砷的基本性质20140313

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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