TRIOSSIDO DI ARSENICO (AS2O3): STRUTTURA, PROPRIETÀ E USI - CHIMICA - 2025

Il triossido di arsenico è un composto inorganico la cui formula chimica è As ₂ O ₃ . L'arsenico nel suo stato metallico si trasforma rapidamente in questo ossido, che è un veleno molto tossico che può avere manifestazioni acute e croniche.

Poiché l'arsenico e l'ossigeno sono elementi del blocco p, con una differenza di elettronegatività relativamente bassa, ci si aspetta che As ₂ O ₃ sia un composto covalente; vale a dire che i legami As-O predominano nel suo solido sulle interazioni elettrostatiche tra gli ^ioni As ³⁺ e O ^2- .

Triossido di arsenico solido. Fonte: Walkerma da Wikimedia Commons.

L'intossicazione acuta da triossido di arsenico si verifica per ingestione o inalazione, le cui manifestazioni più importanti sono: gravi disturbi gastrointestinali, crampi, collasso circolatorio ed edema polmonare.

Tuttavia, nonostante la sua tossicità, è stato utilizzato industrialmente; ad esempio, nella conservazione del legno, nella produzione di pigmenti, semiconduttori, ecc. Inoltre, in passato è stato utilizzato nel trattamento di molte malattie.

Il triossido di arsenico è un composto anfotero, solubile in acidi e alcali diluiti, insolubile in solventi organici e relativamente solubile in acqua. Si presenta come un solido (immagine in alto), con due forme cristalline: cubica e monoclina.

Struttura del triossido di arsenico

Claudetita

A temperatura ambiente, As ₂ O ₃ cristallizza in due polimorfi monoclinici, entrambi presenti nella claudetite minerale. In essi ci sono unità piramidali trigonali AsO ₃ , che sono unite dai loro atomi di ossigeno per compensare da sola la carenza elettronica dell'unità.

In un polimorfo le unità AsO ₃ sono collegate formando file (claudetite I), e nell'altro sono collegate come se stessero tessendo una rete (claudetite II):

Struttura del polimorfo Claudetite I. Fonte: Ben Mills.

Struttura del polimorfo claudetite II. Fonte: Ben Mills.

Liquido e gassoso

Quando tutte quelle strutture che definiscono i cristalli monoclinici vengono riscaldate, le vibrazioni sono tali che diversi legami As-O si rompono e una molecola più piccola finisce per prevalere: As ₄ O ₆ . La sua struttura è mostrata nell'immagine sottostante.

Molecola As4O6. Fonte: Ben Mills

Si potrebbe dire che consiste in un dimero di As ₂ O ₃ . La sua stabilità è tale da supportare 800 ° C in fase gassosa; ma, al di sopra di questa temperatura, si frammenta in molecole di As ₂ O ₃ .

Arsenolite

Poiché il ₄ O _{6 stesso} può interagire tra loro per cristallizzarsi in un solido cubico, la cui struttura si trova nell'arsenolite minerale.

Molecole As4O6 nel solido di arsenolite. Fonte: Ben Mills

Notare che l'immagine mostra la struttura da un piano più alto. Confrontando con la claudetite, la sua differenza strutturale con l'arsenolite è evidente. Qui, sono molecole As ₄ O ₆ discrete tenute insieme dalle forze di Van der Waals.

Proprietà

Nomi commerciali

-Arsenolite

-Arsodent

-Trisenox

-Claudetite

Peso molecolare

197,84 g / mol.

Aspetto fisico

-Cristalli cubici bianchi (arsenolite).

-Cristalli monoclinici incolori (Claudetite).

-Grumi bianchi o trasparenti solidi, vetrosi, amorfi o polvere cristallina.

Odore

Gabinetto.

Gusto

Insapore.

Punto di ebollizione

460 ° C.

Punto di fusione

-313 ° C (Claudetite).

-274 ° C (Arsenolite).

punto di accensione

485ºC (sublima).

Solubilità dell'acqua

17 g / L a 18 ° C (20 g / L a 25 ° C).

solubilità

Solubile in acidi (soprattutto acido cloridrico) e alcali. Praticamente insolubile in cloroformio ed etere.

Densità

-3,85 g / cm ³ (cristalli cubici);

-4,15 g / cm ³ (cristalli rombici).

Pressione del vapore

2,47 · ^10-4 mmHg a 25 ° C.

