Arsine là một hợp chất vô cơ với công thức AsH3. Loại khí pnipen hydride cháy dễ bay hơi, dễ cháy, và có độc tính cao này là một trong những hợp chất đơn giản nhất của arsenic. Mặc dù gây chết người, nó tìm thấy một số ứng dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn và để tổng hợp các hợp chất organoarsenic. Thuật ngữ arsine thường được sử dụng để mô tả một loại hợp chất organoarsenic theo công thức AsH3-xRx, trong đó R = aryl hoặc alkyl. Ví dụ, As (C6H5) 3, được gọi là triphenylarsine, được gọi là “một arsine.
Tài sản chung
Ở trạng thái chuẩn của nó, arsine là một loại khí không màu, dày đặc hơn không khí hòa tan nhẹ trong nước (20% ở 20 0 C) và trong nhiều dung môi hữu cơ cũng như arsine chính là không mùi , do sự oxy hóa của nó bằng không khí, có thể ngửi thấy mùi tỏi hoặc hương cá giống nhau khi hợp chất có mặt trên 0,5 ppm. ] Hợp chất này thường được coi là ổn định, vì ở nhiệt độ phòng nó phân hủy chỉ từ từ. Ở nhiệt độ khoảng ca. Sự phân hủy của arsenic và hyđrô là nhanh chóng.
AsH3 là một phân tử hình chóp với các góc H-As-H 91.8 ° và ba liên kết As-H tương đương, mỗi chiều dài 1.519 A.
Khám phá và tổng hợp
AsH3 thường được điều chế bởi phản ứng của các nguồn As3 + với H- tương đương.
Các ứng dụng
Ứng dụng vi điện tử
AsH3 được sử dụng trong việc tổng hợp các vật liệu bán dẫn liên quan đến vi điện tử và laser trạng thái rắn. Liên quan đến phốt pho, arsenic là một n-dopant cho silic và gecmani . Quan trọng hơn, AsH3 được sử dụng để tạo GaAs bán dẫn bằng cách tích tụ hơi hóa học (CVD) ở 700-900 ° C:
Đối với các ứng dụng vi điện tử, arsine có thể được cung cấp qua một nguồn khí phụ ở khí quyển. Trong loại gói khí này, arsine được hấp phụ trên một chất hấp phụ microporous rắn bên trong bình khí. Phương pháp này cho phép lưu trữ khí mà không có áp suất, làm giảm đáng kể nguy cơ bị rò rỉ khí arsine từ xilanh. Với thiết bị này, arsine thu được bằng cách áp dụng chân không cho đầu ra van xi lanh khí. Đối với sản xuất chất bán dẫn, phương pháp này là thực tế vì các quá trình này thường hoạt động dưới chân không cao.
Chiến tranh hóa học
Kể từ khi Thế chiến II AsH3 được đề xuất như là một vũ khí chiến tranh hóa học có thể. Loại khí này không màu, hầu như không mùi, và dày gấp 2,5 lần không khí, như yêu cầu cho một hiệu ứng che phủ trong chiến tranh hóa học. Nó cũng gây tử vong ở nồng độ thấp hơn nhiều so với những người cần thiết để ngửi mùi hương tỏi của nó. Mặc dù các đặc tính này, arsine chưa bao giờ chính thức được sử dụng làm vũ khí, vì tính dễ cháy cao và hiệu quả thấp hơn so với phosgene thay thế không cháy. Mặt khác, một số hợp chất hữu cơ dựa trên arsine, chẳng hạn như lewisite (β-chlorovinyldichloroarsine), adamsite (diphenylaminechloroarsine), Clark I (diphenylchloroarsine) và Clark II (diphenylcyanoarsine) đã được phát triển có hiệu quả để sử dụng trong chiến tranh hóa học .
Khoa học pháp y và bài kiểm tra Marsh
AsH3 cũng nổi tiếng trong khoa học pháp y bởi vì nó là một chất trung gian hóa học trong việc phát hiện ngộ độc asen. Các thử nghiệm Marsh cũ (nhưng rất nhạy cảm) tạo ra Ash3 với sự có mặt của asen. Thủ tục này, được James Marsh xuất bản năm 1836, được dựa trên việc xử lý một mẫu chứa As trong cơ thể nạn nhân (thường là nội dung dạ dày) bằng kẽm không chứa asin và axit sulfuric pha loãng: nếu mẫu chứa arsenic, khí arsine sẽ hình thành. Khí được quét vào một ống thủy tinh và bị phân hủy bằng cách sưởi ấm khoảng 250-300 ° C. Sự hiện diện của As được chỉ ra bằng cách hình thành một khoản tiền gửi trong phần nóng của thiết bị. Mặt khác, sự xuất hiện của một máy nhân bản gương đen trong phần mát của thiết bị cho thấy sự có mặt của antimon (SbH3 không ổn định cao phân hủy ngay cả ở nhiệt độ thấp).
Cuộc kiểm tra Marsh đã được sử dụng rộng rãi vào cuối thế kỷ 19 và bắt đầu vào ngày 20; ngày nay các kỹ thuật tinh vi hơn như quang phổ nguyên tử, plasma kết hợp theo cảm ứng và phân tích huỳnh quang tia x được sử dụng trong lĩnh vực pháp y. Mặc dù phân tích kích hoạt neutron đã được sử dụng để phát hiện ra các mức độ dấu vết của asen vào giữa thế kỷ 20, nó đã bị bỏ ra khỏi sử dụng trong pháp y hiện đại..
Chất độc hại
Đối với độc tính của các hợp chất asen khác, xem Arsenic, Arsenic trioxide và Arsenicosis . Độc tính của arsine khác với các chất arsenic khác. Đường tiếp xúc chính là do hít phải, mặc dù ngộ độc sau khi tiếp xúc với da cũng đã được mô tả. Arsine tấn công hemoglobin trong các tế bào hồng cầu, khiến chúng bị phá hủy bởi cơ thể
Các dấu hiệu đầu tiên của phơi nhiễm, có thể mất vài giờ để trở nên rõ ràng, là nhức đầu, chóng mặt và buồn nôn, tiếp theo là các triệu chứng thiếu máu huyết (cao bilirubin không liên hợp, haemoglobin niệu và bệnh thận. Trong trường hợp nặng, tổn thương thận có thể kéo dài.
Tiếp xúc với nồng độ arsine 250 ppm là gây tử vong nhanh: nồng độ 25-30 ppm gây tử vong trong 30 phút tiếp xúc, và nồng độ 10 ppm có thể gây tử vong trong thời gian tiếp xúc lâu hơn. Các triệu chứng ngộ độc xuất hiện sau khi tiếp xúc với nồng độ 0,5 ppm. Có rất ít thông tin về độc tính mạn tính của arsine, mặc dù hợp lý với các hợp chất arsenic khác, một phơi nhiễm lâu dài có thể dẫn tới arsenicosis
Nó được phân loại là chất có tính độc hại cao tại Hoa Kỳ theo quy định tại Mục 302 của Đạo luật Hoa Kỳ về Kế hoạch Khẩn cấp và Luật Phải biết Cộng đồng (42 USC 11002) và phải tuân theo các yêu cầu báo cáo nghiêm ngặt của các cơ sở sản xuất, hoặc sử dụng nó với số lượng đáng kể