Trisiarczek arsenu - Arsenic trisulfide

Trisiarczek arsenu
Próbka trisiarczku arsenu jako minerału orpimentu
Model kulistej i sztyftowej komórki elementarnej polimerowego trisiarczku arsenu
Trisiarczek arsenu
Nazwy
Preferowana nazwa IUPAC
Trisiarczek arsenu
Inne nazwy
Siarczek arsenu (III)

Orypiment

siarka arsenu
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.013.744 Edytuj to na Wikidata
Numer WE
Identyfikator klienta PubChem
Numer RTECS
UNII
  • InChI=1S/As4S6/c5-1-6-3-8-2(5)9-4(7-1)10-3 sprawdzaćTak
    Klucz: OUFDYFBZNDIAPD-UHFFFAOYSA-N sprawdzaćTak
  • InChI=1/As4S6/c5-1-6-3-8-2(5)9-4(7-1)10-3
    Klucz: OUFDYFBZNDIAPD-UHFFFAOYAM
  • S1[Jako]3S[Jako]2S[Jako](S[Jako]1S2)S3
Nieruchomości
Jak 2 S 3
Masa cząsteczkowa 246,02  g·mol -1
Wygląd zewnętrzny Pomarańczowe kryształy
Gęstość 3,43 g cm- 3
Temperatura topnienia 310 ° C (590 ° F; 583 K)
Temperatura wrzenia 707 ° C (1305 ° F; 980 K)
-70,0·10 -6 cm 3 /mol
Struktura
P2 1 / n (nr 11)
a  = 1147,5(5) pm, b  = 957,7(4) pm, c  = 425,6(2) pm
α = 90°, β = 90,68(8)°, γ = 90°
piramidalny (As)
Zagrożenia
Piktogramy GHS Ostra toksyczność.  3Aquatic Acute 1, Aquatic Chronic 1
Hasło ostrzegawcze GHS Zagrożenie
H300 , H331 , H400 , H411
NFPA 704 (ognisty diament)
3
0
0
NIOSH (limity ekspozycji dla zdrowia w USA):
PEL (dopuszczalne)
[1910.1018] TWA 0,010 mg/m 3
REL (zalecane)
Ca C 0,002 mg/m 3 [15 minut]
IDLH (Bezpośrednie niebezpieczeństwo)
Ca [5 mg/m 3 (jako As)]
Związki pokrewne
Inne aniony
Trójtlenek
arsenu Triselenek
arsenu Tellurek arsenu
Inne kationy
Trisiarczek fosforu Trisiarczek
antymonu
Siarczek bizmutu
Związki pokrewne
Tetrasiarczek tetraarsenu
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
sprawdzaćTak zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Arsen trisiarczkową jest nieorganicznym związkiem o wzorze As 2 S 3 . Jest to ciemnożółte ciało stałe nierozpuszczalne w wodzie. Występuje również jako orpiment mineralny (łac. auripigment), który był używany jako pigment zwany żółtym królem. Powstaje w analizie związków arsenu. Jest to samoistny półprzewodnik grupy V/VI typu p i wykazuje właściwości fotoindukowanej przemiany fazowej. Innym głównym siarczkiem arsenu jest As 4 S 4 , czerwono-pomarańczowa substancja stała znana jako mineralny realgar .

Struktura

Ponieważ 2 S 3 występuje zarówno w postaci krystalicznej, jak i amorficznej. Obie formy charakteryzują się strukturami polimerowymi składającymi się z trygonalnych piramidalnych centrów As(III) połączonych centrami siarczkowymi. Centra siarczkowe są podwójnie skoordynowane z dwoma atomami arsenu. W postaci krystalicznej masa przyjmuje pofałdowaną strukturę arkusza. Wiązanie pomiędzy arkuszami składa się z sił van der Waalsa . Postać krystaliczna zwykle znajduje się w próbkach geologicznych. Bezpostaciowy As 2 S 3 nie ma struktury warstwowej, ale jest silniej usieciowany. Podobnie jak inne okulary, nie ma porządku średniego lub dalekiego zasięgu, ale pierwsza sfera koordynacji jest dobrze zdefiniowana. A 2 S 3 jest dobrze szkło pierwszych i wykazuje szeroki obszar szkłotwórczych w wykresie fazowym.

Nieruchomości

Jest to półprzewodnik z bezpośrednim pasmem wzbronionym 2,7 eV. Szerokie pasmo wzbronione sprawia, że ​​jest ono przezroczyste na podczerwień od 620 nm do 11 µm.

Synteza

Z żywiołów

Bezpostaciowy As 2 S 3 otrzymuje się przez stopienie pierwiastków w temperaturze 390 °C. Szybkie chłodzenie stopu reakcyjnego daje szkło. Reakcję można przedstawić równaniem chemicznym:

2 Jak + 3 S → Jak 2 S 3

Opady wodne

A 2 S 3 formy, gdy roztwory zawierające As (III) poddaje H 2 S. arsenu w przeszłości analizowano i oznaczano w tej reakcji, co prowadzi do wytrącania As 2 S 3 , które są następnie ważone. A 2 S 3 może być nawet wytrąca się 6M HCI. A 2 S 3 jest tak nierozpuszczalny, że nie jest toksyczny.

