Arsênio

Arsênio é um elemento do grupo 15 da Tabela Periódica, com símbolo As e número atômico igual a 33. É reconhecido quimicamente como um semimetal por conta de suas propriedades intermediárias entre metais e ametais. Pode se apresentar na forma de compostos, cujos estados de oxidação mais comuns são o +3 e o +5.

O arsênio é um elemento amplamente distribuído na crosta terrestre, podendo ser extraído de diversos minerais. Ele e seus compostos são altamente tóxicos, sendo, inclusive, tratados como carcinogênicos para seres humanos. Por conta disso, existe grande preocupação das autoridades e órgãos competentes quanto à exposição ao arsênio.

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Resumo sobre arsênio

• O arsênio é um elemento do grupo 15 da Tabela Periódica.
• Seu símbolo é As e número atômico, 33.
• Apresenta apenas um único isótopo estável, formando compostos em que tem número de oxidação +3 ou +5 em geral.
• É considerado um semimetal, visto que apresenta algumas propriedades de metais e ametais ao mesmo tempo.
• O arsênio possui boa presença na crosta terrestre e pode ser encontrado em diversos minerais.
• Seus compostos são altamente tóxicos, sendo ainda considerados carcinogênicos pelas autoridades competentes.

O que é o arsênio?

O arsênio, símbolo As, é um elemento do grupo 15 da Tabela Periódica, de número atômico 33, cuja massa atômica é aproximadamente igual a 75 u.m.a. Embora algumas pessoas o caracterizem como um ametal, o arsênio é também referido como um semimetal, visto que apresenta propriedades comuns de elementos metálicos e não metálicos.

Para que serve o arsênio?

Os sais de arsênio, onde o arsênio está na forma As³⁺, são altamente tóxicos. Por isso, podem ser empregados como inseticidas, principalmente voltados para rebanhos de ovelha e gado, porém nem só para usos tóxicos o arsênio é usado.

Ele pode ser empregado para fabricação de ligas metálicas com chumbo e, em alguns casos, com cobre. No caso, o arsênio é capaz de melhorar o desempenho e propriedades de baterias Pb/Sb. Também é usado na fabricação de semicondutores, como o GaAs (arseneto de gálio) e o InAs (arseneto de índio), muito importantes na fabricação de LEDs, emissores de infravermelho, dispositivos de efeito Hall, entre outros.

O arsênio também já foi aproveitado na medicina. Em 1909, o medicamento Salvarsan era utilizado no tratamento da sífilis. Ainda existem medicamentos feitos à base de arsênio para tratamento de infecções amebianas, como o glicobiarsol.

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Principais características do arsênio

O arsênio tem duas formas sólidas: a cinza (ou metálica) — que ocorre em condições de temperatura ambiente e pressão atmosférica, sendo um sólido cinza, quebradiço, brilhante, com uma estrutura em camadas — e a amarela, menos estável. Os vapores de arsênio têm a sua forma molecular As₄, a qual também está presente na sua forma amarela.

Quimicamente, o arsênio queima, sob ação de energia adequada, em contato com o oxigênio e pode também se combinar com halogênios.

4 As + 3 O₂ → 2 As₂O₃

Além disso, na presença de oxigênio, quando não há queima, o arsênio rapidamente se oxida a As₂O₃, com um odor que lembra alho.

O arsênio é atacado por ácidos não oxidantes, mas reage com o ácido nítrico para formar o ácido arsênio, H₃AsO₄, a forma hidratada do As₂O₅, e com o ácido sulfúrico concentrado, para formar As₄O₆.

O arsênio pode, ainda, ser atacado por hidróxido de sódio fundido, formando o arsenito de sódio.

2 As + 6 NaOH → 2 Na₃AsO₃ + 3 H₂

Propriedades do arsênio

• Símbolo: As
• Número atômico: 33
• Massa atômica: 74,921595(6) u.m.a
• Densidade: 1,97 g/cm³ (forma amarela), 5,75 g/cm³ (forma cinza)

O arsênio cinza sublima em uma temperatura de 616 °C, enquanto apresenta um ponto triplo na temperatura de 817 °C.

O arsênio apresenta apenas um isótopo natural, de massa atômica igual a 75 u.m.a., além de poder apresentar os estados de oxidação 0 (na sua forma pura, As), +3 (As₂O₃) e +5 (As₂O₅). Também é possível citar um estado −3, por conta do AsH₃. Mesmo assim, os íons simples As³⁻, As³⁺ e As⁵⁺ não foram observados.

