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Arsênio (As)

O arsênio é um elemento do grupo 15 da Tabela Periódica, muito conhecido por sua alta toxicidade.

Pessoa segurando um cubo preto com laranja com o símbolo, o número atômico e a massa do elemento químico arsênio.
O arsênio é um elemento químico considerado tóxico.
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O arsênio é um ametal (muitas vezes referido como semimetal) do grupo 15 da Tabela Periódica. Em sua forma pura mais estável, apresenta coloração cinza, sendo quebradiço e cristalino. É um elemento amplamente conhecido por sua grande toxicidade. Estima-se que 130 mg de arsênio são suficientes para serem fatais ao ser humano. Não à toa, foi um dos venenos mais usados na humanidade.

Contudo, o arsênio é bastante utilizado por conta de suas propriedades semicondutoras, estando presente em células solares e LEDs, e sendo muito útil para o ramo de telecomunicações. É um elemento que quimicamente se assemelha mais aos elementos mais pesados do grupo 15, como bismuto (Bi) e antimônio (Sb).

Leia também: Mercúrio — outro elemento químico que possui alta toxicidade

Tópicos deste artigo

Resumo sobre arsênio

  • O arsênio é um elemento de número atômico 33, pertencente ao grupo 15 da Tabela Periódica.

  • Sua forma alotrópica mais estável é a forma cinza, a qual é quebradiça e cristalina.

  • Assemelha-se mais aos elementos mais pesados do grupo 15, antimônio (Sb) e bismuto (Bi).

  • É conhecido por sua elevada toxicidade, e, por isso, precauções devem ser tomadas em relação a ele.

  • É o 20º elemento mais abundante da crosta terrestre, sendo principalmente encontrado em minérios como arsenopirita, realgar e ouropigmento.

  • O arsênio é muito explorado por conta de suas propriedades semicondutoras, sendo empregado na fabricação de painéis solares, LEDs, entre outros produtos.

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Propriedades do arsênio

  • Símbolo: As.

  • Número atômico: 33.

  • Massa atômica: 74,92160 u.m.a.

  • Eletronegatividade: 2,18.

  • Ponto de sublimação: 616 °C.

  • Temperatura do ponto triplo: 817 °C.

  • Densidade: 5,75 g.cm-3 (forma cinza).

  • Configuração eletrônica: [Ar] 4s2 3d10 4p3.

  • Série química: grupo 15, ametal, semimetal, metaloide, elementos representativos, elementos do bloco p.

Características do arsênio

Amostra da forma alotrópica cinza do arsênio.
Amostra da forma alotrópica cinza do arsênio.

O arsênio é um elemento químico cuja química mais se aproxima dos elementos mais pesados do grupo 15, no caso o antimônio (Sb) e o bismuto (Bi). É um elemento que apresenta mais de uma forma alotrópica, sendo as mais comuns a cinza (ou metálica), que é mais estável, e a amarela. Assim, em temperatura ambiente, o arsênio se apresenta como um sólido cinza com estrutura laminar, sendo quebradiço e cristalino. Na sua forma de vapor, é possível perceber moléculas As4.

A forma alotrópica cinza sublima aos 616 °C, apresentando um ponto triplo (coexistência dos estados sólido, líquido e gasoso) aos 817 °C. Aos 1400 °C, o arsênio atinge sua temperatura crítica (acima dessa temperatura não pode mais ser liquefeito, mesmo com alteração de pressão).

É comum na literatura ver o arsênio ser chamado de metal, assim como de metaloide ou até semimetal. Contudo, cada vez mais essa designação vem sendo discutida, até mesmo caindo em desuso. A Sociedade Brasileira de Química (SBQ) classifica o arsênio como um ametal. De fato, elementos metaloides, como o arsênio, podem ter propriedades em comum com os metais, porém, no geral, as propriedades químicas remetem mais aos ametais.

