砷(3+)离子 | 7440-38-2

• 物质功能分类: 无机化工 - 单质
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均相金属化合物 - 均相类金属化合物
• 中文名称: 砷(3+)离子
• 英文名称: Arsenic Cation (3+)
• 英文别名: arsenic(3+)
• CAS: 7440-38-2；22541-54-4
• 化学式: As+3
• 分子量: 74.92159
• InChiKey: LULLIKNODDLMDQ-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  817 °C(lit.)
• 沸点：
  613 °C(lit.)
• 密度：
  5.727 g/mL at 25 °C(lit.)
• 溶解度：
  不溶于水
• 暴露限值：
  TLV-TWA 0.2 mg(As)/m3 (ACGIH), 0.5 mg (As)/m3 (MSHA), 0.01 mg(As)m3 (OSHA); ceiling 0.002 mg(As)/m3/15 min (NIOSH); carcinogenicity: Human Sufficient Evidence (IARC).
• 物理描述：
  Solid

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.38
• 重原子数：
  1
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

ADMET

代谢

砒霜主要通过吸入或摄入被吸收，较少程度上通过皮肤接触。然后它被分布到全身，如果需要，它会被还原成亚砷酸盐，然后通过亚砷酸盐甲基转移酶甲基化成单甲基砷（MMA）和二甲基硅酸（DMA）。砒霜及其代谢物主要通过尿液排出。已知砒霜能诱导金属结合蛋白金属硫蛋白，通过绑定砒霜和其他金属并使其生物活性失效，以及作为抗氧化剂的作用，从而减少砒霜和其他金属的有毒效果。

Arsenic is absorbed mainly by inhalation or ingestion, as to a lesser extent, dermal exposure. It is then distributed throughout the body, where it is reduced into arsenite if necessary, then methylated into monomethylarsenic (MMA) and dimethylarsenic acid (DMA) by arsenite methyltransferase. Arsenic and its metabolites are primarily excreted in the urine. Arsenic is known to induce the metal-binding protein metallothionein, which decreases the toxic effects of arsenic and other metals by binding them and making them biologically inactive, as well as acting as an antioxidant. (L20)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

砷及其代谢物通过多种机制干扰ATP的产生。在柠檬酸循环层面，砷抑制了丙酮酸脱氢酶，并通过与磷酸竞争，解偶联氧化磷酸化，从而抑制了与能量相关的NAD+的还原、线粒体呼吸和ATP的合成。过氧化氢的产生也增加了，这可能会形成活性氧物种和氧化应激。砷的致癌性受到砷与微管蛋白结合的影响，这会导致非整倍体、多倍体和有丝分裂的停滞。其他砷蛋白靶点的结合也可能导致DNA修复酶活性的改变、DNA甲基化模式的改变和细胞增殖的增加。(T1, A17)

Arsenic and its metabolites disrupt ATP production through several mechanisms. At the level of the citric acid cycle, arsenic inhibits pyruvate dehydrogenase and by competing with phosphate it uncouples oxidative phosphorylation, thus inhibiting energy-linked reduction of NAD+, mitochondrial respiration, and ATP synthesis. Hydrogen peroxide production is also increased, which might form reactive oxygen species and oxidative stress. Arsenic's carcinogenicity is influenced by the arsenical binding of tubulin, which results in aneuploidy, polyploidy and mitotic arrests. The binding of other arsenic protein targets may also cause altered DNA repair enzyme activity, altered DNA methylation patterns and cell proliferation. (T1, A17)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

1, 对人类致癌。

1, carcinogenic to humans. (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

砒霜中毒可能导致多系统器官衰竭而死亡，可能是由于细胞坏死而非凋亡。砒霜也是一个已知的致癌物，特别是在皮肤癌、肝癌、膀胱癌和肺癌中。砒霜中毒也与心脏病（与高血压相关的心血管疾病）、中风（脑血管疾病）、慢性下呼吸道疾病和糖尿病有关。长期暴露于砒霜可能导致维生素A缺乏，这与心脏病和夜盲症有关。

Arsenic poisoning can lead to death from multi-system organ failure, probably from necrotic cell death, not apoptosis. Arsenic is also a known carcinogen, especially in skin, liver, bladder and lung cancers. (T1, L20) Arsenic poisoning is has also been associated with heart disease, (hypertension related cardiovascular), stroke (cerebrovascular diseases), chronic lower respiratory diseases and diabetes. Chronic exposure to arsenic can lead to a vitamin A deficiency which is related to heart disease and night blindness.

