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《砷的基本性质20140313》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、砷(一)基本概念和性质砷是一种以有毒而著名的类金属,并有许多的同素异形体。砷元素广泛的存在于自然界,共有数百种的砷矿物是已被发现。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂,与许多种的合金中。在古代,三氧化二砷被称为砒霜。理化性质砷有有黄、灰、黑褐三种同素异形体。其中灰色晶体是最常见的单质形态,脆而硬,具有金属光泽(故砷单质也称为金属砷),易导热导电,易被捣成粉末。熔点817℃(28大气压),加热到613℃,便可不经液态,直接升华,成为蒸气,砷蒸气具有一股难闻的大蒜臭味。砷的化合价+3和+5。第一电离能9.81电子伏特。如果使砷蒸气在360℃以上晶析时,可得到六方
2、晶型α-砷(灰色金属状,相对密度5.72);在300℃以下蒸镀时,就得到玻璃状β-砷(灰或黑色,相对密度4.73)。将砷蒸气骤冷可得到正方晶形γ砷(黄色,相对密度2.03)。γ-砷可溶于二硫化碳。砷在化学元素周期表的位置正好位于磷的下方,正是由于两者化学习性相近,所以砷很容易被细胞吸收导致中毒。砷可区分为有机砷及无机砷,其中以无机砷毒性强。另外有机砷及无机砷中又分别分为三价砷(As2O3)及五价砷(NaAsO3),在生物体内砷价数可互相转变。砷与汞类似,被吸收后容易跟硫化氢根(sulfhydryl)或双硫根(disulfide)结合而影响细胞呼吸及酵素作用;甚至
3、使染色体发生断裂最常见的化合物为砷的氢化物或称胂、五氧化二砷和三氧化二砷,及其对应的水化物-砷酸和亚砷酸。砒霜分子式是AsO2是三价砷,亚砷的氧化物。 一些重要的生物砷化合物:一甲基胂,二甲基胂,三甲基胂,甲基胂酸,二甲基次胂酸。砷单质很活泼,在空气中加热至约200℃时,会发出光亮,于400℃时,会有一种带蓝色的火焰燃烧,并形成白色的三氧化二砷烟。金属砷易与氟和氧化合,在加热情况亦与大多数金属和非金属发生反应。不溶于水,溶于硝酸和王水,也能溶解于强碱,生成砷酸盐。砷可以被O₂F₂等氧化:2.砷作为非金属,也可发生:3Mg+2As=点燃=Mg3As2,同时Mg3
4、As2可以发生水解反应:Mg3As2+6H2O=3Mg(OH)2+2AsH3↑三氧化二砷俗称砒霜,是毒性很强的物质,可用于治疗癌症,三氧化二砷是两性氧化物:(二)标准中的限量值食品中砷限量指标见表1。表1食品中砷限量指标食品类别(名称)限量(以As计)mg/kg总砷无机砷谷物及其制品谷物(稻谷a除外)0.5—谷物碾磨加工品(糙米、大米除外)0.5—稻谷aP、糙米、大米—0.2水产动物及其制品(鱼类及其制品除外)—0.5鱼类及其制品—0.1蔬菜及其制品新鲜蔬菜0.5—食用菌及其制品0.5—肉及肉制品0.5—乳及乳制品生乳、巴氏杀菌乳、灭菌乳、调制乳、发酵乳0.1—
5、乳粉0.5—油脂及其制品0.1—调味品(水产调味品、藻类调味品和香辛料类除外)0.5—水产调味品(鱼类调味品除外)—0.5鱼类调味品—0.1食糖及淀粉糖0.5—饮料类包装饮用水0.01mg/L—可可制品、巧克力和巧克力制品以及糖果可可制品、巧克力和巧克力制品0.5—特殊膳食用食品婴幼儿谷类辅助食品(添加藻类的产品除外)—0.2添加藻类的产品—0.3婴幼儿罐装辅助食品(以水产及动物肝脏为原料的产品除外)—0.1以水产及动物肝脏为原料的产品—0.3a稻谷以糙米计。(三)毒性危害:饮料中含砷较低时(10~30mg/g),导致生长滞缓,怀孕减少,自发流产较多,死亡率较高
6、。骨骼矿化减低,在羊和微型猪还观察至心肌和骨骼肌纤维萎缩,线粒体膜有变化可破裂。砷在体内的生化功能还未确定,但研究提示砷可能在某些酶反应中起作用,以砷酸盐替代磷酸盐作为酶的激活剂,以亚砷酸盐的形式与巯基反应作为酶抑制剂,从而可明显影响某些酶的活性。有人观察到,在做血透析的患者其血砷含量减少,并可能与患者中枢神经系统紊乱、血管疾病有关。单质砷无毒性,砷化合物均有毒性。三价砷比五价砷毒性大,约为60倍;有机砷与无机砷毒性相似。人口服三氧化二砷中毒剂量为5~50mg,致死量为70~180mg(体重70kg的人,约为0.76~1.95mg/kg,个别敏感者1mg可中毒,
7、20mg可致死,但也有口服10g以上而获救者)。人吸入三氧化二砷致死浓度为0.16mg/m3(吸入4h),长期少量吸入或口服可产生慢性中毒。在含砷化氢为1mg/L的空气中,呼吸5~10分钟,可发生致命性中毒。三价砷会抑制含-SH的酵素,五价砷会在许多生化反应中与磷酸竞争,因为键结的不稳定,很快会水解而导致高能键(如ATP)的消失。氢化砷被吸入之后会很快与红血球结合并造成不可逆的细胞膜破坏。低浓度时氢化砷会造成溶血(有剂量-反应关系),高浓度时则会造成多器官的细胞毒性。肠胃道、肝脏、肾脏毒性:肠胃道症状通常是在食入砷或经由其它途径大量吸收砷之后发生。肠胃道血管的通
8、透率增加,造成体液的流失
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