Trisulfid arsenitý - Arsenic trisulfide
 | |
 | |
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Preferovaný název IUPAC Trisulfid arsenitý | |
| Ostatní jména Sulfid arsenitý Nerost | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.013.744  |
| Číslo ES |
|
PubChem CID | |
| Číslo RTECS |
|
| UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| Tak jako2S3 | |
| Molární hmotnost | 246.02 g · mol−1 |
| Vzhled | Oranžové krystaly |
| Hustota | 3,43 g cm−3 |
| Bod tání | 310 ° C (590 ° F; 583 K) |
| Bod varu | 707 ° C (1305 ° F; 980 K) |
| -70.0·10−6 cm3/ mol | |
| Struktura[1] | |
| P21/n (Č. 11) | |
A = 1147,5 (5) odpoledne, b = 957,7 (4) odpoledne, C = 425,6 (2) odpoledne a = 90 °, β = 90,68 (8) °, γ = 90 ° | |
| pyramidální (As) | |
| Nebezpečí[3][4] | |
| Piktogramy GHS |   |
| Signální slovo GHS | Nebezpečí |
| H300, H331, H400, H411 | |
| NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
| NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví): | |
PEL (Dovolený) | TWA 0,010 mg / m3[2] |
REL (Doporučeno) | Ca C 0,002 mg / m3 [15 minut][2] |
IDLH (Okamžité nebezpečí) | Ca [5 mg / m3 (jako As)][2] |
| Související sloučeniny | |
jiný anionty | Oxid arsenitý Arisic triselenide |
jiný kationty | Trisulfid fosforečný Antisulfid antimonitý Sulfid vizmutu |
Související sloučeniny | Tetraarsenový tetrasulfid |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Trisulfid arsenitý je anorganická sloučenina se vzorcem Tak jako2S3. Je to tmavě žlutá pevná látka, která je nerozpustná ve vodě. Vyskytuje se také jako minerál nerost (Latinsky: auripigment), který byl použit jako pigment zvaný Kingova žlutá. Vyrábí se při analýze sloučenin arsenu. Je to skupinový V / VI, vnitřní polovodič typu p a vykazuje fotoindukované vlastnosti fázové změny. Druhým hlavním sulfidem arsenu je As4S4, červenooranžová pevná látka známá jako minerál skutečný.
Struktura
Tak jako2S3 vyskytuje se jak v krystalické, tak v amorfní formě. Obě formy mají polymerní struktury skládající se z trigonální pyramidální Jako (III) centra spojená sulfidovými centry. Sulfidová centra jsou dvakrát koordinována se dvěma atomy arsenu. V krystalické formě sloučenina přijímá rozcuchanou deskovou strukturu.[5] Spojení mezi listy se skládá z van der Waalsovy síly. Krystalická forma se obvykle nachází v geologických vzorcích. Amorfní As2S3 nemá vrstvenou strukturu, ale je více vysoce zesítěný. Stejně jako ostatní brýle neexistuje ani pořadí středního a dlouhého dosahu, ale první koordinační sféra je dobře definována. Tak jako2S3 je dobrý tvarovač skla a ve svém fázovém diagramu vykazuje širokou sklářskou oblast.
Vlastnosti
Je to polovodič, s přímým mezera v pásmu 2,7 eV.[6] Díky širokému pásmu je transparentní infračervený mezi 620 nm a 11 um.
Syntéza
Z prvků
Amorfní As2S3 se získá fúzí prvků při 390 ° C. Rychlé ochlazení reakční taveniny dá sklenici. Reakci lze vyjádřit chemickou rovnicí:
- 2 As + 3 S → As2S3
Vodné srážení
Tak jako2S3 se tvoří, když se na vodné roztoky obsahující As (III) působí H2S. Arsenic byl v minulosti analyzován a analyzován touto reakcí, která vyústila v srážky As2S3, který se poté zváží. Tak jako2S3 může být dokonce vysrážen v 6M HCl. Tak jako2S3 je tak nerozpustný, že není toxický.
