Arsine ist die anorganische Zusammensetzung mit der Formel AsH. Das feuergefährlich, pyrophoric, und hoch toxisches Benzin ist eine der einfachsten Zusammensetzungen von Arsen. Trotz seiner tödlichen Wirkung findet es einige Anwendungen in der Halbleiter-Industrie und für die Synthese von Organoarsenic-Zusammensetzungen. Der Begriff arsine wird allgemein gebraucht, um eine Klasse von organoarsenic Zusammensetzungen der Formel AsHR, wo R = aryl oder alkyl zu beschreiben. Zum Beispiel, Als (CH), genannt triphenylarsine, wird "einen arsine genannt."

Allgemeine Eigenschaften

An seinem Standardstaat ist arsine ein farbloses, als Luft dichteres Benzin, das in Wasser (20 % an 20 C) und in vielen organischen Lösungsmitteln ebenso ein bisschen auflösbar ist. Wohingegen arsine selbst geruchlos ist, infolge seiner Oxydation mit dem Flugzeug ist es möglich, einen geringen Knoblauch oder fischähnlichen Geruch zu riechen, wenn die Zusammensetzung am obengenannten ungefähr 0.5 ppm da ist. Diese Zusammensetzung wird allgemein als stabil betrachtet, seitdem bei der Raumtemperatur zersetzt sie sich nur langsam. Bei Temperaturen von ca. 230 °C Zergliederung zu Arsen und Wasserstoff ist schnell. Mehrere Faktoren, wie Feuchtigkeit, Anwesenheit leichter und bestimmter Katalysatoren (nämlich Aluminium) erleichtern die Rate der Zergliederung.

AsH ist ein pyramidales Molekül mit KUDDELMUDDEL-Winkeln von 91.8 ° und drei gleichwertigen ASCHE-Obligationen, jeder von 1.519 Å Länge.

Entdeckung und Synthese

AsH ist allgemein durch die Reaktion Als Quellen mit H Entsprechungen bereit.

:: 4 AsCl + 3 NaBH  4 AsH + 3 NaCl + 3 BCl

Wie berichtet, 1775 hat Carl Scheele Arsen (III) Oxyd mit Zink in Gegenwart von Säure reduziert. Diese Reaktion ist eine Einleitung zum Test von Marsh, der unten beschrieben ist.

Wechselweise, Quellen dessen, Wie mit pro-tonischen Reagenzien reagieren, um auch dieses Benzin zu erzeugen:

:: ZnAs + 6 H  2 AsH + 3 Zn

:: NaAs + 3 HBr  AsH + 3 NaBr

Reaktionen

Unser Verstehen der chemischen Eigenschaften von AsH wird gut entwickelt und kann gestützt auf einem Durchschnitt des Verhaltens des PH und SbH vorausgesehen werden.

Thermalzergliederung

Typisch für einen schweren hydride (z.B, SbH, HTe, SnH), ist AsH in Bezug auf seine Elemente nicht stabil. Mit anderen Worten ist AsH kinetisch, aber nicht thermodynamisch stabil.

:: 2 AsH  3 H + 2 Als

Diese Zergliederungsreaktion ist die Basis des Sumpf-Tests, der unten beschrieben ist, der das metallische Als entdeckt.

Oxydation

Die Analogie zu SbH fortsetzend, wird AsH durch konzentrierten O oder die verdünnte O Konzentration in Luft sogleich oxidiert:

:: 2 AsH + 3 O  AsO + 3 HO

Arsine wird gewaltsam in die Anwesenheit starker Oxidieren-Agenten, wie Kalium-Permanganat, Natrium hypochlorite oder Stickstoffsäure reagieren.

Vorgänger zu metallischen Ableitungen

AsH wird als ein Vorgänger zu Metallkomplexen von "nackten" (oder "fast nackt") Als verwendet. Veranschaulichend ist die dimanganese Arten [(CH) Mn (CO)] AsH, worin der Kern von MnAsH planar ist.

Test von Gutzeit

Ein charakteristischer Test auf Arsen ist mit der Reaktion von AsH mit Ag, genannt den Test von Gutzeit auf Arsen verbunden. Obwohl dieser Test veraltet in der analytischen Chemie geworden ist, illustrieren die zu Grunde liegenden Reaktionen weiter die Sympathie von AsH für "weiches" Metall cations. Im Test von Gutzeit wird AsH durch die Verminderung von wässrigen arsenhaltigen Zusammensetzungen, normalerweise arsenites mit Zn in Gegenwart von HSO erzeugt. Entwickelter gasartiger AsH wird dann zu AgNO entweder als Puder oder als eine Lösung ausgestellt. Mit festem AgNO reagiert AsH, um gelben AgAsNO zu erzeugen, wohingegen AsH mit einer Lösung von AgNO reagiert, schwarzen AgAs zu geben.

Sauer-Grundreaktionen

Die acidic Eigenschaften des ASCHE-Bandes werden häufig ausgenutzt. So, Abfalleimer, deprotonated sein:

:: AsH + NaNH  NaAsH + NH

Nach der Reaktion mit dem Aluminium trialkyls gibt AsH den trimeric [RAlAsH], wo R = (CH) C. Diese Reaktion ist für den Mechanismus wichtig, durch den sich GaAs von AsH (sieh unten) formt.

AsH wird allgemein nichtgrundlegend betrachtet, aber es kann protonated durch Supersäuren sein, um isolable Salze der vierflächigen Arten [ASCHE] zu geben.

Reaktion mit Halogen-Zusammensetzungen

Reaktionen von arsine mit den Halogenen (Fluor und Chlor) oder einige ihrer Zusammensetzungen, wie Stickstoff trichloride, sind äußerst gefährlich und können auf Explosionen hinauslaufen.

Reihung

Im Gegensatz zum Verhalten des PH bildet AsH stabile Ketten nicht, obwohl HABEN-ASCHE und sogar Als (H) HAT - ist ASCHE entdeckt worden. Der diarsine ist über 100 °C nicht stabil.

Anwendungen

Mikroelektronik-Anwendungen

AsH wird in der Synthese verwendet, Materialien halbzuführen, die mit der Mikroelektronik und den Halbleiterlasern verbunden sind. Verbunden mit P ist Arsen ein n-dopant für Silikon und Germanium. Noch wichtiger AsH wird verwendet, um den Halbleiter GaAs durch die chemische Dampf-Absetzung (CVD) an 700-900 °C zu machen:

:: Ga (CH) + AsH  GaAs + 3 CH

Für mikroelektronische Anwendungen kann arsine über eine subatmosphärische Gasquelle zur Verfügung gestellt werden. In diesem Typ des Gaspakets wird der arsine auf einem festen mikroporösen adsorbent innerhalb einer Gasflasche adsorbiert. Diese Methode erlaubt dem Benzin, ohne Druck versorgt zu werden, der bedeutsam die Gefahr einer arsine Gasleckstelle vom Zylinder reduziert. Mit diesem Apparat wird arsine durch die Verwendung des Vakuums auf den Gasflasche-Klappe-Ausgang erhalten. Für die Halbleiter-Herstellung ist diese Methode praktisch, weil diese Prozesse gewöhnlich unter dem Hochvakuum funktionieren.

Chemischer Krieg

Seitdem bevor WWII ASH als eine mögliche chemische Krieg-Waffe vorgeschlagen wurde. Das Benzin ist farblos, fast geruchlos, und 2.5mal dichter als Luft, wie erforderlich, für eine im chemischen Krieg gesuchte Wirkung des Stoffes für Wolldecken. Es ist auch in Konzentrationen viel tiefer tödlich als diejenigen, die erforderlich sind, seinen einem Knoblauch ähnlichen Geruch zu riechen. Trotz dieser Eigenschaften wurde arsine als eine Waffe, wegen seiner hohen Entflammbarkeit und seiner niedrigeren Wirkung wenn im Vergleich zur nicht entzündbaren Alternative phosgene nie offiziell verwendet. Andererseits sind mehrere organische Zusammensetzungen, die auf arsine, wie lewisite (β-chlorovinyldichloroarsine), adamsite (diphenylaminechloroarsine), Clark I (diphenylchloroarsine) und Clark II (diphenylcyanoarsine) gestützt sind, für den Gebrauch im chemischen Krieg effektiv entwickelt worden.

