Мышьяк

История

Свойства

Применение

 
    Цена на мышьяк технической чистоты составляет несколько долларов за килограмм, однако найти его в чистом виде гораздо сложнее, чем многие более редкие элементы (серебро, золото и пр.).


    Мышьяк имеет серебристо-белый цвет, но он довольно легко реагирует с кислородом воздуха и тускнеет (за несколько часов), а потом покрывается более толстым слоем оксида который сильно замедляет дальнейшее. Однако оксид достаточно легко удалить с поверхности путем нагрева в высоком вакууме (до 200-300 градусов). Кусочки на фотографии очищены как раз таким методом. На сколах хорошо видно кристаллическое строение образца. Чтобы избежать его окисления, после охлаждения я извлек образец в атмосфере азота и запаял в ампулу под вакуумом.

 
    Другой кусок я возогнал целиком. Сначала сконденсировал на охлаждающем пальце сублиматора оксид, удалил его, и затем возогнал чистый мышьяк.

 
    Соединения мышьяка с некоторыми редкими металлами (например галлием, индием, марганцем) достаточно широко применяются при изготовлении полупроводниковых лазеров, ИК сенсоров, диодов и других устройств. Для синтеза таких соединений требуются исходные вещества очень высокой чистоты (99.9999% и выше) так как свойства полученных полупроводников очень сильно зависят даже от наличия небольшого количества (тысячные доли процента) примесей.. В ампуле на фотографии, находится мышьяк чистотой 99.99999% (или 7N) фирмы Alfa Aesar используемый при сентезе полупроводниковх соединений. Ампула заполнена аргоном чтобы мышьяк не окислялся на воздухе.

 
    Существует несколько аллотропных модификаций мышьяка. Наиболее известная и часто встречающаяся это серый (или металлический) мышьяк, о котором написано выше. Кроме того, существует так называемяй "желтый мышьяк" по структуре и своствам похожий на белый фосфор (к сожалению пока мне не удалось его получить) и аморфный мышьяк, который можно увидеть на фотографии. Эту форму мышьяка получают из металлической формы возгонкой в атмосфере водорода.

 
    Основные минералы мышьяка это арсениды (например реальгар и арсенопирит) и арсенаты, но иногда мышьяк встречается в природе и в самородном виде. На фотографии - небольшой образец самородного мышьяка. Из-за окисления на воздухе, самородный мышьяк медленно переходит в оксид As₂O₃, а затем в арсенаты.

 
    Для каждого элемента я хотел бы по возможности сделать фотографии разных аллотропных форм и разных агрегатных состояний (особенно если их сложно получить ). Так например фото жидкого олова или алюминия можно найти без особых проблем, а вот фотографии мышьяка в жидком виде мне найти не удалось и я решил сделать ее самостоятельно. Более подробно про этот эксперимент можно прочитать на страничке опытов с мышьяком (кнопка в верху страницы), а на фотографии можно увидеть кварцевую ампулу, в которой находится около 200 миллиграмм расплавленного мышьяка. Так как при нормальном давлении мышьяк возгоняется, ампулу пришлось запаять. При нагревании, пары мышьяка (кстати их желтую окраску так же хорошо видно на фото) остаются в ампуле и не дают металлу испаряться. При температуре 817 °C (и давлении внутри ампулы 36 бар) мышьяк плавится и собирается в виде капли в нижней части ампулы.

 
    Некоторые соединения мышьяка все еще применяются в качестве ядохимикатов, хотя во многих странах введен запрет на использование соединений этого элемента в сельском хозяйстве. Также, мышьяк добавляют в свинец для улучшения его литейных качеств (при изготовлении электродов свинцовых аккумуляторов или, например, при литье дроби).