Decomposizione

Non è combustibile, ma se riscaldato può creare fumo tossico che può contenere arsina.

Corrosività

In presenza di umidità può essere corrosivo per i metalli.

Calore di vaporizzazione

77 kJ / mol.

Costante di dissociazione (Ka)

1,1 · 10 ^-4 a 25 ° C.

Indice di rifrazione

-1,755 (arsenolite)

-1.92-2.01 (Claudetite).

Reattività

-Il triossido di arsenico è un composto anfotero, ma funziona preferibilmente come un acido.

-Può reagire con acido cloridrico o acido fluoridrico, formando tricloruro di arsenico o trifluoruro di arsenico.

-Reagisce anche con forti ossidanti, come l'acido nitrico, provocando acido arsenico e protossido di azoto.

-Il triossido di arsenico può reagire con l'acido nitrico, producendo arsina o l'elemento arsenico, a seconda delle condizioni di reazione.

Come ₂ O ₃ + 6 Zn + 12 HNO ₃ => 2 AsH ₃ + 6 Zn (NO ₃ ) ₂ + 3 H ₂ O.

Questa reazione è servita come base per la creazione del Marsh Test, utilizzato per il rilevamento dell'avvelenamento da arsenico.

Nomenclatura

Poiché ₂ O ₃ può essere nominato secondo le seguenti nomenclature, sapendo che l'arsenico funziona con valenza +3:

-Ossido osseo (nomenclatura tradizionale).

-Arsenico (III) ossido (nomenclatura stock).

-Triossido di diarsenico (nomenclatura sistematica).

applicazioni

Industriale

-Viene utilizzato nella produzione di vetro, in particolare come agente sbiancante. Viene anche utilizzato nella produzione di ceramiche, prodotti elettronici e fuochi d'artificio.

-Viene aggiunto come componente minore alle leghe a base di rame, per aumentare la resistenza alla corrosione dei metalli in lega.

-Come ₂ O ₃ è il materiale di partenza per la preparazione dell'arsenico elementare, per migliorare i collegamenti elettrici e per la produzione di semiconduttori all'arseniuro

-Come ₂ O ₃ , così come l'arseniato di rame, sono usati come preservanti del legno. È stato utilizzato in combinazione con acetato di rame per creare il pigmento verde di Parigi, utilizzato per realizzare pitture e rodenticidi.

Medici

-Il triossido di arsenico è un composto che è stato utilizzato per secoli nel trattamento di molte malattie. Era usato come tonico nel trattamento di disturbi nutrizionali, nevralgie, reumatismi, artriti, asma, corea, malaria, sifilide e tubercolosi.

-È stato utilizzato anche nel trattamento locale delle malattie della pelle, essendo utilizzato per distruggere alcuni epiteliomi superficiali.

-La soluzione di Fowler è stata utilizzata nel trattamento di malattie della pelle e leucemia. L'uso di questo medicinale viene interrotto.

-Negli anni '70, il ricercatore cinese Zhang Tingdong ha sviluppato un'indagine sull'uso del triossido di arsenico nel trattamento della leucemia promielocitica acuta (APL). Ciò ha portato alla produzione del farmaco Trisenox, approvato dalla FDA statunitense.

-Trisenox è stato utilizzato in pazienti con LAP che non rispondono al trattamento di "prima linea", costituito da acido all-trans retinoico (ATRA). È stato dimostrato che il triossido di arsenico induce le cellule tumorali a subire l'apoptosi.

-Trisenox è usato come citostatico nel trattamento del sottotipo promielocitico refrattario (M ₃ ) di APL.

Riferimenti

1. Shen et al. (2001). Studi sull'efficacia clinica e sulla farmacocinetica del triossido di arsenico a basso dosaggio nel trattamento della leucemia promielocitica acuta recidivante: un confronto con il dosaggio convenzionale. Leucemia 15, 735–741.
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3. Wikipedia. (2019). Triossido di arsenico. Estratto da: en.wikipedia.org
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5. Deborah M. Rusta e Steven L. Soignetb. (2001). Profilo rischio / beneficio del triossido di arsenico. The Oncologist vol. 6 Supplemento 2 29-32.
6. Il New England Journal of Medicine. (11 luglio 2013). Acido retinoico e triossido di arsenico per la leucemia promielocitica acuta. n engl j med 369; 2.