آرسین

آرسین یک ترکیب معدنی با فرمول AsH_۳ است. این گاز قابل احتراق و بسیار سمی است.

با وجود کشنده بودن دارای برخی کاربردها در صنعت نیمه‌هادی و سنتز ترکیبات ارگانو آرسنیک می‌­باشد. اصطلاح آرسین معمولاً برای توصیف طبقه‌ای از ترکیبات ارگانو آرسنیک با فرمول AsH_{۳ − x}R_x، که در آن R = آریل یا آلکیل است، استفاده می‌شود.

به عنوان مثال، As(C_۶H_۵)_۳، به نام تری‌فنیل‌­آرسین، به عنوان ” آرسین” شناخته می‌شود.

خصوصیات عمومی آرسین:

در حالت استاندارد، آرسین یک گاز بی‌رنگ و متراکم‌تر از هوا است که به مقدار کمی در آب و بسیاری از حلال‌های آلی محلول است (۲۰٪ در ۲۰ درجه سانتی‌گراد).

آرسیـن به طور کلی پایدار می‌باشد، زیرا در دمای اتاق فقط به مقدار کمی تجزیه می­‌شود. در حالی که در دمای ۲۳۰ °C سریعاً به آرسنیک و هیدروژن تجزیه می‌­گردد. عوامل مختلفی از جمله رطوبت، وجود نور و برخی از کاتالیزورها (مانند آلومینیوم) سرعت تجزیه را تسهیل می‌کنند.

AsH_۳ یک مولکول هرمی با زاویه پیوند H-As-H 91.8 درجه و سه پیوند As-H یکسان، که هر کدام به طول ۱.۵۱۹ انگستروم می‌باشد.

سنتز آرسین:

AsH_۳ معمولاً با واکنش  As^۳+ با هم‌ارز^– H تهیه می‌شود.

AsCl_۳ + ۳ NaBH_۴ → ۴ AsH_۳ + ۳ NaCl + 3 BCl_۳

همانطور که در سال ۱۷۷۵ گزارش‌شده، کارل شیل اکسید آرسنیک (III) را به وسیله روی در حضور اسید کاهش داد.

برای این واکنش منبع اولیه آرسنیک بسیار مهم می‌باشد که، آرسنید روی و سدیم آرسنید پیش ماده‌­های مناسبی هستند.

Zn_۳As_۲ + ۶ H ⁺ → ۲ AsH_۳ + ۳ Zn_۲

Na_۳As + 3 HBr → AsH_۳ + ۳ NaBr

کاربرد­های آرسین:

نیمه‌هادی:

AsH_۳ در سنتز مواد نیمه‌هادی مرتبط با میکروالکترونیک و لیزرهای حالت جامد استفاده می‌شود. از همه مهم‌تر، AsH3 برای ساخت نیمه‌هادی GaAs با رسوب بخار شیمیایی (CVD) در ۷۰۰-۹۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود.

Ga (CH_۳) _۳ + AsH_۳ → GaAs + 3 CH_۴

سلاح شیمیایی:

از آنجا که قبل از جنگ جهانی دوم AsH_۳ به عنوان یک سلاح جنگی شیمیایی پیشنهاد شده بود. این گاز بی‌رنگ، تقریباً بی‌بو و ۲.۵ برابر چگال‌­تر از هوا است. همچنین در غلظت‌های بسیار پایین‌تر از حد لازم برای تشخیص بو  آن که مانند بوی سیر است کشنده است. علی‌رغم این خصوصیات، به دلیل اشتعال‌پذیری زیاد و کارایی پایین آن در مقایسه با فسژن جایگزین غیر قابل اشتعال، هیچگاه از آرسیـن به عنوان اسلحه استفاده نمی‌شد.

از طرف دیگر، چندین ترکیب ارگانیک مبتنی بر آرسنیک، مانند:

• لوویزیت (بتا_کلرو وینیل دی کلرو آرسین)
• آدامزیت (دی فنیل آمین کلرو آرسین)
• کلارک ۱ (دی‌فنیل‌کلورآرسین)
• کلارک ۲ (دی‌فنیل‌سیانو آرسین)
• به‌طور مؤثر برای استفاده در جنگ شیمیایی توسعه یافته‌اند.

آرسین در علم پزشکی قانونی:

آرسیـن در علم پزشکی قانونی نیز به خوبی شناخته شده است زیرا یک ماده شیمیایی واسطه‌ای در تشخیص مسمومیت با آرسنیک است. آزمایش قدیمی (اما بسیار حساس) مارش، ASH_۳ را در حضور آرسنیک تولید می‌کند. این روش، مبنی بر انجام آزمایش بر روی نمونه حاوی بدن قربانی (به طور معمول محتوای معده) است که اگر نمونه حاوی آرسنیک باشد، آرسنیک گازی شکل خواهد گرفت که گاز، درون یک لوله شیشه‌ای جمع می‌­شود و با گرم‌کردن حدود ۲۵۰-۳۰۰ درجه سانتی‌گراد تجزیه می‌شود.

وجود As با شکل‌گیری یک رسوب در قسمت گرم‌شده تجهیزات نشان داده شده است. از طرف دیگر، وجود یک رسوب آینه‌ای سیاه در قسمت خنک تجهیزات نشانگر وجود آنتیموان است (SbH_۳ بسیار ناپایدار حتی در دماهای پایین تجزیه می‌شود).

آزمایش مارش تا پایان قرن نوزدهم و آغاز قرن بیستم به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.

سایر مقالات: گاز سیانوژن چیست؟

سمیت آرسین:

در ایالات متحده این ماده به عنوان ماده‌ای بسیار خطرناک طبقه‌بندی شده است. سمیت آرسیـن از سایر ترکیبات آرسنیک متمایز استآرسین به هموگلوبین در گلبول‌های قرمز حمله می‌کند و باعث از بین‌رفتن آن‌ها توسط بدن می‌شود. اولین علائم قرار گرفتن در معرض آن، سردرد، سرگیجه و حالت تهوع است که به دنبال آن علائم کم‌خونی همولیتیک، خون‌ریزی و نفروپاتی است. در موارد شدید، منجر به آسیب کلیه می‌شود.

سیدی