martes, 27 de octubre de 2015

Elementos químicos

Arsénico

El arsénico (del persa zarnikh, ‘oropimente amarillo’ o bien del griego arsenikón, ‘masculino’) es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es As y el número atómico es 33. En la tabla periódica de los elementos se encuentra en el quinto grupo principal. El arsénico se presenta raramente sólido, principalmente en forma de sulfuros. Pertenece a los metaloides, ya que muestra propiedades intermedias entre los metales y los no metales.
Se conocen compuestos de arsénico desde la antigüedad, siendo extremadamentetóxicos, aunque se emplean como componentes en algunos medicamentos. El arsénico es usado para la fabricación de semiconductores y como componente de semiconductores III-V como el arseniuro de galio.- .......................................................................................:https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ars%C3%A9nico&printable=yes

Propiedades del arsénico

El arsénico forma parte de los elementos denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica, este tipo de materiales al que pertenece el arsénico, son semiconductores.
El estado del arsénico en su forma natural es sólido. El arsénico es un elmento químico de aspecto gris metálico y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del arsénico es 33. El símbolo químico del arsénico es As. El punto de fusión del arsénico es de 887 grados Kelvin o de 614,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del arsénico es de 1090 grados Kelvin o de 817,85 grados celsius o grados centígrados.

Usos del arsénico

El arsénico es un elemento químico que se encuentra junto a otros minerales tales como el azufre y los metales. Es un metaloide que generalmente tiene un aspecto gris metálico. El arsénico es muy tóxico para la mayoría de los seres vivos y existen pocas especies de bacterias que sean capaces de utilizar los compuestos de arsénico sin que suponga un peligro para su vida. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el arsénico, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
  • El uso principal de arsénico metálico es el fortalecimiento de las aleaciones de cobrey plomo para su uso en baterías de coche.
  • También se utiliza como un dopante de tipo n en dispositivos semiconductores electrónicos (como los diodos).
  • El arsénico también se utiliza en numerosos pesticidas, herbicidas e insecticidas, aunque esta práctica se está volviendo menos común ya que cada vez más productos de este tipo están prohibidos.
  • Se ha utilizado como un conservante de madera debido a su toxicidad para los insectos, bacterias y hongos.
  • El arsénico se añade a los alimentos de animales para prevenir enfermedades y favorecer su crecimiento.
  • El arsénico se utiliza en el tratamiento médico del cáncer, tales como la leucemia promielocítica aguda.
  • También se utiliza en soluciones médicas, tales como solución de Fowler para la psoriasis.
  • El arsénico-74 un isótopo se utiliza como una forma de localizar tumores en el cuerpo. Se produce imágenes más claras que utilizando yodo.
  • El arsénico se añade en pequeñas cantidades a la alfa latón para hacerlo resistente a la lixiviación de zinc. Este tipo de latón se utiliza para hacer accesorios de fontanería u otros artículos que están en contacto constante con el agua.

Usos del arsénico en el pasado

  • Para crear armas biológicas durante la Primera Guerra Mundial y la Guerra de Vietnam.
  • Como un estimulante durante el siglo 18.
  • El acetoarsenito de cobre se utiliza como un pigmento verde conocido bajo muchos nombres, incluyendo "verde de París" y "verde esmeralda".
  • El verde de Scheele, un arseniato de cobre, fue utilizado en el siglo 19 como un agente colorante en dulces.
  • El arsénico se utiliza en vidrio óptico. Los fabricantes de cristal modernos, bajo la presión de los ambientalistas, que se lo retiren, junto con el plomo.

Propiedades atómicas del arsénico

La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el arsénico dentro de la tabla periódica de los elementos, el arsénico se encuentra en el grupo 15 y periodo 4. El arsénico tiene una masa atómica de 74,92160 u.
La configuración electrónica del arsénico es [Ar]4s2 3d10 4p3. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del arsénico es de 115 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 114 pm, su radio covalente es de 119 pm y su radio de Van der Waals es de 185 pm. El arsénico tiene un total de 33 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8 electrones, en su tercera capa tiene 18 electrones y en la cuarta, 5 electrones.