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

口服（L2）；吸入（L2）；皮肤（L2）

Oral (L2); inhalation (L2); dermal (L2)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 症状

暴露于较低水平的砷可以导致恶心和呕吐，减少红白细胞的生产，心律异常，血管损伤，以及手和脚出现“针扎”般的感觉。吸入高水平的无机砷可能会导致喉咙痛或肺部刺激。砷还会影响大脑，引起头痛、混乱和嗜睡等神经学方面的干扰。（A1）

Exposure to lower levels of arsenic can cause nausea and vomiting, decreased production of red and white blood cells, abnormal heart rhythm, damage to blood vessels, and a sensation of “pins and needles” in hands and feet. Breathing high levels of inorganic arsenic can give you a sore throat or irritated lungs. Arsenic also affects the brain, causing neurological disturbances such as headaches, confusion, and drowsiness. (A1)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

安全信息

• 职业暴露限值：
  Ceiling: 0.002 mg/m3 [15-minute]
• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  6.1
• 立即威胁生命和健康浓度：
  5 mg As/m3
• 危险品标志：
  T
• 安全说明：
  S20/21,S26,S28,S45,S53,S60,S61
• 危险类别码：
  R50/53,R23/25
• WGK Germany：
  3
• 海关编码：
  2804800000
• 危险品运输编号：
  UN 1558 6.1/PG 2
• RTECS号：
  CG0525000
• 包装等级：
  II
• 危险类别：
  6.1
• 危险标志：
  GHS06,GHS09
• 危险性描述：
  H301 + H331,H410
• 危险性防范说明：
  P261,P273,P301 + P310,P311,P501

制备方法与用途

简介

砷（Arsenic），化学元素符号为As，原子序数为33。砷广泛分布于多种矿物中，通常与硫和其它金属元素共存，也有纯的元素晶体形式存在。艾尔伯图斯·麦格努斯在1250年首次对砷进行了记载。砷是一种非金属元素，单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在，但只有灰砷在工业上具有重要的用途。

发现历史

据传阿尔伯特·马格努斯（Albertus Magnus）在公元1250年首次获得该元素。1649年，施罗德（Schroeder）发表了两种制备该元素的方法。砷是天然存在于硫化物雄黄和果皮中，如重金属的砷化物和硫代砷化物、氧化物和砷化物。

来源

金属的硫砷化物、金属砷化物和雄黄以及自然界中的砷单质是商品化砷产品的主要来源。环境中有机砷化合物也广泛存在，通过甲基化过程逐步代谢为毒性较低的砷。其他接触自然界的砷元素途径包括火山灰、含砷矿物和矿石风化及地下水溶解。砷能够存在于食物、水体、土壤和空气中，并被所有植物吸收，但在叶用蔬菜、稻米、苹果和葡萄汁以及海产品中富集更为明显。

应用

砷有广泛的用途：1. 砷可用于合金制造，如生产铜的强化合金或添加到制造车用铅酸蓄电池的合金中；2. 在制造半导体电子器件时，砷作为掺杂剂合成n形半导体材料，其中掺杂了硅的光电子化合物砷化镓是最常见的半导体之一；3. 砷和它的化合物，尤其是三氧化二砷（砒霜），用于合成农药、除草剂和杀虫剂。这些方面的应用正在逐渐消失。

制备

砷主要是从提炼铜产生的副产物中回收提取的，其中含有砷。从铜、黄金、铅冶炼厂排出的粉尘就含有砷。在空气中焙烧砷黄铁矿时，砷元素以三氧化二砷的形式升华并与氧化铁分离；而在无氧条件下焙烧则生成砷单质。通过在真空条件或氢气气氛中升华的方法可以将砷从硫或硫族元素中分离出来，也可以通过蒸馏熔融的铅砷混合物来分离砷。

健康影响

砷以无机和有机形式存在。无机砷化合物（如水中所见者）含剧毒，而有机砷化合物（如海产食品中所见者）对健康危害较小。急性影响：急性砷中毒的早期症状包括呕吐、腹部疼痛和腹泻，随后是四肢麻痹和刺痛、肌肉痉挛，在极端情况下会发生死亡。长期影响：长期接触高浓度无机砷（例如通过饮用水和食物）可能导致皮肤变化，如色素沉着变化、皮肤损伤以及库斯莫尔氏症，并可能发展为皮肤癌。

生产方法

气相还原法将三个电炉组装起来，中央反应部分是内径20～25mm的石英管，在其中装入经真空加热排掉气体的木炭。在两端用石英棉堵住，在石英盘里放入三氧化二砷，放到气化段，并以400～500 mL/min的速度通入经提纯的氮气。将气化段保持在400℃、反应段650℃、析出段350～400℃，约1小时后析出单质砷并经蒸馏制得砷成品。

分类

有毒物品 毒性分级：高毒 急性毒性：

• 口服 - 大鼠 LD50: 763 毫克/公斤
• 口服 - 小鼠 LD50: 145 毫克/公斤 爆炸物危险特性：粉尘近火可以爆炸；遇氧化物接触反应激烈 可燃性危险特性：粉尘可燃，燃烧产生有毒砷化物烟雾；接触酸产生有毒烟雾 储运特性：库房通风低温干燥；与食品原料和氧化剂分开存放 灭火剂：干粉、泡沫、沙土、二氧化碳、雾状水 职业标准：TWA 0.01 毫克 (砷)/立方米