Arseenioksidien (As2O5 ja As2O3) terminen käyttäytyminen ja pelkistävien aineiden (glukoosin ja aktiivihiilen) vaikutus

Tässä artikkelissa tarkastellaan puhtaiden arseenioksidien (As2O5.aq ja As2O3) ja pelkistävien aineiden (glukoosin tai aktiivihiilen) läsnäolon vaikutusta arseenioksidien lämpökäyttäytymiseen tutkitaan termogravimetrisen (TG) analyysin avulla.

Puhtaalla As2O5.aq:lla tehdyistä TG-kokeista käy ilmi, että pelkistysreaktio As2O5→As2O3+O2 ei tapahdu alle 500 °C:n lämpötiloissa. Korkeammissa lämpötiloissa havaitaan hajoamista. Puhdasta As2O3:a vapautuu kuitenkin jo 200 °C:n lämpötilassa. Tämä vapautuminen johtuu lämpötilasta riippuvasta höyrynpaineesta.

Vertaamalla näitä tuloksia aikaisempiin havaintoihin, jotka koskevat kromatoidulla kupariarsenaatilla (CCA) käsitellyn puun lämpökäyttäytymistä, voidaan päätellä, että puu, hiili ja pyrolyysihöyryt muodostavat pelkistävän ympäristön, joka vaikuttaa arseenioksidien lämpökäyttäytymiseen. Tämän vuoksi tutkitaan pelkistävien aineiden vaikutusta As2O5.aq:n lämpökäyttäytymiseen. Ensin tehdään TG-kokeita As2O5:n ja glukoosin seoksilla. Seoksen TG- ja DTG-käyrät eivät ole pelkkä kahden puhtaan ainesosan käyrien superpositio. As2O5.aq:n ja glukoosin välinen vuorovaikutus johtaa arseenipentoksidin nopeampaan hajoamiseen. Tämä vaikutus on voimakkaampi, jos puhdistuskaasuna käytetään typpeä ja happea sekoitettuna. Toiseksi tehdään TG-kokeita As2O5:n ja aktiivihiilen seoksilla. Aktiivihiilen läsnäolo edistää myös arseenin haihtumista yli 300 °C:n lämpötiloissa, luultavasti sen pelkistävän vaikutuksen ansiosta.

Näiden malliyhdisteiden lämpökäyttäytymisen ekstrapolointi todelliseen tilanteeseen CCA:lla käsitellyn puun pyrolyysissä vahvistaa väitteen, jonka mukaan viisiarvoisen arseenin pelkistymistä kolmiarvoiseksi arseeniksi edistää pelkistävä ilmapiiri, joka syntyy puun, puuhiilen ja pyrolyysihöyryjen läsnäolosta.