Reakce
Po zahřátí ve vakuu polymerní As2S3 "praskliny" za vzniku směsi molekulárních druhů, včetně molekulárního As4S6.[7][8] Tak jako4S6 přijímá adamantan geometrie, jako je ta pozorovaná pro P4Ó6 a jako4Ó6. Když je film z tohoto materiálu vystaven vnějšímu zdroji energie, jako je tepelná energie (tepelným žíháním) [9]), elektromagnetické záření (tj. UV lampy, lasery,[10] elektronové paprsky)[11]), Tak jako4S6 polymerizuje:
- 2 / n (As2S3)n ⇌ Jako4S6
Tak jako2S3 se charakteristicky rozpouští po ošetření vodnými roztoky obsahujícími sulfid ionty. Rozpuštěným druhem arsenu je pyramidový trianion AsS3−
3:
- Tak jako2S3 + 6 NaSH → 2 AsS3−
3 + 3 H2S
Tak jako2S3 je anhydrid hypotetické kyseliny thioarsenové, As (SH)3. Po léčbě polysulfid ionty, As2S3 rozpouští se a poskytuje různé druhy obsahující vazby S-S i As-S. Jeden derivát je S7Osel−kruh, který obsahuje exocyklické sulfido centrum připojené k atomu As. Tak jako2S3 také se rozpouští ve silně alkalických roztocích za vzniku směsi AsS3−
3 a AsO3−
3.[12]
„Pražení“ jako2S3 ve vzduchu poskytuje těkavé toxické deriváty, přičemž tato přeměna je jedním z rizik spojených s rafinací těžkých kovů rudy:
- 2 As2S3 + 9 o2 → Jako4Ó6 + 6 SO2
Současné využití
Jako anorganický fotorezist
Vzhledem k jeho vysoké index lomu 2,45 a jeho velký Knoopova tvrdost ve srovnání s organickými fotorezisty, Tak jako2S3 byl vyšetřován za účelem výroby fotonické krystaly s úplnou fotonickou pásmovou mezerou. Pokroky v technikách laserového vzorování, jako je trojrozměrný přímý laserový zápis (3D DLW) a chemický mokrýleptání chemie, umožnil tento materiál použít jako fotorezist k výrobě 3-D nanostruktur.[13][14]
Tak jako2S3 byl zkoumán pro použití jako fotorezistní materiál s vysokým rozlišením od začátku 70. let,[15][16] pomocí vodných leptadel. Ačkoli tato vodná lepidla umožňovala výrobu 2-D struktur s nízkým poměrem stran, neumožňuje leptání struktur s vysokým poměrem stran s 3-D periodicitou. Některá organická činidla, používaná v organických rozpouštědlech, umožňují vysoce leptanou selektivitu požadovanou k výrobě struktur s vysokým poměrem stran s 3-D periodicitou.
Lékařské aplikace
Tak jako2S3 a jako4S4 byly zkoumány jako léčba akutní promyelocytární leukémie (APL).
Pro brýle s IR přenosem
Z trisulfidu arzenitého vyrobeného do amorfní forma se používá jako chalkogenidové sklo pro infračervený optika. Je transparentní mezi 620 nm a 11 µm. Sklo trisulfidu arzenitého je odolnější vůči oxidaci než krystalický trisulfid arsenitý, což minimalizuje obavy z toxicity.[17] Může být také použit jako akustooptický materiál.
Pro výrazný osmistranný kuželovitý nos nad infračerveným hledačem byl použit trisulfid arsenitý de Havilland Firestreak střela.
Role ve starověkém umění
Starověcí Egypťané údajně používali přírodní nebo syntetický koření jako pigment v uměleckých a kosmetických přípravcích.
Smíšený
Trisulfid arsenitý se také používá jako a opalování činidlo. To bylo dříve používáno s indigo barvivo pro výrobu tužkové modři, která umožňovala přidávat tmavě modré odstíny na látku pomocí tužky nebo štětce.
Srážení trisulfidu arzenitého se používá jako analytický test na přítomnost disimilačních bakterií redukujících arsen (DARB).[18]
Bezpečnost
Tak jako2S3 je tak nerozpustný, že jeho toxicita je nízká. Zestárlé vzorky mohou obsahovat podstatná množství oxidů arsenu, které jsou rozpustné, a proto vysoce toxické.
Přirozený výskyt
Orpiment se nachází ve vulkanickém prostředí, často společně s jinými sulfidy arsenu skutečný. Někdy se vyskytuje v nízkoteplotních hydrotermálních žilách spolu s některými dalšími sulfidovými a sulfosaltovými minerály.
Reference
- ^ Mullen, D. J. E .; Nowacki, W (1972), "Zdokonalení krystalových struktur realgar, AsS a orpiment, As2S3" (PDF), Z. Kristallogr., 136 (1–2): 48–65, doi:10.1524 / zkri.1972.136.1-2.48.
- ^ A b C NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0038". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ Rejstřík č. 033-002-00-5 přílohy VI části 3 až Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1272/2008 ze dne 16. prosince 2008 o klasifikaci, označování a balení látek a směsí, o změně a zrušení směrnic 67/548 / EHS a 1999/45 / ES a o změně nařízení (ES) č. 1907/2006. Úř. Věst L353, 31.12.2008, s. 1–1355 na s. 427.
- ^ "Arsen, anorganické sloučeniny (jako As)", 29 C.F.R. § 1910.1018, 58 FR 35310, 30. června 1993, v platném znění. "Arsen (anorganické sloučeniny, jako As)", Kapesní průvodce chemickými nebezpečími Publikace amerického ministerstva zdravotnictví a sociálních služeb (NIOSH) č. 2005-149, Washington, DC: Government Printing Office, 2005, ISBN 9780160727511.
