Buzz
1. Thông tin về nguyên tố hóa học Asen
1.1. Chi tiết về nguyên tố hóa học Asen
Thạch tín là một chất độc hại hình thành từ các oxit của asen, nhưng nhiều người thường nhầm lẫn chúng với nhau. Asen, còn được gọi là Arsennicum, là một nguyên tố hóa học có số nguyên tử là 33. Albertus Magnus đã mô tả về nguyên tố này vào năm 1250. Khối lượng nguyên tử của nó là 74,92. Hiện nay, asen còn được biết đến dưới các tên như: nhân ngôn, tín thạch, hồng phê, phê thạch, và bạch phê. Đây là một á kim độc hại có nhiều dạng thù hình, trong đó có dạng màu vàng (phi kim) và các dạng màu đen và xám (á kim).
Đặc biệt, asen có độc tính cao và có thể gây tử vong trong những điều kiện nhất định. Nguyên tố asen có mặt trong lớp trầm tích của vỏ Trái Đất, do đó thường có trong tự nhiên và trong mạch nước ngầm, nhưng ở mức độ rất thấp. Asen có ba dạng kim loại với cấu trúc tinh thể khác nhau, bao gồm các khoáng vật như asen sensu stricto, asenolamprit, và parasenolamprit, nhưng thường gặp nhất dưới dạng hợp chất asenua và asenat. Asen và các hợp chất của nó được sử dụng trong thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, và một số hợp kim khác.
1.2. Phân loại Asen
Asen được chia thành hai loại chính:
- Asen hữu cơ:
+ Là các hợp chất hữu cơ chứa nguyên tử asen, chẳng hạn như acid 4-hydroxy-3-nitrobenzenearsonic.
+ Asen hữu cơ chủ yếu tồn tại trong mô thịt động vật và thực vật. Chúng được tạo ra trong quá trình phân hủy hải sản, đặc biệt là cá. Loại asen này không độc và dễ dàng được cơ thể loại bỏ mà không gây hại cho sức khỏe con người.
- Asen vô cơ:
+ Là nguyên tử asen ở dạng kim loại tinh khiết hoặc hợp chất asen không liên kết với gốc carbon. Asen vô cơ thường tồn tại dưới dạng hòa tan trong nước hoặc đất đá, với hai dạng chính là arsenate và arsenit.
+ Asen vô cơ là một chất cực kỳ độc hại, gấp bốn lần độc tính của thủy ngân. Nó và các hợp chất của nó được sử dụng trong các sản phẩm như chất bảo quản gỗ, thuốc trừ sâu, và thuốc diệt cỏ.
1.3. Tính chất Vật lý của Asen
Một số thông tin về tính chất vật lý của asen:
- Khối lượng nguyên tử (trọng lượng trung bình của nguyên tử): 74.92160
- Mật độ: 5.776 gram/cm³
- Nhiệt độ nóng chảy: 817°C (36atm)
- Nhiệt độ thăng hoa: 715°C
- Số đồng vị: 33 và 23
- Đồng vị phổ biến nhất: As-75
1.4. Tính chất hóa học của Asen
Asen là một nguyên tố bán kim loại, với tính chất hóa học tương tự như á kim. Cấu hình lớp vỏ điện tử của nó là 4s2 4p3. Asen có khả năng mở rộng vỏ hóa trị nhờ sự tham gia của các orbital d, và có ba giá trị số oxi hóa: -3, +3, và +5. Giá trị oxi hóa -3 đặc trưng cho asen.
Khi đốt nóng trong không khí, asen tạo ra oxit với ngọn lửa xanh đặc trưng của As2O3. Về tính chất điện thế, asen đứng giữa hidro và đồng, do đó nó không phản ứng với các axit không có tính oxi hóa, nhưng dễ dàng phản ứng với các axit như HNO3 và H2SO4 đặc.
2. Công thức cấu tạo của Asen
Như đã đề cập, asen chủ yếu tồn tại dưới dạng oxit với các công thức hóa học là As2O3 và As2O5.
2.1. Công thức cấu tạo của Asen hữu cơ
Công thức của asen hữu cơ là H2N-C6H4-AsO(OH)2. Công thức cấu tạo của asen hữu cơ phức tạp hơn nhiều so với asen vô cơ.
