ARSINE: STRUKTURA, VLASTNOSTI, NOMENKLATURA A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Arsin nebo arsinu je bezbarvý a bez zápachu plyn, i když v kontaktu se vzduchem získá zápachu světla česnek a ryby. Termín arsin slouží nejen jmenovat sloučeniny AsH ₃, se také používá k popisu sadou organických arsenu (As), sloučeniny obecného vzorce ASH _{3 x} R _x.

Ve vzorci R představuje alkylové nebo arylové sloučeniny. Například, sloučenina, jak je (C ₆ H ₅) ₃ s názvem trifenylarsinem, je známý jako arsinu.

Molekula arsinu. Zdroj: Ben Mills, z Wikimedia Commons.

V anorganické chemii je však pouze jeden arsin: AsH ₃ (horní obrázek). Fialová koule představuje atom arsenu a bílá atomy vodíku. Ačkoli to není ukázáno, nad arzénem je pár volných elektronů (··).

K toxickému působení arsinu dochází hlavně inhalací, protože prochází alveolární stěnou a přechází do krve. Zde působí na hemolýzu erytrocytů a uvolňuje hemoglobin, který způsobuje poškození ledvinových kanálků, což vede k dysfunkci ledvin.

Struktura arsinu

Struktura AsH3 se spojovacím úhlem a délkou. Zdroj: Benjah-bmm27 prostřednictvím Wikipedie

Jak je vidět v horních dvou obrazů, popel ₃ má pyramidální strukturu. Atom As je umístěn ve středu pyramidy, zatímco tři H jsou v každém z jeho vrcholů. Chemická hybridizace As musí běžně být sp ^3, aby tuto geometrii přijala.

Obrázek ukazuje, že vazby As-H mají délku 1,519 Á a tři H jsou odděleny úhlem 91,8 °. Tento úhel se podstatně liší od 107º pro molekuly amoniaku, NH ₃, což ukazuje na sbližování mezi H.

Někteří chemici tvrdí, že je to způsobeno rozdílem atomových poloměrů mezi N a As.

Protože jsou nejmenší N, jsou H blíže k sobě, zvyšují jejich elektrostatické odpory, které je mají tendenci vyhnat. Mezitím je As větší, takže Hs jsou od sebe vzdálenější a odrazy mezi nimi jsou menší, takže mají tendenci se méně dělit.

Vlastnosti

Jména

-Arsine nebo arsan

-Arsenichydrid

-Arsenický trihydrid

-Hydrogen arsenid

Molekulární váha

77,946 g / mol.

Fyzický popis

Bezbarvý plyn.

Zápach

Je bez zápachu, ale při styku se vzduchem získává lehkou vůni česneku a ryb. Nejedná se o dráždivý plyn a navíc nevyvolává okamžité příznaky; aby lidé nevěděli o jeho přítomnosti.

Bod varu

-80,4 ° F až 760 mmHg (-62,5 ° C).

Bod tání

-179 ° F (-116 ° C).

bod vznícení

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Vysoce hořlavý plyn.

Rozpustnost

Ve vodě 28 mg / 100 ml (prakticky nerozpustný ve vodě). Mírně rozpustný v alkoholu a zásadách. Rozpustný v benzenu a chloroformu.

Hustota

4,93 g / l plynu.

Hustota par

2,66 až 2,695 (vzhledem ke vzduchu odebranému jako 1).

Tlak páry

11 000 mmHg při 20 ° C

Stabilita

Při vystavení světlu se mokrý arsin rychle rozkládá a vytváří lesklý černý arzén.

Rozklad

Při zahřátí na rozklad se uvolňuje vysoce toxický kouř arzenu, doprovázený vodíkovým plynem. Rozkládá se při 300 ° C.

Odpařovací teplo

26,69 kJ / mol.

Standardní entalpie formace

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenklatura

V předchozí části byla zmíněna jiná akceptovaná jména pro arsine. Vzhledem k tomu, že se jedná o binární hydrid mezi arsenem a vodíkem, lze jej pojmenovat na základě systematických, skladových a tradičních nomenklatur.

