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 | |
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 −196оС, 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.
Применение
Арсин применяется для легирования полупроводниковых материалов мышьяком и для получения мышьяка высокой чистоты.
См. также
Примечания
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.
Ссылки
- Арсины // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907. Статья Колотова С. С.
AsH3 | He | ||||||||||||||||
LiAs Li3As |
Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
Na3As | Mg3As2 MgAs4 |
AlAs | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||
KAs K3As |
Ca3As2 | Sc | Ti | V | Cr | MnAs | FeAs | CoAs | NiAs | Cu3As | Zn | GaAs | GeAs | As | Se | Br | Kr |
RbAs | Sr | YAs | Zr | NbAs | MoAs2 | Tc | RuAs | RhAs | Pd2As | AgAs | Cd3As2 | InAs | SnAs | Sb | Te | I | Xe |
Cs | Ba3As2 | Hf | Ta | WAs2 | Re3As7 | OsAs2 | Ir | PtAs2 | Au | Hg99As | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |
Fr | Ra | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
↓ | |||||||||||||||||
La | Ce | PrAs | NdAs | Pm | SmAs | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | |||
Ac | Th | Pa | U | NpAs | PuAs | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |