아르신

Arsine
아크신이나 어신과 혼동하지 말 것.
아르신
Arsine
Arsine-3D-balls.png
Arsine-3D-vdW.png
이름
IUPAC 이름
삼수 비소
아르산
삼수성 무기질
기타 이름
비소화 수소,
수소화 비소,
비화수소
수소화 비소
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
첸블
켐스파이더
ECHA 정보 카드 100.029.151 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 232-066-3
599
케그
RTECS 번호
  • CG6475000
유니
UN 번호 2188
  • InChI=1S/AsH3/h1H3 checkY
    키: RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/AsH3/h1H3
    키: RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYAH
  • [AsH3]
특성.
AsH3
몰 질량 77.9454 g/140
외모 무색 가스
냄새 불쾌하군요
밀도 4.93g/l, 가스, 1.640g/mL(-64°C)
녹는점 -111.2°C(-168.2°F, 162.0K)
비등점 -62.5°C(-80.5°F, 210.7K)
0.2g/100mL(20°[1]C)
0.07g/100mL(25°C)
용해성 클로로포름에 녹는 벤젠
증기압 14.9 ATM[1]
켤레산 방화금
구조.
삼각뿔
0.20 D
열화학
223 JkK−1−1 22
+66.4 kJ/mol
위험 요소
산업안전보건(OHS/OSH):
주요 위험 요소
 폭발성, 인화성, 잠재적 직업성[1] 발암물질
GHS 라벨링:
GHS02: FlammableGHS06: ToxicGHS08: Health hazardGHS09: Environmental hazard
위험.
H220, H330, H373, H410
P210, , , , , , , , , , , ,
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
4
4
2
플래시 포인트 -62 °C (-80 °F, 211 K)
폭발 한계 5.1~78%[1]
치사량 또는 농도(LD, LC):
2.5 mg/kg (연속)[2]
  • 120 ppm (rat, 10분
  • 77ppm (표준, 10분)
  • 201ppm (표준, 10분)
  • 108 장 / 분 (개, 10 분)[3]
LCLo(최저 공개)
  • 250ppm (인체, 30분)
  • 300ppm (인체, 5분)
  • 25 장 / 분 (인체, 30 [3]분)
NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
 TWA 0.05ppm (0.2mg/m3)[1]
REL(권장)
 C 0.002mg/m3 [15분][1]
IDLH(즉시 위험)
 3[1] 장 / 분
관련 화합물
암모니아, 포스핀, 스티빈, 비스무틴
보충 데이터 페이지
Arsine(데이터 페이지)
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

아르신(IUPAC명: 아르산)은 AsH의3 무기화합물이다.이 인화성, 발화성, 독성이 강한 피닉토겐 수소화 가스는 [4]비소의 가장 단순한 화합물 중 하나입니다.치사성에도 불구하고 반도체 산업과 유기물 화합물 합성에 어느 정도 응용되고 있다.아르신(arsine)이라는 용어는 일반적으로 AsHR 공식의3−xx 유기알레르기 화합물 클래스를 설명하기 위해 사용된다. 여기서 R = 아릴 또는 알킬이다.예를 들어, 트리페닐라르신이라고 불리는 As65(3CH)는 "아르신"이라고 불립니다.

일반 속성

표준 상태에서 아르신은 물(20°[1]C에서 20%)과 많은 유기 용제에 약간 용해되는 무색의 공기보다 밀도가 높은 가스입니다.[citation needed]아르신 자체는 [5]무취인 반면, 공기에 의한 산화 때문에 [6]0.5ppm 이상일 때 약간의 마늘이나 생선 같은 향기가 날 수 있다.이 화합물은 동태적으로 안정되어 상온에서 천천히 분해된다.ca. 230 °C의 온도에서 비소와 수소로의 분해는 습지 테스트의 기초가 될 만큼 충분히 빠르다(아래 참조).스티빈과 마찬가지로 아르신의 분해는 반응 중에 방출되는 비소가 동일한 [7]반응의 촉매로 작용하기 때문에 자가 촉매 작용을 한다.습도, 빛의 존재 및 특정 촉매(알루미나)와 같은 여러 다른 요인이 [8]분해 속도를 촉진합니다.

