आर्सेनिक

आर्सेनिक : रायासनिक धात्वाभ (धातू व अधातू या दोघांचे गुणधर्म असणारे) मूलद्रव्य. चिन्ह As. अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) ३३. अणुभार ७४·९२. विद्युत् विन्यास (अणूमधील इलेक्ट्रॉनाची मांडणी) २, ८, १८, ५. आवर्त सारणीतील (मूलद्रव्यांच्या विशिष्ट पद्धतीने केलेल्या कोष्टकरूप मांडणीतील) गट ५ अ. आर्सेनिक तीन रूपांत आढळते. (१) आल्फा आर्सेनिक किंवा पिवळे आर्सेनिक, (२) बीटा आर्सेनिक किंवा काळे आर्सेनिक व (३) गॅमा आर्सेनिक. ६१०^० से. ला संप्लवन (घमावस्थेतून सरळ वायुरूप होणे).समस्थानिकांचे [एकच अणुक्रमांक पण भिन्न अणुभार असलेला त्या मूलद्रव्याचा प्रकार, àसमस्थानिक] अणुभार ६८ ते ८० पर्यंत, निसर्गात आढळणारा ७५ अणुभाराचा स्थिर. पृथ्वीच्या कवचातील प्रमाण ५ × १०^−४%. मुख्य संयुजा ३ व ५ [→ संयुजा].

इतिहास : ख्रिस्तपूर्व काळात आर्सेनिकाचे मनशीळ (रीएल्गार) As₄S₄ व हरताळ (ऑर्पिमेंट) As ₂S₃ ही दोन संयुगे माहीत होती. सोन्या-चांदीच्या खाणीत मनशीळ सापडते असा उल्लेख प्लिनी यांनी पहिल्या शतकात केलेला आहे. पिवळ्या सल्फाइडाला त्याच्या रंगावरून ऑर्पिमेंट हे नाव दिले गेले. चौथ्या शतकात धातुरूप आर्सेनिकाचा तुरळक उल्लेख आहे. पाचव्या शतकातील ओलिंपीओडोरस यांनी आर्सेनियस ऑक्साइड किंवा पांढरे ऑक्साइड याच्या उत्पादनाचे वर्णन केलेले आहे. आर्सेनिकाच्या अनेक रूपांची माहिती तेराव्या ते पंधराव्या शतकांत मिळाली. १२५० मध्ये अल्बर्ट मॅग्नस यांनी हे मूलद्रव्य शोधून काढले असे मानले जाते. १६४९ मध्ये श्रोडर यांनी ते तयार करण्याच्या दोन पद्धतीचे वर्णन केले आहे. १७३३ मध्ये ब्राँट यांनी पांढरे आर्सेनिक हे त्या धातूचे ऑक्साइड आहे असे सिद्ध केले. मध्ययुगात आर्सेनिकाच्या संयुगांचा विष म्हणून मोठ्या प्रमाणात वापर होत असे, असे उल्लेख आहेत.

उपस्थिती : आर्सेनिक हे निसर्गात धातूच्या रूपात क्वचित सापडते. पण सामान्यतः मिस्पिकेल किंवा ðआर्सेनोपायराइट FeAsS, ðमनशीळ  व ðहरताळ या खनिजांच्या रूपात व क्वचित इतर सल्फाइडी धातुकांत मलद्रव्य म्हणून आढळते.

कृती : निर्वात भांड्यात आर्सेनोपायराइट ७००° से. पर्यंत तापविल्यावर आर्सेनिकाचे संप्लवन होते. त्याचे थंड पृष्ठभागावर संघनन घडवून (थंड करून घनावस्थेत आणून) आर्सेनिक मिळवितात.

किंवा कोळशाच्या पुडीबरोबर आर्सेनियस ऑक्साइड तापविल्याने त्याचे ðक्षपण  होऊन आर्सेनिक मिळते. 

नंतर त्याचे संप्लवन करतात.

