Úvod
Arzén (As) je známy toxický polokov. Jeho protónové číslo je 33 a v periodickej tabuľke patrí do 15. skupiny, medzi pniktogény. Jeho najstabilnejšia forma, sivý arzén, je krehká, oceľovo sivá kryštalická látka s kovovým leskom. V prírode sa nachádza najmä v mineráloch, ako sú arzenopyrit, realgár a auripigment. Priemyselne sa získava ako vedľajší produkt pri spracovaní rúd medi, olova či zlata. Stopové množstvá arzénu môžeme nájsť v pôde, vode a v živých organizmoch. Jeho zlúčeniny sú historicky známe ako silné jedy.
Vlastnosti
Arzén (As), polokov s protónovým číslom 33, sa vyznačuje existenciou viacerých alotropických modifikácií. Najstabilnejší je sivý, tzv. kovový arzén s oceľovým leskom, ktorý je však veľmi krehký a má hustotu 5,73 g/cm³. Pri zahrievaní za normálneho tlaku priamo sublimuje. Chemicky sa arzén podobá na fosfor, pričom jeho najčastejšie oxidačné stavy sú +3 a +5. Na vzduchu pomaly stráca lesk a pri zahrievaní horí modrým plameňom. Tvorí pritom toxický oxid arzenitý, ktorý má charakteristický cesnakový zápach. Je nerozpustný vo vode, no reaguje s halogénmi a koncentrovanými oxidujúcimi kyselinami.
Pôvod názvu
Názov arzén pochádza z gréckeho slova „arsenikon“, čo bol staroveký názov pre minerál auripigment. Toto slovo bolo pravdepodobne prevzaté z perzského výrazu „zarnik“, ktorý znamená „zlato-farebný“ a odkazoval na žltú farbu tohto minerálu. Iná teória ho spája s gréckym slovom „arsenikos“ (mužný, silný).
Objav
Zlúčeniny arzénu ako sulfidy realgár a auripigment poznali už staroveké civilizácie. Egypťania a Rimania ich využívali ako pigmenty, liečivá, ale aj ako smrtiace jedy. Pre svoju účinnosť a ťažkú dokázateľnosť si oxid arzenitý vyslúžil v stredoveku desivú povesť ako „dedičský prášok“ alebo „jed kráľov“. Hoci bol arzén dlho známy vo forme zlúčenín, za objaviteľa čistého prvku sa dnes považuje nemecký alchymista Albertus Magnus, ktorý ho údajne izoloval okolo roku 1250. Názov prvku pochádza z gréckeho slova „arsenikon“, čo znamená mocný.
Výskyt v prírode
Arzén sa v zemskej kôre vyskytuje relatívne zriedkavo, niekedy v rýdzej forme, no prevažne je viazaný v mineráloch. Jeho najdôležitejším zdrojom je arzenopyrit, sulfid železa a arzénu. Často sprevádza aj rudy farebných a drahých kovov ako meď, olovo, striebro a zlato, pričom je získavaný ako vedľajší produkt pri ich spracovaní. Priemyselná výroba spočíva v pražení arzenopyritu. Ak proces prebieha bez prístupu vzduchu, elementárny arzén sublimuje a následne sa ochladením získa jeho čistá forma. Pri pražení na vzduchu vzniká prchavý oxid arzenitý, ktorý sa oddelí a redukuje uhlíkom.
Využitie
Arzén má paradoxné využitie, keďže je súčasne liekom aj jedom. V priemysle sa používa ako legujúci prvok na spevnenie zliatin olova v autobatériách alebo na zlepšenie vlastností medi. Jeho zlúčenina, arzenid galitý, je kľúčovým polovodičom v elektronike pre výrobu LED diód, laserov a solárnych článkov. V minulosti sa vo veľkom pridával do pesticídov a prostriedkov na ochranu dreva. V medicíne sa oxid arzenitý dodnes využíva pri liečbe špecifického typu leukémie. V prírode ho niektoré extrémofilné mikroorganizmy dokážu využívať vo svojom metabolizme namiesto fosforu.
Zlúčeniny
Prirodzene sa arzén vyskytuje v stovkách minerálov, pričom najbežnejšie sú arzenopyrit, realgár a auripigment. Zvetrávaním týchto hornín sa do podzemnej vody uvoľňujú jeho nebezpečné anorganické zlúčeniny, najmä arzenitany a arzeničnany. Niektoré organizmy, napríklad morské riasy, ho však dokážu premieňať na menej škodlivé organické formy, ako je arzenobetaín. Ľudia priemyselne vyrábajú hlavne oxid arzenitý, známy ako biely arzenik, slúžiaci ako východisková surovina. Medzi ďalšie človekom produkované zlúčeniny patrí arzenovodík, extrémne jedovatý plyn, alebo arzenid galitý, dôležitý pre modernú elektroniku.
Zaujímavosti
Arzén má niekoľko alotropických modifikácií, z ktorých najstabilnejšia je sivá, polokovová forma. Za normálneho tlaku tento prvok pri zahrievaní netaje, ale sublimuje, čiže prechádza priamo z pevného stavu do plynného. Pary arzénu a mnohé jeho zlúčeniny majú veľmi charakteristický cesnakový zápach, čo sa historicky využívalo pri jeho detekcii. Jeho vysoká toxicita je spôsobená chemickou podobnosťou s fosforom, ktorá mu umožňuje narúšať životne dôležité metabolické dráhy v bunkách. Vo viktoriánskej ére ho ženy používali v kozmetike na bielenie pleti napriek jeho známym nebezpečným účinkom.
