في الحرب العالمية الأولى عبر قبل القوات الألمانية وكان ضمن فئة الأسلحة المرمزة بالصليب الأخضر.
الخواص
الفيزيائية
يتكون الأرسين بنيوياً عبر هرم ثلاثي تشجميع فيه ذرات الهيدروجين قاعدة مثلثة، وتكون ذرة الزرنيخ على رأس ذلك الهرم. زاوية الرابطة H-As-H مقدارها 91.83°، وهي بذلك أقل عبر زاوية رباعي السطوح 109.5°، وذلك نتيجة وجود زوج إلكتروني على ذرة الزرنيخ، والذي يؤدي أثر التدافع الكهربائي الساكن له إلى نقصان مقدار انفراج الزاوية، كما تلعب طول الرابطة As-H والتي تبلغ 1.519 أنغستروم دوراً في انخفاض تلك القيمة. لدى الأرسين عزم ثنائي قطب ضعيف مقداره 0.22 ديباي.
الكيميائية
التفكك الحراري
إذا مركب الأرسين غير ثابت بالمقارنة مع العناصر المكونة له، أي أنه ثابت حركياً ولكنه غير ثابت ترموديناميكياً. يعد تفاعل التفكك هذا أساس اختبار مارش للكشف عن الزرنيخ الفلزي.
2 AsH3 → ثلاثة H2 + 2 As
الأكسدة
يحترق الأرسين بأكسجين...
الأرسين (أو ثلاثي هيدريد الزرنيخ)؛ مركب كيميائي له الصيغة AsH3، وهو غاز عديم اللون له رائحة تشبه رائحة الثوم. يعد غاز الأرسين عبر الغازات شديدة السمية، كما أنه قابل للاشتعال.
التاريخ
ذكر كارل شيلي غاز الأرسين في مذكراته عام 1775 وذلك عندما قام باختزال أكسيد الزرنيخ الثلاثي باستخدام الزنك بوجود وسط حمضي.
- As2O3 + 6Zn + 6H2SO4 → 2AsH3 + 6ZnSO4 + 3H2O
استخدم غاز الأرسين كسلاح كيميائي في الحرب العالمية الأولى عبر قبل القوات الألمانية وكان ضمن فئة الأسلحة المرمزة بالصليب الأخضر.
الخواص
الفيزيائية
يتكون الأرسين بنيوياً عبر هرم ثلاثي تشجميع فيه ذرات الهيدروجين قاعدة مثلثة، وتكون ذرة الزرنيخ على رأس ذلك الهرم. زاوية الرابطة H-As-H مقدارها 91.83°، وهي بذلك أقل عبر زاوية رباعي السطوح 109.5°، وذلك نتيجة وجود زوج إلكتروني على ذرة الزرنيخ، والذي يؤدي أثر التدافع الكهربائي الساكن له إلى نقصان مقدار انفراج الزاوية، كما تلعب طول الرابطة As-H والتي تبلغ 1.519 أنغستروم دوراً في انخفاض تلك القيمة. لدى الأرسين عزم ثنائي قطب ضعيف مقداره 0.22 ديباي.
الكيميائية
- التفكك الحراري
إذا مركب الأرسين غير ثابت بالمقارنة مع العناصر المكونة له، أي أنه ثابت حركياً ولكنه غير ثابت ترموديناميكياً. يعد تفاعل التفكك هذا أساس اختبار مارش للكشف عن الزرنيخ الفلزي.
- 2 AsH3 → ثلاثة H2 + 2 As
- الأكسدة
يحترق الأرسين بأكسجين الهواء بلهب أزرق خافت إلى أكسيد الزرنيخ الثلاثي والماء:
- 2 AsH3 + ثلاثة O2 → As2O3 + ثلاثة H2O
في حال عدم وجود كمية كافية عبر الأكسجين أو عند درجة حرارة احتراق منخفضة، حيث يحترق (يتأكسد) الهيدروجين فقط إلى الماء. أما المؤكسدات القوية مثل فوق منغنات البوتاسيوم وتحت جميعوريت الصوديوم وحمض النتريك.
بنية الأرسين
- تفاعلات حمض-أساس
لا يعد الأرسين AsH3 عبر القواعد مقارنة مع الأمونياك NH3، لكن حمضيته باللقاء هي موضع نقاش، إذ أنه على الأرجح نزع بروتون منه كما في التفاعل مع أميد الصوديوم:
- AsH3 + NaNH2 → NaAsH2 + NH3
كما على الأرجح حتى يفقد الأرسين إحدى ذرات الهيدروجين وذلك في التفاعل مع ثلاثي ألكيل الألومنيوم حيث يشجميع ثلاثي الوحدات R2AlAsH2]3] حيث R = (CH3)3C ثالثي البوتيل.
من جهة أخرى يمكن برتنة الأرسين بالأحماض الفائقة ليعطي الملح +[AsH4] والذي يمكن فصله.
- تفاعلات أخرى
يتفاعل الأرسين في المحاليل المائية بصفة اختزالية حيث يقوم مثلاً باختزال محلول نترات الفضة مشجميعاً الفضة الفلزية:
AsH3 + 3H2O + 6Ag+ → As(OH)3 + 6H+ + 6Ag
يتضمن هذا التفاعل إحدى مراحل الكشف عن الزرنيخ في اختبار غوتسايت Gutzeit test. يتضمن هذا الاختبار اختزال مركبات الزرنيخ المائية بالزنك بوجود حمض الكبريتيك، حيث ينتج الأرسين عبر هذا التفاعل، والذي يمرر على محلول الفضة، مما يؤدي إلى ترسب الفضة حيث تشجميع مرآة فضية على إناء التفاعل.