AsH는3 91.8°의 H-As-H 각도와 각각 1.519Ω 길이의 [9]3개의 동등한 As-H 결합을 가진 피라미드형 분자이다.

검출과 통합

AsH는3 일반적으로 As원과 [10]H당량과의 반응에3+− 의해 제조된다.

43 AsCl + 3 NaBH → 4 AsH3 + 3 NaCl + 3 BCl3

1775년에 보고된 바와 같이, Carl Sheelle은 [11]산의 존재 하에서 아연과 함께 비소(II) 산화물을 환원했습니다.이 반응은 아래에 설명된 Marsh 테스트의 전주곡입니다.

또는 As3− 공급원이 프로톤 시약과 반응하여 이 가스를 생성한다.비소화 아연과 비소화 나트륨은 적절한 [12]전구체이다.

ZnAs32 + 6 H+ → 2 AsH3 + 3 Zn2+
NaAs3 + 3 HBr → AsH3 + 3 NaBr

반응

AsH의3 화학적 성질에 대한 이해는 잘 개발되었으며 PH 및3 SbH와 같은3 pnictogen 대응물의 평균 거동에 기초하여 예상할 수 있다.

열분해

중수소화물(예3: SbH2, HTe4, SnH)의 경우 AsH는3 원소에 대해 불안정하다.즉, AsH는3 동역학적으로는 안정적이지만 열역학적으로는 안정적이지 않다.

23 AsH → 32 H + 2 As

이 분해 반응은 원소 A를 검출하는 Mash Test의 기초가 된다.

산화

SbH와 마찬가지로3 AsH는3 공기 중 농도2 O 또는 희석2 O 농도에 의해 쉽게 산화됩니다.

23 AsH + 3 O2 → AsO23 + 3 HO2

아르신은 과망간산칼륨, 차아염소산나트륨 또는 질산과 [8]같은 강력한 산화제가 있을 때 격렬하게 반응합니다.

금속 유도체의 전구체

AsH는3 "나체" (또는 "거의 나체") As의 금속 착체의 전구체로 사용됩니다.예를 들어 디망간종 [(CH55)Mn(CO)]22AsH이며, MnAsH2 코어는 [13]평면이다.

구트제이트 검정

비소에 대한 특성 테스트는 AsH와3 Ag의+ 반응을 포함하며,[14] 이를 비소에 대한 Gutzeit 테스트라고 합니다.이 테스트는 분석 화학에서는 사용되지 않게 되었지만, 기초적인 반응은 "연질" 금속 양이온에 대한 AsH의3 친화성을 더욱 잘 보여줍니다.Gutzeit 테스트에서 AsH는3 HSO가24 존재하는 상태에서 Zn과 함께 비소 화합물(일반적으로 비산염)을 환원함으로써 생성된다.진화된 기체3 AsH는 분말 또는 용액으로 AgNO에3 노출됩니다.고체3 AgNO에서는 AsH가3 반응하여 노란색43 AgAsNO를 생성하는 반면3, AsH는 AgNO3 용액과 반응하여 검은색3 AgAs를 생성한다.

산염기 반응

As-H 결합의 산성 성질은 종종 이용된다.따라서3 AsH는 다음과 같이 음조를 해제할 수 있습니다.

AsH3 + NaNH2 → NaAsH2 + NH3

알루미늄 트리알킬과 반응하면 AsH가3 삼량체[RALAsH22]3를 생성합니다. 여기서 R = ([15]CH3)3C입니다.이 반응은 AsH로부터3 GaAs를 형성하는 메커니즘과 관련이 있다(아래 참조).

AsH는3 일반적으로 염기성이 없는 것으로 간주되지만, 초산에 의해 양성자화되어 사면체 종(種)+[16]의4 분리 가능한 소금을 얻을 수 있다.

할로겐 화합물과의 반응

알신이 할로겐(불소 및 염소) 또는 질소 삼염화물과 같은 일부 화합물과 반응하는 것은 매우 위험하며 [8]폭발을 일으킬 수 있습니다.

