砒素酸、水素砒酸又はortoarsénico酸、その式H3AsO4である化学化合物です。ヒ素オキシ酸は、中央のヒ素原子に結合した1つのオキソ基と3つのヒドロキシル基を含みます。その構造を図1に示します(CHEBI:18231-ヒ酸、SF)。
その構造はリン酸(Royal Society of Chemistry、2015)に類似しており、AsO(OH)3として書き換えられます。この化合物は、As2O3 + 2HNO3 + 2H2O→2H3AsO4 + N2O3の反応に従って、三酸化ヒ素を一酸化窒素で処理することによって調製されます。
図1:ヒ酸の構造。
得られた溶液を冷却すると、H3AsO4・½H2O半水和物の無色の結晶が得られますが、結晶化が低温で行われると、H3AsO4・2H2O二水和物が生じます(Budavari、1996)。
ヒ酸は非常に有毒な化合物です。多くの安全データシートは、可能であれば接触を避けることを勧めています。
ヒ酸の物理的および化学的性質
ヒ酸は白い吸湿性の固体です。その外観を図2に示します。
図2:ヒ酸の外観。
水溶液では、粘性で透明な吸湿性液体です(National Center for Biotechnology Information。、2017)。その分子量は141.94 g / molであり、その密度は2.5 g / mlです。その融点は35.5°Cであり、その沸点は分解する120°Cです。
ヒ酸は水に非常に溶けやすく、100 mlあたり16.7 gを溶解でき、アルコールにも溶けます。この化合物のpKaは、最初の脱プロトン化で2.19、2番目と3番目の脱プロトン化で6.94および11.5です(Royal Society of Chemistry、2015)。
ヒ酸は酸化剤です。鋼を腐食し、亜鉛めっき金属や真鍮と反応します。
ヒ酸溶液は、亜鉛やアルミニウムなどの活性金属と接触すると、非常に有毒なガス状アルシン(AsH3)を生成する可能性があります。加熱して分解すると、有毒な金属ヒ素蒸気が発生します。
溶液はわずかに酸性で、弱い酸化剤です。アルカリと反応して熱を生成し、ヒ酸塩を沈殿させます(ARSENIC ACID、LIQUID、2016)。
反応性と危険性
ヒ酸は、金属を腐食する可能性がある安定した不燃性化合物です。この化合物は毒性が高く、発ガン性が確認されています。
吸入、摂取、または物質との皮膚接触により、重傷または死亡を引き起こす可能性があります。溶融物との接触は、皮膚や目に重度の火傷を引き起こす可能性があります。
皮膚との接触を避けてください。接触または吸入の影響が遅れることがあります。火災により、刺激性、腐食性、および/または有毒ガスが発生する可能性があります。火災管理または希釈製品の廃水は、腐食性および/または毒性があり、汚染を引き起こす可能性があります。
ヒ酸中毒の症状は、吸入すると咳や息切れです。皮膚に触れると、皮膚に赤み、痛み、灼熱感が生じることもあります。最後に、摂取した場合の症状は、目の赤みと痛み、喉の痛み、吐き気、嘔吐、下痢、発作です。
目に入った場合
化学物質が残っていないことが確認できるまで、まぶたを散発的に持ち上げて、少なくとも15分間、大量の水で洗ってください。
皮膚に付着した場合
汚染された衣服と靴を脱ぎながら、直ちに大量の石鹸と水で少なくとも15分間洗います。火傷を乾いた滅菌包帯で覆います(しっかりしていて、しっかりしていません)。
摂取した場合
口をすすぎ、意識のある犠牲者に大量の水を提供して酸を希釈します。この場合、胃洗浄液を使用し、嘔吐を誘発させないでください。
吸入した場合
必要に応じて、人工呼吸を行う必要があります。被害者が物質を摂取または吸入した場合は、口対口法を使用しないでください。
人工呼吸は、一方向弁または他の適切な呼吸用医療機器が取り付けられたポケットマスクを使用して実行する必要があります。被害者は涼しい場所に移動され、暖かく安静に保たれるべきです。
すべての場合において、ただちに医師の診察を受ける必要があります(国立労働安全衛生研究所、2015年)。
ヒ酸は環境に有害です。・水生生物に対して強い毒性があります。この化合物の放出を制限するための措置を講じる必要があります。
用途
ヒ酸は毒性が高いため、用途が限られています。ただし、この化合物は現在は使用されていませんが、農薬および土壌殺菌剤として使用されていました(University of Hertfordshire、2016)。
1995年以来、木材加工や綿生産の乾燥剤としても使用されています。植物にスプレーすることで、葉を落とさずにすばやく乾かします。ワタが簡単に出てくるように、植物は十分に乾燥している必要があります。
ヒ素酸はガラスの製造に使用されます。記録ではこの物質を中間体と見なしていますが、このヒ酸の使用は、仕上げ剤としての三酸化二ヒ素(As2O3)の使用と同様に、「処理剤」に似ています。
この化合物は、レドックス反応を通じて他の要素間の酸素結合を破壊し、ガラス内の気泡を排除するのに役立つガス状酸素を生成します(2012年のEuropean Glass Industriesのポジションペーパー)。
アルサニル酸または4-アミノフェニルアルソン酸はオルトヒ酸の誘導体です。豚赤痢(ARSENIC ACID、SF)の予防・治療に使用されるヒ素抗菌獣医用医薬品として使用されています。
ヒ酸は、AsO43-の負イオンを持つヒ酸の塩またはエステルです。ヒ素とリンは周期表の同じグループ(列)に存在するため、ヒ酸塩は多くの点でリン酸塩に似ています。
ヒ酸塩は、解糖段階で無機リン酸塩に取って代わり、1,3-ビスホスホグリセリン酸塩を生成し、代わりに1-ヒ素-3-ホスホグリセリン酸塩を生成します。この分子は不安定であり、急速に加水分解して、道の次の中間体、3-ホスホグリセレートを形成します。
したがって、解糖は継続しますが、1,3-ビスホスホグリセリン酸から生成されるATP分子は失われます。ヒ酸塩は解糖系の脱共役剤であり、その毒性を説明しています。
バクテリアのいくつかの種は、ヒ酸を還元して亜ヒ酸塩を形成しながら、様々な燃料を酸化することによってそれらのエネルギーを得ます。関与する酵素は、ヒ酸レダクターゼとして知られています。
2008年に、亜ヒ酸塩を電子供与体として使用する光合成のバージョンを使用して、ヒ酸塩を生成する細菌が発見されました(通常の光合成では、水を電子供与体として使用して分子状酸素を生成します)。
研究者たちは、歴史的にこれらの光合成生物がヒ酸を生成し、それがヒ酸還元菌の繁殖を可能にしたと推測しました(Human Metabolome Database、2017)。
参考文献
- ヒ素酸。(SF)。chemicalland21.comから回収されました。
- ヒ素酸、液体。(2016)。cameochemicals.noaa.govから復元されました。
- ブダヴァリ、S.(。(1996)。メルクインデックス-化学物質、医薬品、および生物製剤の百科事典。ニュージャージー州ホワイトハウスステーション:メルク社
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- ヨーロッパのガラス産業のポジションペーパー。(2012年9月18日)。glassallianceeuropeから回復しました。
- 王立化学協会。(2015)。ヒ酸。ケムスパイダーから回復しました。
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