Арси́н (мышьяко́вистый водоро́д, арсени́д водоро́да) — вещество с формулой AsH3 (правильнее H3As), химическое соединение мышьяка и водорода. Является аналогом аммиака NH3, фосфина PH3 и стибина H3Sb. При нормальных условиях — крайне токсичный горючий бесцветный газ. Сгорает с образованием оксида мышьяка. Абсолютно химически чистый арсин запаха не имеет, но ввиду неустойчивости продукты его окисления придают арсину раздражающий чесночный запах[1]. Открыт шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1775 году.
Арсин | |||
---|---|---|---|
![]() | |||
Общие | |||
Систематическое наименование |
арсин | ||
Традиционные названия | мышьяковистый водород | ||
Хим. формула | AsH3 | ||
Физические свойства | |||
Состояние | бесцветный газ | ||
Молярная масса | 77,95 г/моль | ||
Плотность | 3,5 г/л, газ; 1,640 г/см3 (−64,3 °C)[1] | ||
Энергия ионизации | 9,89 ± 0,01 эВ[2][3] | ||
Термические свойства | |||
Температура | |||
• плавления | −117 °C[1] | ||
• кипения | −62,5[1] °C | ||
Пределы взрываемости | 5,1 ± 0,1 об.%[2] | ||
Энтальпия | |||
• образования | +66,4[1] кДж/моль | ||
Давление пара | 14,9 ± 0,1 атм[2] | ||
Химические свойства | |||
Растворимость | |||
• в воде | 0,07 г/100 мл | ||
Структура | |||
Дипольный момент | 0,20 Д | ||
Классификация | |||
Рег. номер CAS | 7784-42-1 | ||
PubChem | 23969 | ||
Рег. номер EINECS | 232-066-3 | ||
SMILES | |||
InChI | |||
RTECS | CG6475000 | ||
ChEBI | 47217 | ||
Номер ООН | 2188 | ||
ChemSpider | 22408 | ||
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. | |||
![]() |
Молекула арсина имеет форму тригональной пирамиды с атомом мышьяка в вершине, углы HAsH 92,08°, длина связи As—H 0,1511 нм[1]. 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.
Не путать с орсином (5-метилрезорцином), являющимся органическим веществом, производным толуола, а также с натуральным красителем орсейлем и орсеином, получаемым из орсейля.
Получение
правитьВ 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:
Физические свойства
правитьТемпература 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 C0
p 38,7 Дж/(моль·К), энтальпия образования 66,4 кДж/моль. Энтропия S0
298 223,0 Дж/(моль·К)[1].
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[1].
Химические свойства
править- Арсин проявляет сильные восстановительные свойства, например, из раствора нитрата серебра он осаждает металлическое серебро:
- Арсин сравнительно нестоек и медленно разлагается даже при комнатной температуре на водород и элементарный мышьяк, при температуре 500 °C — мгновенно:
- 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:
- В хлоре самовоспламеняется даже при −196оС, с замещением водорода на хлор и выделением хлороводорода:
- С серой реагирует:
- Реагирует с концентрированной соляной кислотой c выделением водорода:
- Реагирует с растворами щелочных металлов в жидком аммиаке, проявляя кислотные свойства и образуя мышьяковистые производные, аналогичные амидам щелочных металлов:
- При нагревании арсина с металлами образуются арсениды.
Органические арсины
правитьПри взаимодействии хлорида мышьяка AsCl3 с диметилцинком образуются соответствующие органические производные арсина, например, триметиларсин:
Это ядовитые жидкости с отвратительным запахом, проявляющие свойства ненасыщенных соединений.
Биологические свойства
правитьТоксичность
правитьЧрезвычайно 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
правитьАрсин применяется для легирования полупроводниковых материалов мышьяком и для получения мышьяка высокой чистоты.
См. также
правитьПримечания
править- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Горбунов А. И., Стороженко П. А. Мышьяка гидрид // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди — Полимерные. — С. 158—159. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
- ↑ 1 2 3 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0040.html
- ↑ David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
Литература
править- Горбунов А. И., Стороженко П. А. Мышьяка гидрид // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди — Полимерные. — С. 158—159. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
Ссылки
править- 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 |