Gerichtsmedizin und der Sumpf-Test

AsH ist auch in der Gerichtsmedizin weithin bekannt, weil es ein chemisches Zwischenglied in der Entdeckung der arsenhaltigen Vergiftung ist. Das alte (aber äußerst empfindlich) Test von Marsh erzeugt AsH in Gegenwart von Arsen. Dieses Verfahren, entwickelt 1836 von James Marsh, basiert nach dem Behandeln einer Als enthaltenden Probe eines Körpers eines Opfers (normalerweise der Magen) mit Als - freies Zink und verdünnte Schwefelsäure: Wenn die Probe Arsen enthält, wird sich gasartiger arsine formen. Das Benzin wird in eine Glastube gekehrt und mittels der Heizung von ungefähr 250-300 °C zersetzt. Die Anwesenheit dessen, Wie durch die Bildung einer Ablagerung im erhitzten Teil der Ausrüstung angezeigt wird. Andererseits zeigt das Äußere einer schwarzen Spiegelablagerung im kühlen Teil der Ausrüstung die Anwesenheit des Antimons an (hoch nicht stabiler SbH zersetzt sich sogar bei niedrigen Temperaturen).

Der Sumpf-Test wurde am Ende des 19. Jahrhunderts und des Anfangs des 20. weit verwendet; heutzutage werden hoch entwickeltere Techniken wie Atomspektroskopie, induktiv verbundenes Plasma und Röntgenstrahl-Fluoreszenz-Analyse im forensischen Feld verwendet. Obwohl Neutronaktivierungsanalyse verwendet wurde, um Spur-Niveaus von Arsen Mitte des 20. Jahrhunderts zu entdecken, ist es aus dem Gebrauch in modernem forensics gefallen.

Toxikologie

Für die Toxikologie anderer arsenhaltiger Zusammensetzungen, sieh Arsen, Arsenhaltiges Trioxid, und.

Die Giftigkeit von arsine ist von dieser anderer arsenhaltiger Zusammensetzungen verschieden. Der Hauptweg der Aussetzung ist durch die Einatmung, obwohl vergiftend, nachdem Hautkontakt auch beschrieben worden ist. Arsine greift Hämoglobin in den roten Blutzellen an, sie veranlassend, durch den Körper zerstört zu werden.

Die ersten Zeichen der Aussetzung, die mehrere Stunden nehmen kann, um offenbar zu werden, sind Kopfweh, Gleichgewichtsstörung und Brechreiz, der von den Symptomen von der haemolytic Anämie (hohe Niveaus von unkonjugiertem bilirubin), haemoglobinuria und nephropathy gefolgt ist. In strengen Fällen kann der Schaden an den Nieren andauernd sein.

Die Aussetzung von arsine Konzentrationen von 250 ppm ist schnell tödlich: Konzentrationen von 25-30 ppm sind für 30 Minute-Aussetzung tödlich, und Konzentrationen von 10 ppm können in längeren Aussetzungszeiten tödlich sein. Symptome von der Vergiftung erscheinen nach der Aussetzung von Konzentrationen von 0.5 ppm. Es gibt wenig Information über die chronische Giftigkeit von arsine, obwohl es angemessen ist anzunehmen, dass, genau wie andere arsenhaltige Zusammensetzungen, eine langfristige Aussetzung zu arsenicosis führen konnte.

Siehe auch

• Säure von Cacodylic
• Oxyd von Cacodyl
• Die Legierung von Devarda, auch verwendet, um arsine im Laboratorium zu erzeugen
• Liste von hoch toxischem Benzin
• Sumpf-Test hat zuerst gepflegt, AsH zu analysieren
• James Marsh erfunden 1836 der Test, der jetzt seinen Namen trägt

Bibliografie

Außenverbindungen

• Internationale Chemische Sicherheitskarte 0222
• IARC Monografie "Arsen und arsenhaltige Zusammensetzungen"
• NIOSH Taschenhandbuch zu chemischen Gefahren
• Daten auf arsine von Luft Liquide