砷酸
IUPAC名 めい Arsenic acid, arsoric acid
识别
CAS号 ごう
7778-39-4 Y
ChemSpider
229
SMILES
InChI
1/AsH3O4/c2-1(3,4)5/h(H3,2,3,4,5)
InChIKey
DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYAY
ChEBI
18231
RTECS
CG0700000
KEGG
C01478
性 せい 质
化学 かがく 式 しき
H3 AsO4
摩 ま 尔质量 りょう
141.94 g/mol g·mol⁻¹
外 そと 观
白色 はくしょく 半 はん 透明 とうめい 潮解 ちょうかい 晶 あきら 体 からだ
密度 みつど
2.5 g/cm3
熔点
35.5 °C(309 K)
沸点 ふってん
≥ 100 °C 分解 ぶんかい
溶解 ようかい 性 せい (水 みず )
16.7 g/100 mL
溶解 ようかい 性 せい
溶于乙 おつ 醇 あつし
pK a
2.19, 6.94, 11.5
结构
分子 ぶんし 构型
四 よん 面体 めんてい
危险性 せい
警示术语
R:R23/25 , R45 , R50/53
安全 あんぜん 术语
S:S53 , S45 , S60 , S61
欧 おう 盟 めい 分 ぶん 类
T+ C N
NFPA 704
闪点
不 ふ 可燃 かねん
相 あい 关物质
其他阴离子 こ
磷酸
其他阳离子 こ
砷酸钠
相 あい 关化学 かがく 品 ひん
亚砷酸 さん 五 ご 氧化二 に 砷
若 わか 非 ひ 注 ちゅう 明 あかり ,所有 しょゆう 数 すう 据 すえ 均 ひとし 出自 しゅつじ 标准状 じょう 态(25 ℃,100 kPa) 下 した 。
砷酸 为砷 (V)的 てき 含氧酸 さん ,分子 ぶんし 式 しき H3 AsO4 。三 さん 元 げん 中 ちゅう 强酸 きょうさん ,酸性 さんせい 及其他 た 性 せい 质均类似磷酸 。
制 せい 取 と [ 编辑 ]
由 ゆかり 五 ご 氧化二 に 砷 溶于水 すい 而得。
A
s
2
O
5
+
3
H
2
O
⇌
2
H
3
A
s
O
4
{\displaystyle \mathrm {As_{2}O_{5}+3\ H_{2}O\rightleftharpoons 2\ H_{3}AsO_{4}} }
反 はん 应也可 か 向 こう 左 ひだり 进行,如加入 かにゅう 五 ご 氧化二 に 磷作 さく 吸水 きゅうすい 剂时,又 また 可 か 从砷酸 さん 产生五 ご 氧化二 に 砷。
砷酸也可由 ゆかり 砷 或 ある 三 さん 氧化二 に 砷被 ひ 浓硝酸 しょうさん 氧化而得。該反應 おう 會 かい 生成 せいせい 副產物 ふくさんぶつ 三 さん 氧化二 に 氮 。反 はん 应后於29.5°C以下 いか 浓缩,可 か 析出 せきしゅつ 砷酸半 はん 水 みず 合 ごう 物 ぶつ 细小板 いた 状 じょう 结晶。於29.5℃以上 いじょう ,则析出 せきしゅつ 三 さん 砷酸(H5 As3 O10 )。[1] [2]
A
s
+
5
H
N
O
3
⟶
5
N
O
2
+
H
2
O
+
H
3
A
s
O
4
{\displaystyle \mathrm {As+5\ HNO_{3}\longrightarrow 5\ NO_{2}+H_{2}O+H_{3}AsO_{4}} }
A
s
2
O
3
+
2
H
N
O
3
+
3
H
2
O
⟶
{\displaystyle \mathrm {As_{2}O_{3}+2\ HNO_{3}+3\ H_{2}O\longrightarrow } }
N
2
O
3
+
2
H
3
A
s
O
4
⋅
1
2
H
2
O
{\displaystyle \mathrm {N_{2}O_{3}+2\ H_{3}AsO_{4}\cdot {\tfrac {1}{2}}H_{2}O} }
