أكسيد الزرنيخ الثلاثي

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

أكسيد الزرنيخ الثلاثي هو مركب غير عضوي صيغته الكيميائية As₄O₆ . [ 3 ] يُستخدم بشكل رئيسي في الصناعة، لا سيما في صناعة مواد حفظ الأخشاب والمبيدات الحشرية والزجاج . أما في المجال الطبي، فيُباع تحت اسم تجاري، من بين أسماء أخرى، هو ترايسينوكس [ 4 ] [ 5 ] ، ويُستخدم كدواء لعلاج نوع من السرطان يُعرف باسم ابيضاض الدم النخاعي الحاد . [ 6 ] ويُعطى لهذا الغرض عن طريق الحقن الوريدي . [ 6 ]

تمت الموافقة على استخدام ثالث أكسيد الزرنيخ طبيًا في الولايات المتحدة عام 2000. [ 6 ] وهو مدرج في قائمة منظمة الصحة العالمية للأدوية الأساسية . [ 7 ] وقد تم إنتاج ما يقارب 50,000 طن منه عام 1991. [ 8 ] ونظرًا لسميته، تفرض العديد من الدول لوائح تنظيمية على تصنيعه وبيعه. [ 9 ]

الاستخدامات

يُعدّ ثالث أكسيد الزرنيخ الشكل السائد للزرنيخ في التطبيقات التجارية. وتشمل استخداماته الصناعية استخدامه كمادة أولية في منتجات الغابات، وفي إنتاج الزجاج عديم اللون، وفي الإلكترونيات. وباعتباره المركب الرئيسي للزرنيخ، يُعدّ ثالث أكسيد الزرنيخ المادة الأولية للزرنيخ العنصري ، وسبائك الزرنيخ، وأشباه موصلات الزرنيخيد . وتُشتق مركبات الزرنيخ الصلبة، مثل أرسنيت الصوديوم وكاكوديلات الصوديوم ، من ثالث أكسيد الزرنيخ. [ 8 ]

تستغل تطبيقات متنوعة سمية الزرنيخ، بما في ذلك استخدام أكسيده كمادة حافظة للخشب . تُشتق زرنيخات النحاس ، مثل زرنيخات النحاس الكروماتية ، من ثالث أكسيد الزرنيخ. كانت هذه المركبات تُستخدم على نطاق واسع كمواد حافظة للخشب في الولايات المتحدة وماليزيا، ولكنها محظورة الآن في أجزاء كثيرة من العالم. ولا تزال هذه الممارسة مثيرة للجدل. [ 8 ] عند دمجه مع أسيتات النحاس (II) ، يُعطي ثالث أكسيد الزرنيخ الصبغة الخضراء الزاهية المعروفة باسم " أخضر باريس" ، والتي تُستخدم كمبيد حشري . [ 10 ]

طبي

تاريخي

على الرغم من سمية الزرنيخ المعروفة، فقد استُخدم ثالث أكسيد الزرنيخ في الطب الصيني التقليدي ، حيث يُعرف باسم بي شوانغ ( بالصينية :砒霜؛ بينيين : pīshuāng ؛ وتعني حرفيًا " صقيع الزرنيخ " ). احتوت بعض الأدوية المسجلة ببراءات اختراع والتي فقدت مصداقيتها ، مثل محلول فاولر ، على مشتقات من أكسيد الزرنيخ. [ 11 ]

حديث

يُستخدم ثلاثي أكسيد الزرنيخ لعلاج نوع من السرطان يُعرف باسم ابيضاض الدم النخاعي الحاد (APL). [ 6 ] ويمكن استخدامه في الحالات التي لا تستجيب لعوامل أخرى، مثل حمض الريتينويك الكامل (ATRA)، أو كجزء من العلاج الأولي للحالات المشخصة حديثًا. [ 6 ] وقد يشمل هذا العلاج الأولي العلاج المركب بثلاثي أكسيد الزرنيخ مع حمض الريتينويك الكامل (ATRA). [ 12 ] [ 13 ]

الإنتاج والوجود

منجم الزرنيخ التاريخي سانت بلاسن ، النمسا

يمكن إنتاج ثالث أكسيد الزرنيخ من خلال المعالجة الروتينية لمركبات الزرنيخ، بما في ذلك أكسدة (احتراق) الزرنيخ والمعادن المحتوية عليه في الهواء. ومن الأمثلة على ذلك تحميص الأوربيمينت ، وهو خام نموذجي لكبريتيد الزرنيخ.

2 As₂S₃ + ​​9 O₂ → 2 As₂O₃ + 6 SO₂​

غالباً ما ينتج عن عمليات الصهر ومعالجة الخامات المرتبطة بها أكسيد الزرنيخ الثلاثي، الذي يشكل خطراً على البيئة . على سبيل المثال، قام منجم جاينت في كندا بمعالجة كميات كبيرة من خامات الذهب الملوثة بالأرسينوبيريت . [ 14 ]

مع ذلك، يُستخلص معظم أكسيد الزرنيخ كمنتج ثانوي متطاير من معالجة خامات أخرى. فعلى سبيل المثال، يُطلق معدن الأرسينوبيريت ، وهو شوائب شائعة في خامات الذهب والنحاس، ثالث أكسيد الزرنيخ عند تسخينه في الهواء. وقد أدت معالجة هذه المعادن إلى حالات تسمم عديدة، [ 15 ] وبعد إغلاق المنجم، ستشكل مخلفات ثالث أكسيد الزرنيخ المتبقية خطرًا بيئيًا (كما كان الحال مع منجم جاينت ، على سبيل المثال). ويُستخرج الزرنيخ عمدًا في الصين فقط. [ 8 ]

في المختبر، يتم تحضيره عن طريق التحلل المائي لثلاثي كلوريد الزرنيخ : [ 16 ]

2 AsCl 3 + 3 H 2 O → كما 2 O 3 + 6 HCl

يوجد أكسيد الزرنيخ ( As₂O₃ ) بشكل طبيعي على هيئة معدنين، هما الأرسينوليت ( مكعب ) والكلوديتيت ( أحادي الميل ). وكلاهما من المعادن الثانوية النادرة نسبياً، ويوجدان في مناطق الأكسدة لرواسب الخامات الغنية بالزرنيخ. [ 17 ] [ 18 ]

ردود الفعل

تفاعلات الحمض والقاعدة

أكسيد الزرنيخ الثلاثي هو أكسيد مذبذب ، ومحاليله المائية حمضية ضعيفة. لذلك، يذوب بسهولة في المحاليل القلوية ليعطي الزرنيخيت : [ 19 ]

كما 2O 3 + 6 NaOH → 2 Na 3 AsO 3 + 3 H 2 O

أكسيد الزرنيخ أقل قابلية للذوبان في الأحماض، على الرغم من أنه يذوب في حمض الهيدروكلوريك . [ 20 ]

عند معالجة ثلاثي أكسيد الزرنيخ بحمض الهيدروفلوريك اللامائي وحمض الهيدروكلوريك، يتحول إلى ثلاثي الهاليد المقابل. [ 21 ] ويُحضّر ثلاثي البروميد وثلاثي اليوديد باستخدام حمض الهيدروبروميك المركز وحمض الهيدرويوديك ، على التوالي: [ 22 ]

As 2 O 3 + 6 HX → 2 AsX 3 + 3 H 2 O (X = F, Cl, Br, I)

تفاعلات الأكسدة والاختزال

لا ينتج عن تفاعل الزرنيخ خماسي الأكسيد ، As₂O₅ ، أو حمضه المقابل إلا باستخدام عوامل مؤكسدة قوية مثل الأوزون وبيروكسيد الهيدروجين وحمض النيتريك : [ 21 ] : 601

2 HNO 3 + As 2 O 3 + 2 H 2 O → 2 H 3 AsO 4 + N 2 O 3

على عكس أكسيد الفوسفور الثلاثي ، الذي يحترق بسهولة إلى خماسي أكسيد الفوسفور ، فإن أكسيد الزرنيخ الثلاثي لا يتأكسد بسهولة.

يؤدي الاختزال إلى إنتاج الزرنيخ العنصري أو الأرسين ( AsH3 ) اعتمادًا على الظروف: [ 21 ] : 593-594

As₂O₃ + 6Zn + 12HNO₃ → 2AsH₃ + 6Zn ( NO₃ ) ₂ + 3H₂O

يُستخدم هذا التفاعل في اختبار مارش . [ 23 ]

مادة أولية لمركبات الزرنيخ العضوية

لعب ثالث أكسيد الزرنيخ دورًا محوريًا في كيمياء الزرنيخ العضوية . ففي القرن الثامن عشر ، اكتُشف أن دمج ثالث أكسيد الزرنيخ مع أربعة مكافئات من أسيتات البوتاسيوم ( CH₃CO₂K ) يُنتج مادة تُعرف باسم " سائل الكاديت المُدخن " ، والتي تُعتبر غالبًا أول مركب عضوي فلزي . ويُعد سائل الكاديت المُدخن مشتقًا من حمض الكاكوديليك ( ( CH₃ ) ₂As ) ₂O ) والكاكوديل ( ( CH₃ ) ₂As ) ₂ ) . [ 24 ]

يتفاعل أكسيد الزرنيخ الثلاثي مع بروميد فينيل المغنيسيوم كما هو موضح في المعادلة المثالية التالية: [ 20 ]

As₂O₃ + 4C₆H₅MgBr → [ ( C₆H₅ ) ₂As ] ₂O + 3MgO + MgBr₂​​​​​

مشتقات المعادن

مثل العديد من الأكاسيد الأخرى، يتكثف ثلاثي أكسيد الزرنيخ مع أنيونات الأكسجين للمعادن الانتقالية لتكوين متعددات أوكسوميتالات . وقد تم توصيف العديد من هذه التجمعات باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية . [ 25 ] يتفاعل مع أسيتات النحاس (II) المائية لإنتاج Cu (C₂H₃O₂ ) ₂ · 3Cu (AsO₂ ) ₂ ، المعروف باسم أخضر باريس . [ 26 ] [ 27 ]

بناء

في الحالة الغازية عند درجات حرارة أقل من 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت)، يمتلك ثلاثي أكسيد الزرنيخ الصيغة As₄O₆ ، وهو متماثل البنية مع P₄O₆ . عند درجات حرارة أعلى من 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت)، يصبح تفكك As₄O₆ إلى جزيئات As₂O₃ ، التي لها نفس بنية N₂O₃ ، ذا أهمية بالغة . تُعرف ثلاثة أشكال بلورية ( متعددة الأشكال ): شكل مكعب عند درجات حرارة عالية (أكثر من 110 درجة مئوية (230 درجة فهرنهايت) )، يحتوي على جزيئات As₄O₆ ، وشكلان بوليمريان مرتبطان. [ 28 ] يتميز البوليمران، اللذان يتبلوران على شكل بلورات أحادية الميل، بصفائح من وحدات AsO₃ الهرمية التي تتشارك ذرات الأكسجين . [ 29 ] يبدو أن أحد الشكلين البوليمريين (يُفترض أنه الشكل الأول، حيث لم يكن الشكل الثاني معروفًا في ذلك الوقت) [ 30 ] هو الشكل الأكثر استقرارًا.      

الأرسينوليت (مكعب)
الكلوديتايت الأول (أحادي الميل)
الكلوديتايت الثاني (أحادي الميل)

من المتفق عليه أن الحالة السائلة بوليمرية، ويمكن أن تشكل زجاجًا؛ ويرتبط السائل والزجاج بروابط من نفس النوع العام للأشكال البلورية البوليمرية. [ 31 ]

أمان

كما هو الحال مع مركبات الزرنيخ غير العضوية الأخرى، يُعدّ ثالث أكسيد الزرنيخ سامًا للكائنات الحية. يمتص الجهاز الهضمي ثالث أكسيد الزرنيخ بسهولة. تناول كمية قليلة منه قد يؤدي إلى الإصابة بأمراض خطيرة. قد تكون جرعة 100 ملغ قاتلة. [ 8 ]

يُعرف التسمم المزمن بالزرنيخ باسم داء الزرنيخ. ويؤثر هذا الاضطراب على العاملين في مصاهر المعادن ، وعلى السكان الذين تحتوي مياه الشرب لديهم على مستويات عالية من الزرنيخ.(0.3-0.4  جزء في المليون )، ولدى المرضى الذين يتلقون علاجًا طويل الأمد بأدوية تحتوي على الزرنيخ. قد يؤدي تناول ثالث أكسيد الزرنيخ لفترات طويلة، سواءً في مياه الشرب أو كعلاج طبي، إلى الإصابة بسرطان الجلد. كما أشارت إحدى الدراسات التي أجريت على نساء تعرضن لغبار ثالث أكسيد الزرنيخ، سواءً كنّ موظفات أو جارات لمصنع نحاس، إلى مشاكل في الإنجاب (ارتفاع معدلات الإجهاض، وانخفاض وزن المواليد، والتشوهات الخلقية).

