Arsina: estrutura, propriedades, nomenclatura e usos

A arsina ou arsina é um gás incolor e inodoro, embora em contacto com o ar adquire um ligeiro odor a alho e peixe. O termo não só de arsina é utilizado para nomear o composto AsH 3 , é também usado para descrever um conjunto de compostos orgânicos de arsénio (As) de fórmula AsH 3-x R x .

Na fórmula, R representa os compostos alquil ou aril. Por exemplo, o composto A (C 6 H 5 ) 3 chamado trifenilarsina, é conhecida como uma arsina.

Arsina: estrutura, propriedades, nomenclatura e usos 1

Molécula de arsina. Fonte: Ben Mills [domínio público], do Wikimedia Commons.

No entanto, na química inorgânica, existe apenas um arsine: AsH 3 (imagem superior). A esfera roxa representa o átomo de arsênico e a branca os átomos de hidrogênio. Embora não seja mostrado, acima do arsênico existe um par de elétrons livres (··).

A ação tóxica da arsina ocorre principalmente por inalação, uma vez que atravessa a parede alveolar e passa para o sangue. Lá, atua produzindo hemólise de eritrócitos , liberando hemoglobina que causa danos aos túbulos renais que levam à disfunção renal.

Estrutura arsina

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Estrutura AsH3 com ângulo e comprimento do link. Fonte: Benjah-bmm27 via Wikipedia

Como visto nas duas imagens superiores, o AsH 3 tem uma estrutura piramidal. O átomo de As está localizado no centro da pirâmide, enquanto os três H em cada um de seus vértices. A hibridação química de As normalmente deve ser sp 3 para adotar essa geometria.

A imagem mostra que as ligações As-H têm 1.519 Å de comprimento e as três Hs são separadas por um ângulo de 91,8º. Este ângulo difere consideravelmente da 107 para a molécula de amoníaco, NH 3 , indicando uma aproximação entre H.

Alguns químicos argumentam que isso se deve à diferença entre os raios atômicos entre N e As.

Sendo o menor N, os H estão mais próximos um do outro, aumentando suas repulsões eletrostáticas, que tendem a afastá-los. Enquanto isso, o Ás é maior, então os Hs estão mais distantes um do outro e as repulsões entre eles são menores, então tendem a se separar menos.

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Propriedades

Nomes

-Arsina ou arsano

-Hidreto de arsênico

-Trihidreto de arsênico

-Arseneto de hidrogênio

Peso molecular

77,946 g / mol.

Descrição física

Gás incolor.

Cheiro

É inodoro, mas em contato com o ar adquire um leve cheiro de alho e peixe. Não é um gás irritante e também não produz sintomas imediatos; Para que as pessoas possam ignorar sua presença.

Ponto de ebulição

-80,4 ° F a 760 mmHg (-62,5 ° C).

Ponto de fusão

-116 ° C.

Ponto de inflamação

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Gás altamente inflamável

Solubilidade

Na água 28 mg / 100 mL (praticamente insolúvel em água). Levemente solúvel em álcool e álcalis. Solúvel em benzeno e clorofórmio.

Densidade

4,93 g / L de gás.

Densidade de vapor

2,66 a 2,669 (em relação ao ar tomado como 1).

Pressão de vapor

11.000 mmHg a 20 ° C.

Estabilidade

Quando exposto à luz, o arsino úmido se decompõe rapidamente, depositando arsênico preto brilhante.

Decomposição

Quando aquecido à decomposição, emite uma fumaça de arsênico altamente tóxica, acompanhada de hidrogênio gasoso. Decompõe-se a 300 ° C.

Calor de vaporização

26,69 kJ / mol.

Entalpia padrão de treinamento

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenclatura

Na seção anterior, foram mencionados outros nomes aceitos para arsina. Considerando-se um hidreto binário entre arsênico e hidrogênio, pode ser nomeado de acordo com as nomenclaturas sistemáticas, de estoque e tradicionais.

Na nomenclatura sistemática, eles contam o número de átomos de hidrogênio. Assim, seu nome se torna: hidreto de tri arsênico.

