Меню Главная Случайная статья Настройки Стибин Материал из https://ru.wikipedia.org Стибин (сурьмянистый водород) — неорганическое бинарное химическое соединение сурьмы с водородом, очень ядовитый легковоспламеняющийся газ, имеющий чесночный запах. Химическая формула HSb. Гомологичен арсину, фосфину и аммиаку, по химическим и токсикологическим свойствам схож с арсином. Содержание 1 История получения/изучения 2 Свойства 2.1 Физические 2.2 Химические 3 Получение 4 Применение 5 Опасность применения 6 Токсикологические свойства 7 См. также 8 Примечания История получения/изучения Стибин по химическим свойствам очень похож на арсин — это было обнаружено с помощью пробы Марша. Этот тест определяет количество арсина, получаемое в присутствии мышьяка. Процедура разработана около 1836 года Джеймсом Маршем. Газ заметен в стеклянной трубке и разлагается посредством нагрева до температуры 250—300 °C. Присутствие мышьяка было указано по образованию осадка в нагретой части. Образование чёрного налёта (так называемого «сурьмянистого зеркала») на стекле в прохладной части оборудования указывает на присутствие сурьмы. В 1837 году Льюис Томсон и Пфафф независимо обнаружили стибин. Однако его свойства долгое время оставались слабо изученными, поскольку лабораторная приборная база того времени не соответствовала изучаемому предмету. Только в 1876 году Фрэнсис Джонс протестировал несколько методов синтеза, а в 1901 году Альфредом Стоком было определено большинство свойств стибина. Свойства Физические Стандартная энергия Гиббса ${\displaystyle \Delta _{f}G_{g}^{0}}$ составляет 148 кДж/моль Стандартная энтропия образования ${\displaystyle S_{g}^{0}}$ составляет 233 Дж/(моль·K) Химические Бесцветный легковоспламеняющийся газ с неприятным запахом. Сильный восстановитель, ядовит. Химические свойства H3Sb схожи с арсином. Реагирует с растворами солей тяжёлых непереходных элементов (Ag+, Pb2+). Типичная для тяжёлых соединений с водородом (например, AsH3, H2Te, SnH4) неустойчивость связей между составляющими элементами так же подойдёт под определение стибина. Стибин медленно разлагается на сурьму и водород уже при комнатной температуре,[3] зато быстро при температуре 200 °C. Процесс идёт с большей лёгкостью, чем в случае разложения арсина.[4]:414 ${\displaystyle {\mathsf {2H_{3}Sb{\xrightarrow {(200^{o}C)}}3H_{2}+2Sb}}}$ Образует катион стибония H4Sb+ (аналог аммония) Разложение происходит с помощью автокатализа, которое может быть взрывоопасным: Стибин легко окисляется кислородом O2 (или даже воздухом), а также и озоном: ${\displaystyle {\ce {4SbH3}}}$ ${\displaystyle {\ce {+}}}$ ${\displaystyle {\ce {3O2}}}$(воздух)${\displaystyle {\ce {\,\xrightarrow {KOMH.} 4Sb}}}$ ${\displaystyle {\ce {+}}}$ ${\displaystyle {\ce {6H2O;}}}$   ${\displaystyle {\ce {2SbH3}}}$ ${\displaystyle {\ce {+}}}$ ${\displaystyle {\ce {O3\xrightarrow {-90^{o}C\,\leq \,t^{o}\,\leq \,-50^{o}C} 3H2O}}}$ ${\displaystyle {\ce {+}}}$ ${\displaystyle {\ce {2Sb}}}$ (жёлтая). Стибин может быть депротонирован. В данном случае выделяется аммиак и дигидроантимонид натрия: ${\displaystyle {\mathsf {H_{3}Sb+NaNH_{2}\longrightarrow NaH_{2}Sb+NH_{3}}}}$ Получение Получают стибин в виде нестабильного газа действием атомарного водорода на соединения сурьмы или при действии кислот на антимониды магния, цинка. Получается при воздействии на гидроксид сурьмы(III) атомарным водородом: ${\displaystyle {\mathsf {Sb(OH)_{3}+6H\longrightarrow H_{3}Sb+3H_{2}O}}}$ Так же существует возможность реакции антимонида магния с избытком разбавленной соляной кислоты. Получается стибин и хлорид магния: ${\displaystyle {\mathsf {Mg_{3}Sb_{2}+6HCl\longrightarrow 2H_{3}Sb+3MgCl_{2}}}}$ Кроме того, содержащие Sb3 соединения реагируют с протонными реагентами (даже с водой): ${\displaystyle {\mathsf {Na_{3}Sb+3H_{2}O\longrightarrow H_{3}Sb+3NaOH}}}$ Оба метода получения имеют недостаток, заключающейся в том, что в результате реакций газообразный стибин получается в смеси с водородом. При охлаждении газа до уровня ниже 17 °C этот недостаток может быть устранён, потому что стибин конденсируется при такой температуре. Методом, который позволяет избежать такого недостатка, является последовательная реакция катиона Sb3+ с веществами, содержащими формальный анион H с образованием Sb3 и H+ ${\displaystyle {\mathsf {4Sb_{2}O_{3}+6LiAlH_{4}\longrightarrow 8H_{3}Sb+3Li_{2}O+3Al_{2}O_{3}}}}$ Или, как правило, получают гидрированием хлорида сурьмы (III) с использованием борогидрида натрия в эфирных растворителях: ${\displaystyle {\mathsf {4SbCl_{3}+3NaBH_{4}\longrightarrow 4H_{3}Sb+3NaCl+3BCl_{3}}}}$ Также в водной среде: ${\displaystyle {\mathsf {SbCl_{3}+3NaBH_{4}\longrightarrow H_{3}Sb+3NaCl+3BH_{3}}}}$ Применение Стибин используется в полупроводниковой промышленности с добавкой небольших количеств сурьмы с использованием процесса химического осаждения паров (ССЗ). Так же сообщается, что стибин используется как фумигант, но его нестабильность и быстрая выветриваемость контрастирует с более традиционным фумигантом PH3. Опасность применения Стибин чрезвычайно ядовит: ЛД50 от 100 мг/кг у мышей. По механизму действия и опасности для человека аналогичен арсину. К счастью, стибин настолько неустойчив, что он редко встречается за пределами лабораторий. Токсикологические свойства Отличается по токсичности от других соединений сурьмы, но аналогичен арсину. Стибин связывается с гемоглобином красных кровяных клеток, заставляя их разрушаться. В большинстве случаев отравление стибином не схоже с арсиновым, хотя исследования на животных показывают, что их токсичность эквивалентна. Первые признаки воздействия, которые могут появиться через несколько часов, очевидны: головные боли, головокружение и тошнота, а затем симптомы гемолитической анемии (высокий уровень неконъюгированного билирубина), гемоглобинурия, нефропатия. См. также Сурьма Арсин Фосфин Висмутин Высокотоксичные вещества Примечания http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0568.html 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5 Н. А. Галактионова. Водород в металлах. — М.: Государственное научно-техническое издательство по чёрной и цветной металлургии, 1959 г. Н. Л. Глинка. Общая химия: Учебное пособие для вузов (под. ред. В.А.Рабиновича, издание 16-е, исправленное и дополненное). Л.: Химия, 1973 г. 720 стр.