Produzione commerciale e usi
L’arsenico metallico si forma quando l’arsenopirite viene riscaldata a 650-700 °C in assenza di aria. L’arsenico nell’arsenopirite e le impurità di arsenico in altri minerali metallici si uniscono facilmente con l’ossigeno quando vengono riscaldati in aria, formando l’ossido facilmente sublimato, As4O6, noto anche come “arsenico bianco”. Il vapore dell’ossido viene raccolto e condensato in una serie di camere di mattoni e successivamente purificato per risublimazione. La maggior parte dell’arsenico è preparato per riduzione al carbonio della polvere di ossido arsenioso così raccolta.
Il consumo mondiale di arsenico metallico è relativamente piccolo, solo poche centinaia di tonnellate all’anno. La maggior parte di ciò che viene consumato proviene dalla Svezia. È usato in applicazioni metallurgiche a causa delle sue proprietà metalloidi. Circa l’uno per cento di contenuto di arsenico è auspicabile nella fabbricazione di pallini di piombo, per esempio, perché migliora la rotondità delle gocce fuse. Le leghe per cuscinetti a base di piombo sono migliorate nelle proprietà termiche e meccaniche quando contengono circa il 3% di arsenico. Una piccola quantità di arsenico nelle leghe di piombo le indurisce per l’uso nelle batterie e nelle guaine dei cavi. Piccole concentrazioni di arsenico migliorano la resistenza alla corrosione e le proprietà termiche di rame e ottone. L’arsenico elementare è anche usato nella bronzatura e nella pirotecnica. l’arsenico molto altamente purificato trova applicazioni nella tecnologia dei semiconduttori, dove è usato con silicio e germanio, così come nella forma di arsenuro di gallio, GaAs, per diodi, laser e transistor.
Perché l’arsenico ha una gamma di stati di ossidazione da -3 a +5, può formare una varietà di diversi tipi di composti. Tra i composti commerciali più importanti ci sono gli ossidi, le cui forme principali sono l’ossido arsenioso (As4O6) e il pentossido di arsenico (As2O5). L’ossido arsenioso, comunemente noto come arsenico bianco, si ottiene come sottoprodotto dalla tostatura dei minerali di rame, piombo e alcuni altri metalli, nonché dalla tostatura dell’arsenopirite e dei minerali di solfuro di arsenico. L’ossido di arsenico fornisce il materiale di partenza per la maggior parte degli altri composti dell’arsenico. È anche utilizzato nei pesticidi e serve come decolorante nella fabbricazione del vetro e come conservante per le pelli. Il pentossido di arsenico si forma dall’azione di un agente ossidante (per esempio, acido nitrico) sull’ossido arsenico. È uno dei principali ingredienti di insetticidi, erbicidi e adesivi metallici.
L’arsina (AsH3), un gas velenoso incolore composto da arsenico e idrogeno, è un altro composto familiare dell’arsenico. Il gas, chiamato anche idruro di arsenico, è prodotto dall’idrolisi degli arsenuri metallici e dalla riduzione da parte dei metalli dei composti di arsenico in soluzioni acide. È stato usato come agente drogante per i semiconduttori e come gas velenoso militare. Composti arsenici di particolare importanza in agricoltura sono l’acido arsenico (H3AsO4) e sali come l’arseniato di piombo (PbHAsO4) e l’arseniato di calcio, che sono utili per sterilizzare i terreni e controllare i parassiti, rispettivamente.
L’arsenico forma anche numerosi composti organici, come per esempio la tetrametil diarsina, (CH3)2As-As(CH3)2, usata nella preparazione del comune essiccante acido cacodinamico. Diversi composti organici complessi dell’arsenico sono stati impiegati nel trattamento di alcune malattie, come la dissenteria amebica, causata da microrganismi.