Acido arsenico

Acido arsenico
	Acido arsenico
Nome IUPAC
	Acido tetraossoarsenico (V)
Nomi alternativi
	acido (orto)arsenico
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	H3AsO4
Massa molecolare (u)	141,94 g/mol
Aspetto	solido trasparente igroscopico
Numero CAS	7778-39-4
Numero EINECS	231-901-9
PubChem	234 e 22141747
SMILES	O[As](=O)(O)O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	2.5
Costante di dissociazione acida a 25 °C K	Ka1:5,8×10−3; Ka2:1,1×10−7; Ka3:3,2×10−12
Solubilità in acqua	16,7 g/100 mL
Temperatura di fusione	35,5 °C
Temperatura di ebollizione	decomposizione >100 °C
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	301 - 331 - 350 - 410
Consigli P	202 - 273 - 280 - 285 - 304+340 - 312
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L'acido arsenico, o acido ortoarsenico, è un composto chimico con formula bruta H₃AsO₄, scritta anche come AsO(OH)₃.

Il composto, incolore, è analogo all'acido fosforico. I due acidi, così come i rispettivi sali, si comportano in modo simile. L'acido arsenico non è mai stato isolato come tale, se non in soluzioni in cui si trovava completamente dissociato. La sua forma emiidrata (H₃AsO₄·½H₂O), invece, forma dei cristalli, che si decompongono a 100 °C.^[2]

Caratteristiche generali

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Il nome "arsenico" sottintende usualmente la dicitura "ortoarsenico", che lo distingue dall'acido piroarsenico (H₄As₂O₇) e dall'acido metaarsenico (HAsO₃). È un acido triprotico, mediamente debole in acqua; i suoi sali vengono chiamati arseniati, e hanno proprietà ossidanti per via della scarsa stabilità dell'arsenico allo stato di ossidazione +5.

Essendo un acido triprotico, ha tre diversi gradi di dissociazione:

H₃AsO₄ $\rightleftarrows$ H₂AsO−4 + H⁺ (K₁ = 10^−2,19) / pKa₁ = 2,19
H₂AsO−4 $\rightleftarrows$ HAsO2−4 + H⁺ (K₂ = 10^−6,94) / pKa₂ = 6,94
HAsO2−4 $\rightleftarrows$ AsO3−4 + H⁺ (K₃ = 10^−11,5) / pKa₃ = 11,50

I valori di K_a sono vicini a quelli dell'acido fosforico. Il prodotto della terza dissociazione è l'arseniato (AsO3−4), uno ione fortemente basico. A differenza dell'acido fosforico, l'acido arsenico è ossidante, come dimostra la sua capacità di convertire lo ione ioduro in iodio.

Sintesi

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L'acido arsenico è prodotto facendo reagire triossido di arsenico con acido nitrico concentrato, o combinando pentossido di arsenico con acqua.^[3]^[4]

{\ce {As2O3 + 2HNO3 + 3H2O -> 2H3AsO4(H2O)0,5 + N2O3}}

La soluzione risultante viene raffreddata fino a formare dei cristalli incolore di H₃AsO₄(H₂O)_0.5. Quando la cristallizzazione viene condotta a temperature più basse, si formano cristalli di diidrato.^[4]

Altra possibile sintesi consiste nella dissoluzione di pentossido di arsenico in acqua, il processo è tuttavia lento. Ulteriore processo percorribile è quello della dissoluzione di acido meta- o piroarsenico in acqua fredda. Il composto può inoltre essere prodotto facendo reagire arsenico elementare umido con ozono:

{\ce {2As + 3H2O + 5O3 -> 2H3AsO4 + 5O2}}

Impieghi del composto

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Le applicazioni commerciali del composto sono limitate a causa della sua elevata tossicità. Ha trovato occasionali utilizzi come conservante del legno, biocida ad ampio spettro, agente per la lavorazione di vetro e metalli, e come reagente nella sintesi di alcuni composti organici a base di arsenico. La dose letale LD50 nei conigli è di 6 mg/kg (0,006 g/kg).^[5]

Note

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^ Scheda del composto su IFA-GESTIS (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019). consultata il 18.08.2014
^ Holleman, A. F.; Wiberg, E., Inorganic Chemistry, San Diego, Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5.
^ Process for preparation of arsenic acid.
^ ^a ^b G. Brauer (a cura di), Arsenic Acid, in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, vol. 1, 2nd, New York, Academic Press, 1963, pp. 601.
^ Joachimoglu, G., Biochemische Zeitschrift, vol. 70, 1915, pp. 144.