Seu nome, de acordo com a nomenclatura das ações, é muito semelhante, mas adiciona sua carga com algarismos romanos entre parênteses: hidreto de arsênico (III).

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E com relação à nomenclatura tradicional, seu nome é arsina ou arsano.

Também pode ser chamado de arseneto de hidrogênio; no entanto, não é totalmente correto, porque implicaria assumir que o arsênico é mais eletronegativo que o hidrogênio e participa da ligação como As 3– .

Usos

Materiais semicondutores

O Arsine é usado na fabricação de materiais semicondutores, com uso em microeletrônica e raios laser de estado sólido. É usado como um dopante de silício e germânio. Arsine é usado na fabricação do semicondutor GaAs.

O procedimento utilizado é a deposição química de vapor (CVD) a 700-900 ° C, de acordo com a seguinte reação:

Ga (CH 3 ) 3 + AsH 3 => GaAs + 3CH 4

Armamento químico

Arsine é um gás letal, por isso foi pensado em seu uso na guerra química. Mas nunca foi oficialmente usado como arma química, devido à sua alta inflamabilidade e menor eficácia em comparação com outros compostos menos inflamáveis.

No entanto, alguns compostos orgânicos derivados da arsina, muitos mais estáveis, mostraram que são aplicáveis ​​na guerra química, por exemplo, lewisita (β-clorovinyldicloroarsina).

Ligandos

Arsina é um gás que inflama no ar, mas os seus derivados orgânicos de estabilidade aumentada, por exemplo asr 3 (R = grupos arilo ou alquilo), são utilizados como aglutinantes na química de coordenação do metal.

Como (C 6 H 5 ) é um ligante macio e, por conseguinte, geralmente incorporar complexos metálicos com átomos centrais com baixos estados de oxidação (catiões moles).

Efeitos tóxicos

Sua toxicidade é tal que, em uma concentração no ar de 250 ppm, é letal instantaneamente. Pode ser letal durante uma exposição de 30 minutos, em uma concentração no ar inalado de 25-50 ppm.

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A maior parte da ação tóxica da arsina é produzida por inalação. É capaz de atravessar a parede alveolar e passar para o sangue, onde exerce sua ação tóxica, que é realizada nos eritrócitos e na função renal.

O envenenamento por arsina é manifestado pelo aparecimento de distúrbios da consciência, choque, hematúria, icterícia e insuficiência renal.

Ação sobre eritrócitos e hemoglobina

A arsina tem várias ações exercidas na parede dos eritrócitos e da hemoglobina. Ela promove a liberação do grupo hemo da hemoglobina. A arsina é um agente hemolítico indireto, atua inibindo a ação da catalase.

Isto conduz à acumulação de peróxido de hidrogénio (H 2 O 2 ), o que provoca a ruptura de membranas de eritrócitos. Por outro lado, a arsina causa uma diminuição na concentração intracelular da glutationa reduzida (GSH), o que contribui para a destruição da membrana eritrocitária.

A hemólise em massa é letal e se manifesta por uma redução na concentração sanguínea de hemoglobina e hematócrito; aumento dos níveis séricos de hemoglobina e bilirrubina; e hematúria.

A insuficiência renal é uma conseqüência da precipitação da hemoglobina na forma de cilindros nos túbulos renais, observada nas autópsias. Embora também tenham sido encontradas evidências, in vitro, de uma ação tóxica direta da arsina nas linhas celulares renais em cultura.

Referências

  1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica (quarta edição). Mc Graw Hill
  2. Wikipedia (2018). Arsine Recuperado de: en.wikipedia.org
  3. Estudante de Química. (2019). Arsine Recuperado de: chemistrylearner.com
  4. PubChem (2019). Arsine Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Cameo Chemicals (sf). Arsine Recuperado de: cameochemicals.noaa.gov
  6. Instituto Mexicano de Seguro Social. (2005). Envenenamento por arsina. [PDF]. Recuperado de: medigraphic.com

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