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砷烷《氣體應(yīng)用大全》

2019-7-23 9:37:18

砷化氫AsH₃

1.別名·英文名

砷烷、胂、氫化砷Arsine、Hydrogen arsenide．

2.用途

擴(kuò)散、外延生長(zhǎng)、離子注入、化合物半導(dǎo)體用氣體、化學(xué)氣相淀積。

3.制法

(1)三氯化砷和氫化鋰或氫化鋰鋁等在乙醚溶液中反應(yīng)。

4AsCl₃+3LiAlH₄—→4AsH₃+3AlCl₃+3LiCl

(2)砷的金屬化合物和水或酸反應(yīng)。

AlAs+3H₂O—→AsH₃+Al(OH)₃

(3)用稀鹽酸分解砷化鈉。

Na₃As+3HCl—→AsH₃+3NaCl

4.理化性質(zhì)

分子量： 77.946

熔點(diǎn)(101.325kPa)： -113.5℃

沸點(diǎn)(101.325kPa)： -62.5℃

液體密度(-62.48℃，101.325kPa)：1634kg/m³

氣體密度(-62.48℃，101.325kPa)：4.93kg/m³

相對(duì)密度(氣體，空氣=1，20℃，101.325kPa)：2.69

比容(21.2℃，101.325kPa)：0.3121m³/kg

氣液容積比(15℃，100kPa)： 502 L/L

臨界溫度： 99.9℃

臨界壓力： 6687.5kPa

臨界密度：

壓縮系數(shù)：

溫度 (℃)	壓縮系數(shù)
溫度 (℃)	100kPa	500kPa	900kPa	1300kPa
15	0.999	0.961	0.918	0.820

熔化熱(-116.9℃，3kPa)： 15.37kJ/kg

氣化熱(-62.48℃，101.325kPa)： 214.36 kJ/kg

比熱容(氣體，25℃，101.325kPa)：Cp=494.04J/(kg·K)

蒸氣壓(-20℃)： 496.5kPa

(0℃)： 901.8kPa

(20℃)： 1459.1kPa

粘度(101.325kPa，0℃)：0.01468mPa·S

導(dǎo)熱系數(shù)(101.325kPa，0℃)：0.01034W/(m·K)

可燃范圍： 0.8%～98%

火災(zāi)危險(xiǎn)度：中等度

砷化氫在常溫常壓下為具有令人不愉快大蒜氣味的無(wú)色有毒易燃性氣體。還原性強(qiáng)，遇光能迅速分解。常溫下穩(wěn)定，在230℃時(shí)開(kāi)始分解成砷和氫。

2AsH₃→2As+3H₂

在常溫空氣中不自燃，但遇到火源就燃燒，燃燒時(shí)還能引起爆炸，燃燒發(fā)出青白色火焰，并生成As₂O₃。水分能助長(zhǎng)其起火。

2AsH₃+3O₂—→As₂O₃+3H₂O

與氯氣反應(yīng)生成氯化氫和砷；這時(shí)如果有水存在，則生成亞砷酸和砷；如果氯過(guò)量，則形成三氯化砷。也與F₂、HNO₃和NCl₃反應(yīng)。

能與三氯化砷反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)在-50℃也能發(fā)生。

AsH₃+AsCl₃—→2As+3HCl

當(dāng)通過(guò)硫酸銅溶液時(shí)生成砷化物沉淀。

4AsH₃+2CuSO₄—→2CuAs₂+2H₂SO₄+4H₂

與硝酸銀溶液反應(yīng)析出銀。

AsH₃+6AgNO₃+3H₂O→6Ag+H₃AsO₃+6HNO₃

在液氨中與鈉、鉀反應(yīng)生成NaAsH₂、KAsH₂

對(duì)幾乎所有的金屬無(wú)腐蝕性，但是自動(dòng)催化作用很強(qiáng)，如果在管道中一旦分解而形成金屬覆蓋層時(shí)急速地分解，因此，管道等材質(zhì)表面必須要平滑。

能溶于水和有機(jī)溶劑中，其溶解度為：

水(101.325kPa，0℃)： 42ml/100ml

丙酮(101.325kPa，0℃)： 930ml/100ml

四氯化碳(101.325kPa，0℃)： 1170ml/100ml

三氯甲烷(101.325kPa，0℃)： 1090ml/100ml

三氯乙烯(101.325kPa，0℃)： 1250ml/100ml

5.毒性

最高容許濃度：0.05ppm(0.2mg/m³)