反應 はんのう 結束 けっそく 後 ご ,若 わか 將 はた 所得 しょとく 液體 えきたい 冷 ひや 卻,可 か 得 え 到 いた 以無色 しょく 結晶 けっしょう 形式 けいしき 析出 せきしゅつ 的 てき 砷酸的 てき 半 はん 水 みず 合 ごう 物 ぶつ H3 AsO4 ·½H2 O。如果進 しん 一步降低溫度的話,還 かえ 可 か 以獲得 かくとく 砷酸的 てき 二水 にすい 合 ごう 物 ぶつ H3 AsO4 ·2H2 O[2] 。
砷酸二水 にすい 合 ごう 物 ぶつ (H3 AsO4 · 2H2 O)只 ただ 可 か 通 どおり 过在−30°C下 しも 结晶数 すう 天 てん 得 え 到 いた 。[3]
五 ご 氧化二 に 砷可 か 緩慢 かんまん 與 あずか 水 みず 反應 はんのう 生成 せいせい 砷酸。元 もと 砷酸或 ある 焦 こげ 砷酸與 あずか 冷水 れいすい 反應 はんのう 同樣 どうよう 可 か 以生成 せいせい 砷酸。另外,溼潤的 てき 砷單質 しつ 可 か 與 あずか 臭 ぐさ 氧反應 おう 生成 せいせい 砷酸
2 As + 3 H2 O + 5 O3 → 2 H3 AsO4 + 5 O2
性 せい 质[ 编辑 ]
物理 ぶつり 性 せい 质[ 编辑 ]
砷酸固体 こたい 在 ざい 空 そら 气中很快吸潮,产生水 すい 合 ごう 物 ぶつ H3 AsO4 · ½H2 O 或 ある H3 AsO4 · 2H2 O (於 −30 °C)。平 ひら 稳加热时,脱水 だっすい 产生三 さん 砷酸(H5 As3 O10 )。加 か 热至100°C时,分解 ぶんかい 为 As2 O5 · 1.66H2 O。在 ざい 500°C时全部 ぶ 失 しつ 水 すい 。[1]
3
H
3
A
s
O
4
⟶
Δ でるた
H
5
A
s
3
O
10
+
2
H
2
O
{\displaystyle {\rm {3H_{3}AsO_{4}\ {\overset {\mathit {\rm {\Delta }}}{\longrightarrow }}\ H_{5}As_{3}O_{10}+2H_{2}O}}}
饱和水溶液 すいようえき 浓度约 80 %。
毒性 どくせい 虽不及亚砷酸 さん ,但 ただし 仍较高 だか 。LD50 (兔 うさぎ )为6 mg/1 kg。[4] 砷酸与 あずか 砷酸盐在日本 にっぽん 被 ひ 列 れつ 为医 い 药用外 がい 毒物 どくぶつ 。
化学 かがく 性質 せいしつ [ 编辑 ]
無 む 水物 みずもの 結晶 けっしょう 溶于水 すい 时微吸熱。(忽 ゆるがせ 略 りゃく 电离)[5] 。
H3 AsO4 (s)
⇄
{\displaystyle \rightleftarrows \ }
H3 AsO4 (aq), Δ でるた H °= 3.8 kJ mol-1
砷酸水溶液 すいようえき 的 てき 氧化性 せい 不 ふ 强 つよし ,但 ただし 比 ひ 同族 どうぞく 的 てき 磷酸强 きょう 。这与其他第 だい 4周期 しゅうき 元素 げんそ 的 てき 含氧酸 さん 相似 そうじ ,如硒酸 、高 こう 溴酸 ,其氧化 か 性 せい 均 ひとし 强 きょう 于对应的硫酸 りゅうさん 与 あずか 高 こう 氯酸 。[6]
H3 AsO4 (aq) + 2 H+ (aq) + 2 e- = H3 AsO3 (aq) + H2 O(l), E °= 0.575 V
例 れい 如砷酸 さん 可 か 将 はた 碘离子 こ 氧化为碘:
H3 AsO4 + 2 H+ + 2 I− → H3 AsO3 + I2 + H2 O
此外还有焦 こげ 砷酸(H4 As2 O7 )与 あずか 多 た 砷酸(Hn+2 Asn O3n+1 、(HAsO3 )n )。这两者 しゃ 及其酸 さん 根 ね 离子在 ざい 水溶液 すいようえき 中 ちゅう 都 みやこ 是 ただし 不 ふ 稳定的 てき ,遇 ぐう 水 すい 很快分解 ぶんかい 为砷酸 さん 。焦 こげ 砷酸与 あずか 多 た 砷酸盐在固 かた 态可以是稳定的 てき 。
水溶液 すいようえき 中 ちゅう 的 てき 電離 でんり 平衡 へいこう [ 编辑 ]