في النمسا، عاش ما يُعرف بـ"آكلي الزرنيخ في ستيريا "، الذين تناولوا جرعاتٍ تفوق بكثير الجرعة القاتلة من ثالث أكسيد الزرنيخ دون أي ضررٍ ظاهر. يُعتقد أن الزرنيخ يُساعد على العمل الشاق في المرتفعات العالية، كما هو الحال في جبال الألب. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]

مراجع

  1. ↑ "ICSC 0378 - ثالث أكسيد الزرنيخ" . www.inchem.org . Inchem.
  2. ↑ "دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية بشأن المخاطر الكيميائية" .
  3. ↑ صن هـ (2010). الكيمياء الحيوية للزرنيخ والأنتيمون والبزموت . جون وايلي وأولاده. ص 295. ISBN  9780470976227أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 14 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مارس 2023 .
  4. ↑ "ترايسينوكس - محلول حقن ثلاثي أكسيد الزرنيخ" . ديلي ميد . 30 يونيو 2022. مؤرشف من الأصل في 3 فبراير 2024. تم الاطلاع عليه في 3 فبراير 2024 .
  5. ↑ "Trisenox EPAR" . وكالة الأدوية الأوروبية . 10 أغسطس 2010. مؤرشف من الأصل في 16 أغسطس 2023. تم الاطلاع عليه في 3 فبراير 2024 .
  6. 1 2 3 4 5 "دراسة شاملة عن أكسيد الزرنيخ للمختصين" . Drugs.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 نوفمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 نوفمبر 2019 .
  7. ↑ منظمة الصحة العالمية (2023). اختيار واستخدام الأدوية الأساسية 2023: الملحق الإلكتروني أ: القائمة النموذجية لمنظمة الصحة العالمية للأدوية الأساسية: القائمة الثالثة والعشرون (2023) . جنيف: منظمة الصحة العالمية. hdl : 10665/371090 . WHO/MHP/HPS/EML/2023.02.
  8. 1 2 3 4 5 غروند إس سي، هانوش ك، وولف إتش يو. "الزرنيخ ومركبات الزرنيخ". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a03_113.pub2 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  9. ↑ قائمة موحدة بالمنتجات التي حظرت الحكومات استهلاكها و/أو بيعها، أو سحبتها، أو فرضت عليها قيودًا مشددة، أو لم توافق عليها: المواد الكيميائية (ملف PDF) . منشورات الأمم المتحدة. 2009. ص 24. ISBN  9789211302196.
  10. ↑ ريتشاردسون، إتش. واين (2000). "مركبات النحاس". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . doi : 10.1002/14356007.a07_567 . ISBN 978-3-527-30385-4.
  11. ↑ جيبود إس، جاون جي (2010). "الأدوية القائمة على الزرنيخ: من محلول فاولر إلى العلاج الكيميائي الحديث المضاد للسرطان". الكيمياء العضوية المعدنية الطبية . مواضيع في الكيمياء العضوية المعدنية. المجلد 32. الصفحات 1-20 . Bibcode : 2010moc..book....1G . doi : 10.1007/978-3-642-13185-1_1 . ISBN   978-3-642-13184-4.
  12. ↑ تشو جيه، تشين زد، لاليماند-بريتنباخ في، دي ثي إتش (سبتمبر 2002). "كيف أعاد سرطان الدم النخاعي الحاد تنشيط الزرنيخ". مراجعات الطبيعة. السرطان . 2 (9): 705-713 . doi : 10.1038/nrc887 . PMID 12209159. S2CID 2815389 .  
  13. ↑ "ملف الموافقة على الدواء: ترايسينوكس (أكسيد الزرنيخ الثلاثي) رقم طلب الموافقة على الدواء الجديد 21-248" . إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) . 12 يوليو 2001. مؤرشف من الأصل في 3 فبراير 2024. تم الاطلاع عليه في 3 فبراير 2024 .
  14. ↑ جاميسون، إتش إي؛ ميتلاند، كيه إم؛ أوليفر، جيه تي؛ بالمر، إم جيه (مارس 2017). "التوزيع الإقليمي للزرنيخ في التربة القريبة من السطح في منطقة يلوناييف" (ملف PDF) .
  15. ↑ "منجم جاينت - منطقة الأقاليم الشمالية الغربية - وزارة الشؤون الهندية والشمالية الكندية" . مؤرشف من الأصل في 27 يونيو 2006. تم الاطلاع عليه في 28 أغسطس 2007 .
  16. ↑ بي دبليو شينك (1963). "ثلاثي أكسيد الزرنيخ". في جي براور (محرر). دليل الكيمياء اللاعضوية التحضيرية، الطبعة الثانية . المجلد 1. نيويورك، نيويورك: أكاديميك برس. ص 600.  
