33  As
 Arseen 

 

Voorkomen
Naam
Wingebieden
Ontdekking
Bereiding vroeger
Bereiding nu
Toepassingen en toelichting
Verdere toepassingen

 

 

 

VOORKOMEN       

1,8.10-4 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit arseen:  het is het 54e element in rangorde van voorkomen. 

Men treft het aan in de vorm van arsenide of sulfoarse­nide in een groot aantal mineralen, bijvoorbeeld:

allemontiet SbAs met As of Sb
arsenoliet  As2O3
arsenopyriet  FeAsS
claudetiet As2O
gersdorffiet  Ni­AsS  
kobaltiet  Co­AsS
niccoliet of nikkelien NiAs
orpiment    As2S3
proustiet Ag3AsS3
rammelsbergiet NiAs2
realgar  AsS
saffloriet  (Co,Fe)As
sperryliet   PtAs2

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  

Arseen wordt ook in gedegen toestand (als metaal) aange­troffen.

Ook in zwavel, steenkool, aardolie, zee- en mineraalwa­ter komt arseen voor.

WINGEBIEDEN

De belangrijkste wingebieden liggen in Frankrijk, Nami­bië, Rusland, Mexico, Peru, Canada, Taiwan, Japan, Duits­land, China, Portugal en Zweden.

NAAM

De naam is afgeleid van het Griekse arsenikon of het Latijnse arsenicum, wat gele verfstof betekent. Het is de benaming voor het citroengele mine­raal orpi­ment (As2S3) dat reeds in de Oudheid als pigmentstof gebruikt werd. De namen zijn afkomstig van het Arabische az-zernik, wat kleurstof uit Perzië betekent. Ook het Perzische zemi, wat goudkleur betekent, staat met deze naam in verband.

 

Een andere veronderstelling is dat de naam is afgeleid van het Griekse arseni­kos, wat mannelijk betekent. De naam zou gegeven zijn door de alchemisten, die meta­len, afhan­kelijk van hun eigenschappen, een mannelijk of vrouwelijk symbool toekenden. Arseen verhoogde bij toevoegen aan (het zachte) koper in sterke mate de hardheid van het metaal, hetgeen met mannelijkheid werd geassocieerd.

ONTDEKKING

Arseenverbindingen werden al door de Grieken gebruikt als geneesmiddel, bijvoorbeeld arseentrioxide bij bloedarmoede. Arseen (realgar) werd gebruikt om zilveren voorwerpen een goudkleur te geven. De mineralen orpiment en realgar werden in de Oudheid gebruikt als ontha­ringsmiddel en als grondstof in cosmetica. 

De zuivering van arseentrioxide werd reeds 700 v. Chr. door Arabische alchemisten beschreven. Aan het eind van de negende eeuw beschreef de Arabische arts Abu Bekrer Razi de genezende werking van arseen(trioxide) bij bloedarmoede, huid- en zenuwaandoeningen.

Metallisch arseen werd in ca. 1250 door Albertus Magnus geďso­leerd. Hij verhitte arseen­sulfide (As2S3) met zeep, waar­bij arseen sublimeerde.

In 1649 werden in een alchemistisch handboek van Schro­eder twee bereidings­wij­zen gegeven voor het maken van elemen­tair arseen.

Pas veel later - in het begin van de negentiende eeuw - werd structureel onderzoek verricht naar arseen door J.J. Berzelius.

BEREIDING VROEGER

Arseen werd bereid door arsenopyriet (FeAsS) te verhit­ten in een zuurstofvrije atmosfeer, waarbij arseen subli­meerde.

BEREIDING NU

Arseen wordt bereid door arseenoxide (As2O3) te reduceren met koolstof. Het oxide wordt verkre­gen uit erts of uit vliegas, ge­vormd bij het roosten van koper-, lood- of kobaltertsen. Het verkregen arseen kan gezui­verd worden door sublimatie.

 

Bij verhitten van arsenopyriet (FeAsS) of löllingiet (FeAs2) tot ca. 700 °C ontstaat arseen. Deze methode wordt gebruikt om kleine hoeveelheden zuiver arseen te verkrijgen of om een dunne laag arseen op een spiegel aan te brengen.