砷酸分子 ぶんし 在 ざい 水溶液 すいようえき 中分 なかぶん 三 さん 步 ほ 解 かい 离,第一步 だいいっぽ 为微强 きょう ,0.1mol dm-3 水溶液 すいようえき 的 てき 電離 でんり 度 ど 約 やく 0.25。第 だい 二步与第三步解离很弱,在 ざい 酸性 さんせい 溶液 ようえき 中 ちゅう 可 か 以忽视。
H3 AsO4 (aq) + H2 O(l)
⇄
{\displaystyle \rightleftarrows \ }
H3 O+ (aq) + H2 AsO4 - (aq), pK a1 = 2.24
H2 AsO4 - (aq) + H2 O(l)
⇄
{\displaystyle \rightleftarrows \ }
H3 O+ (aq) + HAsO4 2- (aq), pK a2 = 6.96
HAsO4 2- (aq) + H2 O(l)
⇄
{\displaystyle \rightleftarrows \ }
H3 O+ (aq) + AsO4 3- (aq), pK a3 = 11.50
与 あずか 解 かい 离相关的標準 ひょうじゅん 焓 、吉 よし 布 ぬの 斯能 、与 あずか 熵 变值列 れつ 在 ざい 下面 かめん 。[5]
Δ でるた
H
∘
{\displaystyle {\Delta }H^{\circ }}
Δ でるた
G
∘
{\displaystyle {\Delta }G^{\circ }}
Δ でるた
S
∘
{\displaystyle {\Delta }S^{\circ }}
第 だい 一 いち 解離 かいり
-7.07 kJ mol-1
12.84 kJ mol-1
-66.9 J mol- K-1
第 だい 二 に 解離 かいり
3.22 kJ mol-1
38.57 kJ mol-1
-118.7 J mol-1 K-1
第 だい 三 さん 解離 かいり
18.20 kJ mol-1
66.19 kJ mol-1
-161.1 J mol-1 K-1
砷酸根 ね [ 编辑 ]
砷酸根 ね 离子
砷酸电离可 か 产生三 さん 种阴离子:正 せい 砷酸根 ね 离子(AsO4 3- )、一氢砷酸根离子(HAsO4 2- )与 あずか 二氢砷酸根离子(H2 AsO4 - )。三种阴离子的盐类均已获得。正 せい 砷酸根 ね 离子为正四 よん 面体 めんてい 结构,类似磷酸根 ね 离子;As-O键长169pm。酸 さん 液 えき 中有 ちゅうう 微弱 びじゃく 的 てき 氧化性 せい 。
砷酸盐 [ 编辑 ]
各 かく 种砷酸 さん 盐可通 どおり 过用不同 ふどう 计量的 てき 碱中和 ちゅうわ 砷酸获得。可 か 溶金属 きんぞく 盐与砷酸钠或砷酸氢钠发生复分解 ぶんかい ,亦 また 可 か 得 とく 不可 ふか 溶的砷酸盐沉淀 よどみ 。
焦 こげ 砷酸(H4 As2 O7 )与 あずか 焦 こげ 磷酸不同 ふどう ,不可 ふか 通 どおり 过砷酸 さん 加 か 热脱水 だっすい 制 せい 得 え ,只 ただ 能 のう 由 よし 砷酸氢盐失 しつ 水 すい 得 え 到 いた 。
2
N
a
2
H
A
s
O
4
⟶
Δ でるた
N
a
4
A
s
2
O
7
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {2Na_{2}HAsO_{4}\ {\overset {\mathit {\rm {\Delta }}}{\longrightarrow }}\ Na_{4}As_{2}O_{7}+H_{2}O}}}
2
C
a
H
A
s
O
4
⟶
Δ でるた
C
a
2
A
s
2
O
7
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {2CaHAsO_{4}\ {\overset {\mathit {\rm {\Delta }}}{\longrightarrow }}\ Ca_{2}As_{2}O_{7}+H_{2}O}}}