Assim como o Sb e o Bi, o arsênio queima em contato com o ar, produzindo As2O3 com um cheiro que remete ao alho. Além disso, combina-se com os halogênios. O arsênio não é atacado por ácidos não oxidantes, mas reage com ácido nítrico, HNO3, concentrado para dar origem ao H3AsO4 (As2O5 hidratado), e com o ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado para dar origem ao As4O6.

Uma diferença química em relação ao Bi e ao Sb é que o arsênio é atacado por hidróxido de sódio, NaOH, fundido, para produzir arsenito de sódio:

2 As + 6 NaOH → 2 Na3AsO3 + 3 H2

Onde o arsênio é encontrado?

Amostra do mineral realgar, um dos minerais onde o arsênio pode ser encontrado.
Amostra do mineral realgar.

O arsênio é o 20º elemento mais abundante da crosta terrestre. Esse elemento pode ser encontrado na forma pura, mas é obtido comercialmente por meio da arsenopirita (FeAsS), realgar (As4S4) e ouropigmento (As2S3). Peru, China e Marrocos lideram entre os principais produtores de arsênio no planeta, destacando-se também as produções na Rússia e na Bélgica.

Veja também: Estrôncio — o 15º elemento mais abundante da crosta terrestre

Obtenção do arsênio

O arsênio pode ser obtido de seus minerais por meio de aquecimento e condensação do elemento após sua sublimação. A operação deve ocorrer na ausência de gás oxigênio. Da arsenopirita, por exemplo, obtemos:

FeAsS → FeS + As

Uma outra forma de obter arsênio é por meio de sua oxidação em contato com o ar, para produzir As2O3 (trióxido de diarsênio). O As2O3, aliás, é o principal produto primário desse elemento, sendo majoritariamente produzido pelos principais países produtores.

Além dessas duas formas, o arsênio também pode ser obtido pela redução do As2O3 com carvão.

Para que serve o arsênio?

O principal uso do arsênio está na indústria de semicondutores. Os de arseneto de gálio (GaAs) são empregados em células solares, biomedicina, computadores, eletrônicos, pesquisas espaciais e telecomunicações. Além disso, o GaAs é empregado na fabricação de alguns tipos de LEDs (diodos emissores de luz). Outros compostos de arsênio empregados nessa área são o arseneto de índio e gálio (InGaAs). Com o início do 5G em 2022, houve um aumento na comercialização de dispositivos de GaAs.

Faixas de LEDs, um dos materiais que possuem arsênio em sua composição.
O arsênio está presente na composição de diodos semicondutores presentes nos LEDs.

Aproveitando-se da toxicidade do arsênio, muitos compostos de arsênio também foram empregados em herbicidas para atividades agrícolas. Outro uso comum é como conservante do couro e da madeira. O arsênio também é empregado em ligas metálicas, inclusive tendo a capacidade de melhorar propriedades mecânicas do chumbo (Pb), e em baterias.

Saiba mais: Moscóvio — um dos últimos elementos incluídos na Tabela Periódica

Precauções com o arsênio

O maior problema do arsênio é que ele se trata de um elemento extremamente tóxico para os seres humanos quando na sua forma inorgânica. A dose letal é da ordem de 130 mg. Sendo muito encontrado em minerais, é normal que o contato da água com rochas contendo arsênio aumente a sua concentração em alguns corpos hídricos. Quando dissolvido, o arsênio está na forma dos íons arseneto, AsO33-, e, principalmente, arsenato, AsO43-.

No estado indiano de Bengala Ocidental e em Bangladesh, os moradores começaram a obter água limpa e potável de poços profundos, contudo percebeu-se que nessa região havia grande concentração de arsênio nas águas de profundidade entre 30 e 40 metros. Consequentemente, muitos moradores dessa região sofrem com doenças crônicas relacionadas a esse elemento. Em Bangladesh, por exemplo, estima-se que mais de 39 milhões de pessoas estão expostas a níveis elevados de arsênio, sendo este responsável por cerca de 43.000 mortes por ano.

