي والذي يسهل طرحه.

– ويتم التخلص من أغلب الزرنيـخ خلال أسبوع بنسبة %0.9 ولاسيما من الكبد والكلية والطحال في حين يبقى ما يوجد منه في الجلد والدماغ والهيكل العظمي لمدة زمنية أطول.

المراجع: دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.