Qu’est-ce que l’arsine ?
L’arsine est un composé d’hydrogène de l’arsenic dont la formule chimique est AsH3.
Il est également appelé arséniure d’hydrogène ou hydrure d’arsenic. L’arsine est très toxique pour l’homme, avec une concentration moyenne pondérée dans le temps autorisée de 0,005 ppm.
Lorsqu’il est inhalé en grandes quantités par l’homme, il peut affecter les reins et le sang, entraînant la mort dans les cas les plus graves. Les symptômes de l’arsine peuvent se manifester quelques heures ou quelques jours plus tard et nécessitent un suivi médical.
Utilisations de l’arsine
L’arsine est connu pour être l’un des gaz utilisés dans le processus de fabrication des semi-conducteurs. Cependant, il est hautement toxique et peut causer de graves dommages au sang et aux reins. Par conséquent, la contamination de l’environnement de travail des fabricants de semi-conducteurs par l’arsine est devenue un problème, et la recherche de méthodes optimales de détermination de l’arsine dans les conditions de fabrication des semi-conducteurs est importante.
L’arsine produit également de l’arsenic lorsqu’elle est chauffée. Cette propriété peut être utilisée pour détecter des traces d’arsenic. Il s’agit du test de Marsh, inventé par James Marsh en 1836.
Propriétés de l’arsine
L’arsine a un point de fusion de -117°C et un point d’ébullition de -55°C. Elle se présente sous la forme d’un gaz incolore à température ambiante et dégage une odeur d’ail caractéristique.
Dans 100 g d’eau à 0°C, 0,0019 g d’arsine est soluble. Il est soluble dans les solvants polaires et insoluble dans les solvants organiques. La constante de dissociation de l’acide est pKa = 25. La combustion produit de l’eau et du trioxyde d’arsenic (As2O3). La décomposition par la lumière, la chaleur et l’eau produit de l’arsenic et de l’hydrogène.
Les propriétés chimiques de l’arsine peuvent être prédites par la moyenne du pnictogène (anglais : pnictogen) correspondant, tel que PH3 ou SbH3. L’arsine a des propriétés réductrices et réagit de manière explosive avec les agents oxydants. Elle est inflammable et doit être manipulée avec précaution. Elle réagit avec des solutions aqueuses de nitrate d’argent pour libérer de l’argent et a un potentiel d’oxydoréduction standard de Eº = -0,225 V. De fortes concentrations de solutions aqueuses de nitrate d’argent précipitent Ag3As-3AgNO3, un sel composé jaune contenant de l’arséniure d’argent.
Structure de l’arsine
L’arsine est un composé d’hydrogène et d’arsenic dont le poids moléculaire est de 77,95. Sa densité à l’état gazeux est de 4,93 g/L et à l’état liquide à -64°C de 1,640 g/mL.
La structure stérique de l’arsine est similaire à celle de l’ammoniac. ∠L’angle H-As-H est de 91,8° et il s’agit d’une molécule pyramidale avec trois liaisons As-H équivalentes de 1,519 Å. Les angles des liaisons hydrogène sont plus petits que ceux de l’ammoniac et proches des angles droits. L’arsenic a une électronégativité de 2,0 et l’hydrogène une électronégativité de 2,1. Il est moins polaire que l’ammoniac et ne forme pas de liaisons hydrogène.
Autres informations sur l’arsine
1. Méthode de synthèse de l’arsine
L’arsine peut être synthétisé en ajoutant du zinc comme catalyseur à des produits chimiques contenant de l’arsenic et en les faisant réagir avec de l’acide sulfurique dilué. Lorsque l’on brûle de l’arsine et du gaz d’hydrogène et que la flamme touche un plat froid en verre ou en porcelaine, l’arsenic simple adhère et l’on obtient un miroir d’arsenic brillant.
L’arsine peut également être produit par la réaction de l’arséniure de calcium avec de l’acide sulfurique dilué. La décomposition du pigment vert de Scheele par des bactéries et des moisissures peut produire de l’arsine.
2. Caractéristiques de l’arsine organique
Les composés dans lesquels les atomes d’hydrogène de l’arséniure d’hydrogène sont remplacés par des hydrocarbures ou des halogènes sont également connus sous le nom d’Arsine. La formule générale d’une série de dérivés est RR1R2As. Chaque substituant représente un H ou un groupe organique. Ils ont généralement une odeur désagréable et sont très toxiques.
Un exemple spécifique est la méthylarsine, dont la formule chimique est représentée par CH3AsH2. La triphénylarsine est disponible comme ligand. Sa formule chimique est (C6H5)3As.