카테네이션

PH의3 거동과는 대조적으로 AsH는3 안정적인2 사슬을 형성하지 않지만 HAs-AsH2 및 HAs-As2(H)-AsH가2 검출되었다.디아신은 -100°C 이상에서 불안정합니다.

적용들

마이크로일렉트로닉스 응용 프로그램

AsH는3 마이크로일렉트로닉스와 고체 레이저와 관련된 반도체 물질의 합성에 사용된다.비소는 인과 관련하여 실리콘과 게르마늄의 [8]n-도판트이다.더욱 중요한 것은 AsH가3 700–900°C에서 화학증착(CVD)에 의해 반도체 GaAs를 만드는 데 사용된다.

Ga(CH3)3 + AsH3 → GaAs + 3 CH4

마이크로일렉트로닉스 어플리케이션의 경우 아대기 가스 소스를 통해 아르신을 공급할 수 있습니다.이러한 종류의 가스 패키지는 가스통 내의 고체 미세공 흡착제에 아르신이 흡착된다.이 방법을 사용하면 가스가 압력 없이 저장되므로 실린더에서 아르신 가스가 누출될 위험이 크게 줄어듭니다.본 발명은 가스통 밸브 출구에 진공을 가함으로써 아르신을 얻을 수 있다.반도체 제조에서는 이온 주입 등의 공정이 고진공 상태에서 동작하기 때문에 이 방법이 실현 가능하다.

화학전

제2차3 세계대전 이전부터 AsH가 화학전 무기로 제안되었다.이 가스는 무색, 거의 무취, 그리고 화학전에서 추구하는 담요 효과에 필요한 공기보다 2.5배 밀도가 높습니다.그것은 또한 마늘 같은 향을 맡는 데 필요한 농도보다 훨씬 낮은 농도에서도 치명적이다.이러한 특징에도 불구하고 아르신은 불연성 대체 포스젠에 비해 가연성이 높고 효능이 낮기 때문에 공식적으로 무기로 사용된 적이 없다.한편, 르위사이트(β-클로로비닐디클로로아르신), 아담사이트(디페닐아민클로로아르신), 클락1(디페닐클로로아르신), 클락2(디페닐시아노아르신) 등 아르신에 기초한 유기화합물은 화학전에 [17]효과적으로 이용하기 위해 개발되었다.

법의학 및 습지 테스트

AsH는3 비소 중독 검출의 화학적 중간체이기 때문에 법의학에서도 잘 알려져 있다.오래된(그러나 매우 민감한) Marsh 테스트에서는 [4]비소가 존재하는 경우 AsH가 생성됩니다3.James [18]Marsh가 1836년에 발표한 이 절차는 희생자의 신체(일반적으로 위 내용물)의 As 함유 샘플을 As 프리 아연과 희석 황산으로 처리하는 것에 기초하고 있습니다. 시료에 비소가 함유되어 있으면 기체 아르신이 생성됩니다.가스는 유리 튜브에 휩쓸려 들어가 약 250~300°C의 가열에 의해 분해됩니다.As의 존재는 장비의 가열된 부분에 침전물이 형성되어 있음을 나타냅니다.한편, 기기의 냉각부에 검은 거울 퇴적물이 나타나는 것은 안티몬(고불안정 SbH는3 저온에서도 분해됨)의 존재를 나타낸다.

마쉬 실험은 19세기 말과 20세기 초에 널리 사용되었지만, 오늘날에는 원자 분광학, 유도 결합 플라즈마, X선 형광 분석과 같은 더 정교한 기술이 법의학 분야에서 사용된다.중성자 활성화 분석은 20세기 중반에 비소의 미량 수준을 검출하기 위해 사용되었지만, 그 이후 현대 법의학에서는 사용되지 않게 되었다.

독물학

다른 비소화합물의 독성학에 대해서는 비소, 삼산화비소, 비소 등을 참조한다.

아르신의 독성은 다른 비소 화합물의 독성과는 다르다.노출의 주요 경로는 흡입이지만 피부 접촉 후 중독도 보고되었다.아르신은 적혈구 내의 헤모글로빈을 공격하여 적혈구를 신체에 [19][20]의해 파괴시킨다.