砷化氫主要經(jīng)呼吸道進(jìn)人體內(nèi)。吸人體內(nèi)的砷化氫在血液中很快與紅細(xì)胞結(jié)合。并引起溶血而形成砷血紅蛋白復(fù)合物和砷的氧化物。以后隨血液循環(huán)分布到全身各臟器。貯存于肝、腎、肺、脾、肌肉組織中，也可較長(zhǎng)時(shí)間貯存于皮膚、毛發(fā)、指甲中，并引起各種功能障礙。人脫離接觸后，吸入的砷化氫部分以原形通過(guò)呼吸道排出。如果腎臟功能未受損害，砷血紅蛋白復(fù)合物及砷的氧化物可經(jīng)腎臟排出體外。

砷化氫對(duì)人體的毒害作用：

濃度 (ppm)	作用
大于0.025 1 3.1 3～10 6.25 15.5 250 1550	有毒氣體范圍嗅覺(jué)濃度 6小時(shí)內(nèi)沒(méi)有顯著癥狀 0.5小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)中毒癥狀 0.5～1小時(shí)內(nèi)外有生命危險(xiǎn) 0.5～1小時(shí)內(nèi)死亡 0.5小時(shí)內(nèi)死亡急性死亡

砷化氫中毒主要以急性形式出現(xiàn)。吸入后一般要經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)到十余小時(shí)的潛伏期才出現(xiàn)溶血等癥狀和體征。潛伏期愈短癥狀愈嚴(yán)重。

輕者表現(xiàn)為全身無(wú)力、惡心、嘔吐、腰部酸痛、眼鞏膜輕度黃染、尿色深暗。較重者除上述癥狀外，還有寒戰(zhàn)、腰部明顯疼痛、體溫升高、明顯醬油色尿、尿量減少但無(wú)尿閉、黃疸加深。最嚴(yán)重者全身癥狀較重，體溫升高、尿量明顯減少并出現(xiàn)閉尿。出現(xiàn)頭痛、嘔吐、腹瀉、浮腫、心動(dòng)過(guò)速、高血壓、昏迷，可由于急性心力衰竭和尿毒癥而死亡。

砷化氫慢性中毒常發(fā)生臉色蒼白、咳嗽、眩暈、惡心、消化不良、腹瀉、感覺(jué)異常等癥狀，出現(xiàn)頸痛、頭痛、腹痛、胸刺痛之后還有神經(jīng)痛、臉部浮腫、消瘦等癥狀。也會(huì)出現(xiàn)瘙癢、出疹、點(diǎn)狀出血、脫毛、指甲剝離、水腫、嘴唇干燥、蛋白尿、神經(jīng)障礙等并發(fā)癥。

液體和氣體砷化氫能腐蝕皮膚和眼睛。液態(tài)砷化氫接觸皮炊也能引起冷灼傷。脫離污染區(qū)的急性中毒患者，不管其癥狀輕重都應(yīng)送往醫(yī)院進(jìn)行觀察和治療

6.安全防護(hù)

要保持環(huán)境空氣新鮮干燥，嚴(yán)防潮濕。裝置須嚴(yán)格密封和接地，可用氦探漏器或肥皂液探漏。

純凈的砷化氦無(wú)腐蝕性，不腐蝕一般的金屬，但是在正常條件下一般不使用鋁。比較合適的可用材料有碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾、鎳銅合金、聚四氟乙烯、聚三氟氯化乙烯聚合體等。

滅火可用砂土、水。最要緊的是要切斷氣源。澆水冷卻火場(chǎng)中的氣瓶。

當(dāng)砷化氫少量泄漏時(shí)，用浸了硫酸溶液的破布堵住泄漏處，再蓋上草席、聚乙烯苫布等，然后在其上面灑上砷化氫吸收劑。如果是大量泄漏，而且泄漏設(shè)備不大(例如鋼瓶)，則可把泄漏設(shè)備或容器浸泡在硫酸銅溶液中。

廢氣處理有水洗法，硫酸銅溶液或KMnO₄溶液等吸收劑吸收法，用多孔質(zhì)活性碳、氧化鋁凝膠、硅膠、硅藻土等吸附劑吸附的方法，用臭氧等來(lái)氧化成低毒物As₂O₃后吸附除AS₂O₃法，燃燒法，用惰性氣體稀釋后排放等方法。

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