砷酸钠(Na3 AsO4 )水溶液 すいようえき 呈 てい 碱性(pH~12)、砷酸一 いち 氢钠(Na2 HAsO4 )水溶液 すいようえき 呈 てい 弱 じゃく 碱性(pH~9)、砷酸二 に 氢钠(NaH2 AsO4 )水溶液 すいようえき 则呈弱酸 じゃくさん 性 せい (pH~4.4)。
砷酸钙(Ca3 (AsO4 )2 )用作 ようさく 殺虫 さっちゅう 剂 。砷酸钠可作 さく 除草 じょそう 剂 ,对作物 ぶつ 应用效果 こうか 显著。[1]
正 せい 砷酸盐中,碱金属 きんぞく 盐、铵盐可 か 溶于水 すい ,碱土金属 きんぞく 盐等其他盐类则难溶。
砷酸钙 (Ca3 (AsO4 )2 )
砷酸钠 (Na3 AsO4 )
砷酸盐矿物 ぶつ [ 编辑 ]
钴华
砷酸盐矿物 ぶつ 可 か 由 よし 含砷的 てき 硫化 りゅうか 矿物经氧化 か 生成 せいせい ,也可由 よし 磷酸盐矿物 ぶつ 中 ちゅう 的 てき 磷酸根 ね 被 ひ 砷酸根 ね 替 がえ 换而得 とく 。砷酸盐矿物 ぶつ 例 れい 子 こ 如下:
水 みず 砷锌矿 ,Adamite (Zn2 (AsO4 )(OH))
橄榄铜矿 ,Olivenite (Cu2 (AsO4 )(OH))
钴华 ,Erythrite (Co3 (AsO4 )2 ・8H2 O)
镍華 ,Annaberigite (Ni3 (AsO4 )2 ・8H2 O)
臭 におい 葱 ねぎ 石 せき ,Scorodite (FeAsO4 ・2H2 O)
绿铅矿 ,Mimetite (Pb5 Cl(AsO4 )3 )
應用 おうよう [ 编辑 ]
砷酸可用 かよう 作 さく 木材 もくざい 防腐 ぼうふ 劑 ざい 、廣 こう 譜 ふ 生物 せいぶつ 殺 ころせ 滅 めつ 劑 ざい 、玻璃 はり 和金 わきん 屬 ぞく 的 てき 整理 せいり 劑 ざい ,並 なみ 可 か 參與 さんよ 合成 ごうせい 部分 ぶぶん 染料 せんりょう 及一些有機砷化合物。但 ただし 砷酸毒性 どくせい 強烈 きょうれつ ,故 こ 其商業 ぎょう 應用 おうよう 受到了 りょう 限 げん 制 せい 。選 せん 兔 うさぎ 作爲 さくい 實驗 じっけん 對象 たいしょう 時 じ ,砷酸的 てき 半 はん 致死 ちし 量 りょう 爲 ため 6 mg/kg(0.006 g/kg)[7] 。
参考 さんこう [ 编辑 ]
^ 1.0 1.1 1.2 化学 かがく 大 だい 辞典 じてん 編集 へんしゅう 委員 いいん 会 かい 『化学 かがく 大 だい 辞典 じてん 』 共立 きょうりつ 出版 しゅっぱん 、1993年 ねん
^ 2.0 2.1 G. Brauer (编). Arsenic Acid. Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 1 2nd. New York: Academic Press. 1963: 601.
^ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 601.
^ Merck Index 13th
^ 5.0 5.1 D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982)
^ FA コットン, G. ウィルキンソン著 ちょ , 中原 なかはら 勝 まさる 儼 げん 訳 やく 『コットン・ウィルキンソン無機 むき 化学 かがく 』 培風館 ばいふうかん 、1987年 ねん ,原書 げんしょ :F. ALBERT COTTON and GEOFFREY WILKINSON, Cotton and Wilkinson ADVANCED INORGANIC CHEMISTRY A COMPREHENSIVE TEXT Fourth Edition, INTERSCIENCE, 1980.
^ Joachimoglu, G. Biochemische Zeitschrift. 1915, 70 : 144.