ARSINE: STRUKTUR, EGENSKABER, NOMENKLATUR OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den arsin eller arsin er en farveløs og lugtfri gas, selv i kontakt med luft opnår en lugt lys hvidløg og fisk. Udtrykket arsin er ikke kun til at navngive forbindelsen ASH ₃, er det også anvendes til at beskrive et sæt af organisk arsenforbindelser (As) med formlen ASH _3-x R _x.

I formlen betegner R alkyl- eller arylforbindelser. For eksempel kan forbindelsen As (C ₆ H ₅) ₃ kaldet triphenylarsin, er kendt som en arsin.

Arsinmolekyle. Kilde: Ben Mills, fra Wikimedia Commons.

I uorganisk kemi er der imidlertid kun én arsin: AsH ₃ (øverste billede). Den lilla sfære repræsenterer arsenatom, og de hvide brintatomer. Selvom det ikke er vist, er der over arsenet et par frie elektroner (··).

Den giftige virkning af arsin forekommer hovedsageligt ved indånding, da den krydser den alveolære væg og passerer i blodet. Der fungerer det, der producerer hæmolyse af erythrocytter, frigiver hæmoglobin, der forårsager skade på nyretuberne, der fører til nyredysfunktion.

Struktur af arsine

Struktur af AsH3 med bindingsvinkel og længde. Kilde: Benjah-bmm27 via Wikipedia

Som det ses i de to øverste billeder, har AsH ₃ en pyramideformet struktur. As-atomet er placeret i midten af ​​pyramiden, mens de tre H'er er i hver af dets hjørner. Den kemiske hybridisering af As skal normalt være sp ^{3 for} at anvende denne geometri.

Billedet viser, at As-H-bindingerne har en længde på 1.519 Å, og de tre H'er er adskilt med en vinkel på 91,8 °. Denne vinkel forskellig fra 107º for ammoniakmolekylet, NH ₃, hvilket angiver en tilnærmelse mellem H.

Nogle kemikere hævder, at dette skyldes forskellen i atomradier mellem N og As.

Da H er det mindste N, er H tættere på hinanden, hvilket øger deres elektrostatiske frastødninger, som har en tendens til at drive dem væk. I mellemtiden er As større, så H'erne er mere fjernt fra hinanden, og frastødningerne mellem dem er mindre, så de har tendens til at adskille mindre.

Ejendomme

navne

-Arsine eller arsan

-Arsenhydrid

-Arsenisk trihydrid

-Hydrogenarsenid

Molekylær vægt

77,946 g / mol.

Fysisk beskrivelse

Farveløs gas.

Lugt

Den er lugtfri, men i kontakt med luften får den en let lugt af hvidløg og fisk. Det er ikke en irriterende gas, og derudover frembringer den ikke øjeblikkelige symptomer; så folk kan være uvidende om dens tilstedeværelse.

Kogepunkt

-80,4 ° F til 760 mmHg (-62,5 ° C).

Smeltepunkt

-176 ° F (-116 ° C).

tændingspunkt

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Meget brandfarlig gas.

Opløselighed

I vand 28 mg / 100 ml (praktisk taget uopløselig i vand). Lidt opløselig i alkohol og alkali. Opløselig i benzen og chloroform.

Massefylde

4,93 g / l gas.

Dampdensitet

2.66 til 2.695 (i forhold til luft taget som 1).

Damptryk

11.000 mmHg ved 20 ° C

Stabilitet

Når det udsættes for lys, nedbrydes vådt arsin hurtigt og afsætter skinnende sort arsen.

nedbrydning

Når den opvarmes til nedbrydning, udsender den meget giftig arsenrøg ledsaget af brintgas. Det nedbrydes ved 300 ° C.

Fordampningsvarme

26,69 kJ / mol.

Standard entalpi af dannelse

+ 66,4 kJ / mol.

nomenklatur

I det foregående afsnit blev der nævnt andre accepterede navne på arsine. I betragtning af det som et binært hydrid mellem arsen og brint kan det navngives på grundlag af de systematiske, bestand og traditionelle nomenklaturer.

