Unsur Kimia Arsen

Unsur kimia Arsen atau arsenik adalah unsur kimia yang diberi simbol As dan nomor atom 33. Arsenik ditemukan di banyak batuan mineral, biasanya dalam kombinasi dengan belerang dan logam lain, namun juga bisa ditemukan sebagai kristal unsur murni (elemental).

Arsenik bukanlah logam, namun termasuk golongan metaloid.

Unsur ini memiliki berbagai alotrop, tetapi hanya bentuk abu-abu yang memiliki penampilan metalik, yang memegang peranan penting bagi industri.

Penggunaan utama arsenik adalah untuk paduan timah (misalnya, dalam baterai mobil dan amunisi). Arsenik adalah dopan tipe-n umum dalam perangkat elektronik semikonduktor, dan senyawa optoelektronik galium arsenide adalah semikonduktor kedua yang paling umum digunakan setelah silikon.

Unsur kimia arsen dan senyawanya, terutama trioksida, digunakan dalam produksi pestisida, produk kayu yang diolah, herbisida, dan insektisida. Aplikasi ini berkurang karena toksisitas arsenik dan senyawanya.

Beberapa spesies bakteri dapat menggunakan senyawa arsenik sebagai metabolit pernapasan mereka. Melacak jumlah sebaran arsen penting dilakukan pada makanan tikus, hamster, kambing, ayam, dan mungkin spesies lain.

Namun peran arsenik dalam metabolisme manusia hingga saat ini belum diketahui. Akan tetapi keracunan arsenik terjadi dalam kehidupan multiseluler jika jumlahnya lebih besar dari yang dibutuhkan. Kontaminasi arsenik pada air tanah adalah masalah yang mempengaruhi jutaan orang di seluruh dunia.

Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat menyatakan bahwa semua bentuk arsenik merupakan risiko serius bagi kesehatan manusia. Badan Zat-Zat dan Daftar Penyakit Beracun Amerika Serikat menempatkan arsenik sebagai bahan kimia nomor 1 dalam Daftar bahan Berbahaya 2001. Arsenik diklasifikasikan sebagai karsinogen Kelompok-A.

Sifat Kimia Unsur Kimia Arsen

Arsenik memiliki elektronegativitas dan energi ionisasi yang mirip dengan fosfor, dan dengan mudah membentuk ikatan kovalen dengan sebagian besar unsur kimia nonlogam. Meskipun stabil di udara kering, arsenik membentuk noda perunggu keemasan pada paparan di kelembaban udara, yang akhirnya menjadi lapisan permukaan berwarna hitam.

Ketika dipanaskan di udara, arsen teroksidasi menjadi arsenik trioksida; asap dari reaksi ini memiliki bau yang menyerupai bawang putih. Bau ini dapat dideteksi pada mineral arsenide yang mencolok seperti arsenopirit yang dipukul dengan palu.

Saat dipukul palu, arsenik terbakar oksigen membentuk arsenik trioksida dan arsenik pentoksida, yang memiliki struktur sama dengan senyawa fosfor yang lebih terkenal. Arsenik (dan beberapa senyawa arsenik) menyublim setelah dipanaskan pada tekanan atmosfir, berubah secara langsung menjadi bentuk gas pada suhu 614 ° C, mengeluarkan bau seperti bawang putih.

Arsenik bereaksi dengan asam nitrat pekat menjadi asam arsenik, dengan asam nitrat encer membentuk asam arsenous, dan arsenik trioksida dengan asam sulfat pekat.

Namun senyawa atau unsur arsenik elemental tidak bereaksi dengan air, alkali, atau asam yang tidak mengoksidasi. Arsenik bereaksi dengan logam membentuk arsenides, meskipun senyawa ini bukan senyawa ion yang mengandung ion As3−, karena pembentukan anion seperti itu akan sangat endotermik dan bahkan kelompok 1 arsenides memiliki sifat senyawa yang intermetalik.

