Arsan

Arsan (dříve arsin, triviální název arsenovodík; AsH₃) je bezbarvý, prudce jedovatý plyn česnekového zápachu. Vzniká například rozkladem arsenidů kyselinami nebo působením vodíku ve stavu zrodu na sloučeniny arsenu. Je silným redukčním činidlem. Na vzduchu je samovznítitelný.^[zdroj?]

Arsan
3D model
3D model
Obecné
Systematický název	Arsan
Triviální název	arsenovodík
Ostatní názvy	arsin, arsenid vodíku
Anglický název	Arsine
Německý název	Arsenwasserstoff
Sumární vzorec	AsH3
Vzhled	Bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS	7784-42-1
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	232-066-3
Indexové číslo	033-006-00-7
Vlastnosti
Molární hmotnost	77,95 g/mol
Teplota tání	−116,3 °C (157 K)
Teplota varu	−62,4 °C (210 K)
Teplota rozkladu	500 °C
Hustota	0,004 93 g/cm3(plyn) 1,640 g/cm3 (−64 °C)
Dynamický viskozitní koeficient	0,014 58 cP (0 °C) 0,011 4 cP (15 °C) 0,019 81 cP (100 °C)
Rozpustnost ve vodě	0,05 g/100 ml (17 °C) 0,07 g/100 ml (25 °C)
Ionizační energie	10,03 eV
Struktura
Krystalová struktura	krychlová
Hrana krystalové mřížky	a= 640 pm
Koordinační geometrie	Trigonální pyramida
Dipólový moment	0,20 D
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	66,44 kJ/mol
Entalpie tání ΔHt	15,4 J/g
Entalpie varu ΔHv	214,1 J/g
Standardní molární entropie S°	222,7 J K−1 mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	68,91 kJ/mol
Měrné teplo	0,488 JK−1mol−1 (konst. tlak, 25 °C)
Bezpečnost
GHS02 GHS06 GHS08 GHS09 [1] Nebezpečí[1]
H-věty	H220 H330 H373 H410
R-věty	R12, R26, R48/20, R50/53
S-věty	S1/2, S9, S16, S28, S33, S36/37, S45, S60, S61
NFPA 704	4 4 2
Teplota vznícení	Samovznítitelný plyn
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Příprava

Arsan je připravován reakcí As³⁺ s H- ekvivalenty.

4 AsCl₃ + 3 NaBH₄ → 4 AsH₃ + 3 NaCl + 3 BCl₃

Jako alternativa, mohou být použity i zdroje As³⁻ které reagují s H+ za vrzniku arsanu.

Zn₃As₂ + 6 H⁺ → 2 AsH₃ + 3 Zn²⁺

Na₃As + 3 HBr → AsH₃ + 3 NaBr

Reaktivita

Rozklad zahříváním

2 AsH₃ → 3 H₂ + 2 As

Tato reakce je základem Marshovy zkoušky ve forenzní toxikologii, který prokazoval přítomnost arsenu, jenž byl oblíbeným jedem. Byl používán ve formě oxidu arsenitého, neboli arseniku.

Oxidace

2 AsH₃ + 3 O₂ → As₂O₃ + 3 H₂O

Arsan reaguje prudčeji v přítomnosti silných oxidačních činidel, například manganistanu draselného, chlornanu sodného nebo kyseliny dusičné.

Reakce s halogeny

Reakce s halogeny (fluor, chlor) nebo nějaké jejich sloučeniny, jako chlorid dusitý (NCl₃), jsou velmi nebezpečné a mohou způsobit explozi.

Bezpečnost

Arsan je velmi toxický plyn s vysokou smrtností otrav. Způsobuje hemolýzu a selhání ledvin. Jako pozdní následek otravy (po několika měsících) se může objevit periferní neuropatie. Arsan patří mezi prokázané karcinogeny.^[2]

K většině případů otrav dochází v důsledku kontaminace jiných plynů arsanem. Dochází k tomu, pokud kov s příměsí arsenu reaguje se silnou kyselinou nebo zásadou (např. při reakci zinku s kyselinou chlorovodíkovou). Příležitosti k tomu jsou například při zpracování kovů, pokovování, pájení, restaurování obrazů nebo při čištění zásobníků a potrubí používaných pro sloučeniny arsenu.^[2]

Na kůži a v očích arsan způsobuje poleptání (případně – při kontaktu se zkapalněným plynem – i omrzliny). Je možné, že je schopen vstupovat do těla ranami na kůži.^[2]

Práh čichového vnímání arsanu je okolo 0,5 ppm, ale tato koncentrace již může být toxická a proto neposkytuje dostatečné varování. Vdechování plynu o koncentraci 3–10 ppm způsobuje klinické příznaky otravy během několika hodin. Půlhodinová expozice 25 až 50 ppm se již považuje za smrtelnou. 250 ppm usmrcuje velmi rychle.^[2]