ARSINA: STRUTTURA, PROPRIETÀ, NOMENCLATURA E USI - CHIMICA - 2026

L' arsina o arsina è un gas incolore e inodore, anche se a contatto con l'aria acquista un odore leggero di aglio e pesce. Il termine arsina non viene utilizzato solo per denominare il composto AsH ₃ , ma anche per descrivere un insieme di composti organici di arsenico (As) di formula AsH _3-x R _x .

Nella formula, R rappresenta composti alchilici o arilici. Ad esempio, il composto As (C ₆ H ₅ ) ₃ chiamato trifenilarsina, è noto come arsina.

Molecola di arsina. Fonte: Ben Mills, da Wikimedia Commons.

Tuttavia, nella chimica inorganica c'è una sola arsina: AsH ₃ (immagine in alto). La sfera viola rappresenta l'atomo di arsenico e quelle bianche gli atomi di idrogeno. Sebbene non mostrato, sopra l'arsenico c'è una coppia di elettroni liberi (··).

L'azione tossica dell'arsina avviene principalmente per inalazione, poiché attraversa la parete alveolare e passa nel sangue. Lì agisce producendo emolisi degli eritrociti, rilasciando emoglobina che provoca danni ai tubuli renali che portano a disfunzione renale.

Struttura dell'arsina

Struttura di AsH3 con angolo e lunghezza di legame. Fonte: Benjah-bmm27 tramite Wikipedia

Come si vede nelle due immagini in alto, AsH ₃ ha una struttura piramidale. L'atomo di As si trova al centro della piramide, mentre le tre H in ciascuno dei suoi vertici. L'ibridazione chimica di As deve normalmente essere sp ³ per adottare questa geometria.

L'immagine mostra che i legami As-H hanno una lunghezza di 1,519 Å e le tre H sono separate da un angolo di 91,8º. Questo angolo differisce considerevolmente da 107º per la molecola di ammoniaca, NH ₃ , indicando un riavvicinamento tra H.

Alcuni chimici sostengono che ciò sia dovuto alla differenza nei raggi atomici tra N e As.

Essendo la N più piccola, le H sono più vicine tra loro, aumentando le loro repulsioni elettrostatiche, che tendono a scacciarle. Nel frattempo, l'As è più grande, quindi gli Hs sono più distanti tra loro e le repulsioni tra loro sono minori, quindi tendono a separarsi di meno.

Proprietà

nomi

-Arsine o arsan

-Arsenico idruro

-Arsenico triidruro

-Arseniuro di idrogeno

Peso molecolare

77,946 g / mol.

Descrizione fisica

Gas incolore.

Odore

È inodore, ma a contatto con l'aria acquisisce un leggero odore di aglio e pesce. Non è un gas irritante e inoltre non produce sintomi immediati; in modo che le persone possano non essere consapevoli della sua presenza.

Punto di ebollizione

Da -80,4 ° F a 760 mmHg (-62,5 ° C).

Punto di fusione

-179 ° F (-116 ° C).

punto di accensione

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Gas altamente infiammabile.

solubilità

In acqua 28 mg / 100 mL (praticamente insolubile in acqua). Leggermente solubile in alcool e alcali. Solubile in benzene e cloroformio.

Densità

4,93 g / L di gas.

Densità del vapore

Da 2,66 a 2,695 (rispetto all'aria presa come 1).

Pressione del vapore

11.000 mmHg a 20 ° C.

Stabilità

Se esposto alla luce, l'arsina umida si decompone rapidamente, depositando arsenico nero lucido.

Decomposizione

Quando riscaldato fino alla decomposizione, emette fumo di arsenico altamente tossico, accompagnato da gas idrogeno. Si decompone a 300 ° C.

Calore di vaporizzazione

26,69 kJ / mol.

Entalpia di formazione standard

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenclatura

Nella sezione precedente, sono stati menzionati altri nomi accettati per l'arsina. Considerandolo un idruro binario tra arsenico e idrogeno, può essere denominato in base alle nomenclature sistematiche, stock e tradizionali.