Características del arsénico

A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el arsénico.
Arsénico
Símbolo químicoAs
Número atómico33
Grupo15
Periodo4
Aspectogris metálico
Bloquep
Densidad5727 kg/m3
Masa atómica74.92160 u
Radio medio115 pm
Radio atómico114
Radio covalente119 pm
Radio de van der Waals185 pm
Configuración electrónica[Ar]4s2 3d10 4p3
Electrones por capa2, 8, 18, 5
Estados de oxidación+-3,5
Óxidolevemente ácido
Estructura cristalinaromboédrica
Estadosólido
Punto de fusión887 K
Punto de ebullición1090 K
Calor de fusión34.76 kJ/mol
Electronegatividad2,18
Calor específico330 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica3,45 × 106S/m
Conductividad térmica50 W/(K·m)













GFAJ-1 es una bacteria extremófila en forma de vara perteneciente a la familia Halomonadaceae -del grupo de lasproteobacteria- que, al ser privada de fósforo, es capaz de incorporar el elemento arsénico, que generalmente esvenenoso.

Descubrimiento

El microorganismo GFAJ-1 fue cultivado y descubierto por Felisa Wolfe-Simon, una astrobióloga de la NASA en una residencia del Servicio Geológico de los Estados Unidos en Menlo Park, California. El organismo fue aislado y cultivado a partir de los sedimentos que ella y sus colegas recopilaron durante 2009 a lo largo de la orilla del lago Mono, en California, Estados Unidos.2El lago Mono es hipersalino y altamente alcalino, y también cuenta con una de las más altas concentraciones naturales de arsénico en el mundo (200 μM).3
En el Árbol filogenético, de acuerdo a la secuenciación 16s rRNA, esta bacteria de forma cilíndrica se encuentra dentro de la familia Halomonadaceae. Se sabe que muchas bacterias de esta familia son capaces de tolerar altos niveles de arsénico, peroGFAJ-1 es capaz de una cantidad mucho mayor. Al ser privada de fósforo, es capaz de incorporar arsénico a su ADN y continuar creciendo. Al introducir arsénico radioactivo en el medio de cultivo de algunas bacterias, Wolfe-Simon observó que aproximadamente un 10% del arsénico absorbido por dichas bacterias terminaba como parte de su ADN. En el ácido nucleico de estas bacterias el arsénico se liga al oxígeno en la misma manera en que el fósforo se liga al oxígeno en el ADN regular; y encontraron que, cultivadas en una solución de arseniato, crecían al 60% de lo que ocurría en una solución de fosfato.
Cuando los investigadores añadieron arseniato marcado radiactivamente a la solución, para seguir su distribución, encontraron que el arsénico estaba presente en las partes celulares que contienen proteínas, lípidos y metabolitos como el ATP y glucosa, y también en el ácido nucleico que conformaba el ADN y el ARN.

Implicaciones

El descubrimiento de este microorganismo que puede utilizar arsénico para construir sus componentes celulares da lugar a la idea, generada hace tiempo y generalmente aceptada, de que la hipotética vida en otros planetas pudiera tener una composición química diferente a la de la Tierra.








La intoxicación por arsénico es el conjunto de signos y síntomas que se derivan de la entrada en el organismo del arsénico en cualquiera de sus compuestos orgánicos o inorgánicos.

Historia

En la Edad Media, el arsénico era un elemento reconocido como un agente homicida y suicida, tanto por la frecuencia de su uso como por la notoriedad de quienes lo usaban o sus víctimas. De hecho, el arsénico se menciona como el «rey de los venenos» o el «veneno de los reyes», por su potencia y al mismo tiempo, discreción con la que podía ser administrado, particularmente cuando se usaba para eliminar a algún miembro de la clase dominante durante la Edad Media y el Renacimiento. Por ejemplo, el arsénico era el veneno preferido por los Médici y los Borgia para erradicar a sus rivales. Durante toda la historia, el arsénico ha mantenido su reputación de veneno de alto perfil, y ha estado implicado en varios casos prominentes de asesinatos o muertes no esclarecidas, dentro de las que se cuenta la de Napoleón Bonaparteen 1821.3

Etiología

La intoxicación por arsénico puede ocurrir en las siguientes circunstancias:
Los derivados del arsénico se utilizan con diferentes finalidades, como puede ser:
Existen aguas de consumo de diversas regiones que contienen concentraciones excesivas de derivados del arsénico, especialmente en algunas zonas andinas, India,Taiwan, y zonas de África del Norte.
La siguiente tabla presenta los compuestos más importantes del arsénico. Mención aparte merece la arsina o trihidruro de arsénico.
Compuestos del arsénico.
Trivalente (As3)Pentavalente (As5)
Inorgánico
Orgánico

Anatomía patológica

El arsénico contribuye a una buena conservación del cadáver, produciendo una momificación en muertes rápidas o una putrefacción acelerada en caso de muertes lentas.
Aparecen lesiones locales en la mucosa gástrica e intestinal. El contenido de los intestinos es un líquido incoloro con granos riciformes (como arroz). Además, hay congestión visceral generalizada con petequias y signos de degeneración grasa en hígado, riñón, corazón, etc.

Toxicocinética

  • Absorción: puede ser digestiva, cutánea y pulmonar. Los compuestos orgánicos se absorben mejor que los inorgánicos, y los pentavalentes (As5) mejor que los trivalentes (As3).
  • Distribución: el arsénico tiene una vida media de 10 horas en el organismo. Se fija en el hígado, el riñón, la pared gastrointestinal y el bazo; también se fija a lapiel y anexos cutáneos (mediante grupos -SH unidos a queratina. Atraviesa la placenta (y se fija a ella), por lo que puede afectar al feto.
  • Metabolismo: se metila a monometilarsínico y dimetilarsínico.
  • Excreción: se elimina por orina (donde se puede detectar hasta 10 días tras el cese del contacto), pero también por las heces, el sudor, la piel descamada, pelo,uñas y la leche materna.

Patogenia

Se presume que el arsénico al combinarse con ciertas enzimas, interfiere con el metabolismo celular, presentándose síntomas de intenso envenenamiento por arsénico entre los que se encuentran náuseas y dolor abdominal, seguido por la paralización del sistema circulatorio. El acentuado contacto con la arsina ocasiona la destrucción de glóbulos rojos y daño en los riñones; mientras que la exposición continua acarrea débilidad, enfermedades de la piel, anemia y trastornos del sistema nervioso.
El mecanismo de toxicidad del arsénico es la inhibición de la actividad enzimática, el arsénico trivalente por interacción con grupos sulfhidrilo (-SH) y el pentavalente porque sustituye a fosfatos de las enzimas mitocondriales. Entre los sistemas enzimáticos inhibidos están el dihidrolipoato, un cofactor necesario para que la piruvato deshidrogenasa haga su efecto en el ciclo de Krebs; y la transformación de la tiamina a acetil-CoA y succinil-CoA. En consecuencia, se inhibe la fosforilación oxidativa, toda la respiración celular y se produce un fallo multiorgánico.
El grado de toxicidad varía según el derivado del arsénico en cuestión. La arsina es el compuesto más tóxico, letal de forma instantánea a dosis de 250 ppm, o a dosis de 50 ppm en 30 minutos. Le sigue el arsénico trivalente, cuya dosis letal es inferior a 5 milígramos por kilo. El arsénico pentavalente requiere dosis de entre 5 y 50 milígramos por kilo para ser mortal.

Cuadro clínico

Intoxicación aguda

Intoxicación crónica

La arsenicosis es una enfermedad crónica causada por la exposición prolongada al arsénico, ya sea por el consumo continuado de agua contaminada o por el trabajo con dicha sustancia. La cantidad de arsénico que debe tener el agua para producir arsenicosis permanece en discusión, aunque se cree que existiría relación con ciertos tipos de cáncer por encima de 0.10 mg por litro.
La arsenicosis tiene relación directa con la aparición de varios tipos de cáncer (de piel, pulmón, riñón o vejiga). Otros efectos pueden ser cambios en el color de la piel,ceguera, cojera e incluso gangrena.
La intoxicación crónica por arsénico, o arsenicosis, produce una afectación multisistémica:
La Organización Mundial de la Salud estima que el consumo prolongado de agua potable con un contenido de arsénico mayor de 0.01 mg por litro podría llegar a provocar arsenicosis. Sin embargo, no debe considerarse como un "límite de tolerancia" sino como un "valor de referencia" a nivel global. La OMS recomienda hacer estudios locales para determinar los límites de tolerancia reales. Los valores efectivos podrían ser mayores si en la región se bebe menor cantidad de agua (no es lo mismo en áreas tropicales que en templadas). También depende de la alimentación y de otros factores. Los límites deberían basarse más en estudios sobre humanos y en la tolerancia de éstos en cada región, más que en factores medioambientales. También hay que considerar que el arsénico es un elemento esencial para la vida, y que el consumo prolongado de bajas dosis tiene un efecto positivo, por lo que no debería eliminarse totalmente del agua potable.
Vulcano fue víctima de esta enfermedad.[cita requerida]