Plantação de arroz no Bangladesh, um país que sofre com altos níveis de arsênio em sua água. [1]
Plantação de arroz no Bangladesh, um país que sofre com altos níveis de arsênio em sua água. [1]

Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), o arsênio é uma das dez substâncias de maior preocupação para a saúde pública. Sua principal via de exposição se dá pela ingestão de alimentos e bebidas contaminadas.

A exposição aguda ao arsênio causa dor abdominal, vômitos, diarreia, vermelhidão na pele, dor muscular e fraqueza. Já a exposição crônica, conhecida como arseniose, arsenismo ou arsenicismo, motivada pelo consumo frequente e gradual de fontes contaminadas com arsênio, causa lesões dérmicas, neuropatia periférica, câncer de pele, bexiga e pulmão, além de doença vascular periférica.

A Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (Iarc) classifica o arsênio e seus compostos inorgânicos como cancerígenos para o ser humano (grupo 1).

Como é comum a presença de arsênio inorgânico em grãos de arroz, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) estabelece níveis máximos seguros para arsênio no arroz, que é de 0,3 mg/kg de arroz. Essa presença causou grande desconfiança entre os brasileiros, visto que o Brasil é o principal produtor não asiático do grão. Bangladesh, que sofre com altos níveis de arsênio, é de fato um grande exportador de arroz, contudo no Brasil boa parte do consumo advém da produção nacional, principalmente do Rio Grande do Sul, responsável por 72% da origem do arroz consumido.

Ocorre que o solo do Rio Grande do Sul é de uma formação diferente, não vulcânica, sendo que as rochas originárias não possuem arsênio em sua composição. Estudos feitos no Brasil apontam que o arsênio presente no arroz produzido e consumido aqui é da faixa de poucos microgramas por quilograma de arroz, valores cerca de 100 a 1000 vezes menores que o estabelecido como limite pela Anvisa.

História do arsênio

O arsênio elementar foi identificado inicialmente em 1649, mas seus minérios já eram conhecidos desde o século IV a.C., quando Aristóteles os descreveu. Algumas fontes também indicam que o arsênio foi descoberto por volta de 1250, pelo escolástico alemão Albertus Magnus.

Os romanos, também por volta do século IV a.C., usavam arsênio como veneno, principalmente por questões envolvendo política. O uso foi tão indiscriminado que no ano 82 a.C., o ditador romano e reformador constitucional Lucius Cornelius Sulla criou a Lex Cornelia, provavelmente a primeira lei da história da humanidade contra o envenenamento.

A relação entre arsênio, veneno e política continuou pela Idade Média europeia. A histórica família italiana Bórgia, durante a Idade Média, foi amplamente acusada de ser envenenadora frequente.

Contudo, durante a era vitoriana, houve um fascínio por esse elemento, havendo, inclusive, automedicação por meio deste. Alguns também acreditavam que o arsênio poderia ser um afrodisíaco. Diz-se até que o lendário cientista Charles Darwin usou arsênio para tratar de eczema.

O arsênio chegou a ser utilizado para a produção de um corante verde, muito empregado em papéis de parede e outros artefatos. Porém, fungos presentes em casas com umidade convertiam o arsênio presente no corante em compostos voláteis de arsênio, resultando em diversos casos de intoxicação. Essa forma de contaminação com arsênio foi, recentemente, ligada à morte de Napoleão Bonaparte.

Crédito de imagem

[1] Pixparts / Shutterstock

 

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química

Escritor do artigo
Escrito por: Stéfano Araújo Novais Stéfano Araújo Novais, além de pai da Celina, é também professor de Química da rede privada de ensino do Rio de Janeiro. É bacharel em Química Industrial pela Universidade Federal Fluminense (UFF) e mestre em Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

NOVAIS, Stéfano Araújo. "Arsênio (As)"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/arsenio.htm. Acesso em 19 de abril de 2024.

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