अनेकरूपता व गुणधर्म : आर्सेनिकाचे सामान्यतः आढळणारे व सर्वात स्थिर स्वरूप म्हणजे गॅमा आर्सेनिक किंवा करडे आर्सनिक. ते भंगूर धातूसारखे असून त्याचे वि.गु. ५·७२ असते. त्याचे ६३०^० से. पेक्षा अधिक तापमानास संप्लवन होऊन जे बाष्प मिळते ते चतुःरेणवीय (चार रेणूंनी बनलेले) असते. ते बाष्प एकाएकी निवविले म्हणजे त्याचा मऊ मेणासारखा पिवळ्या रंगाचा पदार्थ मिळतो. हे त्याचे दुसरे रूप. याला आल्फा आर्सेनिक किंवा पिवळे आर्सेनिक म्हणतात. त्याचे वि.गु. फक्त २·०२ असते. ते कार्बन डायसल्फाइडात विद्राव्य असते. मंदपणे तापविले असता त्याचे करड्या किंवा गॅमा आर्सेनिकात वेगाने रूपांतर होते. उष्णतेने आर्साइनाचे (AsH₃) अपघटन (विभाजन) झाले म्हणजे काळे आर्सनिक किंवा बीटा आर्सेनिक मिळते.

करड्या आर्सेनिकाची रचना पत्री असते. ते विजेचे मंद वाहक असून कार्बन डायसल्फाइडात अविद्राव्य असते.

हवेत तापविले असता आर्सेनिक जळून निळ्या रंगाची ज्योत मिळते व आर्सेनियस ऑक्साइडाचे पांढऱ्या धुरासारखे लोट येतात. आर्सेनिकाची पूड क्लोरिनात टाकली असता पेट घेते. उष्ण, विरल नायट्रिक अम्ल व उष्ण, संहत सल्फ्यूरिक अम्ल यांची आर्सेनिकावर विक्रिया होऊन त्याचे आर्सेनियस अम्लात रूपांतर होते. संहत नायट्रिक अम्लाची आर्सेनिकावर विक्रिया होऊन आर्सेनिक अम्ल तयार होते. आर्सेनिक व इतर धातू यांच्या मिश्रणाने कठीण वा ठिसूळ मिश्रधातू तयार होतात. आर्सेनिक धातूचा उपयोग मुख्यतः शिशाच्या गोळ्या व छरे यांत मिसळण्यासाठी होतो. त्याच्यामुळे शिशाचा द्रवांक (वितळ बिंदू) कमी होतो व मिश्रधातू अधिक कठीण बनते.

संयुगे : आर्साइन: AsH₃. एखाद्या आर्सेनाइडावर विरल अम्लाची विक्रिया घडवून किंवा विद्राव्य आर्सेनिक संयुगाचे नवजात हायड्रोजनाने (रासायनिक विक्रियेने नुकत्याच तयार झालेल्या आणवीय स्वरूपातील क्रियाशील हायड्रोजनाने) क्षपण करून आर्साइन मिळविता येते. आर्साइन हा एक वर्णहीन वायू असून

अत्यंत विषारी आहे. त्याचा क्वथन बिंदू (उकळ बिंदू) -५५^० से. असून ते पाण्यात जवळ जवळ अविद्राव्य आहे. त्याच्या अंगी क्षारकीय (अम्लाबरोबर विक्रिया झाल्यास लवणे देणाऱ्या पदार्थाचे) गुण नसतात. त्याची ज्योत निळी असते व तो जळाल्याने आर्सेनियस ऑक्साइड (As₄O₆) तयार होते. २५०^० से. पेक्षा अधिक तापविल्यावर त्याचे अपघटन होते व घटक मूलद्रव्ये वेगळी होतात. आर्साइन हे प्रबल क्षपणकारण द्रव्य आहे. सिल्व्हर नायट्रेटाच्या विद्रावापासून चांदीचे क्षपण करण्याचा गुण त्याच्या अंगी आहे.

आर्सेनियस ऑक्साइड : As₄O_6. ह्याला नुसते आर्सेनिक किंवा पांढरे आर्सेनिक अशीही नावे आहेत. यालाच सोमल असे म्हणतात. आर्सेनिकाची धातुके उघड्या हवेत भाजल्यावर हे तयार होते. तापविल्यावर त्याचे संपल्वन होते व संप्लवित झालेले ऑक्साइड थंड पृष्ठाशी संपर्क होताच संघनित होते. कार्बनाने क्षपण केले असता त्याच्यापासून अार्साइन मिळते व नवजात हायड्रोजनाने क्षपण केले असता आर्साइन तयार होते. संहत नायट्रिक अम्लाने त्याचे आर्सनिक अम्ल तयार होते. आर्सेनियस ऑक्साइड हे अत्यंत विषारी असून ०·१ ग्रॅमपेक्षाही कमी प्रमाणात पोटात गेल्यास मृत्यू येतो. परंतु काही लोकांनी यांचे सेवन करण्याची सवय लावून घेतलेली असते. त्यांच्यावर अल्पशा आर्सेनियस ऑक्साइडाचा प्रतिकूल परिणाम होत नाही. घुशी मारण्यासाठी व शेतातील तणांचा नाश करण्यासाठी त्याचा उपयोग करतात. आर्सेनियस ऑक्साइड उभयधर्मी (अम्ल व क्षारक या दोघांचेही गुणधर्म असलेले) आहे. क्षारांशी (अल्कलींशी) त्याचप्रमामे संहत हायड्रोक्लोरिक अम्लाशी त्याच्या विक्रिया होतात. 

ते पाण्यात अल्प प्रमाणात विरघळते व आर्सेनियस अम्लाचा (H₃AsO₃) विरल विद्राव तयार होतो. त्याच्यापासून आर्सेनाइटे नावाची लवणे मिळतात.

आर्सेनिक पेंटॉक्साइड : As₄O₁₀. आर्सेनिक अम्ल 200° सें. ला तापविल्यावर आर्सेनिक पेंटॉक्साइड मिळते. ते पांढरे व जलशोषक असते.

आर्सेनिक अम्ल : H₃AsO₄ . आर्सेनियस ऑक्साइडावर किंवा आर्सेनिकावर संहत नायट्रिक अम्लाची विक्रिया केल्यावर मिळणारा विद्राव सुकवून जवळ जवळ कोरडा केल्यावर या अम्लाचे वर्णहीन स्फटिक मिळतात. आर्सेनिक अम्ल हे एकंदरीत दुर्बल असून त्याच्यापासून होणाऱ्या लवणांना आर्सेनेट म्हणतात. ती फॉस्फेटाशी समाकृतिक (समाकार स्फटिक असणारे) आहेत. ती ऑक्सिडीकारक [ऑक्सिडीकरण करण्यास मदत करणारी, → ऑक्सिडीभवन ] असून त्यांचे सहज क्षपण होऊन आर्सेनाइटे तयार होतात. कीटकनाशक म्हणून त्यांचा शेतीत उपयोग होतो. तथापि ती अतिशय विषारी असतात हा त्यांचा दोष आहे.

आर्सेनिक ट्रायक्लोराइड : AsCl₃. हा एक वाफाळणारा द्रव असून त्याचा क्वथन बिंदू १३०^० से. आहे. क्लोरिनात आर्सेनिक जळत असताना हा तयार होतो. २००^० से. तापमानास आर्सेनियस ऑक्साइडावरून हायड्रोजन क्लोराइड जाऊ देऊन तो सामान्यतः तयार केला जातो. तो पाण्यात सहज विरघळतो व विरघळताना त्याचे अंशतः जलीय विच्छेदन (घटक मूलद्रव्ये वेगळे होणे) होते.

अभिज्ञान : (परीक्षा करून अस्तित्व ओळखणे). संहत नायट्रिक अम्लात आर्सेनेटांचा विद्राव करून, त्यांच्यात आमोनियम मॉलिब्डेटाचा विद्राव अतिरिक्त (जास्त) प्रमाणात घालून ती उकळविल्यावर त्यांच्यापासून पिवळा अवक्षेप (साका) मिळतो. उदासीन (अम्लीय वा क्षारीय गुणधर्म नसणाऱ्या) सिल्व्हर नायट्रेट विद्रावाशी आर्सेनेटाची विक्रिया होऊन सिल्व्हर आर्सेनटाचा लाल-तपकिरी रंगाचा अवक्षेप मिळतो. आर्सेनाइटांची तशीच विक्रिया होऊन सिल्व्हर आर्सेनाइटाचा पिवळा अवक्षेप मिळतो. आर्सेनेटे किंवा आर्सेनाइटे व फॉस्फेटे यांच्यात भेद करण्यासाठी वरील दोन परीक्षा वापरल्या जातात. कोणत्याही आर्सेनिक संयुगाच्या विद्रावात, विरल हायड्रोक्लोरीक अम्लाच्या सान्निध्यात, हायड्रोजन सल्फाइडाची भर घातली म्हणजे आर्सेनिक ट्रायसल्फाइडाचा पिवळा अवक्षेप मिळतो. तो अमोनियन सल्फाइडाच्या व आमोनियम कार्बोनेटाच्या विद्रावात विरघळतो. या परीक्षेने आर्सेनिक व कथील यांच्यात भेद करता येतो.