 

Zeer zuiver arseen - onder meer voor halfgeleiders - wordt verkregen door reductie van arseenchloride met waterstof.

 

De wereldproductie arseentrioxide bedraagt ongeveer 36.000 ton per jaar.

TOEPASSINGEN EN TOELICHTING

Laserprinter 

Veel kopieerapparaten, faxen en laserprinters werken met een 'drum'. Dit is een metalen, veelal aluminium trom­mel, waar­op een zeer dunne (ca. 50 mm!) lichtge­voe­lige laag van zeer zuiver (99,999 %) arseen of seleen is aange­bracht. Deze drum krijgt via een coronadraad een elektrostatische lading. Als de drum belicht wordt verliezen de gedeelten waarop licht valt (een deel van) hun lading. De plaatsen met voldoende stati­sche lading trekken tonerdeeltjes aan. De afdruk wordt - veelal via elektrosta­tische weg - overgebracht op papier, waarna de toner via verhitting (en/of druk) aan het papier wordt gehecht.

Ook wordt gebruik gemaakt van arseenselenide of een legering van seleen en telluur.  

 

Houtbescherming 

Voor het conserveren van hout wordt arseenzuur (H3AsO4) gebruikt. Bij het wolmaniseren wordt een oplossing van arseen(V)oxide (As2O5), chroom(VI)oxide (CrO3) en koperoxide gebruikt. Eerst wordt in lucht uit de poriën gezogen, waarna de oplossing onder hoge druk het hout wordt ingeperst. Hout dat op deze wijze is behandeld heeft een lichtgroene kleur. Deze methode van impregneren komt, vanwege milieuoverwegingen, steeds meer ter discussie te staan. 

 

Glas

Arseentrisulfide (As2S3), toegevoegd aan glas, geeft een goede doorlaatbaar­heid voor infrarood licht.

 

Laser

Voor het maken van lasers worden éénkris­tallen van GaAs en InAs gebruikt. Elektrische energie wordt door dit halfgeleidermateriaal omgezet in mono­chromatisch licht.

 

Geneesmiddel

Arseenverbindingen worden als geneesmiddel gebruikt als er geen antibiotica be­schik­baar zijn of toegepast kunnen worden. Arseentrijodide wordt (inwendig) gebruikt bij borstkan­ker, lepra en huid­ziek­ten. Arseen­sulfide wordt uitwendig ge­bruikt bij huidaandoeningen (psoriasis). Deze stof wordt ook gebruikt als ontharingsmiddel. Arseenzuur (H3AsO4) wordt soms toegepast als desinfectans.

 

Lichtgevende diode

Lichtgevende diodes, kortweg LED’s, zijn halfgeleiders die bij de p-n-over­gang - afhankelijk van het soort kristal - rood, oranje, geel of groen licht uitzenden. Hiervoor worden bijvoorbeeld arseniden van gallium, germanium en indium gebruikt. 

Om halfgeleiders van het n-type te verkrijgen, wordt AsH3 - gemengd met een grote overmaat inert gas - gebruikt om, bijvoorbeeld, siliciumkristallen te doteren met sporen arseen (1 atoom op 106 - 109 atomen silicium). Door thermische ontleding ontstaat arseen en waterstof.

VERDERE TOEPASSINGEN

Toepassingen als niet-ontleedbare stof  (element) of als legering:

metaal voor drukletters

metallurgie: verbeteren koper- en loodlegeringen, w.o. de loodplaten van accu's

spiegels (aanbrengen dunne laag As door ontleden AsH3)

 

Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):

desinfecterende zeep Na3AsO3
gewasbescherming in wijngaarden Na3AsO3
insecticide  Na3AsO3
IR-vensters GaAs 
  As2S3
keramiek AsCl3
pigment       orpiment of koningsgeel  As2S
                  Parijs groen koperacetoarsenaat
rattengif  As2O3
vuurwerk  As4S4
zenuwbehandeling bij tanden Na3AsO3