V systematické nomenklatuře počítají počet atomů vodíku. Vaše jméno se tak stane: hydrid tri arsenu.

Jeho název podle skladové nomenklatury je velmi podobný, ale přidává svůj náboj k římským číslům v závorkách: hydrid arzenitý (III).

A pokud jde o tradiční nomenklaturu, jmenuje se arsina nebo arsano.

To může také být nazýváno arsenid vodíku; to však není zcela správné, protože by to znamenalo předpokládat, že arsen je elektronegativnější než vodík a podílí se na vazbě jako As ^3–.

Aplikace

Polovodičové materiály

Arsine se používá při výrobě polovodičových materiálů, používá se v mikroelektronice a polovodičových laserech. Používá se jako dopant pro křemík a germanium. Arsine se používá při výrobě polovodiče GaAs.

Používá se postup chemické depozice par (CVD) při 700 - 900 ° C podle následující reakce:

Ga (CH ₃) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

Chemické zbraně

Arsine je smrtící plyn, takže se o něm uvažovalo pro použití v chemické válce. Ale nikdy nebyla oficiálně používána jako chemická zbraň kvůli své vysoké hořlavosti a nižší účinnosti ve srovnání s jinými méně hořlavými sloučeninami.

Ukázalo se však, že některé organické sloučeniny odvozené z arsinu, mnohem stabilnější, jsou použitelné v chemickém válčení, například Lewisite (P-chlorinyldichloroarsin).

Ligandy

Arsin je plyn, který zažehne ve vzduchu, ale jeho více stabilní organické deriváty, například ASR ₃ (R = alkyl nebo aryl), se používají jako pojiva v koordinační kov chemii.

Jak je (C ₆ H ₅), je měkká pojiva, a proto je obvykle začleněna do kovových komplexů, které mají centrální atomy s nízkými oxidačních stavů (měkké kationty).

Toxické účinky

Její toxicita je taková, že při koncentraci 250 ppm ve vzduchu je okamžitě smrtelná. Může být smrtelný během 30 minut expozice, při koncentraci vdechovaného vzduchu 25 - 50 ppm.

Většina toxického působení arsinu se vyskytuje vdechováním. Je schopen procházet alveolární stěnou a přecházet do krve, kde působí toxicky, což se provádí na erytrocytech a funkci ledvin.

Otrava arsinem se projevuje poruchami vědomí, šokem, hematurií, žloutenkou a selháním ledvin.

Působení na erytrocyty a hemoglobin

Arsine má několik účinků, které působí na stěnu červených krvinek a na hemoglobin. Podporuje uvolňování hemové skupiny z hemoglobinu. Arsin je nepřímé hemolytické činidlo, působí tak, že inhibuje působení katalázy.

To vede k hromadění peroxidu vodíku (H ₂ O ₂), což způsobí, že prasknutí erytrocytů membrány. Na druhé straně arsin produkuje snížení intracelulární koncentrace redukovaného glutathionu (GSH), což přispívá k destrukci membrány erytrocytů.

Masivní hemolýza je fatální a projevuje se snížením koncentrace hemoglobinu a hematokritu v krvi; zvýšená koncentrace hemoglobinu a bilirubinu v séru; a hematurie.

Renální selhání je důsledkem srážení hemoglobinu ve formě válců v renálních tubulech, pozorovaných při pitvách. Přestože byl rovněž zjištěn in vitro přímý toxický účinek arsinu na buněčné linie ledvin v kultuře.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Arsine. Obnoveno z: en.wikipedia.org
3. Student chemie. (2019). Arsine. Obnoveno z: chemistrylearner.com
4. PubChem. (2019). Arsine. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Cameo Chemicals. (sf). Arsine. Obnoveno z: cameochemicals.noaa.gov
6. Mexický institut sociálního zabezpečení. (2005). Otrava Arsine.. Obnoveno z: medigraphic.com