विषप्रयोगामध्ये अनेकदा आर्सेनियस ऑक्साइड किंवा सल्फाइडे यांचा उपयोग केलेला आढळतो. मरणोत्तर परीक्षेमध्ये आर्सेनिक संयुगांची उपस्थिती ठरविण्याकरिता पुढील परीक्षा वापरल्या जातात.

मार्श परीक्षा : या परीक्षेमध्ये मृताच्या जठरातील पदार्थाचा विद्राव व दाणेदार जस्त यांचे मिश्रण विशिष्ट तर्‍हेच्या उपकरणात घेऊन त्यात सल्फ्यूरिक अम्ल यांच्या विक्रियेने जो हायड्रोजन निर्माण होतो त्याने आर्सेनिक संयुगाचे आर्साइनामध्ये रूपांतर होते व हायड्रोजनमिश्रित आर्साइन त्यानंतर एका काचेच्या नळीत जाते. तेथे त्याचे ऊष्मीय अपघटन (उष्णतेच्या साहाय्याने विभाजन) करतात म्हणजे आर्सेनिकाचा आरशासारखा चकचकीत निक्षेप काचपृष्ठावर दिसतो.

गुटसाइट परीक्षा : यामध्ये वरीप्रमाणेच तयार झालेले आर्साइन हायड्रोजन मिश्रण उपकरणातील एका उभ्या नळीत घेतले जाते. या नळीत लेड असिटेटामध्ये भिजविलेली गाळणी कागदाची गुंडाळी ठेवलेली असते, त्यावरून हे मिश्रण जाते व त्यानंतर बसविलेल्या मर्क्युरिक क्लोराइडामध्ये भिजविलेल्या गाळणी कागदाच्या संपर्कात येते. त्यावर आर्सोनिकामुळे पिवळा ठिपका उमटतो. त्याची छटा आणि ज्ञात आर्सेनिक मात्रा असलेल्या तत्सम मिश्रणामुळे पडलेल्या ठिपक्याची छटा यांची तुलना करून आर्सेनिकाची प्रमाण-निश्चितीही करता येते.

रिन्शे परीक्षा : या परीक्षेत आर्सेनिकयुक्त पदार्थांत हायड्रोक्लोरिक अम्ल मिसळतात. त्यात चकचकीत तांब्याच्या पत्र्याचा एक तुकडा टाकतात व मिश्रण तापवितात. त्यामुळे तांब्याच्या पृष्ठावर कॉपर आर्सेनाइडाचा थर बसतो. नंतर हा तुकडा काढून, धुऊन व कोरडा करून घेतात व हायड्रोजनाचा प्रवाह जीमधून जात आहे अशा नळीत तो ठेवून तापवितात. त्यामुळे कॉपर आर्सेनाइडाचे विघटन होऊन आर्सेनिक बनते व त्याचा चकचकीत थर नळीच्या आतील पृष्ठभागावर जमतो.

उपयोग : आर्सेनिकाचा मिश्रधातू बनविण्याकरिता होणारा उपयोग वर दिलाचा आहे. अतिशुद्ध (९९·९९९ टक्के) आर्सेनिकाच्या अल्युमिनियम, गॅलियम व इंडियम या धातूंबरोबर झालेल्या मिश्रधातूंचा ð अर्धसंवाहकासारखा उपयोग होतो.

आर्सेनिकाची अनेक संयुगे कृषिव्यवसायात, काचनिर्मितीत, लाकूड टिकाऊ करण्यासाठी आणि पाण्यात वाढणाऱ्या तणांचा नाश करण्यासाठी वापरली जातात.

आरोग्यविषयक खबरदारी : आर्सेनिकाची संयुगे कमी-जास्त प्रमाणात विषारी असल्यामुळे ती तयार करण्याच्या कारखान्यात विशेष काळजी घ्यावी लागते. जेथे विषारी संयुगांच्या वाफांचा अथवा धूलिकणांचा संपर्क होण्याचा संभव असेल तेथे वायुवीजनाची सोय असणे व तेथील वातावरणात या संयुगांचे प्रमाण सुरक्षित मर्यादेपलीकडे जाणार नाही याविषयी दक्षता घेणे आवश्यक असते. कित्येक ठिकाणी संरक्षणासाठी विशिष्ट प्रकारचे कपडे व मुखवटे वापरावे लागतात.

संदर्भ: Partington, J. R. General and Inorganic Chemistry, London, 1966.

मिठारी, भू. चिं.

“