التحضير
ينتج غاز الأرسين عبر تفاعل أملاح الزرنيخيدات مع الماء أو الأحماض الممددة (تفاعل حلمهة):
- Zn3As2 +ستة H+ → 2 AsH3 + ثلاثة Zn2+
بإجراء عملية اختيار مناسبة للمواد الداخلة في التفاعل يمكن الحصول على شجميع نقي عبر الأرسين.
كما يمكن إجراء عملية التحضير عبر تفاعل أملاح الزرنيخ الثلاثي مع الهيدريدات مثل تفاعل بورهيدريد الصوديوم مع جميعوريد الزرنيخ الثلاثي كما في المعادلة:
- 4 AsCl3 + ثلاثة NaBH4 → أربعة AsH3 + ثلاثة NaCl + ثلاثة BCl3
الاستخدامات
تطبيقات إلكترونية مكروئية
يستخدم الأرسين في تحضير المواد الداخلة في هجريب أشباه الموصلات في هندسة الإلكترونيات الدقيقة، وليزر الحالة الصلبة. مثال على ذلك زرنيخيد الغاليوم GaAs الذي يحضر عبر عملية ترسيب كيميائي للبخار عند درجات حرارة تتراوح بين 700-900°س.
- Ga(CH3)3 + AsH3 → GaAs + ثلاثة CH4
نظرا لسمية المركب فإذا إصدار الغاز يتم عن طريق امتزاز الأرسين على مركب له خواص مسامية مكروئية Microporous material حيث يمكن التحكم بدرجة إصدار الغاز السام، مما يوفر شروط سلامة ملائمة أثناء العمل.
فهم الأدلة الجنائية
للأرسين تطبيقات في فهم الأدلة الجنائية حيث يتشجميع كمركب وسطي أثناء الكشف عن التسمم بالزرنيخ. عبر إحدى طرق الكشف عن التسمم بالزرنيخ اختبار مارش، والذي يولد الأرسين طالما وجود الزرنيخ. يتضمن الاختبار، الذي اكتشفه الكيميائي البريطاني James Marsh عام 1836، مفاعلة عينة يشك أنها حاوية على الزرنيخ عبر جسد الجثة (المعدة غالباً) مع الزنك بوجود حمض الكبريتيك الممدد. طالما وجود الزرنيخ يتشجميع لدينا غاز الأرسين والذي يمرر على أنبوب زجاجي، حيث يخضع إلى عملية تفكك حراري، مما يؤدي إلى تشجميع راسب أسود عبر الزرنيخ (مرآة سوداء).
انتشر استخدام هذا الاختبار في نهاية القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين، إلا أنه حالياً تستخدم أجهزة تحليلية مثل المطيافية الذرية وفلورية الأشعة السينية والبلازما المقترنة بالتحريض.
المراجع
- ↑ مُعرِّف "بَب كِيم" (PubChem CID): https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/23969 — تاريخ الاطلاع: 19 نوفمبر 2016 — العنوان : Arsenic trihydride — الرخصة: محتوى حر
- ^ مُعرِّف "بَب كِيم" (PubChem CID): https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/23969
- ^ Chambers, Michael. "ChemIDplus - 778ج-4ب-1 - RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N - Arsine - Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information". chem.nlm.nih.gov (باللغة الإنجليزية). مؤرشف عبر الأصل في 28 يونيو 2019. اطلع عليه بتاريخ 29 مارس 2020.
- ^ Institut National de Recherche et de Sécurité."Fiche toxicologique nº 53: Trihydrure d'arsenic"(نسق المستندات المنقولة). نسخة محفوظة 26 نوفمبر 2006 على مسقط واي باك مشين. "نسخة مؤرشفة" (PDF). مؤرشف عبر الأصل (PDF) في 27 سبتمبر 2011. اطلع عليه بتاريخ 16 أكتوبر 2010.
- ^ Atwood, D. A.; Cowley, A. H.; Harris, P. R.; Jones, R. A.; Koschmieder, S. U.; Nunn, C. M.; Atwood, J. L.; Bott, S. G. "Cyclic Trimeric Hydroxy, Amido, Phosphido, and Arsenido Derivatives of aluminum and gallium. X-ray Structures of [tert-Bu2Ga(m-OH)]3 and [tert-Bu2Ga(m-NH2)]3" Organometallics (1993), vol. 12, pages 24–29
- ^ R. Minkwitz, R.; Kornath, A.; Sawodny, W.; Härtner, H. "Über die Darstellung der Pnikogenoniumsalze AsH4+SbF6−, AsH4+AsF6−, SbH4+SbF6−" Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie Vol. 620, pages 753–756.
- ^ King, E. J. "Qualitative Analysis and Electrolytic Solutions" Harcourt, Brace, and World; New York (1959)
- ^ Helmut Sitzmann, in: Roempp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
- ^ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 59ت-5.
- ^ Bellama, J. M.; MacDiarmid, A. G. "Synthesis of the Hydrides of Germanium, Phosphorus, Arsenic, and Antimony by the Solid-Phase Reaction of the Corresponding Oxide with Lithium Aluminum Hydride" Inorganic Chemistry, 1968, vol. 7, page 2070–2
- ↑ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001
في كومنز صور وملفات عن: أرسين
0 تعليقات
أضف تعليقا