Senyawa anorganik Arsenik

Salah satu senyawa arsenik yang paling sederhana adalah trihidrida, arsen piroforik yang sangat beracun, mudah terbakar, (AsH3). Senyawa ini umumnya dianggap stabil, karena pada suhu kamar hanya terdekomposisi secara perlahan.

Namun pada suhu 250–300 ° C, proses dekomposisi menjadi arsenik dan hidrogen berlangsung cepat. Beberapa faktor seperti kelembaban, kehadiran cahaya dan katalis tertentu (yaitu aluminium) memfasilitasi laju dekomposisi senyawa ini.

Senyawa AsH3 teroksidasi dengan mudah di udara, membentuk arsenik trioksida dan air, dan reaksi analog terjadi dengan sulfur dan selenium sebagai pengganti oksigen.

Arsenik oksida tidak berwarna, tidak berbau, oksida kristal As2O3 (“arsenik putih”) dan As2O5 yang bersifat higroskopis dan mudah larut dalam air membentuk larutan asam. Asam Arsen (V) adalah asam lemah dan garamnya disebut arsenat.

Arsenat adalah kontaminan arsenik yang paling umum ditemukan pada air tanah, dan masalah yang mempengaruhi banyak orang.

Arsenat sintetik (buatan) termasuk Scheele Green (arsenat hidrogen tembaga, arsenat tembaga asam), kalsium arsenat, dan arsenat hidrogen timah. Ketiganya telah digunakan sebagai insektisida dan racun pertanian.

Ada banyak senyawa sulfur arsenik yang telah diketahui. Orpiment (As2S3) dan realgar (As4S4) agak melimpah dan dulunya digunakan sebagai pigmen lukisan.

Semua trihalida arsenik (III) dikenal baik kecuali astatide, yang tidak diketahui. Arsenic pentafluoride (AsF5) adalah satu-satunya pentahalide yang penting, yang mencerminkan stabilitas yang lebih rendah dari keadaan oksidasi +5.

Paduan Arsenik

Arsenik digunakan sebagai unsur kelompok 5 dalam semikonduktor III-V galium arsenide, indium arsenide, dan aluminium arsenide. Jumlah elektron valensi Gaas adalah sama dengan sepasang atom Si, tetapi struktur band benar-benar berbeda yang menghasilkan sifat curah yang berbeda. Paduan arsenik lainnya termasuk semikonduktor II-V cadmium arsenide.

Berbagai Penggunaan Unsur Kimia Arsen

Toksisitas arsenik yang sangat kuat pada serangga, bakteri, dan jamur, menyebabkan zat ini dipakai sebagai pengawet kayu pada tahun 1930-an. Proses pengolahan kayu dengan kromatik arsenat tembaga (juga dikenal sebagai CCA atau Tanalith) ditemukan pada saat itu, dan selama beberapa dekade kemudian perawatan kayu masih mengandalkan arsenik, yang digunakan secara luas.

Peningkatan apresiasi terhadap toksisitas arsenik menyebabkan larangan CCA dalam produk konsumen pada tahun 2004, diprakarsai oleh Uni Eropa dan Amerika Serikat. Namun CCA tetap digunakan di beberapa negara lain, seperti di perkebunan karet Malaysia.

Arsenik juga digunakan dalam berbagai insektisida dan racun pertanian.

Sebagai contoh, hydrogen timbal arsenate adalah insektisida umum yang digunakan pada pohon buah-buahan. Akan tetapi kontak dengan senyawa ini kadang-kadang mengakibatkan kerusakan otak pada para penyemprot.

Pada paruh kedua abad ke-20, monosodium methyl arsenate (MSMA) dan disodium methyl arsenate (DSMA) – bentuk organik arsenik yang kurang beracun – menggantikan arsenat timbal dalam pertanian.

Arsenik organik ini pun pada gilirannya dihapus juga pada tahun 2013 di semua kegiatan pertanian, kecuali pertanian kapas.

