Significations et usages de Arsénio

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Arsênio
Germânio ← Arsênio → Selênio P     33 As                                                                                                                                                                                                                                           ↑ As ↓ Sb Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
cinza metálico
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Arsênio, As, 33
Série química	Semimetal
Grupo, período, bloco	15, 4, p
Densidade, dureza	5727 kg/m3, 3,5
Número CAS
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica	74,92160 u
Raio atómico (calculado)	119 pm
Raio covalente	119±4 pm
Raio de Van der Waals	185 pm
Configuração electrónica	[Ar] 4s2 3d10 4p3
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 5 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	5, 3, 2, 1, -3 (óxido levemente ácido)
Óxido
Estrutura cristalina	romboédrico
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	1090 K
Ponto de ebulição	887 K
Entalpia de fusão	24,44 kJ/mol
Entalpia de vaporização	34,76 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	12,95×10−6 m3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 553 K
Velocidade do som	m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	2,18
Calor específico	330 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	S/m
Condutividade térmica	50 W/(m·K)
1º Potencial de ionização	947,0 kJ/mol
2º Potencial de ionização	1798 kJ/mol
3º Potencial de ionização	2735 kJ/mol
4º Potencial de ionização	4837 kJ/mol
5º Potencial de ionização	6043 kJ/mol
6º Potencial de ionização	12310 kJ/mol
7º Potencial de ionização	kJ/mol
8º Potencial de ionização	kJ/mol
9º Potencial de ionização	kJ/mol
10º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 73As sintético 80,3 d ε γ - 0,05D, 0,01D 73Ge - 74As sintético 17,78 d ε β+ γ β− - 0,941 0,595, 0,634 1,35, 0,717 74Ge 74Ge - 74Se 75As 100% estável com 42 neutrões
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
v • e

 Nota: Para outros significados de Arsenio, veja Arsenio (desambiguação).

O arsênio ^{(português brasileiro)} ou arsénio ^{(português europeu)} (do latim arsenium), também arsênico (ou arsénico), é um elemento químico de símbolo As com número atômico 33 (33 prótons e 33 elétrons) e com massa atómica 75 u. É um semimetal (metalóide) encontrado no grupo 15 (VA) da Classificação Periódica dos Elementos. Como conservante da madeira numa fórmula de arseniato de cobre e crômio, é o uso que representa, segundo algumas estimativas, cerca de 70% do seu consumo mundial. Foi descoberto em 1250 por Alberto Magno.

  Principais Características

O arsênio apresenta três estados alotrópicos: cinza ou metálico, amarelo e negro. O arsênio cinza metálico (forma α) é a forma mais estável nas condições normais e tem estrutura romboédrica; é um bom condutor de calor, porém um péssimo condutor elétrico. O arsênio amarelo (forma γ) é obtido quando o vapor de arsênio é esfriado rapidamente. É extremamente volátil e mais reativo que o arsênio metálico e apresenta fosforescência à temperatura ambiente. Também se denomina arsênio amarelo o mineral trissulfeto de arsênio. Uma terceira forma alotrópica, o arsênio negro (forma β), de estrutura hexagonal , tem propriedades intermediárias entre as formas alotrópicas descritas, e se obtém da decomposição térmica da arsina ou resfriamento lento do vapor de arsênio. Todas as formas alotrópicas, exceto a cinza, não apresentam brilho metálico e apresentam uma condutibilidade elétrica muito baixa, comportando-se como metal ou não-metal em função, basicamente, do seu estado de agregação.

. Reage violentamente com o cloro e se combina, quando aquecido, com a maioria dos metais para formar o arsenieto correspondente; reage, também, com o enxofre. Não reage com o ácido clorídrico em ausência de oxigênio, porém reage com o ácido nítrico aquecido, estando concentrado ou diluído, e com outros oxidantes como o peróxido de hidrogênio, o ácido perclórico e outros. É insolúvel em água, porém muitos de seus compostos são solúveis. É um elemento químico essencial para a vida, ainda que tanto o arsênio como seus compostos sejam extremamente venenosos.

  Aplicações

Conservante de couro e madeira (arseniato de cobre e crômio), uso que representa, segundo algumas estimativas, cerca de 70% do seu consumo mundial. O arsenieto de gálio é um importante semicondutor empregado em circuitos integrados mais rápidos e caros que os de silício. Aditivo em ligas metálicas de chumbo e latão. Inseticida (arseniato de chumbo), herbicidas (arsenito de sódio) e venenos. O dissulfeto de arsênio é usado como pigmento e em pirotécnica. Descolorante na fabricação do vidro (trióxido de arsênio). Recentemente renovou-se o interesse principalmente pelo uso do trióxido de arsênio para o tratamento de pacientes com leucemia.

  Papel biológico

Ainda não está claro que o arsênio seja um elemento químico essencial para todos os organismos vivos, ou que sua deficiência gere complicações. Algumas formas de vida mais simples como certos organismos unicelulares podem utilizar o arsênio como catalisador em reações de oxi-redução para obtenção de energia. Entretanto, doses extremamente baixas de arsênio, como 1 parte por bilhão (ppb) na água ou 7 partes por milhão (ppm) no solo já afetam a saúde de plantas e animais, inclusive a saúde humana. O arsênio pode desativar centenas de enzimas envolvidas em diversos processos biológicos celulares. A presença de genes de resistência ao arsênio em virtualmente todos os organismos vivos conhecidos, desde os unicelulares até os multicelulares é um forte argumento contra a hipótese da essencialidade do arsênio. O efeito estimulante de crescimento associado ao arsênio fornecido em altas doses a alguns animais de criação como ratos, hamsters, cabras, porcos, galinhas e perus pode estar associado a uma função fisiológica no metabolismo da metionina nestes animais, ou a outras funções pouco compreendidas, desde fisiológicas e fisiopatológicas até antibióticas.

Em 2 de dezembro de 2010 a NASA revelou a descoberta uma nova forma de vida no lago Mono, na Califórnia. Esta espécie de bactéria da família Halomonadaceae supostamente tem o DNA diferente de qualquer outra criatura já descoberta até hoje, por ter suas ligações de fósforo, conhecidas como ligações fosfodiéster, substituídas por arsênio (o DNA atualmente é conhecido por ser composto por "pontes de hidrogênio" entre as fitas simples de DNA e combinações de ligações covalentes, feitas exclusivamente de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e fósforo), embora recentemente, diversos estudos importantes tenham questionado esses resultados. As pesquisas tem demonstrando que, na verdade, a bactéria em questão é altamente resistente ao arsênio, embora ainda dependente do fósforo.^[1][2][3][4]

  História

O arsênio (do grego άρσενιχόν, auripigmento amarelo) é conhecido desde tempos remotos assim como alguns de seus compostos, especialmente os sulfetos. Dioscórides e Plínio conheciam suas propriedades; Celso Aureliano, Galeno e Isidoro Largus sabiam de seus efeitos irritantes, tóxicos, corrosivos e sua ação parasiticida, e observaram suas virtudes contra a tosse, afecções da voz e dispneia. Os médicos árabes usaram também compostos de arsênio em inalação, pílulas e poções, e também em aplicações externas. Durante a Idade Média os compostos arsenicais caíram no esquecimento sendo relegados aos curandeiros que os prescreviam contra algumas enfermidades. Roger Bacon e Alberto Magno se detiveram no seu estudo. O primeiro que o estudou em detalhes foi George Brandt en 1633, e Johann Schroeder o obteve em 1649 pela ação do carvão sobre o ácido arsênico. A Jöns Jacob Berzelius se devem as primeiras investigações acerca da composição dos compostos de arsênio. A partir do século XVIII os compostos arsenicais conseguiram um posto de primeira ordem na terapêutica até serem substituídos pelas sulfamidas e os antibióticos.

  Abundância e obtenção

É o 20.º elemento em abundância da crosta terrestre e é encontrado na forma nativa, principalmente sob forma de sulfeto em uma grande variedade de minerais que contém ouro, cobre, chumbo, ferro ( arsenopirita ou mispickel ), níquel, cobalto e outros metais. Na fusão de minerais de ouro, cobre, chumbo e cobalto se obtém trióxido de arsênio ( As₂O₃ ) que se volatiliza no processo e é arrastado pelos gases da chaminé, podendo conter mais de 30% do óxido. Os gases da chaminé são refinados posteriormente misturando-os a uma pequena quantidade de galena ou pirita para evitar a formação de arsenitos, e pela queima se obtém trióxido de arsênio com 90 a 95% de pureza., por sublimação sucessiva pode-se obter com uma pureza de 99%. Reduzido-se o óxido com carbono obtém-se o metalóide (semi-metal arsênio), entretanto a maioria do arsênio é comercializado como óxido. Praticamente a totalidade da produção mundial de arsênio metálico é chinesa, que é também é o maior produtor mundial de trióxido de arsênio. Segundo dados do serviço de prospecções geológicas estado-unidenses ( U.S. Geological Survey ) as minas de cobre e chumbo contêm aproximadamente 11 milhões de toneladas de arsênio, especialmente no Peru e Filipinas. O metalóide também é encontrado associado com depósitos de cobre-ouro no Chile e de ouro no Canadá e diversos outros países. As minerações de ouro em rocha arsenopirita são a principal fonte de arsênio no mundo. Somente a mina de ouro a céu aberto de Paracatu (Minas Gerais, Brasil) já liberou 300 mil toneladas de arsênio das rochas desde 1987 e deverá liberar mais de 1 milhão de toneladas de arsênio para o ambiente em mais 30 anos de exploração a partir de 2009. Existem centenas de milhares de pequenas minas de ouro desativadas no mundo e centenas de grandes minas de ouro em operação. Dos 16 tipos de depósitos de ouro geralmente reconhecidos, apenas 6 não têm associação com arsênio.