겉으로 드러나는 데 몇 시간이 걸릴 수 있는 노출의 첫 번째 징후는 두통, 현기증, 메스꺼움이며, 용혈성 빈혈(고농도의 비결합 빌리루빈), 헤모글로빈뇨, 신증 등의 증상이 뒤따른다.심각한 경우, 신장에 대한 [1]손상은 오래 지속될 수 있습니다.

250ppm의 아르신 농도에 대한 노출은 빠르게 치명적이다. 즉, 25~30ppm의 농도는 30분 노출에 치명적이며, 10ppm의 농도는 더 긴 노출 [3]시간에 치명적일 수 있다.0.5ppm의 농도에 노출되면 중독 증상이 나타납니다.아르신의 만성 독성에 대한 정보는 거의 없지만, 다른 비소 화합물과 마찬가지로 장기간 노출되면 비소가 [citation needed]발생할 수 있다고 가정하는 것이 타당하다.

미국 비상계획 및 지역사회 알권리법(42 U.S.C. 11002) 섹션 302에 정의된 바와 같이 미국에서 매우 위험한 물질로 분류되며, 상당량을 [21]생산, 저장 또는 사용하는 시설의 엄격한 보고 요건을 충족해야 한다.

직업상 피폭 한계

나라 제한[22]
아르헨티나 확인된 인체 발암물질
호주. TWA 0.05ppm (0.16mg3/m)
벨기에 TWA 0.05ppm (0.16mg3/m)
불가리아 확인된 인체 발암물질
브리티시컬럼비아, 캐나다 TWA 0.005ppm (0.02mg/m3)
콜롬비아 확인된 인체 발암물질
덴마크 TWA 0.01ppm (0.03mg/m3)
이집트 TWA 0.05ppm (0.2mg/m3)
프랑스.
  • VME 0.05ppm (0.2mg/m3)
  • VLE 0.2ppm(0.8mg/m3)
헝가리 TWA 0.2mg/m3STEL 0.8mg/m3
일본.
  • 직업상 피폭 한계 0.01ppm (0.032mg3/m)
  • 연속 0.1ppm(0.32mg/m3)
조던 확인된 인체 발암물질
멕시코 TWA 0.05ppm (0.2mg/m3)
네덜란드 MAC-TCG 0.2mg/m3
뉴질랜드 TWA 0.05ppm (0.16mg3/m)
노르웨이 TWA 0.003ppm (0.01mg/m3)
필리핀 TWA 0.05ppm (0.16mg3/m)
폴란드 TWA 0.2mg/m3 STEL 0.6mg/m3
러시아 STEL 0.1mg/m3
싱가포르 확인된 인체 발암물질
대한민국. TWA 0.05ppm (0.2mg/m3)
스웨덴 TWA 0.02ppm (0.05mg/m3)
스위스 MAK-week 0.05ppm (0.16mg3/m)
태국. TWA 0.05ppm (0.2mg/m3)
터키 TWA 0.05ppm (0.2mg/m3)
영국 TWA 0.05ppm (0.16mg3/m)
미국 0.05ppm(0.2mg/m3)
베트남 확인된 인체 발암물질

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0040". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
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  3. ^ a b c "Arsine". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  4. ^ a b Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001) 무기화학 학술 출판물: 샌디에이고, ISBN 0-12-352651-5.
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  6. ^ "Medical Management Guidelines for Arsine (AsH3)". Agency for Toxic Substances & Disease Registry.
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  12. ^ 준비 무기 화학 핸드북, 제2판, G. 브라워(ed.) 학술 출판사, 1963년, NY, Vol. 1. p. 493의 "Arsine".
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  14. ^ King, E. J. (1959) 질적 분석과 전해 솔루션 Harcourt, Brace, and World; 뉴욕
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  18. ^ Marsh, James (1836). "Account of a method of separating small quantities of arsenic from substances with which it may be mixed". Edinburgh New Philosophical Journal. 21: 229–236.
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  22. ^ "Arsine". RTECS. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). Archived from the original on 2017-06-08. Retrieved 2017-09-08.

외부 링크