Biogeokimia arsenik bersifat kompleks dan mencakup berbagai proses adsorpsi dan desorpsi. Toksisitas arsenik terhubung ke kelarutannya dan dipengaruhi oleh pH. Arsenite (AsO3−3) lebih larut daripada arsenat (AsO3−4) dan lebih beracun; Namun, pada pH yang lebih rendah, arsenat menjadi lebih mobile dan beracun. Ditemukan bahwa penambahan sulfur, fosfor, dan oksida besi ke tanah dengan arsenit tinggi sangat mengurangi fitotoksisitas arsenik.

Arsenik digunakan sebagai aditif pakan pada unggas dan produksi babi, khususnya di AS, digunakan untuk meningkatkan berat badan, meningkatkan efisiensi pakan, dan mencegah penyakit.

Contohnya adalah roxarsone, yang telah digunakan sebagai starter broiler oleh sekitar 70% dari petani broiler AS. The Poison-Free Poultry Act of 2009 mengusulkan untuk melarang penggunaan roxarone dalam produksi babi dan industri unggas.

Alpharma, anak perusahaan Pfizer Inc., yang memproduksi roxarsone, secara sukarela menghentikan penjualan obat dalam menanggapi penelitian yang menunjukkan peningkatan kadar arsenik anorganik, karsinogen, pada ayam yang dirawat. Penerus Alpharma, Zoetis, terus menjual nitarsone, terutama untuk digunakan dalam kalkun.

Arsenik sengaja ditambahkan ke pakan ayam yang dibesarkan untuk konsumsi manusia. Senyawa arsen organik yang lebih beracun daripada arsen murni ini digunakan untuk meningkatkan pertumbuhan ayam. Dalam beberapa kondisi, arsenik dalam pakan ayam diubah menjadi bentuk anorganik beracun.

Penggunaan unsur kimia arsen untuk medis

Selama abad 18, 19, dan 20, sejumlah senyawa arsenik digunakan sebagai obat-obatan, termasuk arsphenamine (oleh Paul Ehrlich) dan arsenik trioksida (oleh Thomas Fowler). Arsfenamin serta neosalvarsan, diindikasikan untuk pengobatan sifilis dan tripanosomiasis, tetapi kemudian telah digantikan oleh antibiotik modern.

Arsenik trioksida telah digunakan dalam berbagai cara selama 500 tahun terakhir, paling sering digunakan dalam pengobatan kanker. Administrasi Makanan dan Obat-obatan AS (FDA) pada tahun 2000 menyetujui senyawa ini untuk pengobatan pasien leukemia promyelocytic akut yang resistan terhadap semua asam trans retinoat.

Baru-baru ini, para peneliti telah menemukan tumor menggunakan arsenik-74 (emitor positron). Isotop ini menghasilkan gambar PET scan yang lebih jelas daripada agen radioaktif sebelumnya, yodium-124, karena tubuh cenderung mengangkut yodium ke kelenjar tiroid yang bisa menghasilkan gangguan sinyal.

Dalam dosis subtoksik, senyawa arsenik yang larut berfungsi sebagai stimulan, dan pernah populer dalam dosis kecil sebagai obat pada pertengahan abad ke-18 hingga 19.

Paduan Logam dengan Unsur Kimia Arsen

Penggunaan utama arsenik adalah paduan dengan logam timbal. Komponen timbal dalam baterai mobil diperkuat oleh keberadaan persentase yang sangat kecil dari arsenik.

Dezincifikasi kuningan (paduan tembaga-seng) sangat berkurang dengan penambahan arsenik. “Fosfor Tembaga Arsenik Fosfor” dengan kandungan arsenik 0,3% memiliki stabilitas korosi yang meningkat di lingkungan tertentu. Gallium arsenide adalah bahan semikonduktor penting, yang digunakan dalam sirkuit terpadu (IC).

Sirkuit yang dibuat dari Gaas jauh lebih cepat, namun juga jauh lebih mahal daripada yang terbuat dari silikon. Tidak seperti silikon, Gaas memiliki celah pita langsung, dan dapat digunakan pada dioda laser dan LED untuk mengubah energi listrik langsung menjadi cahaya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *