Pengertian Arsenik dan Penjelasannya

Next page: 1 2 3

Arsenik (As), unsur kimia dalam kelompok nitrogen (Kelompok 15 [Va] dari tabel periodik), terdapat dalam bentuk kristal berwarna abu-abu dan kuning.

Sejarah Arsenik

Senyawa Arsenik dikenal jauh sebelum unsurnya diakui sebagai unsur kimia. Pada abad ke-4 SM Aristoteles menulis tentang zat yang disebut sandarache, sekarang diyakini telah menjadi mineral realgar, sulfida arsenik. Kemudian, pada abad ke-1, penulis Pliny the Elder dan Pedanius Dioskorides menjelaskan tentang auripigmentum, yaitu zat yang kini diperkirakan telah menjadi zat warna orpiment, As₂S₃. Pada abad 11, tiga spesies "arsenik" diakui yaitu arsenic putih (As₄O₆), kuning (As₂S₃), dan merah (As₄S₄). Unsur arsenic sendiri mungkin pertama kali diamati pada abad ke-13 oleh Albertus Magnus, yang mencatat penampilan zat logam-seperti arsenicum, nama lain untuk As₂S₃, dipanaskan dengan sabun. Akan tetapi belum diketahui secara pasti apakah para ilmuwan benar-benar mengamati unsur bebas arsenic atau tidak. Laporan pertama otentik dari substansi bebas dibuat pada 1649 oleh Johann Schroeder, seorang apoteker Jerman, yang membuat arsenik dengan memanaskan oksida dengan arang. Kemudian, Nicolas Lemery, seorang dokter dan kimiawan Perancis, mengamati pembentukan arsenik saat pemanasan campuran oksida, sabun, dan kalium. Pada abad ke-18, arsenik dikenal sebagai semimetal yang unik.

Kejadian dan Distribusi Arsenik

Banyaknya arsenik dalam kerak bumi adalah sekitar lima gram per ton; kelimpahan kosmik arsenik diperkirakan sekitar empat atom per juta atom silikon. Unsur arsenik tersebar secara luas. Sejumlah kecil ada dalam bentuk asalnya dalam persen kemurnian 90-98 persen, arsenik umumnya berikatan dengan logam seperti antimon dan perak. Namun, sebagian besar tergabung dalam lebih dari 150 mineral yang berbeda, seperti sulfida, arsenides, sulfoarsenides, dan arsenites. Mispickel, atau arsenopirit, FeAsS, termasuk bantalan mineral arsenik yang paling umum; realgar, As₄S₄; orpiment, As₂S₃; loellingit, FeAs₂; dan enargit, Cu₃AsS₄. Oksida arsenik juga menjadi senyawa umum. Kebanyakan arsenik komersial terproduksi sebagai produk sampingan dari peleburan tembaga, timbal, kobalt, dan bijih emas.

Iklan oleh Google

Hanya satu isotop arsenik yang stabil, yaitu yang bermassa 75, terjadi di alam. Di antara isotop radioaktif buatan yang stabil adalah salah satu dari massa 76, yang memiliki paruh 26,4 jam. Arsenik-72, -74, -76 dan telah digunakan dalam prosedur diagnostik medis.

Produksi Komersial dan Penggunaan Arsenik

logam arsenik terbentuk ketika arsenopirit dipanaskan pada 650-700 ° C tanpa adanya udara. Arsenik di arsenopirit dan kotoran arsenik dalam bijih logam lainnya bersatu dengan oksigen ketika dipanaskan di udara, membentuk oksida yang mudah menyublim, As₄O₆, juga dikenal sebagai "arsenik putih." Uap oksida dikumpulkan dan kental dalam serangkaian ruang bata dan kemudian dimurnikan dengan resublimation. Kebanyakan arsenik dibuat dengan mereduksi karbon dari debu oksida arsenious yang terkumpul.