  17. ↑ دليل علم المعادن - الأرسينوليت
  18. ↑ دليل علم المعادن - الكلوديتيت
  19. ↑ أ. واين رودي، إدغار ب. ستاركي (1946). "حمض بارا-نيتروفينيل أرسونيك". التخليق العضوي . 26 : 60. doi : 10.15227/orgsyn.026.0060 .
  20. 1 2 غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  21. 1 2 3 دبليو. كواسنيك؛ بي دبليو شينك (1963). "4، 10". في جي. براور (محرر). دليل الكيمياء اللاعضوية التحضيرية، الطبعة الثانية . المجلد 1. نيويورك، نيويورك: أكاديميك برس. الصفحات 197، 596.  
  22. ^ تاناكا، سوسومو. كونيشي، ماسافومي؛ إيموتو، هيرواكي؛ ناكامورا، يوما؛ إيشيدا، ماساتوشي؛ فوروتا، هيرويوكي؛ ناكا ، كينسوكي (2020). “دراسة أساسية عن هاليدات الزرنيخ (III) (AsX 3 ; X = Br, I) نحو بناء روابط الزرنيخ أحادية السن المتناظرة C 3 ”. الكيمياء غير العضوية . 59 (14): 9587-9593 . دوى : 10.1021/acs.inorgchem.0c00598 . بميد 32515950 . 
  23. ↑ هيمبل، ساندرا (2013). "جيمس مارش وهلع التسمم" . مجلة لانسيت . 381 (9885): 2247-2248 . doi : 10.1016/S0140-6736(13) 61472-5 . PMID 23819157. S2CID 36011702 .  
  24. ↑ سيفرث، ديتمار (2001). "سائل الزرنيخ المدخن من كاديت ومركبات الكاكوديل في بنسن". الكيمياء العضوية المعدنية . 20 (8): 1488-1498 . doi : 10.1021/om0101947 .
  25. ^ كوندينسكي ، ألكسندر. راسموسن، مارين. مانجيلسن، سيباستيان. بيناك، نيكول؛ سيمجانوسكي، فيكتور؛ نيثر، كريستيان؛ يحدق، دانيال L.؛ شالي، كريستوف أ. بنش، وولفجانج (2022). "ديناميكيات النموذج الأصلي التي تعتمد على التركيب في البولي أوكسوفاناداتس" . العلوم الكيميائية . 13 (21): 6397-6412 . دوى : 10.1039 / D2SC01004F . بمك 9159092 . بميد 35733899 .  
  26. ↑ "صبغة CI الخضراء 21" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Pubchem . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أكتوبر 2025 .
  27. ^ بيرتليك، ف. (1977). "Die Kristallstruktur von Cu 2 As 3 O 6 CH 3 COO". Zeitschrift für Kristallographie . 145 ( 1– 2): 35– 45. بيب كود : 1977ZK....145...35P . دوى : 10.1524/zkri.1977.145.1-2.35 .
  28. ↑ ويلز، ألكسندر فرانك (1991). الكيمياء اللاعضوية البنيوية ( الطبعة الخامسة). أكسفورد: مطبعة كلارندون. ISBN  0-19-855370-6.
  29. ↑ هولمان إيه إف، ويبرغ إي (2001). الكيمياء غير العضوية . سان دييغو: أكاديميك برس. ISBN 0-12-352651-5.
  30. ↑ بوكروفسكي، جليب؛ غوت، روبرت؛ شوت، جاك؛ زوتوف، ألكسندر؛ هاريشوري، جان كلود (1996). "الخواص الديناميكية الحرارية والقياس الكمي لمركبات هيدروكسيد الزرنيخ (III) في الظروف الحرارية المائية". مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 60 (5): 739. Bibcode : 1996GeCoA..60..737P . doi : 10.1016/0016-7037(95)00427-0 .
  31. ↑ يانوبولوس، إس إن؛ باباثيودورو، جي إن؛ فيتاس، جي. (1 ديسمبر 1999). "دراسة تشتت الضوء للديناميكيات البطيئة والسريعة في مُكوِّن زجاجي غير عضوي قوي". مجلة Physical Review B. 60 ( 22): 15131–15142 . Bibcode : 1999PhRvB..6015131Y . doi : 10.1103/PhysRevB.60.15131 .
  32. ↑ "آكلو الزرنيخ" . صحيفة نيويورك تايمز . 26 يوليو 1885. مؤرشف من الأصل في 27 يوليو 2018. تم الاطلاع عليه في 27 يوليو 2018 .
  33. ↑ برزيغودا جي، فيلدمان جيه، كولين دبليو آر (2001). "آكلو الزرنيخ في ستيريا: صورة مختلفة للأشخاص الذين تعرضوا للزرنيخ بشكل مزمن". الكيمياء العضوية المعدنية التطبيقية . 15 (6): 457-462 . doi : 10.1002/aoc.126 .
  34. ↑ وورتون، ج. س. (2010). قرن الزرنيخ . مطبعة جامعة أكسفورد . ص 270-273 . ISBN  978-0-19-960599-6.