  Isótopos

Usa-se o arsênio-73 como traçador para estimar a quantidade de arsênio absorvido pelo organismo e o arsênio-74 na localização de tumores cerebrais.

  Precauções

O arsênio e seus compostos são extremamente tóxicos, especialmente o arsênio inorgânico. Milhões de pessoas no mundo inteiro adoecem e morrem sem saber que a causa de suas doenças é o envenenamento crônico por arsênio. As doenças que mais matam no mundo podem ser causadas por arsênio: doenças cerebrovasculares, diabetes e câncer, entre outras. Em Bangladesh ocorreu uma intoxicação em massa, a maior da história, devido à construção de milhares de poços tubulares de água que estão contaminados com arsênio. Em vários outros lugares do mundo onde existiu ou ainda existe mineração de ouro e carvão mineral em rocha dura ocorre poluição permanente de ar, solo e águas superficiais e subterrâneas e envenenamento crônico da população por arsênio, mesmo décadas ou séculos após o encerramento das atividades de mineração. É o caso de Nova Lima (Minas Gerais, Brasil), onde está instalada a mais antiga mina de ouro subterrânea do mundo, e Paracatu (Minas Gerais, Brasil), onde está instalada a maior mina de ouro a céu aberto do Brasil. Apenas a mina de ouro de Paracatu deverá liberar mais de um milhão de toneladas de arsênio nas cercanias da cidade de 85000 habitantes até 2039. Como a arsenopirita é o principal minério de arsênio, uma campanha mundial defende o banimento da mineração em rocha arsenopirita.

  Toxicologia

O arsênio é absorvido pelo organismo humano principalmente por inalação e ingestão. Os compostos orgânicos de arsênio são menos tóxicos que os inorgânicos. O arsênio inorgânico trivalente (As³⁺), interage fortemente com grupos sulfidrilas de moléculas orgânicas. Diversas enzimas são afetadas com isso, ocasionando danos em vários sistemas celulares. Basta uma dose de 140 miligramas de arsênio inorgânico trivalente para causar a morte de um ser humano adulto por dano à respiração celular, em poucas horas ou dias. O arsênio pode induzir a produção de metalotioneína, uma proteína que se liga a esse metal e também ao cádmio, mercúrio e a muitos metais essenciais. Supõem-se que esse é um dos mecanismos de adaptação que leva a uma relativa tolerância à toxicidade do arsênio em organismos multicelulares. A tolerância é dita relativa porque o acúmulo de arsênio no organismo causa doenças a médio e longo prazo, principalmente em espécies caracterizadas por alta duração de vida e alto índice de encefalização, como a espécie humana. Os alimentos mais contaminados por arsênio orgânico são peixes e crustáceos, apresentando-o geralmente na forma de arsenobetaína. A fonte principal de poluição ambiental por arsênio inorgânico é a mineração de ouro em rocha arsenopirita.

Referências

  Referências adicionais

• Enciclopedia Libre - Arsénico
• ATSDR -Arsénico
• U.S. Geological Survey - Arsénico
• James B. Calvert - Arsénico
• Los Alamos National Laboratory - Arsenic
• WebElements.com - Arsenic
• EnvironmentalChemistry.com - Arsenic
• Eisler R. A review of arsenic hazards to plants and animals with emphasis on fishery and wildlife resources. In: J. O. Nriagu, ed. Arsenic in the Environment, Part II: Human Health and Ecosystem Effects. John Willey and Sons, New York, NY, USA, 1994: pp. 185-259
• Dani SU. Arsenic for the fool: an exponential relation. Science of the Total Environment 2010 Mar 15; 408 (8):1842-6
• Dani SU. Gold, coal and oil. Medical Hypotheses 2010 Mar; 74 (3):534-41
• http://sosarsenic.blogspot.com/2010/07/stop-invisible-mass-killing-worldwide.html#more
• Robert F, Poulsen KH, Dubé B. 1997. Gold deposits and their geological classification. In Proceedings of Exploration 97: Fourth Decennial International Conference on Mineral Exploration, edited by A.G. Gubins, p. 209-220

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