Sciences · Éléments chimiques
Arsenic
L’arsenic (As, numéro atomique 33) est un métalloïde gris dont les composés sont très toxiques. Poison célèbre de l’histoire, il sert aujourd’hui en électronique et dans le traitement d’une forme de leucémie.
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L'arsenic a longtemps été surnommé la « poudre de succession » : inodore, presque sans goût, il provoquait des symptômes qui ressemblaient à ceux d’une maladie digestive. Il reste aujourd’hui un enjeu sanitaire majeur, non plus comme poison criminel mais comme contaminant naturel de l’eau de boisson de dizaines de millions de personnes.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | As |
| Numéro atomique | 33 |
| Masse atomique | 74,922 u |
| Famille | Métalloïde, pnictogène (groupe 15, période 4) |
| État à 20 °C | Solide |
| Fusion | 817 °C sous environ 28 atm (pas de fusion à pression ordinaire) |
| Ébullition | sublimation à 615 °C sous 1 atm |
| Découverte | composés connus depuis l’Antiquité ; isolement attribué à Albert le Grand vers 1250 |
| Abondance | environ 2 ppm dans la croûte terrestre |
Propriétés
L’arsenic existe sous plusieurs formes. La plus stable, l'arsenic gris, est un solide cassant à éclat métallique qui conduit l’électricité. L’arsenic jaune, moléculaire (As₄), est instable. Chauffé à pression ordinaire, l’arsenic ne fond pas : il passe directement à l’état de vapeur, à l’odeur d’ail caractéristique (voir états de la matière).
Situé sous le phosphore dans le tableau périodique, il lui ressemble chimiquement : l’ion arséniate imite l’ion phosphate, ce qui explique en partie sa toxicité.
Isotopes
L’arsenic naturel ne compte qu’un isotope stable, l'arsenic 75.
Où le trouve-t-on ?
L’arsenic est présent dans plus de 200 minéraux. Les principaux sont l'arsénopyrite (sulfure de fer et d’arsenic), le réalgar, rouge, et l'orpiment, jaune d’or, utilisés autrefois comme pigments. Il accompagne souvent les minerais de cuivre, d’or, de plomb et de cobalt. Certaines roches libèrent de l’arsenic dans les nappes souterraines, notamment dans les deltas du Gange et du Brahmapoutre.
Production
L’arsenic est essentiellement un sous-produit du grillage des minerais de cuivre, d’or et de plomb, récupéré dans les poussières des fumées sous forme de trioxyde d’arsenic. La Chine et le Pérou sont les principaux producteurs. La production a fortement diminué avec l’abandon des usages agricoles.
Usages
- Électronique : l’arséniure de gallium (GaAs) est un semi-conducteur des composants radiofréquence, des LED infrarouges et des cellules solaires spatiales (voir gallium) ; l’arsenic sert aussi à doper le silicium.
- Alliages : quelques dixièmes de pour cent durcissent le plomb des batteries et des munitions.
- Médecine : le trioxyde d’arsenic est un traitement de référence de la leucémie aiguë promyélocytaire, en association avec un dérivé de la vitamine A, avec des taux de guérison élevés. Au début du XXᵉ siècle, le salvarsan, mis au point par Paul Ehrlich en 1910, fut le premier traitement efficace de la syphilis.
- Usages abandonnés ou restreints : pesticides (arséniate de plomb), conservation du bois (arséniate de cuivre chromé), pigments (vert de Scheele, vert de Paris), désherbants.
Toxicité
L’arsenic inorganique est un poison puissant et un cancérogène avéré pour l’être humain.
- Intoxication aiguë : vomissements, diarrhées sévères, déshydratation, troubles cardiaques, pouvant entraîner la mort. Il faut appeler immédiatement le 15 ou le 112, ou un centre antipoison.
- Intoxication chronique : par l’eau de boisson contaminée surtout ; lésions de la peau (taches, épaississement des paumes et des plantes), cancers de la peau, de la vessie et du poumon, maladies cardiovasculaires.
Au Bangladesh et dans l’est de l'Inde, des millions de puits forés à partir des années 1970 pour éviter les eaux de surface contaminées par les microbes se sont révélés riches en arsenic naturel : l’OMS a qualifié la situation de plus grande intoxication de masse de l’histoire. La valeur guide de l’OMS pour l’eau potable est de 10 microgrammes par litre. Le riz, cultivé dans l’eau, concentre l’arsenic plus que les autres céréales ; le rincer et le cuire dans un grand volume d’eau en réduit la teneur.
Les composés organiques présents dans les poissons et fruits de mer, comme l’arsénobétaïne, sont en revanche très peu toxiques.
Histoire du nom
Les orpiments et réalgars étaient connus des Égyptiens, des Grecs et des Chinois. Le nom vient du grec arsenikon, qui désignait l’orpiment, emprunté au persan zarnikh, « couleur d’or ». Le grec l’a rapproché de arsên, « mâle, puissant ». L’isolement de l’élément est traditionnellement attribué au savant dominicain Albert le Grand, vers 1250.
Le XIXᵉ siècle marque la fin de l’impunité des empoisonneurs : en 1836, le chimiste britannique James Marsh met au point un test sensible capable de déceler des traces d’arsenic. En 1840, il joue un rôle central dans le procès de Marie Lafarge, condamnée en France pour avoir empoisonné son mari, première grande affaire de toxicologie médico-légale médiatisée. La teneur en arsenic des cheveux de Napoléon a nourri une controverse sans conclusion établie d’empoisonnement.
Questions fréquentes
Pourquoi l’arsenic était-il le poison favori des empoisonneurs ?
Il était facile à se procurer (mort-aux-rats), presque sans goût, et ses symptômes évoquaient le choléra ou une gastro-entérite. Le test de Marsh a mis fin à son indétectabilité.
Y a-t-il de l’arsenic dans l’eau du robinet en France ?
Certaines régions ont naturellement des eaux plus riches en arsenic ; les distributeurs doivent respecter la limite réglementaire de 10 µg/L et traiter l’eau si nécessaire.
Faut-il éviter de manger du riz ?
Non, mais il est conseillé de varier les céréales, surtout pour les jeunes enfants, et de bien rincer et cuire le riz dans beaucoup d’eau.