L’arsenico è un elemento chimico del gruppo dei semimetalli che si presenta in tre principali forme allotropiche: grigia, gialla e nera. La più comune è l’arsenico grigio o metallico, di colore grigio ferro, romboedrico che, a pressione ordinaria, sublima senza fondere alla temperatura di 630 °C; è altamente tossico. In questa forma l’arsenico ha poche applicazioni; si usa in piccole quantità in leghe con piombo, rame, stagno o antimonio. Questo elemento è poco abbondante nella crosta terrestre e non presente in purezza ma all’interno di minerali, soprattutto nell’arsenopirite.
Altre forme sono l’arsenico nero, che mediante riscaldamento si trasforma nell’arsenico grigio, e l’arsenico giallo, che si ottiene per raffreddamento brusco del vapore di arsenico.
Si appanna all’aria per ossidazione lenta e può bruciare con fiamma livida dando anidride arseniosa (As2O3) che può causare facilmente avvelenamenti perché non emana alcun odore ed è insapore. Si infiamma a contatto con gli alogeni e si combina con lo zolfo e con vari metalli.
Fu isolato e riconosciuto come elemento a sé stante dal medico tedesco Schroeder nel 1649, ma il suo nome deriva dal persiano, perché in Persia l’arsenico era conosciuto sin dai tempi antichi.
L’arsenico si può trovare in un certo numero di composti organici nell’ambiente: se entra nella catena alimentare, è progressivamente metabolizzato in forme meno tossiche con un processo di metilazione.
Indice
Proprietà chimiche
L’arsenico è chimicamente molto simile al fosforo, al punto che i due elementi sono interscambiabili in alcune reazioni.
- Simbolo: As
- Numero atomico: 33
- Serie: Semimetalli
- Gruppo, periodo: 15 (VA), 4
- Densità: 5727 kg/m³
- Durezza: 3,4
- Peso atomico: 74,92160 u
- Configurazione elettronica: [Ar]3d10 4s2 4p3
- Struttura cristallina: romboedrica
- Stato della materia: solido
- Punto di fusione: 817,2 °C
- Punto di ebollizione: 613,8 °C
- Calore di fusione: 369,9 kJ/mol
- Elettronegatività: 2,18 (Scala di Pauling)
- Calore specifico: 330 J/(kg·K)
- Conducibilità elettrica: 3,456×106/m·Ω
- Conducibilità termica: 50 W/(m·K)
Arsenico – Composti principali
L’arsenico crea composti comportandosi come un non metallo e i suoi composti sono altamente tossici per l’uomo.
Solfuro As2S3 – Solido giallo scuro insolubile in acqua, semiconduttore, con alto indice di rifrazione e usato anche come pigmento colorato. In natura si trova in ambiente vulcanico.
Triossido As2O3 – Composto altamente tossico usato per produrre insetticidi e come preservante per il legno negli Stati dove non è vietato per legge, ma impiegato anche per farmaci contro leucemia e cancro in dosi controllate.
Idruro AsH3 – Detto anche arsina, è un gas incolore, volatile e altamente infiammabile e tossico, dall’odore simile a quello dell’aglio.
Isotopi – Questo elemento in natura ha un solo isotopo stabile, As-75.
Applicazioni
Nei composti l’arsenico era usato soprattutto in agricoltura nella produzione di erbicidi e pesticidi, ma oggi in molti Stati è vietato per la sua tossicità. Fino al secolo scorso era usato come conservante del legno, trattamento ora proibito nella maggior parte delle nazioni dopo che diversi studi hanno dimostrato il lento rilascio di arsenico nel terreno circostante. Il rischio più grave è la combustione di legno trattato con arsenico poiché concentra i composti di arsenico nelle ceneri. Ancora oggi tale legno recuperato da costruzioni demolite continua a essere bruciato, per ignoranza, in fuochi domestici o commerciali.
Questo elemento è presente anche nel cosiddetto verde di Parigi, un pigmento in polvere verde brillante che deve il suo nome al fatto che nell’Ottocento fu usato per derattizzare le fogne di Parigi, grazie alla sua elevata tossicità. Oggi il suo commercio è vietato per la maggior parte degli usi.
In età vittoriana l’arsenico veniva usato nei cosmetici, per conferire il caratteristico pallore ai tempi di moda.
L’arseniuro di gallio (GaAs) è usato come semiconduttore nei circuiti integrati e nei pannelli fotovoltaici in quanto permette di ottenere circuiti molto più veloci, anche se molto più costosi, di quelli realizzati in silicio. A differenza del silicio, possono essere impiegati nei diodi laser e nei LED per convertire direttamente l’elettricità in luce.
Questo elemento, infine, viene usato in alcune leghe e per la preparazione di semiconduttori per l’elettronica.
Arsenico giallo
Arsenico – Le leghe
L’arsenico conferisce maggiore durezza a temperature elevate nelle leghe del piombo, viene aggiunto agli acciai per alcune applicazioni e agli ottoni con elevata concentrazione di zinco per migliorarne le qualità (durezza e taglio).
Biologia
L’arsenico e i suoi composti sono altamente tossici per l’uomo, e causano avvelenamento sia per inalazione sia per contatto. Gli effetti colpiscono in particolare il sistema digerente e il sistema cardiocircolatorio e respiratorio, portando alla morte se l’assunzione è massiccia o cronica. Questo elemento è inoltre cancerogeno, seppure sia presente in alcuni farmaci per la cura proprio di alcune forme di leucemia e cancro.
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