Nella nomenclatura sistematica, contano il numero di atomi di idrogeno. Quindi, il tuo nome diventa: tri arsenico idruro.

Il suo nome secondo la nomenclatura stock è molto simile, ma aggiungendo la sua carica con numeri romani tra parentesi: idruro di arsenico (III).

E rispetto alla nomenclatura tradizionale, il suo nome è arsina o arsano.

Può anche essere chiamato arseniuro di idrogeno; tuttavia, non è del tutto corretto, perché implicherebbe supporre che l'arsenico sia più elettronegativo dell'idrogeno e partecipi al legame come As ^3– .

applicazioni

Materiali semiconduttori

L'arsina è utilizzata nella produzione di materiali semiconduttori, utilizzati nella microelettronica e nei laser a stato solido. È usato come drogante per silicio e germanio. L'arsina è utilizzata nella fabbricazione del semiconduttore GaAs.

La procedura utilizzata è la deposizione chimica da vapore (CVD) a 700 - 900 ºC, secondo la seguente reazione:

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

Armi chimiche

L'arsina è un gas mortale, quindi è stato pensato per l'uso nella guerra chimica. Ma non è mai stato utilizzato ufficialmente come arma chimica, a causa della sua elevata infiammabilità e della sua minore efficacia rispetto ad altri composti meno infiammabili.

Tuttavia, alcuni composti organici derivati ​​dall'arsina, molto più stabili, hanno dimostrato di essere di applicazione nella guerra chimica, ad esempio Lewisite (β-clorovinildicloroarsina).

ligandi

L'arsina è un gas che si accende nell'aria, ma i suoi derivati ​​organici più stabili, ad esempio AsR ₃ (R = gruppi alchilici o arilici), sono usati come leganti nella chimica di coordinazione dei metalli.

As (C ₆ H ₅ ) è un legante morbido e, quindi, è solitamente incorporato in complessi metallici che hanno atomi centrali con bassi stati di ossidazione (cationi molli).

Effetti tossici

La sua tossicità è tale che a una concentrazione nell'aria di 250 ppm è istantaneamente letale. Può essere letale durante un'esposizione di 30 minuti, a una concentrazione di aria inalata di 25 - 50 ppm.

La maggior parte dell'azione tossica dell'arsina avviene per inalazione. È in grado di attraversare la parete alveolare e passare nel sangue dove esercita la sua azione tossica, che si esplica sugli eritrociti e sulla funzione renale.

L'avvelenamento da arsina si manifesta con disturbi della coscienza, shock, ematuria, ittero e insufficienza renale.

Azione su eritrociti ed emoglobina

L'arsina ha diverse azioni che vengono esercitate sulla parete dei globuli rossi e sull'emoglobina. Promuove il rilascio del gruppo eme dall'emoglobina. L'arsina è un agente emolitico indiretto, agisce inibendo l'azione della catalasi.

Ciò porta all'accumulo di perossido di idrogeno (H ₂ O ₂ ), che provoca la rottura della membrana eritrocitaria. D'altra parte, l'arsina produce una diminuzione della concentrazione intracellulare di glutatione ridotto (GSH), che contribuisce alla distruzione della membrana eritrocitaria.

L'emolisi massiva è fatale e si manifesta con una riduzione della concentrazione ematica di emoglobina ed ematocrito; aumento della concentrazione sierica di emoglobina e bilirubina; ed ematuria.

L'insufficienza renale deriva dalla precipitazione dell'emoglobina sotto forma di cilindri nei tubuli renali, osservata durante le autopsie. Tuttavia, in vitro sono state trovate prove di un'azione tossica diretta dell'arsina sulle linee cellulari renali in coltura.

Riferimenti

1. Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica. (quarta edizione). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Arsina. Estratto da: en.wikipedia.org
3. Studente di chimica. (2019). Arsina. Estratto da: chemistrylearner.com
4. PubChem. (2019). Arsina. Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Cameo Chemicals. (Sf). Arsina. Estratto da: cameochemicals.noaa.gov
6. Istituto messicano di previdenza sociale. (2005). Avvelenamento da arsina. . Estratto da: medigraphic.com