จากช่วงเวลาของจักรวรรดิโรมันไปจนถึงยุควิคตอเรียนอาร์เซนิกได้รับการพิจารณาว่าเป็น "ราชาแห่งพิษ" เช่นเดียวกับ "พิษแห่งกษัตริย์" ประวัติศาสตร์เต็มไปด้วยเรื่องราวของทั้งค่าลิขสิทธิ์และสามัญชนที่ดำเนินการลอบสังหารเพื่อผลประโยชน์ส่วนตัวโดยใช้กลิ่นไม่มีกลิ่น-กล่าวอีกนัยหนึ่งคือพิษที่สมบูรณ์แบบ-สารประกอบของสารหนู
แต่ถึงแม้จะมีชื่อเสียงในฐานะสารที่เป็นอันตรายถึงชีวิตอาร์เซนิกก็ยังคงเป็นสถานที่ที่สำคัญมากในโลกธรรมชาติ
สารเคมีธรรมชาติ
ในตารางธาตุขององค์ประกอบสารหนูคือหมายเลข 33 อะตอมของสารหนูมีอิเล็กตรอน 33 ตัวและโปรตอน 33 ตัวที่มีอิเล็กตรอนเวเลนซ์ห้าตัว (ที่สามารถมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะเคมีกับอิเล็กตรอนอื่น ๆ ) ในเปลือกนอก
สารหนูเป็นผลึกmetalloidพบได้ในเปลือกโลกของโลก แต่ในรูปแบบฟรีมันค่อนข้างหายาก โดยทั่วไปแล้วองค์ประกอบจะพบได้ในแร่ธาตุเช่น arsenopyrite, Realgar และ Orpimentพันธมิตรการศึกษาแร่ธาตุ- Arsenopyrite (FEASS) ซึ่งเป็นสารหนูเหล็กซัลไฟด์หรือที่เรียกว่า Mispickel เป็นแร่ธาตุที่พบบ่อยที่สุดซึ่งได้รับสารหนูตาม Los Alamos
สารหนูเป็นที่รู้จักกันในช่วงต้นศตวรรษที่สี่เมื่ออริสโตเติลเรียกว่าหนึ่งในซัลไฟด์ของมันว่า "Sandarach" หรือตะกั่วสีแดงตาม Chemicool Albertus Magnus นักปรัชญาชาวเยอรมันและนักเล่นแร่แปรธาตุได้แยกองค์ประกอบเป็นครั้งแรกในปี 1250
คำว่าสารหนูมาจากคำภาษาเปอร์เซีย "Zarnikh," หมายถึง "สีเหลือง orpiment" ซึ่งชาวกรีกนำมาใช้เป็น "Arsenikon"ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos- คำนี้ยังเกี่ยวข้องกับคำภาษากรีก "Arsenikos," ความหมาย "ผู้ชาย" หรือ "มีศักยภาพ" คำภาษาละตินสำหรับมันกลายเป็น "arsenicum"
ภายใต้ความดันบรรยากาศมาตรฐานสารหนูอ่อนหรือเปลี่ยนโดยตรงจากสถานะของแข็งไปยังสถานะก๊าซโดยไม่กลายเป็นของเหลว อย่างไรก็ตามมันจะเปลี่ยนเป็นของเหลวเมื่อถูกกดดันสูง
สารหนูมีหลายรูปแบบหรือ allotropes ที่พบมากที่สุดคือสีเทาเมทัลลิกตามด้วยสีเหลืองและสีดำ สารหนูสีเทาซึ่งเป็นรูปแบบเดียวที่ใช้ในอุตสาหกรรมคือความเสถียรที่สุดของทั้งสามและตัวนำไฟฟ้าที่แข็งแกร่งที่สุด
สารหนูเกิดขึ้นตามธรรมชาติในสภาพแวดล้อมทั้งในอะตอมอินทรีย์ (อะตอมของสารหนูที่ยึดติดกับคาร์บอน) และรูปแบบอนินทรีย์ (ไม่มีคาร์บอน) สารหนูอนินทรีย์ชนิดที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดเกิดขึ้นกับองค์ประกอบอื่น ๆ อีกมากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่งซัลเฟอร์ออกซิเจนและคลอรีน สารหนูอนินทรีย์เป็นประเภทที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์มากขึ้นสำหรับมนุษย์
เพียงแค่ข้อเท็จจริง
- จำนวนอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส): 33
- สัญลักษณ์อะตอม (บนตารางธาตุขององค์ประกอบ): AS
- น้ำหนักอะตอม (มวลเฉลี่ยของอะตอม): 74.92160
- ความหนาแน่น: 5.776 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
- เฟสที่อุณหภูมิห้อง: ของแข็ง
- จุดหลอมเหลว: 1,502.6 องศาฟาเรนไฮต์ (817 องศาเซลเซียส)
- จุดเดือด: 1,117.4 F (603 C)
- จำนวนไอโซโทป (อะตอมขององค์ประกอบเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน): 33; 23 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันครึ่งชีวิต 1 คอก
- ไอโซโทปที่พบมากที่สุด: AS-75 (ความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ 100 เปอร์เซ็นต์)
อันตรายจากสารหนู
แม้ว่าจะไม่มีการเล่นที่เกี่ยวข้องกับการทำผิดกติกาสารหนูก็ยังคงเป็นอันตรายเนื่องจากระดับความตายอาจจะรั่วไหลลงไปในน้ำอาหารหรืออากาศของผู้คน ข้อกังวลเร่งด่วนที่สุดคือน้ำดื่มและสำหรับบางสถานที่ความเสี่ยงของการปนเปื้อนของสารหนูนั้นสูงเป็นพิเศษ
ในปี 2544หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม(EPA) ใช้มาตรฐานที่ต่ำกว่าสำหรับสารหนูในน้ำดื่ม มาตรฐานสารหนูใหม่ 10 ส่วนต่อพันล้าน (PPB) แทนที่มาตรฐานเก่า 50 ppb
บรูซเอสแตนตันศาสตราจารย์ในภาควิชาจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาที่โรงเรียนแพทย์ Geisel ที่วิทยาลัยดาร์ทเมาท์ในรัฐนิวแฮมป์เชียร์กล่าวว่าในหลาย ๆ รัฐ
"สารหนูที่ดีอยู่เหนือมาตรฐาน EPA ในระดับหนึ่งในห้าหลุมในรัฐนิวแฮมป์เชียร์และรัฐอื่น ๆ อีกมากมายรวมถึงเมน, มิชิแกน, แคลิฟอร์เนีย, นิวเม็กซิโก, แอริโซนา, โคโลราโดและเนวาดา" เขาบอกกับวิทยาศาสตร์การแสดงสด
สำหรับอาหารสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) ได้หันมาให้ความสนใจข้าวเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะดูดซับสารหนูได้ง่ายกว่าพืชอื่น ๆ และเนื่องจากข้าวเป็นวัตถุดิบในอาหารของทารกและเด็กเล็กจำนวนมากธัญพืชข้าวสำหรับทารกอยู่ภายใต้ 100 ส่วนต่อพันล้าน (PPB) สำหรับระดับของสารหนูอนินทรีย์
หนึ่งศึกษาตีพิมพ์ในวารสารโภชนาการแนะนำว่าอาหารประเภทอื่น ๆ รวมถึงไวน์ขาวเบียร์และถั่วงอกบรัสเซลส์อาจเชื่อมโยงกับสารหนูในระดับที่สูงขึ้นในมนุษย์เช่นกัน องค์การอาหารและยาได้ดำเนินการตามขั้นตอนเพื่อตรวจสอบน้ำแอปเปิ้ล-
ปัญหาสุขภาพ
พิษสารหนูอาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพทุกประเภท ปริมาณมากอาจทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยและเสียชีวิตได้ทันทีในขณะที่การสัมผัสระยะยาวเกี่ยวข้องกับอัตราที่สูงขึ้นของผิวหนังกระเพาะปัสสาวะและมะเร็งปอดเช่นเดียวกับโรคหัวใจตาม FDA