Obtenção do arsênio

Boa parte do arsênio é produzida como subproduto de lamas de minérios metálicos não ferrosos. Ocorre com quantidades consideráveis em minérios de cobre, chumbo e zinco. Nesse caso, os minérios são tratados de modo a se produzir o As₂O₃, a principal forma comercial utilizada de arsênio, a qual sublima em 193 °C, o que facilita na sua separação e purificação.

Mais especificamente, o sólido é coletado em câmaras de resfriamento, que fazem a temperatura decair gradativamente de 220 °C para temperaturas de 100 °C ou ainda inferiores.

Já a forma pura, metálica, é produzida por meio do aquecimento e da fusão da lollingita, FeAs₂, ou arsenopirita, FeAsS, em uma temperatura na faixa de 650 a 700 °C, na ausência de ar. O arsênio é depositado nessas condições na forma de um gás e depois solidificado.

FeAsS (s) → FeS + As (g) → As (s)

O arsênio pode ainda ser encontrado nos minerais realgar, As₄S₄, orpiment, As₂S₃, e arsenolita, As₂O₃. Ele é bem distribuído no nosso planeta, com concentração estimada em 1,8 g/tonelada na crosta terrestre.

Cuidados com o arsênio

O arsênio e seus compostos são consideravelmente tóxicos e a exposição não pode exceder níveis de 0,01 mg/m³ em uma jornada de oito horas de trabalho. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), o arsênio inorgânico é cancerígeno, sendo o principal contaminante químico de água destinada para consumo.

Os sintomas imediatos após intoxicação aguda por arsênio incluem vômito, dores abdominais e diarreia, seguidos por dormência e formigamento nos membros, cãibras musculares e, em casos extremos, morte.

Já pessoas que estão expostas continuamente ao arsênio, como via ingestão de água ou comida, apresentam, inicialmente, sintomas na pele, como alteração de pigmentação, lesões e hiperqueratose (manchas duras nas palmas das mãos e nas solas dos pés). Esses sintomas ocorrem após uma exposição mínima de cinco anos e podem ser precursoras de câncer de pele.

Exposição ao arsênio de forma contínua também pode desenvolver câncer na bexiga e nos pulmões. Por conta disso, a Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (Iarc) classificou o arsênio e seus compostos como carcinogênicos para seres humanos, assim como o arsênio presente na água voltada para consumo humano.

Outros efeitos adversos relacionados à exposição continuada ao arsênio incluem efeitos de desenvolvimento, diabetes, além de doenças pulmonares e cardiovasculares. O infarto do miocárdio induzido por arsênio, em particular, pode ser a causa de muitas mortalidades.

O composto está ainda associado a eventos adversos durante a gravidez e à mortalidade infantil. A exposição ao arsênio no útero e no começo da infância tem sido associada ao aumento da mortalidade em adultos jovens, por conta de múltiplos tipos de câncer, doenças nos pulmões, ataques cardíacos e falha nos rins. Ainda segundo a OMS, inúmeros estudos demonstraram impactos negativos no desenvolvimento cognitivo, inteligência e memória por conta de exposição ao arsênio.

A dose letal de arsênio é de 2 a 20 mg/kg, sendo então de 140 a 1400 mg para um adulto cuja massa é de 70 kg, ou seja, uma dose muito menor que uma colher de sopa já pode ser fatal.

Muitos países sofrem com excesso de níveis de arsênio em águas mais profundas, de onde as populações podem retirar água para consumo, como é o caso de Argentina, Bangladesh, Cambodia, Chile, China, Índia, México, Paquistão, Estados Unidos e Vietnã. Como essa água é usada na irrigação, hidratação, cozimento e consumo, a água contaminada acaba sendo a principal via de exposição para seres humanos.

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História do arsênio

O arsênio elemental foi identificado, pela primeira vez, no ano de 1649, mas os seus minerais são conhecidos, pelo menos, desde que Aristóteles os descreveu no século IV a.C. Embora o arsênio já tenha sido o protagonista, na França do século XVII, de diversos assassinatos, na Inglaterra da Era Vitoriana era utilizado para diversos fins, fosse como medicamento, fosse até mesmo como afrodisíaco. O histórico cientista Charles Darwin, por exemplo, chegou a usar arsênio para tratar eczema.

Compostos de arsênio chegaram a ser usados para a preparação de pigmentos esverdeados, utilizados em papéis de paredes e outros produtos; porém fungos que surgiam em casas mais úmidas transformavam os pigmentos em compostos voláteis de arsênio, sendo estes responsáveis por casos de envenenamento. Essa forma de exposição, inclusive, foi ligada, recentemente, à morte de Napoleão Bonaparte, enquanto exilado em Santa Helena, na parte sul do Atlântico.

Fontes

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