I systematisk nomenklatur tæller de antallet af hydrogenatomer. Så dit navn bliver: tri arsenhydrid.

Dets navn i henhold til bestandsnomenklaturen er meget ens, men tilføjer dens ladning med romertal i parentes: arsen (III) hydrid .

Og hvad angår den traditionelle nomenklatur, er navnet arsina eller arsano.

Det kan også kaldes brintarsenid; det er dog ikke helt korrekt, fordi det antyder, at arsen er mere elektronegativ end brint og deltager i bindingen som As ^3–.

Applikationer

Halvledermaterialer

Arsine bruges til fremstilling af halvledermaterialer, der bruges i mikroelektronik og faststoflasere. Det bruges som et dopingmiddel til silicium og germanium. Arsine bruges til fremstilling af GaAs halvleder.

Den anvendte procedure er kemisk dampaflejring (CVD) ved 700 - 900 ºC i henhold til følgende reaktion:

Ga (CH ₃) ₃ + Ash ₃ => GaAs + 3CH ₄

Kemisk våben

Arsine er en dødbringende gas, så den blev tænkt på til brug i kemisk krigsførelse. Men det blev aldrig brugt officielt som et kemisk våben på grund af dets høje antændelighed og dens lavere effektivitet sammenlignet med andre mindre brandfarlige forbindelser.

Imidlertid har nogle organiske forbindelser, der er afledt af arsin, meget mere stabile, vist sig at være anvendelige i kemisk krigsførelse, for eksempel Lewisite (ß-chlorovinyldichloroarsine).

ligander

Arsin er en gas, der bryder i brand i luft, men dens mere stabile organiske derivater, f.eks AsR ₃ (R = alkyl eller arylgrupper), anvendes som bindemidler i koordination metal kemi.

Som (C ₆ H ₅) er en blød bindemiddel, og derfor inkorporeres sædvanligvis metalkomplekser, der har centrale atomer med lave oxidationstrin (bløde kationer).

Giftige virkninger

Dets toksicitet er sådan, at det ved en luftbåren koncentration på 250 ppm øjeblikkelig er dødbringende. Det kan være dødbringende under en 30 minutters eksponering ved en inhaleret luftkoncentration på 25 - 50 ppm.

Det meste af den giftige virkning af arsin sker ved indånding. Det er i stand til at krydse den alveolære væg og passere i blodet, hvor det udøver sin toksiske virkning, som udføres på erytrocytter og nyrefunktion.

Arcinforgiftning manifesteres af forstyrrelser i bevidsthed, chok, hæmaturi, gulsot og nyresvigt.

Handling mod erytrocytter og hæmoglobin

Arsine har adskillige handlinger, der udøves på den røde blodlegemevæg og på hæmoglobin. Hun fremmer frigivelsen af ​​hemmegruppen fra hæmoglobin. Arsine er et indirekte hæmolytisk middel, det virker ved at hæmme virkningen af ​​katalase.

Dette fører til akkumulering af hydrogenperoxid (H ₂ O ₂), som forårsager brud på erythrocytmembranen. På den anden side producerer arsin et fald i den intracellulære koncentration af reduceret glutathion (GSH), hvilket bidrager til ødelæggelse af erythrocytmembranen.

Massiv hæmolyse er dødelig og manifesteres ved en reduktion i blodkoncentrationen af ​​hæmoglobin og hæmatokrit; øget serumkoncentration af hæmoglobin og bilirubin; og hæmaturia.

Nyresvigt skyldes udfældning af hæmoglobin i form af cylindre i nyretubulier, observeret ved obduktioner. Skønt der også er fundet bevis in vitro for en direkte toksisk virkning af arsin på nyrecellelinier i kultur.

Referencer

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (fjerde udgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Arsine. Gendannet fra: en.wikipedia.org
3. Kemi-studerende. (2019). Arsine. Gendannes fra: chemistrylearner.com
4. Pubchem. (2019). Arsine. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Cameo Chemicals. (Sf). Arsine. Gendannes fra: cameochemicals.noaa.gov
6. Mexicansk Institut for Social Sikkerhed. (2005). Arsineforgiftning.. Gendannet fra: medigraphic.com