Diagnóstico

La contaminación por este elemento se diagnostica por medio de mediciones de arsénico en orina, cabellos o uñas. El tratamiento consiste de lavados estomacales y la oportuna administración del antídoto llamado dimercaprol.
El diagnóstico es fundamentalmente clínico, y a través de la anamnesis. El diagnóstico de certeza lo da la determinación de arsénico en muestras biológicas. Los valores normales de arsénico son:
  • Hasta 3 μg por decilitro en sangre.
  • Hasta 200 μg por litro de orina, o 10 μg por gramo de creatinina en orina, o hasta 50 μg en caso de pacientes expuestos habitualmente.
  • Hasta 5 mg por kilo en cabello o 1 ppm en las faneras (pelo, uñas, etc.).
No obstante, las siguientes pruebas complementarias pueden ser orientativas, e indicativas de la gravedad:
  1. Electrocardiograma: se observa prolongación del segmento QT, y cambios en la onda T y el segmento ST.
  2. Hemograma y recuento plaquetario
  3. Ionograma.
  4. Determinación del equilibrio ácido—base.
  5. Pruebas de función hepática (niveles de transaminasas) y pruebas de función renal.

Tratamiento

Tratamiento de sostén y sintomático
Inicialmente se realizan maniobras de reanimación ABC:
Descontaminación
El vaciamiento gástrico no suele ser necesario; en cualquier caso, se prefiere el lavado gástrico a los eméticos. Se suele usar carbón activado, pero su eficacia no está demostrada. También es posible utilizar la irrigación intestinal completa o el DMPS.
Quelantes
Los quelantes son el tratamiento específico de la intoxicación por arsénico. Los más utilizados son:
  • Dimercaprol (2,3-dimercapto-propanol o 2,3-dimercapto-1-propano-sulfónico), más conocido como BAL (British-Anti-Lewisite, por su uso contra la intoxicación con lewisita): compuesto preparado con solvente oleoso (aceite de maní).
    • Dosis: 3 - 5 milígramos por kilo, por vía intramuscular profunda. Cada 4 horas (con menos intervalos se exacerban los efectos adversos) durante los dos primeros días; cada 6 horas el tercer día; y cada 12 horas después, hasta conseguir niveles de arsénico en orina por debajo de 50 μg por litro o cambio de agente terapéutico. Las dosis son iguales en niños.
    • Indicaciones: es más útil para prevenir la unión del arsénico a enzimas que para revertir sus efectos, por lo que su uso debe ser precoz. Está indicado en casos de exposición grave que cumpla alguno de los siguientes criterios:
  1. Arsénico en plasma > 70 μg / L
  2. Arsénico en orina > 200 μg / L
  3. Ingesta de cantidad desconocida
  4. Ingesta > 120 milígramos de trióxido de arsénico
  • Contraindicaciones:
  1. Insuficiencia hepática
  2. Gestación
  3. Dermatitis exfoliativas
  4. Alergia al maní y sus derivados
  5. Déficit de G6PD (pacientes con hemólisis)
  • Ácido dimercaptosuccínico o DMSA (del inglés Di Mercato Succinic Acid, meso-2,3-dimercaptosuccínico), en dosis de 30 milígramos por kg y día
  • d-penicilamina, en dosis de 1 a 3 gramos diarios por vía oral si el paciente tolera esta vía.
Otras acciones
  • En caso de suicidio, terapia psicológica y/o psiquiátrica, y derivación a servicios sociales.
  • En caso de intoxicación alimentaria, denuncia bromatológica para el decomiso de alimentos contaminados, y denuncia epidemiológica, para la búsqueda de casos y el estudio del brote.
  • En caso de intoxicación laboral, denuncia para conseguir mejoras de las condiciones laborales y medioambientales.

Arsina

La arsina es un gas incoloro, de olor aliáceo, que resulta de las impurezas de arsénico en ciertos metales. Aparece en determinadas industrias, como fundiciones, refinaciones y aleaciones de metales no ferrosos.
La clínica de la intoxicación por arsina es muy similar a la de otros compuestos de arsénico, si bien sus efectos no son inmediatos, si no que tardan entre 2 y 24 horas. Entre los síntomas que produce, están: malestar, debilidad, cefalea, disnea, náuseas y vómitos, dolor abdominal y lumbar, ictericia, anemia...
El tratamiento es diferente al comentado, puesto que los quelantes no tienen utilidad. Es importante sacar al paciente del lugar contaminado, y lavarle la piel. Algunas opciones terapéuticas son la exanguino-transfusión y la alcalinización de la orina.
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