“ ในระดับที่พบในน้ำที่ดีในสหรัฐอเมริกา (10-100 ppb) การบริโภคน้ำที่ดีที่มีสารหนูช่วยลด IQ และมีผลกระทบต่อสุขภาพอื่น ๆ อีกมากมายรวมถึงข้อบกพร่องที่เกิด” สแตนตันกล่าว "ข่าวดีก็คือว่าสารหนูสามารถตรวจพบได้ในน้ำที่ดีโดยการทดสอบราคาไม่แพงและเราสามารถป้องกันตัวเองจากการได้รับสารหนูในน้ำที่ดีโดยการกรอง (เป็นศูนย์เครื่องกรองน้ำบนโต๊ะน้ำ) และวิธีการอื่น ๆ "
สารอาหารที่จำเป็น
Paracelsus นักปรัชญาและนักพิษวิทยาชาวเยอรมันชาวสวิสในศตวรรษที่ 16 ซึ่งครั้งหนึ่งเคยกล่าวไว้ว่า "ทุกสิ่งเป็นพิษและไม่มีอะไรที่ไม่มีพิษเพียงปริมาณที่อนุญาตให้บางสิ่งบางอย่างไม่เป็นพิษ"
แต่องค์ประกอบที่เป็นพิษสามารถมีความจำเป็นต่อชีวิตได้หรือไม่? หลักฐานที่เพิ่มขึ้นกล่าวว่าใช่ โลหะพิษบางชนิดในปริมาณการติดตามอาจเป็นจริงสารอาหารที่จำเป็นจากการวิเคราะห์ในรายงานวารสาร EMBO ในความเป็นจริงนักวิทยาศาสตร์พบว่าร่างกายต้องการสารหนูในระดับ 0.00001 เปอร์เซ็นต์เพื่อเติบโตและรักษาระบบประสาทที่มีสุขภาพดีตาม Chemicool
ใครจะรู้?
- เร็วเท่าที่ 82 ปีก่อนคริสตกาล Lucius Cornelius Sulla เผด็จการโรมันพยายามที่จะยุติการเป็นพิษของสารหนูโดยผ่าน Lex Cornelia ซึ่งเป็นกฎหมายที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกวิทยาลัยดาร์ทเมาท์-
- ในปี ค.ศ. 1836 นักเคมีชาวอังกฤษชื่อเจมส์มาร์ชได้พัฒนาการทดสอบที่สามารถตรวจจับสารหนูในปริมาณที่น้อยที่สุดทั้งในอาหารและซากศพมนุษย์ การแพร่ระบาดของพิษสารหนูในที่สุดก็เริ่มจางหายไป
- แม้ว่าจะไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่ก็มีข่าวลืออย่างต่อเนื่องว่านโปเลียนโบนาปาร์ตถูกวางยาพิษอย่างช้าๆด้วยสารหนูโดยคนในคอร์เตจของเขาซึ่งในที่สุดก็นำไปสู่การตายของเขาในปี 2364 และในขณะที่โดยทั่วไปมะเร็งกระเพาะอาหารหลายคนยังเชื่อว่าสารหนูมีบทบาท
- บางทีพิษที่โด่งดังที่สุดของสารหนูคือ Borgias ซึ่งเป็นครอบครัวที่มีอำนาจในอิตาลีซึ่งส่วนหนึ่งเป็นเพราะพิษทางสารหนูเชิงกลยุทธ์ของผู้มั่งคั่งและโดดเด่นในไม่ช้าก็กลายเป็นครอบครัวที่ทรงพลังที่สุดในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา
- ในยุควิคตอเรียนสารหนูสีขาวหรือสารหนูไตรออกไซด์ (AS2O3) มีจำหน่ายอย่างกว้างขวางและขายในร้านขายของชำ ผู้หญิงจะกินหรือถูสารหนูผสมกับน้ำส้มสายชูหรือชอล์กลงในผิวหนังของพวกเขาในฐานะเครื่องยนต์ผิวที่พยายามทำให้ผิวของพวกเขาซีดกว่าเพื่อแสดงว่าพวกเขาไม่ได้ทำงานในทุ่งนา
การใช้งานทางการเกษตร
เนื่องจากสารหนูเป็นสารพิษที่แข็งแกร่งเกษตรกรและรัฐบาลสหรัฐฯในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เชื่อว่ามันเป็นความคิดที่ดีที่จะทำสารพิษและยาฆ่าแมลงพืชผล ทุกคนต้องใช้เวลาหลายทศวรรษกว่าที่ทุกคนจะตระหนักถึงความคิดที่น่ากลัวที่จะฉีดสารก่อมะเร็งสารก่อมะเร็งนี้ในการจัดหาอาหาร ในปี 1980 ในที่สุดสารกำจัดศัตรูพืชของสารออกฤตกลุ่มผู้นำ, Inc-