- ^ Wells, A.F. (1984). Strukturální anorganická chemie, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
- ^ Sulfid arsenitý (As2S3)
- ^ Martin, T.P. (1983). "Klastry sulfidu arsenitého". Polovodičová komunikace. Elsevier BV. 47 (2): 111–114. doi:10.1016/0038-1098(83)90620-8. ISSN 0038-1098.
- ^ Hammam, M .; Santiago, J.J. (1986). „Důkazy pro As4S6 molekula jako strukturní model pro amorfní sulfid arsenitý z hmotnostní spektrometrické analýzy ". Polovodičová komunikace. Elsevier BV. 59 (11): 725–727. doi:10.1016/0038-1098(86)90705-2. ISSN 0038-1098.
- ^ Street, R. A .; Nemanich, R. J .; Connell, G. A. N. (1978-12-15). „Tepelně indukované účinky ve odpařených chalkogenidových filmech. II. Optická absorpce“. Fyzický přehled B. Americká fyzická společnost (APS). 18 (12): 6915–6919. doi:10.1103 / fyzrevb.18.6915. ISSN 0163-1829.
- ^ Zoubir, Arnaud; Richardson, Martin; Rivero, Clara; Schulte, Alfons; Lopez, Cedric; et al. (2004-04-01). "Přímé femtosekundové laserové psaní vlnovodů v As2S3 tenké filmy ". Optická písmena. Optická společnost. 29 (7): 748–50. doi:10,1364 / ol. 29,000748. ISSN 0146-9592. PMID 15072379.
- ^ Nordman, Olli; Nordman, Nina; Peyghambarian, Nasser (1998). „Elektronový paprsek vyvolal změny indexu lomu a tloušťky filmu amorfního AsXS100 − x a jakoXSe100 − x filmy ". Journal of Applied Physics. Publikování AIP. 84 (11): 6055–6058. doi:10.1063/1.368915. ISSN 0021-8979.
- ^ Holleman, A. F .; Wiberg, E. "Anorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Wong, S .; Deubel, M .; Pérez-Willard, F .; John, S .; Ozin, G. A .; Wegener, M .; von Freymann, G. (03.02.2006). „Přímé laserové psaní trojrozměrných fotonických krystalů s úplným fotonickým pásmem v chalkogenidových brýlích“. Pokročilé materiály. Wiley. 18 (3): 265–269. doi:10.1002 / adma.200501973. ISSN 0935-9648.
- ^ Wong, Sean H .; Thiel, Michael; Brodersen, Peter; Fenske, Dieter; Ozin, Geoffrey A .; Wegener, Martin; von Freymann, Georg (2007). „Vysoce selektivní mokré leptání pro trojrozměrné nanostruktury s vysokým rozlišením v anorganickém fotorezistoru na bázi sulfidu arsenitého“. Chemie materiálů. Americká chemická společnost (ACS). 19 (17): 4213–4221. doi:10,1021 / cm070756r. ISSN 0897-4756.
- ^ Stoycheva, Rumiana; Simidchieva, Penka; Buroff, Atanas (1987). "Teplotní závislost fotodisociace a-As2S3". Časopis nekrystalických pevných látek. Elsevier BV. 90 (1–3): 541–544. doi:10.1016 / s0022-3093 (87) 80482-9. ISSN 0022-3093.
- ^ Zenkin, S. A .; Mamedov, S. B .; Mikhailov, M. D .; Turkina, E. Yu .; Yusupov, I. Yu. Glass Phys. Chem. 1997, 5, str. 393 - 399.
- ^ Arch s daty o bezpečnosti materiálu Archivováno 7. Října 2007 v Wayback Machine
- ^ Linping Kuai, Arjun A. Nair a Martin F. Polz „Rychlá a jednoduchá metoda pro odhad nejpravděpodobnějšího počtu bakterií snižujících obsah arsenu“ Appl Environ Microbiol. 2001, roč. 67, 3168–3173. doi:10.1128 / AEM.67.7.3168-3173.2001.
Další čtení
- "Arsen a sloučeniny arsenu", Celková hodnocení karcinogenity: aktualizace Monografie IARC Svazky 1 až 42 (PDF)„Monografie IARC o hodnocení karcinogenních rizik pro člověka Dodatek 7, Lyon, Francie: Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny, 1987, s. 100–6, ISBN 92-832-1411-0. "Arzen v pitné vodě", Některé dezinfekční prostředky a kontaminanty pitné vody, včetně arsenu (PDF)„Monografie IARC o hodnocení karcinogenních rizik pro člověka 84, Lyon, Francie: Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny, 2004, s. 39–267, ISBN 92-832-1284-3.
- "Arsenic Compounds, Anorganic", Zpráva o karcinogenech, jedenácté vydání (PDF), US Department of Health and Human Services, Public Health Service, National Toxicology Program, 2005.