Арсин

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

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. 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 Шаблон:Nobr. Низкое значение дипольного момента, которое составляет Шаблон:Nobr, 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

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:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟥}}𝖠𝗌\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖮𝖧$

$𝖠{𝗌}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖹𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖹𝗇𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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:

$𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖠𝗀𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }\mathrm{𝟨}𝖠𝗀\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}𝖠𝗌\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

• Арсин сравнительно нестоек и медленно разлагается даже при комнатной температуре на водород и элементарный мышьяк, при температуре 500 °C — мгновенно:

$\mathrm{𝟤}𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖠𝗌\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}$

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:

$\mathrm{𝟤}𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖠{𝗌}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• В хлоре самовоспламеняется даже при −196^оС, с замещением водорода на хлор и выделением хлороводорода:

$𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖠𝗌𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖢𝗅$·

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

• С серой реагирует:

$\mathrm{𝟤}𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖲\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖠𝗌$

• Реагирует с концентрированной соляной кислотой c выделением водорода:

$𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖧𝖢𝗅\mathsf{\to }𝖠𝗌𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}$

• Реагирует с растворами щелочных металлов в жидком аммиаке, проявляя кислотные свойства и образуя мышьяковистые производные, аналогичные амидам щелочных металлов:

$𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖭𝖺𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖭𝖺𝖠𝗌{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}$

• При нагревании арсина с металлами образуются арсениды.

Органические арсины

При взаимодействии хлорида мышьяка AsCl₃ с диметилцинком образуются соответствующие органические производные арсина, например, триметиларсин:

$\mathrm{𝟤}𝖠𝗌𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖹𝗇\mathsf{(}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖠𝗌\mathsf{(}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖹𝗇𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}$

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

• Диарсин

Литература

• Шаблон:ХЭ

Ссылки

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