เริ่มต้นในปี 1940, สารกันบูดไม้ที่ได้รับสารหนูเช่น Arsenate (CCA) โครเมี่ยม (CCA) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อป้องกันการเน่าเปื่อยในไม้ แม้ว่าสารกันบูดเหล่านี้จะยังไม่ถูกแบนอย่างเป็นทางการ แต่ผู้ผลิตก็หยุดการผลิตผลิตภัณฑ์ไม้ที่ได้รับสารหนูโดยสมัครใจในปี 2546EPA-
การใช้งานทางการแพทย์
ในปี ค.ศ. 1786 แพทย์ชาวอังกฤษชื่อโธมัสฟาวเลอร์ได้นำเสนอยารักษาโรคโทนิกที่ใช้สารหนูซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาของฟาวเลอร์ ยาชูกำลังมักใช้ในการรักษาสภาพผิวเช่นโรคสะเก็ดเงิน น่าเสียดายที่เห็นได้ชัดว่าผู้ที่ใช้ผลิตภัณฑ์มีความเสี่ยงสูงในการพัฒนามะเร็งอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในจุดที่แน่นอนว่าการแก้ปัญหาถูกนำไปใช้ การใช้งานของมันถูกยกเลิกระหว่างช่วงทศวรรษที่ 1930 ถึง 1950 ตามข้อมูลของวิทยาลัยดาร์ทเมาท์-
ในปี 1910 เภสัชวิทยาชาวเยอรมัน Paul Ehrlich ได้พัฒนายาเสพติดยาเสพติด Salvarsan ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อ Arsphenamine ซึ่งเป็นการรักษาโรคซิฟิลิสซึ่งเป็นโรคที่เกิดจากโรคประจำถิ่นและรักษาไม่หายในเวลานั้น ยาเสพติดมีประสิทธิภาพอย่างไม่น่าเชื่อและยังคงเป็นยาระดับสูงสำหรับการรักษาโรคซิฟิลิสจนกระทั่งเพนิซิลลินมีวางจำหน่ายในปี 1940ข่าวเคมีและวิศวกรรม-
การพัฒนาของ Salvarsan ของ Ehrlich เป็นขั้นตอนแรกในการทำเคมีบำบัดเป้าหมาย วันนี้สารหนูไตรมาสที่มีประสิทธิภาพมากที่ใช้ในการรักษาผู้ที่เป็นโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว promyelocytic เฉียบพลันตามสแตนตัน
การใช้อุตสาหกรรม
บางครั้งสารหนูถูกผสมกับตะกั่วเพื่อสร้างโลหะที่แข็งและทนทานกว่า บางพื้นที่การใช้งานรวมถึงแบตเตอรี่รถยนต์และกระสุน จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้สารหนูมักใช้ในการทำแก้ว อย่างไรก็ตามเนื่องจากแรงกดดันจาก EPA และนักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมผู้ผลิตแก้วส่วนใหญ่ได้ชะลอตัวลงหรือหยุดโดยใช้สารหนู
ตามห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos:
- สารหนูมักใช้เป็นสารเติมสำหรับอุปกรณ์โซลิดสเตตเช่นทรานซิสเตอร์
- Gallium Arsenide ใช้ในเลเซอร์ที่แปลงกระแสไฟฟ้าเป็นแสงที่สอดคล้องกัน
- สารประกอบสารหนูเช่นกรีนปารีสแคลเซียมอาร์เซเนตและตะกั่วอาร์เซเนตถูกใช้เป็นยาฆ่าแมลงและในสารพิษอื่น ๆ
- สารหนูถูกใช้ในดอกไม้ไฟเพื่อให้สีเพิ่มเติมกับเปลวไฟ
- สารหนูปรับปรุงความเป็นทรงกลมของการยิงตะกั่ว
ทรัพยากรเพิ่มเติม
