Арсин
Арсин
Арсин (мышьяковистый водород, арсенид водорода) — вещество с формулой AsH3 (правильнее H3As), химическое соединение мышьяка и водорода. При нормальных условиях — очень токсичный бесцветный газ. Абсолютно химически чистый арсин запаха не имеет, но ввиду неустойчивости продукты его окисления придают арсину 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.
Содержание
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:
-
- Na3As + 3 H2O → AsH3 ↑ + 3 NaOH
- As2O3 + 6 Zn + 6 H2SO4 → 2 AsH3 ↑ + 6 ZnSO4 + 3 H2O
Химические свойства
- Арсин проявляет сильные восстановительные свойства, например, из раствора нитрата серебра он осаждает металлическое серебро:
-
- AsH3 + 6 AgNO3 + 3 H2O → 6 Ag ↓ + As(OH)3 + 6 HNO3
- Арсин сравнительно нестоек и медленно разлагается даже при комнатной температуре на водород и элементарный мышьяк, при температуре 500 °C — мгновенно:
-
- 2 AsH3 → 2 As + 3 H2
- 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:
-
- 2 AsH3 + 3 O2 → As2O3 + 3 H2O
- В хлоре самовоспламеняется даже при −196оС, с замещением водорода на хлор и выделением хлороводорода:
-
- AsH3 + 3 Cl2 → AsCl3 + 3 HCl
- С бромом и йодом реагирует таким же образом, давая соответствующие галогениды.
- С серой реагирует:
-
- 2 AsH3 + 3 S → 3 H2S + 2 As
- Реагирует с концентрированной соляной кислотой c выделением водорода:
-
- AsH3 + 3 HCl → AsCl3 + 3 H2
- Реагирует с растворами щелочных металлов в жидком аммиаке, проявляя кислотные свойства и образуя мышьяковистые производные, аналогичные амидам щелочных металлов:
-
- AsH3 + NaNH2 → NaAsH2 + NH3
- При нагревании арсина с металлами образуются арсениды.
Органические арсины
При взаимодействии хлорида мышьяка AsCl3 с диметилцинком образуются соответствующие органические производные арсина, например, триметиларсин:
-
- 2 AsCl3 + 3 Zn(CH3)2 → 2 As(CH3)3 + 3 ZnCl2
Это ядовитые жидкости с отвратительным запахом, проявляющие свойства ненасыщенных соединений.
Биологические свойства
Токсичность
Чрезвычайно ядовит. Арсин является мощнейшим ядом среди неорганических ядов. Среди соединений мышьяка наиболее токсичен. Он настолько ядовит, что сильнее некоторых органических ядов. По мощности сравним только 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
Применяют арсин для легирования полупроводниковых материалов мышьяком и для получения мышьяка высокой чистоты.
См. также
- Диарсин