Thermisches Verhalten von Arsenoxiden (As2O5 und As2O3) und der Einfluss von Reduktionsmitteln (Glucose und Aktivkohle)
In dieser Arbeit wird das thermische Verhalten von reinen Arsenoxiden (As2O5.aq und As2O3) und der Einfluss der Anwesenheit von Reduktionsmitteln (Glukose oder Aktivkohle) auf das thermische Verhalten der Arsenoxide durch thermogravimetrische (TG) Analyse untersucht.
Die TG-Experimente mit reinem As2O5.aq zeigen, dass die Reduktionsreaktion As2O5→As2O3+O2 bei Temperaturen unter 500 °C nicht stattfindet. Bei höheren Temperaturen wird eine Zersetzung beobachtet. Reines As2O3 wird jedoch bereits bei Temperaturen ab 200 °C freigesetzt. Diese Freisetzung wird durch temperaturabhängige Dampfdrücke angetrieben.
Vergleicht man diese Ergebnisse mit früheren Beobachtungen zum thermischen Verhalten von mit chromiertem Kupferarsenat (CCA) behandeltem Holz, so lässt sich vermuten, dass Holz, Holzkohle und Pyrolysedämpfe eine reduzierende Umgebung bilden, die das thermische Verhalten von Arsenoxiden beeinflusst. Daher wird der Einfluss der Anwesenheit von Reduktionsmitteln auf das thermische Verhalten von As2O5.aq untersucht. Zunächst werden TG-Experimente mit Mischungen aus As2O5 und Glukose durchgeführt. Die TG- und DTG-Kurven der Mischung sind keine einfache Überlagerung der Kurven der beiden reinen Bestandteile. Die Wechselwirkung zwischen As2O5.aq und Glukose führt zu einer schnelleren Zersetzung des Arsenpentoxids. Dieser Effekt ist stärker ausgeprägt, wenn das Spülgas Stickstoff mit Sauerstoff gemischt ist. Zweitens werden TG-Experimente mit Mischungen aus As2O5 und Aktivkohle durchgeführt. Die Anwesenheit von Aktivkohle fördert ebenfalls die Verflüchtigung von Arsen bei Temperaturen über 300 °C, wahrscheinlich durch ihre reduzierende Wirkung.
Die Extrapolation des thermischen Verhaltens dieser Modellverbindungen auf die reale Situation der Pyrolyse von mit CCA behandeltem Holz bestätigt die Aussage, dass die Reduktion von fünfwertigem Arsen zu dreiwertigem Arsen durch die reduzierende Umgebung begünstigt wird, die durch die Anwesenheit von Holz, Holzkohle und Pyrolysedämpfen entsteht.