Reakcje

Po ogrzaniu w próżni polimerycznej 2 S 3 „pęknięcia” w celu uzyskania mieszaniny rodzajów cząsteczek, w tym molekularne 4 S 6 . As 4 S 6 przyjmuje geometrię adamantanową , taką jak obserwowana dla P 4 O 6 i As 4 O 6 . Gdy folia z tego materiału jest wystawiona na zewnętrzne źródło energii, takie jak energia cieplna (poprzez wyżarzanie termiczne), promieniowanie elektromagnetyczne (tj. lampy UV, lasery, wiązki elektronów)), As 4 S 6 polimeryzuje:

2/n (Jak 2 S 3 ) n ⇌ Jak 4 S 6

As 2 S 3 rozpuszcza się w charakterystyczny sposób po potraktowaniu wodnymi roztworami zawierającymi jony siarczkowe . Rozpuszczony rodzaj arsenu to piramidalny trianion AsS3
3
:

As 2 S 3 + 6 NaSH → 2 AsS3
3
+ 3 H 2 S

A 2 S 3 jest bezwodnik kwasu thioarsenous hipotetycznym, jak (sh) 3 . Po potraktowaniu polisulfidowych jonów As 2 S 3 rozpuszcza się do uzyskania różnych gatunków zawierających zarówno wiązania SS W-S. Jedną pochodną jest S 7 As-S - , pierścień, który zawiera egzocykliczne centrum siarczkowe przyłączone do atomu As. As 2 S 3 rozpuszcza się również w silnie alkalicznych roztworach, dając mieszaninę AsS3
3
i AsO3
3
.

„Na ruszcie” Jako 2 S 3 w powietrzu daje lotnych, toksycznych pochodne tej konwersji jest jednym z zagrożeń związanych z rafinacji metali ciężkich rud :

2 Jak 2 S 3 + 9 O 2 → Jak 4 O 6 + 6 SO 2

Współczesne zastosowania

Jako nieorganiczny fotomaska

Ze względu na wysoki współczynnik załamania światła wynoszący 2,45 i dużą twardość Knoopa w porównaniu z organicznymi fotorezystami , As 2 S 3 został zbadany pod kątem wytwarzania kryształów fotonicznych z pełną fotoniczną przerwą energetyczną. Postępy w technikach modelowania laserowego, takie jak trójwymiarowe bezpośrednie pisanie laserowe (3-D DLW) i chemia chemicznego wytrawiania na mokro , umożliwiły wykorzystanie tego materiału jako fotomaski do wytwarzania trójwymiarowych nanostruktur.

As 2 S 3 był badany pod kątem zastosowania jako materiał fotorezystu o wysokiej rozdzielczości od wczesnych lat 70-tych, przy użyciu wodnych wytrawiaczy. Chociaż te wodne wytrawiacze umożliwiły wytwarzanie struktur 2-D o niskim współczynniku wydłużenia, nie pozwalają one na wytrawianie struktur o wysokim współczynniku kształtu z okresowością 3-D. Niektóre odczynniki organiczne, stosowane w rozpuszczalnikach organicznych, umożliwiają wysoką selektywność trawienia wymaganą do wytworzenia struktur o wysokim współczynniku kształtu z okresowością 3-D.

Zastosowania medyczne

As 2 S 3 i As 4 S 4 badano jako leczenie ostrej białaczki promielocytowej (APL).

Do okularów transmitujących IR

Trójsiarczek arsenu wytwarzany w postaci amorficznej jest stosowany jako szkło chalkogenowe do optyki podczerwieni . Jest przezroczysty w zakresie od 620 nm do 11 µm. Szkło trisiarczkowe arsenu jest bardziej odporne na utlenianie niż krystaliczny trisiarczek arsenu, co minimalizuje obawy związane z toksycznością. Może być również stosowany jako materiał akustyczno-optyczny .

Trójsiarczek arsenu został użyty do uzyskania charakterystycznego ośmiobocznego stożkowego nosa nad głowicą na podczerwień pocisku de Havilland Firestreak .

Rola w starożytnym artyzmie

Starożytni Egipcjanie podobno używali orpimentu, naturalnego lub syntetycznego, jako pigmentu w artyzmie i kosmetyce.

Różnorodny

Trisiarczek arsenu jest również stosowany jako środek garbujący . Dawniej był używany z barwnikiem indygo do produkcji ołówkowego błękitu, który umożliwiał dodawanie ciemnoniebieskich odcieni do tkaniny za pomocą ołówka lub pędzla.

Wytrącanie trisiarczku arsenu jest wykorzystywane jako test analityczny na obecność bakterii dysymilacyjnych redukujących arsen (DARB).

Bezpieczeństwo

A 2 S 3 jest tak, że nierozpuszczalne w jego toksyczność jest niska. Starzone próbki mogą zawierać znaczne ilości tlenków arsenu, które są rozpuszczalne, a zatem bardzo toksyczne.

Naturalne występowanie

Orpiment występuje w środowiskach wulkanicznych, często razem z innymi siarczkami arsenu, głównie realgarem . Czasami występuje w żyłach hydrotermalnych o niskiej temperaturze, wraz z niektórymi innymi minerałami siarczkowymi i sulfosolnymi.

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki