Арсин

Арсин
Арсин
	; ;
Общие
Систематическое; наименование	арсин
Традиционные названия	мышьяковистый водород
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	77,95 г/моль
Плотность	4,93 г/л, газ; 1,640 г/мл (−64 °C)
Термические свойства
	Температура
• плавления	−117 °C
• кипения	−62,5 °C
	Энтальпия
• образования	+66,4 кДж/моль
Химические свойства
	Растворимость
• в воде	0,07 г/100 мл
Структура
Дипольный момент	0,20 Д
Классификация
Рег. номер CAS	7784-42-1
Безопасность
Предельная концентрация	0,0003 мг/л
ЛД50	120 ppm (крыса, 10 минут)
Токсичность	Чрезвычайно ядовит, СДЯВ
Фразы риска (R)	R26
Фразы безопасности (S)	S20/21, S28, S36/37
Краткие характер. опасности (H)	H301, H332
Меры предостор. (P)	P261, P301+P310, P321, P304+P340, P405, P501
Сигнальное слово	ОПАСНО!
Пиктограммы СГС
NFPA 704	4 4 2
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Арси́н (мышьяковистый водород, арсенид водорода) — вещество с формулой AsH₃ (правильнее H₃As), химическое соединение мышьяка и водорода. Является аналогом аммиака NH₃. При нормальных условиях — крайне токсичный бесцветный газ. Абсолютно химически чистый арсин запаха не имеет, но ввиду неустойчивости продукты его окисления придают арсину раздражающий слизистые чесночный запах. Открыт шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1775 году.

Молекула арсина имеет форму тригональной пирамиды с атомом мышьяка в вершине. Низкое значение дипольного момента, которое составляет 0,20D, свидетельствует, что связь в молекуле арсина близка к неполярной и арсин практически не проявляет электронодонорные свойства. Так, ион арсония AsH₄⁺, в отличие от его аналога иона аммония NH₄⁺ и даже фосфония PH₄⁺ неустойчив и был обнаружен лишь спектроскопически при пониженной температуре.

Получение

В промышленности получают гидролизом арсенидов металлов (Mg, Zn и др.) кислотами или восстановлением соединений мышьяка водородом, взаимодействием галогенидов мышьяка с Li[AlH₄], Na[BH₄] или другими гидридами, например:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_3As + 3H_2O \rightarrow AsH_3\uparrow + 3NaOH} }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{As_2O_3 + 6Zn + 6H_2SO_4 \rightarrow 2AsH_3\uparrow + 6ZnSO_4 + 3H_2O} }[/math]

Химические свойства

Арсин проявляет сильные восстановительные свойства, например, из раствора нитрата серебра он осаждает металлическое серебро:

[math]\displaystyle{ \mathsf{AsH_3 + 6AgNO_3 + 3H_2O \rightarrow 6Ag\downarrow + As(OH)_3 + 6HNO_3} }[/math]

Арсин сравнительно нестоек и медленно разлагается даже при комнатной температуре на водород и элементарный мышьяк, при температуре 500 °C — мгновенно:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2AsH_3 \rightarrow 2As + 3H_2} }[/math]

При пропускании AsH₃ через нагретую, наполненную водородом стеклянную трубку, металлический мышьяк отлагается на стенках трубки в виде черно-бурого зеркала. На этом свойстве арсина основана высокочувствительная качественная реакция на мышьяк — проба Марша.

Не самовоспламеняется на воздухе и в кислороде при комнатной температуре, но при нагревании на воздухе до 200 °C сгорает:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2AsH_3 + 3O_2 \rightarrow As_2O_3 + 3H_2O} }[/math]

В хлоре самовоспламеняется даже при −196^оС, с замещением водорода на хлор и выделением хлороводорода:

[math]\displaystyle{ \mathsf{AsH_3 + 3Cl_2 \rightarrow AsCl_3 + 3HCl} }[/math]

С бромом и йодом реагирует таким же образом, давая соответствующие галогениды.

С серой реагирует:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2AsH_3 + 3S \rightarrow 3H_2S + 2As} }[/math]

Реагирует с концентрированной соляной кислотой c выделением водорода:

[math]\displaystyle{ \mathsf{AsH_3 + 3HCl \rightarrow AsCl_3 + 3H_2} }[/math]

Реагирует с растворами щелочных металлов в жидком аммиаке, проявляя кислотные свойства и образуя мышьяковистые производные, аналогичные амидам щелочных металлов:

[math]\displaystyle{ \mathsf{AsH_3 + NaNH_2 \rightarrow NaAsH_2 + NH_3} }[/math]

При нагревании арсина с металлами образуются арсениды.

Органические арсины

При взаимодействии хлорида мышьяка AsCl₃ с диметилцинком образуются соответствующие органические производные арсина, например, триметиларсин:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2AsCl_3 + 3Zn(CH_3)_2 \rightarrow 2As(CH_3)_3 + 3ZnCl_2} }[/math]

Это ядовитые жидкости с отвратительным запахом, проявляющие свойства ненасыщенных соединений.

Биологические свойства

Токсичность

Чрезвычайно ядовит. Среди соединений мышьяка наиболее токсичен; сильнее некоторых органических ядов. По токсичности сравним со станнаном и стибином. ПДК 0,0003 мг/л. Оказывает кроверазрушающее действие. Канцерогенен: При длительном и частом воздействии на организм может вызвать злокачественные новообразования.