arsen

Hovedbruken av arsen er i legeringer med bly, både til bruk i batterier og til å gjøre bly hardere (i blyhagl). Galliumarsenid brukes som halvleder til militære formål, men er for kostbart til å erstatte silisium i normal sivil bruk.

Det arsenholdige mineralet skutteruditt er aktuelt for å bruke i termoelektriske innretninger, enten som en termoelektrisk generator eller som en varmepumpe.

Arsenikk og arsenforbindelser har tidligere blitt brukt i glassindustrien, ved konservering av zoologiske preparater, som legemiddel, rottegift og insektdrepende midler, ved impregnering av tre og annet. Tidligere ble noen arsenforbindelser, som Scheeles grønt, også brukt som fargestoffer, men dette er nå forbudt i Norge. Flere fargestoffer, nå spesielt brukt av kunstmalere, inneholder arsenforbindelser.

Arsen forekommer i naturen som oksider, sulfider, sulfarsenider og arsenider. De vanligste mineralene som inneholder arsen er sulfidene realgar og auripigment.

Arsenider av jern, kobolt, nikkel og kobber og flere arsenid-sulfider er også vanlige. Skutteruditt er et eksempel på et rent arsenid, mens enargitt er et eksempel på et blandet arsenid-sulfid.

Skuteruditt er et av de viktigste arsenholdige mineralene, og ble oppdaget ved Skuterud i Modum i 1845. Skutteruditter er i dag et fellesnavn for en klasse av forbindelser med sammensetning MAs₃.

Arsen i seg selv anses ikke for å være særlig giftig, men de fleste arsenforbindelser er svært giftige. De har derfor tradisjonelt vært brukt ved giftmord. Arsen binder seg til svovelholdige enzymer og blokkerer deres virkning. Symptomene er oppkast, sterke magesmerter, diaré og dehydrering.

Eksempler på giftige arsenforbindelser er arsenikk og arsenhydrid (arsin). Dødelig dose av arsenikk er for eksempel kun i overkant av 100 milligram.

Arsin er en gass som gir dødelig forgiftning selv i meget små konsentrasjoner. Denne gassen vil kunne utvikles ved flere metallurgiske prosesser på grunn av små mengder arsen som ofte finnes sammen med mange metallsulfider. Bruken av de fleste av disse er forbudt der de kan skade mennesker og husdyr.

Likevel er arsen nødvendig i spormengder for noen dyr. Kylling og rotter som gis arsenfri føde over lang tid får misdannelser uten at man vet akkurat hvorfor.

Arsen finnes også som organiske forbindelser blant annet i fisk og skalldyr og skilles lett ut i urinen etter inntak, men disse forbindelsene er ikke giftige slik som arsenikk og de uorganiske saltene av arsensyren (arsenider).

Arsen skal ha vært kjent allerede på 300-tallet fvt., og det ble beskrevet av den tyske vitenskapsmannen Albertus Magnus rundt år 1250. Arsen var et av de første grunnstoffene som ble isolert.

Mennesket har blitt utsatt for arsen i alle tider. Menneskets aktivitet forårsaker imidlertid ofte større eksponering en den naturlige. Dette er det enkelt å påvise fordi arsen typisk oppkonsentreres i hår. Hår fra den 5300 år gamle ismannen Ötzi, som ble funnet vel bevart i en isbre i Alpene i 1991, hadde for eksempel et meget høyt arseninnhold. Han hadde tydeligvis vært eksponert for arsen i høy konsentrasjon over lengre tid. Man tror derfor kanskje at Ötzi var kobbersmed siden kobber ofte utvinnes fra arsenrike mineraler.

I Viktoriatiden blandet fine damer arsenikk med eddik og kalk og spiste dette. Målet var å oppnå en ”fin” blek hud som viste at de ikke jobbet ute. Arsen ble også massert inn i fjes og armer med samme målsetning.

På 1800-tallet var arsenforbindelser populære som fargestoffer, og auripigment var på 1600-tallet populært som gult pigment (kongelig gul) blandt hollandske malere. Fargestoffer som Scheeles-grønn og Paris-grønn har også vært populære og blant annet brukt i tapeter. Disse fargestoffene er ikke bestandige, og kan gi opphav til kronisk arsenforgiftning ved lang eksponering. Det finnes eksempler på at dette har ført til dødsfall.

På 1800-tallet og tidlig på 1900-tallet var arsenikk et naturlig valg for mange drapsmenn og -kvinner siden det var enkelt tilgjengelig som ugressmiddel, rottegift og lignende. I tillegg kunne symptomene mistolkes som andre sykdommer dersom offeret ble gitt mindre doser over lengre tid. Situasjonen endret seg imidlertid i 1836 når de ble utviklet en test som kunne påvise arsen selv i svært små mengder.

Arsenopyritt er et viktig utgangsmateriale for fremstilling av arsen. Ved oppvarming sublimerer arsenet ved 613 °C som As₄-molekyler. Avkjøles arsenet raskt, dannes gult arsen, mens det ved langsom avkjøling dannes grått arsen.

Arsenholdige mineraler utvinnes allikevel i liten grad fordi arsenikk i store mengder dannes som et biprodukt i fremstillingen av metaller som kobber og bly. Dette arsenikket kan enten benyttes som sådan eller reduseres med kull til rent arsen. Hvert år produseres det på denne måten så mye som 50 000 tonn arsenoksid. Dette overgår i stor grad den industrielle etterspørselen.

Arsen tilhører gruppe 7 i periodesystemet. Det er et halvmetall (metalloid) og en halvleder.

Det finner tre polymorfe former av arsen: grått, svart og gult. Den grå modifikasjonen en den mest stabile, og den har et metalliknende utseende. Den gule modifikasjon dannes ved å kondensere arsen direkte fra gassfase. Her danner arsenet små As₄-klustere som bindes sammen til en tredimensjonal struktur.

Når arsen oppvarmes i luft, dannes arsentrioksid, As₂O₃, også kalt arsenikk. Med svovel dannes gulfarget arsentrisulfid, As₂S₃, som ved videre oppvarming med svovel gir pentasulfidet As₂S₅. Begge sulfidene er løselige i alkalisulfider.

Arsen påvises lett selv i meget små mengder ved marshprøven. I marshpøven blandes prøven med sink og saltsyre slik at det dannes arsenhydrid, AsH₃ (arsin), som brennes. Arsenhydrid spaltes ved oppheting, og metallisk arsen kondenserer på kaldere steder.

Det finnes bare én stabil isotop av arsen: ⁷⁵As.

• grunnstoff
• periodesystemet
• arsenikk

• Periodesystemet.no: arsen
• Vitenskapskomiteen for mat og miljø: Vurdering av uorganisk arsen i norsk kosthold