Các hợp chất asen hữu cơ phổ biến bao gồm axit arsanilic, axit methylmalonic, axit dimethylarsinic (axit cacodylic), và arsenobetaine. Mặc dù không được sử dụng trực tiếp, các hợp chất này có thể có lợi cho sức khỏe nếu được sử dụng đúng cách, khác biệt hoàn toàn với thạch tín vô cơ vốn rất độc hại.
Asen hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng hóa học và các quá trình sinh học trong môi trường sống của sinh vật. Sự giảm sút nhỏ về lượng asen hữu cơ trong tự nhiên có thể dẫn đến mất cân bằng sinh thái và gây ra nhiều vấn đề. Dù không gây chết người, asen hữu cơ rất quan trọng và tồn tại dưới nhiều dạng hóa học như axit methylarsonic, arsenobetaine, và các hợp chất khác.
Asen hữu cơ có đặc điểm nổi bật là liên kết với carbon hoặc các hợp chất carbon trong cấu trúc của nó, chẳng hạn như đường sucrose hoặc ribose. So với asen vô cơ, cấu trúc của asen hữu cơ phức tạp hơn nhiều và mặc dù có thể có cấu trúc xoắn ốc, nhưng nó hoàn toàn an toàn cho con người. Asen hữu cơ thường được tìm thấy nhiều trong các loài cá biển và động vật giáp xác.
2.2. Công thức cấu tạo của Asen vô cơ
Asen vô cơ tồn tại dưới dạng nguyên tử arsen (As) trong các hợp chất không liên kết với carbon (C), chẳng hạn như triclorua arsen (AsCl3). Các dạng thạch tín vô cơ chính là arsenite và arsenate, cả hai đều rất độc và có khả năng gây ung thư.
Asen vô cơ, hay còn gọi là thạch tín, bao gồm các muối arsenite hoặc arsenate với các nguyên tố khác ngoài carbon. Các hợp chất vô cơ của asen rất độc. Một số hợp chất phổ biến như asenat hiđrô chì từng được sử dụng rộng rãi trong thế kỷ 20 làm thuốc trừ sâu cho cây ăn quả, nhưng cũng gây ra tổn thương não cho những người tiếp xúc. Vào cuối thế kỷ 20, asenat methyl mononatri (MSMA), một dạng ít độc hại hơn của asen, đã thay thế asenat hiđrô chì trong nông nghiệp.
3. Tác hại của Asen
Asen đã được sử dụng từ thời cổ đại ở Ba Tư và nhiều nơi khác. Vì triệu chứng ngộ độc asen thường không rõ ràng, nó thường được dùng làm thuốc độc cho đến khi phát hiện ra thử nghiệm Marsh, một phương pháp hóa học rất nhạy để phát hiện asen. Asen, vì tính hiệu quả và bí mật của nó, được gọi là 'thuốc độc của các vị vua' và 'vua của các thuốc độc'.
Asen vô cơ có độc tính cao gấp bốn lần so với thủy ngân và có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng nếu tiếp xúc lâu dài, như rối loạn tiêu hóa, tê tay chân, rụng tóc, và tăng huyết áp. Để tránh tiếp xúc với asen, bạn nên sử dụng nước sạch đã qua xử lý hoặc công nghệ lọc nước tiên tiến để loại bỏ tạp chất. Dù tiếp xúc ở mức thấp, asen có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe như hoại tử loét tay chân, rối loạn sắc tố da, sừng hóa gan tay, và liên quan đến bệnh tiểu đường, tim mạch, cũng như ung thư bàng quang và gan.
Asen xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp và tiêu hóa, sau đó tích tụ trong gan, thận, tim, và phổi. Ngay cả lượng nhỏ asen cũng có thể gây hại cho cơ và mô thần kinh, dẫn đến các bệnh như ung thư, tiểu đường, nhiễm độc gan, nhiễm độc thần kinh, và rối loạn chức năng tim. Asen ức chế khoảng 200 enzym quan trọng trong quá trình tái tạo năng lượng tế bào, sửa chữa và tổng hợp ADN, làm giảm khả năng tế bào duy trì chức năng bình thường.
