Русская Википедия:Арсин

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Арси́н (мышьяко́вистый водоро́д, арсени́д водоро́да) — 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 чесночный запах. Открыт шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1775 году.

Молекула арсина имеет форму тригональной пирамиды с атомом мышьяка в вершине, углы HAsH 92,08°, длина связи As—H 0,1511 нм. Низкое значение дипольного момента, которое составляет 0,20 Д, 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>\mathsf{Na_3As + 3H_2O \rightarrow AsH_3\uparrow + 3NaOH}</math>

<math>\mathsf{As_2O_3 + 6Zn + 6H_2SO_4 \rightarrow 2AsH_3\uparrow + 6ZnSO_4 + 3H_2O}</math>

Физические свойства

Температура плавления −117 °C, кипения −62,5 °C. Энтальпия плавления 1,2 кДж/моль, испарения 16,7 кДж/моль. При нормальных условиях — бесцветный газ с плотностью 3,5 г/л. Плотность в жидком состоянии 1,766 г/см³ при −111,8 °C, 1,64 г/см³ при −64,3 °C. При нормальных условиях теплоёмкость Шаблон:Math 38,7 Дж/(моль·К), энтальпия образования 66,4 кДж/моль. Энтропия Шаблон:Math 223,0 Дж/(моль·К).

Растворимость при 25 °C: в воде 0,28 мл/мл, в ацетоне 9,3 мл/мл, в хлороформе 10,9 мл/мл, в нитробензоле 11,72 мл/мл, в вазелиновом масле 22,7 мл/мл.

Химические свойства

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

<math>\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>\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>\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>\mathsf{AsH_3 + 3Cl_2 \rightarrow AsCl_3 + 3HCl}</math>·

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

• С серой реагирует:

<math>\mathsf{2AsH_3 + 3S \rightarrow 3H_2S + 2As}</math>

• Реагирует с концентрированной соляной кислотой c выделением водорода:

<math>\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>\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>\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

Файл:Skull and Crossbones.svg

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

• Диарсин

Литература

• Шаблон:ХЭ

Ссылки

• Шаблон:ВТ-ЭСБЕ Статья Колотова С. С.Шаблон:Арсениды