Konsumsi logam arsenik dunia relatif kecil, hanya beberapa ratus ton per tahun. Sebagian besar dari arsenik yang dikonsumsi berasal dari Swedia. Hal ini digunakan dalam aplikasi metalurgi karena sifat metalloid nya. Sekitar satu persen kandungan arsenik dibutuhkan dalam pembuatan timah, misalnya, karena meningkatkan kebulatan dari tetesan cair. Paduan bantalan timbal meningkat berdasarkan dalam sifat baik termal dan mekanik ketika mereka mengandung sekitar 3 persen arsenik. Sejumlah kecil arsenik dalam paduan timah memperkeras mereka untuk digunakan dalam selubung baterai dan kabel. Konsentrasi kecil arsenik meningkatkan ketahanan korosi dan sifat termal tembaga dan kuningan. Unsur arsenik juga digunakan dalam bronzing dan pyrotechnics. Arsenik sangat murni menemukan aplikasi dalam teknologi semikonduktor, di mana arsenik digunakan dengan silikon dan germanium, serta dalam bentuk gallium arsenide, GaAs, untuk dioda, laser, dan transistor.

Karena arsenik memiliki berbagai oksidasi dari -3 ke +5, arsenik dapat membentuk berbagai macam senyawa. Di antara senyawa komersial yang paling penting adalah oksida, bentuk-bentuk utama adalah arsenious oksida (As₄O₆) dan pentoksida arsen (As₂O₅). Arsenious Oksida, umumnya dikenal sebagai arsenik putih, diperoleh sebagai produk sampingan dari pemanggangan bijih tembaga, timbal, dan logam tertentu lainnya serta dengan memanggang arsenopirit dan bijih arsenik sulfida. Arsenious Oksida menyediakan bahan awal untuk sebagian besar senyawa arsenik lainnya. Hal ini juga digunakan dalam pestisida dan berfungsi sebagai decolourizer dalam pembuatan kaca dan sebagai pengawet. Arsenik Pentoksida dibentuk oleh aksi agen pengoksidasi (misalnya, asam nitrat) pada arsenious oksida. Ini terdiri dari bahan utama insektisida, herbisida, dan perekat logam.

Arsine (AsH₃), gas beracun yang tidak berwarna yang terdiri dari arsenik dan hidrogen, adalah senyawa arsenic lain yang familiar. Gas arsenik, juga disebut hidrida arsenik, diproduksi oleh hidrolisis logam arsenides dan dengan reduksi senyawa logam arsenik dalam larutan asam. Telah digunakan sebagai agen doping untuk semi-konduktor dan sebagai gas beracun militer. Senyawa arsenik yang penting di bidang pertanian adalah asam arsenik (H₃AsO₄) dan garam seperti timbal arsenat (PbHAsO₄) dan kalsium arsenat [Ca₃ (AsO₄) ₂], yang masing-masing berguna untuk mensterilkan tanah dan pengendalian hama.

Arsenik juga membentuk berbagai senyawa organik, seperti misalnya tetramethyl diarsine, (CH₃) ₂As-As (CH₃) ₂, yang digunakan dalam penyusunan asam cacodylic pengering umum. Beberapa senyawa organik arsenik kompleks telah digunakan dalam pengobatan penyakit tertentu, seperti disentri amoeba, yang disebabkan oleh mikroorganisme.

Dalam keadaan unsur yang paling stabil, arsenik berbentuk baja abu-abu, rapuh padat dengan konduktivitas termal dan listrik yang rendah. Meskipun beberapa bentuk unsur arsenik adalah seperti logam, unsur yang terbaik diklasifikasikan sebagai nonlogam. Bentuk lain telah dilaporkan tetapi tidak terkarakterisasi dengan baik, khususnya bentuk metastabil berwarna kuning, yang dapat terdiri dari molekul analog AS₄ dengan fosfor putih, P₄. Arsenik menyublim pada 613 ° C, dan berbentuk uap sebagai molekul AS₄, yang tidak akan terpisah sampai sekitar 800 ° C; disosiasi molekul AS₂ akan sempurna pada sekitar 1.700 ° C.

Struktur elektron dari atom arsenic menyerupai susunan dari nitrogen dan fosfor bahwa ada lima elektron di kulit terluar, tetapi berbeda dari mereka yang memiliki 18 elektron di kulit kedua dari belakang, bukan dua atau delapan. Penambahan sepuluh muatan positif ke inti selama pengisian lima orbital 3d sering menyebabkan kontraksi umum awan elektronik seiring bertambahnya elektronegativitas unsur. Dalam kelompok lain dari tabel periodik ini ditunjukkan dengan jelas. Dengan demikian, tampaknya berlaku secara umum bahwa seng lebih elektronegatif dari magnesium dan, sama, galium yang lebih elektronegatif dari aluminium. Perbedaannya berkurang, namun, dalam kelompok berikutnya, dan banyak yang tidak setuju bahwa germanium yang lebih elektronegatif dibanding silikon, meskipun bukti kelimpahan kimia tampaknya menunjukkan bahwa memang begitu. Transisi yang sama dari 8-shell untuk elemen 18-shell dalam melewati dari fosfor untuk arsenik mungkin juga menghasilkan peningkatan elektronegativitas arsenik dalam fosfor, tapi ini masih kontroversial.

