Um alle Funktionen dieser Seite zu nutzen, aktivieren Sie bitte die Cookies in Ihrem Browser.
my.chemie.de
Mit einem my.chemie.de-Account haben Sie immer alles im Überblick - und können sich Ihre eigene Website und Ihren individuellen Newsletter konfigurieren.
- Meine Merkliste
- Meine gespeicherte Suche
- Meine gespeicherten Themen
- Meine Newsletter
Arsenwasserstoff
Arsenwasserstoff (Monoarsan, Arsin) ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Arsen und Wasserstoff mit der Summenformel AsH3. Es ist ein äußerst giftiges Gas, das bei der Auflösung von salzartigen Arseniden in Wasser und verdünnten Säuren entsteht. Die Bezeichnung „Arsenwasserstoff“ wird auch häufig für die Gesamtheit aller Arsen-Wasserstoff-Verbindungen verwendet (siehe Arsane). Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
GeschichteIm Ersten Weltkrieg wurde Arsenwasserstoff als Grünkreuz-Kampfstoff eingesetzt. Gewinnung und DarstellungTechnisch wird Arsenwasserstoff in einstufiger Reaktion durch sauere Hydrolyse von Arseniden hergestellt. Üblich und sehr einfach durchzuführen ist beispielsweise die Hydrolyse von Zinkarsenid in nicht-oxidierender, wässriger Säure (beispielsweise Schwefelsäure): Bei sorgfältiger Auswahl der Ausgangstoffe lässt sich auf diesem Weg sehr reiner Arsenwasserstoff erzeugen. Als Nebenprodukt entsteht das oberhalb von -100 °C instabile Diarsan. Weiterhin liefert auch die Hydrierung von Arsen(III)-chlorid (AsCl3) mittels LiAlH4 oder NaBH4 reinen Arsenwasserstoff. Aus löslichem Arsenhydroxid lässt sich Arsenwasserstoff mittels naszierendem Wasserstoff gewinnen: Auch die elektrochemische Herstellung von Arsenwasserstoff ist ein gangbarer Weg, der schnell an Bedeutung gewinnt. Die elektrochemische Synthese erlaubt die relativ gezielte ad-hoc Herstellung definierter Arsenwasserstoff-Mengen. Die ersten Patente zur elektrochemischen Herstellung von Arsenwasserstoff und anderen Hydriden wurden bereits zu Beginn der 1990er Jahre veröffentlicht. EigenschaftenPhysikalische EigenschaftenArsenwasserstoff ist ein pyramidales Molekül mit den drei Wasserstoff-Atomen an der dreieckigen Pyramidenbasis und dem Arsen-Atom an der Pyramidenspitze. Der Bindungswinkel H-As-H ist mit 91,83 ° um einiges geringer als der Tetraederwinkel von 109,5 °, da zum Einen das freie Elektronenpaar am Arsen eine größere elektrostatische Abstoßung ausübt als die bindenden Elektronenpaare. Zum Anderen bewirkt die Bindungslänge As-H von 0,1519 nm, dass die abstoßenden Kräfte zwischen den Schwerpunkten der elektrischen Ladung zweier As-H-Bindungen bei kleineren Bindungswinkeln im Gleichgewicht sind. Arsenwasserstoff besitzt ein schwaches elektrisches Dipolmoment von 0,22 Debye. Arsenwasserstoff ist gasförmig und außerordentlich giftig. Es ist farblos und riecht, durch fast immer vorhandene Verunreinigungen, leicht knoblauchartig. Die Geruchsschwelle liegt oberhalb des ehemaligen MAK Wertes von 50 ppb. Das Gas verflüssigt sich bei −62,48 °C (Siedepunkt) und geht bei −116,93 °C (Schmelzpunkt) in den festen Aggregatzustand über. Der Wert für die Standardbildungsenthalpie von +66,49 kJ/mol zeigt, dass Arsenwasserstoff eine endotherme chemische Verbindung