Holzschutzmittel Arsen - chemischer Nachweis und Eigenschaften

Arsenate kam zum Beispiel als Wirkstoff in Holzschutzmittel, wie Dohnalit UA11 vor.

Eigenschaften:
Ordnungszahl:33
Wertigkeit: +5, +3, -3
Atommasse: 74,921595
Siedetemperatur:613ºC
Schmelztemperatur: 817ºC
Dichte bei 20ºC: 5,72 g/cm³
Arsen(III)-oxid, Arsenik ist ein weißes Pulver, farblose, glasige oder porzellanartige weiße Masse, F=310ºC, in Wasser mäßig löslich, sehr giftig [0,1 g tödlich).
Vorkommen: selten frei, meist sulfidisch gebunden. Arsen begleitet viele Metallsulfide, zum Beispiel in Zink, Blei, Wismut, kommt in älteren Holzschutzmittel, bei der Müllerverbrennung, Stein- und Braunkohlenverbrennung, Seefische alte Zahnwurzelfüllung vor.
Verwendung: Für Schädlingsbekämpfungsmittel und Heilmittel, in der Galvanotechnik als Glanzzusatz für Messingelektrolyte.
Gesundheitliche Aspekte: krebserregend (MAK III A1), Haut-, Leber- und Bronchalkrebs, Magen- und Darmtraktbeeinträchtigung, erbgutverändernd, fruchtschädigend, Hirn- und Nervenschäden. (Arsen verursacht mehrere Tumoren verschiedener Typen, z. B. Haut bis zu den Knochen.

Chemischer Nachweis von Arsen im Holz

Das Arsen kann im Holz in 5wertiger oder in 3wertiger Form vorliegen.
Das 5wertige Arsen lässt sich etwas aufwendiger mit 3 verschiedenen Lösungen A, B und C feststellen.
Lösung A wird erzeugt, indem man 3,5 g Ammoniummolybdat (NH₄)₂MoO₄ in 90 ml destilliertem Wasser löst und 9 ml konzentrierte Salpetersäure HNO₃ zufügt.
Lösung B besteht aus 0,05 g Benzidin NH₂C₆H₄ . C₆H₄NH₂ in 10 ml Eisessig und 90 ml destilliertem Wasser.
Lösung C erhält man durch Lösen von 30 g Zinn(II)-chlorid in 100 ml Salzsäure (1 Teil konzentrierte Salzsäure + 1 Teil destilliertes Wasser).
Lösung A wird durch Eintauchen oder Übergießen satt auf das zuprüfende Holz aufgebracht. Nach etwa einer Minute Trocknung wird Lösung B in gleicher Weise aufgebracht. Nach einer weiteren Minute Trockenzeit wird Lösung C auf das Holz gegossen. Die gesamte Holzoberfläche nimmt sofort eine bläuliche Farbe an, die sich im Laufe der Reaktion ändert: Die arsenhaltigen Holzteile zeigen ein helles bis dunkles Bläulich-Grün, während die unbehandelten Teile sich rötlich-orange hin färben. Nur deutliche und länger anhaltende Blaufärbung ist ein Hinweis auf die Anwesenheit von Arsenat.¹⁾

3wertiges Arsen kann mit dem Jod-Stärke-Reagenz nachgewiesen werden. 2 Lösungen A und B sind notwendig.
Für Lösung A wird eine 0,1 n Jodlösung, bestehend aus 1 g Jod und 5 g Kaliumjodid in 100 ml destilliertem Wasser, mit Wasser auf 1,5 Liter verdünnt.
Lösung B entsteht, indem 2 g Kartoffelstärke mit 100 ml Wasser kalt angerührt und aufgekocht werden.
45 ml der Lösung A vermischt mit 55 ml der Lösung B ergibt das Jod-Stärke-Reagenz. Nach Aufstreichen oder Aufsprühen auf das zu überprüfende Holz ergibt sich eine blaue Farbe, die bei Gegenwart von Arsen rasch verblasst. Nach etwa 30 Minuten hat sich auch im unbehandelten Holz die Entfärbung durchgesetzt. Leicht modifiziert werden kann das Jod-Stärke Reagenz wie folgt:
3 ml 0,1 n Jodlösung, 55 ml 2%ige Reisstärkelösung und 42 ml Wasser werden gemischt. Die Entfärbung arsenhaltigen Holzes setzt ab etwa 0,03 % As₂0₃-Gehalt rasch ein.[1]

Quelle:
[1] Theden, G.; Kottlors, Chr. 1965
Schröter, Werner, u.a.; Chemie, VEB Fachbuchverlag Leipzig 1986, S. 383
Kur, Friedrich; Wohngifte, Handbuch für gesundes Bauen und Einrichtungen, 3.Aufl., Verlag Eichborn, 1993, S. 131
Bernhard Leiße; Holzschutzmittel im Einsatz: Bestandteile, Anwendungen, Umweltbelastungen, Wiesbaden, Berlin Bauverlag 1992, S. 110
Für Nachweiseverfahren: Langendorf, G.; Holzschutzhandbuch für Fachleute 1988, S. 142
Jander, Gernhard; Blasius Ewald; Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, Hirzel Verlag Leipzig 1965, Seite 277
Müller, Gerhard-Otfried; Praktikum der quantitativen chemischen Analyse, Hirzel Verlag Leipzig 1954, Seite 178ff