Kesamaan dari dua elemen shell terluar menunjukkan bahwa arsenik, seperti fosfor, dapat membentuk tiga ikatan kovalen per atom, dengan tambahan pasangan elektron bebas terikat. Keadaan oksidasi arsenik harus menjadi +3 atau -3 tergantung pada nilai-nilai elektronegativitas relatif arsenik dengan unsur-unsur yang dikombinasikan. Kemungkinan juga harus ada dari memanfaatkan orbital d luar untuk memperluas oktet, sehingga memungkinkan arsenik untuk membentuk lima ikatan. Kemungkinan ini diwujudkan hanya dalam senyawa dengan fluor. Ketersediaan pasangan elektron bebas untuk pembentukan kompleks (melalui sumbangan elektron) muncul jauh lebih sedikit di atom arsenik dari fosfor dan nitrogen, yang dibuktikan dengan sifat-sifat unsur tersebut.

Arsenik sendiri stabil di udara kering, tetapi dalam udara lembab cenderung dilapisi dengan oksida hitam. Uap arsenik menyublim dan mudah terbakar di udara membentuk arsenious oksida. Unsur arsenic bebas pada dasarnya tidak terpengaruh oleh air, basa, atau asam nonoxidizing, tetapi dapat teroksidasi oleh asam nitrat bentuk +5. Halogen bereaksi dengan arsenik, seperti halnya belerang, dan elemen akan bergabung langsung dengan banyak logam membentuk arsenides.

Analisis Kimia Arsenik

Secara kualitatif, arsenik dapat dideteksi oleh curah hujan sebagai arsenious sulfida kuning dari asam klorida dari 25 persen atau konsentrasi yang lebih besar. Jumlah jejak arsen biasanya ditentukan oleh konversi ke arsine. Yang terakhir ini dapat dideteksi oleh apa yang disebut tes Marsh, di mana arsine secara termal terurai, membentuk cermin arsenik hitam di dalam tabung yang sempit, atau dengan metode Gutzeit, di mana kertas tes diresapi dengan merkuri klorida yang berubah gelap bila terkena arsine karena pembentukan merkuri bebas.

Signifikansi Biologis dan Fisiologis Arsenik

Toksisitas arsenik dan senyawanya sangat bervariasi, mulai dari arsine sangat beracun dan organik turunannya (lihat keracunan arsenik) untuk unsur arsenik itu sendiri relatif inert. Senyawa arsenik pada umumnya menyebabkan iritasi kulit, yang dengan mudah menyebabkan dermatitis. Perlindungan terhadap kecelakaan menghirup arsenik yang mengandung debu dianjurkan, tapi keracunan yang paling tampaknya berasal dari konsumsi. Konsentrasi arsenik maksimum ditoleransi dalam debu selama sehari sebanyak delapan jam 0,5 miligram per meter kubik. Untuk arsine, paparan durasi yang sama mensyaratkan bahwa konsentrasi kurang dari 0,05 bagian per juta di udara. Selain banyak menggunakan senyawa arsenik sebagai herbisida dan pestisida, Arsenik dalam beberapa kasus telah digunakan sebagai agen farmakologis. Agen pertama antisyphilitic sukses, misalnya, adalah suatu senyawa arsenik, "Salvarsan," atau "606", atau 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxyarsenobenzene dihidroklorida.

Properti elemen
nomor atom	33
berat atom	74,9216
titik lebur
(bentuk abu-abu)	814 ° C (1497 ° F) pada tekanan 36 atmosfer
kepadatan
(bentuk abu-abu)	5,73 g / cm3 pada 14 ° C (57 ° F)
(bentuk kuning)	2.03 g / cm3 pada 18 ° C (64 ° F)
oksidasi negara	-3, +3, +5
elektron konfigurasi.	1s22s22p63s23p63d104s24p3

Next page: 1 2 3