ist. Das bedeutet, dass die Bildung des Moleküls mehr Energie verbraucht als bei der Reaktion frei wird. Chemische EigenschaftenArsenwasserstoff ist eine instabile Verbindung, die durch Erhitzen leicht in ihre Bestandteile zerfällt: Wird Arsenwasserstoff verbrannt oder durch ein auf Rotglut erhitztes Glasrohr geleitet und trifft anschließend auf ein gekühltes Porzellanschälchen, so bildet sich ein metallisch glänzender schwarzer Arsenspiegel. Diese chemische Reaktion wird zum analytischen Nachweis von Arsen verwendet (siehe Marshsche Probe). Arsenwasserstoff verbrennt bei Anwesenheit von Luft mit fahlblauer Flamme zu Arsen(III)-oxid und Wasser: Bei Luftmangel oder bei kühleren Verbrennungstemperaturen verbrennt nur der Wasserstoff. Arsen bleibt in Form von schwarzem Arsen zurück. Das gleiche Verhalten wird auch bei der Verbrennung von Schwefelwasserstoff beobachtet. Arsenwasserstoff (AsH3) ist im Gegensatz zu Ammoniak (NH3) keine Base. Er wirkt in wässriger Lösung als starkes Reduktionsmittel. Bei Zugabe zu Silbernitrat-Lösung fällt metallisches Silber aus: VerwendungTrotz seiner unrühmlichen Vergangenheit als chemische Waffe ist Arsenwasserstoff heute ein gebräuchliches technisches Produkt. In der Halbleiterindustrie wird Arsenwasserstoff als Dotiergas im großen Stil und nicht unbedeutender Menge im Rahmen der thermischen Dotierung von Silicium im Diffusionsofen-Prozess und bei der Ionenimplantation eingesetzt. Die Entsorgung von Arsenwasserstoff-Rückständen ist sehr problematisch, da nicht nur Arsenwasserstoff selbst, sondern auch alle Arsenwasserstoff-Folgeprodukte extrem toxisch und gesundheitsschädlich sind. Üblich ist die Adsorption an Aktivkohle. Nach Gebrauch muss die beladene Aktivkohle als Sondermüll in speziellen Tiefdeponien endgelagert werden. Antidote bei ArsinvergiftungBei Vergiftung wird in Notfallkliniken Dimercaptopropansulfonsäure: Dimaval oder Dimercaptopropansulfonat als Gegengift verabreicht. Es handelt sich dabei um (RS)-2,3-Dimercapto-1-propansulfonsäure. Von einigen Ärzten wird DMPS jedoch als wirkungslos angesehen. SicherheitshinweiseArsenwasserstoff ist hochgradig giftig. Ist man einer Konzentration von 20 mg/m³ länger als 50 Minuten ausgesetzt, so wirkt diese tödlich (letale Dosis). 3-10 mg/m³ rufen nach mehreren Stunden Vergiftungserscheinungen hervor. Es ist insbesondere darauf zu achten, dass Notfallmaßnahmen bei Verdacht auf einen Kontakt mit Arsenwasserstoff sofort durchgeführt werden, da die durch Arsenwasserstoff ausgelöste Hämolyse zeitverzögert auftreten kann. Notfallkliniken sind in der Regel bei der Behandlung einer sehr selten vorkommenden Arsenwasserstoffvergiftung überfordert. Die verfügbare Literatur gibt keine eindeutigen Handlungsanweisungen. Nutzer sollten sich daher unbedingt vorher mit der nächsten Notfallklinik für die Behandlung in einem Notfall abstimmen. Vom Arsenwasserstoff abgeleitete VerbindungenErsetzt man beim Arsenwasserstoff AsH3 ein, zwei oder drei Wasserstoff-Atome durch organische Reste, so entstehen organische Arsane. Quellen
Siehe auch
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Arsenwasserstoff aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |