Что такое арсин?

Что такое арсин?

Арсин — это водородное соединение мышьяка с химической формулой AsH3.

Его также называют арсенидом водорода или гидридом мышьяка. Арсин очень ядовит для людей, допустимая средневзвешенная по времени концентрация составляет 0,005 ppm.

При вдыхании больших количеств человеком он может повлиять на почки и кровь, а в худшем случае — привести к смерти. Симптомы арсина могут проявиться через несколько часов или дней и требуют медицинского наблюдения.

Применение арсина

Арсин известен как один из газов полупроводниковых материалов, используемых в процессе производства полупроводников. Однако арсин чрезвычайно токсичен и может вызвать серьезные повреждения крови и почек. Поэтому загрязнение рабочей среды производства полупроводников арсином стало проблемой, и важно изучить оптимальные методы количественного определения арсина в среде производства полупроводников.

Арсин также производит мышьяк при нагревании. Это свойство можно использовать для обнаружения следовых количеств мышьяка. Этот метод, называемый тестом Марша, был изобретен Джеймсом Маршем в 1836 году.

Свойства арсина

Газообразный арсин имеет температуру плавления -117°C и температуру кипения -55°C. Он существует как бесцветный газ при комнатной температуре и имеет характерный запах чеснока.

В 100 г воды при 0°C растворяется 0,0019 г газообразного арсина. Он растворим в полярных растворителях и нерастворим в органических растворителях. Константа кислотной диссоциации pKa = 25. При сгорании образуется вода и триоксид мышьяка (As2O3). Он разлагается на мышьяк и водород под действием света, тепла и воды.

Химия газа арсина предсказуема по среднему значению соответствующего пниктогена (PH3, SbH3 и т. д.). Газ арсин обладает восстановительными свойствами и взрывоопасно реагирует с окислителями. Он огнеопасен и требует осторожного обращения. Он реагирует с водными растворами нитрата серебра, выделяя серебро, и имеет стандартный окислительно-восстановительный потенциал Eº = -0,225 В. Высокая концентрация водного раствора нитрата серебра осаждает Ag3As-3AgNO3, желтую соль соединения, содержащую арсенид серебра.

Структура газа арсина

Газообразный арсин представляет собой соединение водорода и мышьяка с молекулярной массой 77,95. Его плотность в газообразном состоянии составляет 4,93 г/л, а в жидком виде при -64 °C составляет 1,640 г/мл.

Стерическая структура арсина похожа на структуру аммиака. ∠H-As-H составляет 91,8° и представляет собой пирамидальную молекулу с тремя эквивалентными связями As-H по 1,519 Å. Углы водородных связей меньше, чем у аммиака, и близки к прямым. Электроотрицательность мышьяка составляет 2,0, а водорода — 2,1. Он менее полярен, чем аммиак, и не образует водородных связей.

Другая информация о арсине

1. Метод синтеза арсина

Арсин можно синтезировать, добавив цинк в качестве катализатора к химическому веществу, содержащему мышьяк, и вступив в реакцию с разбавленной серной кислотой. Когда арсин и водород сжигаются, и пламя касается холодной стеклянной или фарфоровой чашки, единственный мышьяк прилипает к ней, образуя блестящее мышьяковистое зеркало.

Арсин также можно получить путем реакции арсенида кальция с разбавленной серной кислотой. Разложение пигмента Шееле зеленого бактериями или плесенью может привести к образованию арсина.

2. Характеристики органического арсина

Соединения, в которых атом водорода арсенида водорода заменен углеводородом или галогеном, также называются арсином. Общая формула для ряда производных — RR1R2As. Каждый заместитель представляет собой H или органическую группу. Они, как правило, имеют неприятный запах и ядовиты.

Конкретным примером является метиларсин, химическая формула которого CH3AsH2. Трифениларсин доступен в качестве лиганда. Его химическая формула (C6H5)3As.