Tricloruro di arsenico

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Tricloruro di arsenico
Struttura Lewis del tricloruro di arsenico
Struttura Lewis del tricloruro di arsenico
Struttura 3D a sfere del tricloruro di arsenico
Struttura 3D a sfere del tricloruro di arsenico
Struttura 3D Van der Waals del tricloruro di arsenico
Struttura 3D Van der Waals del tricloruro di arsenico
Nomi alternativi
cloruro di arsenico(III)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareAsCl3
Massa molecolare (u)181,28
Aspettoliquido incolore
Numero CAS7784-34-1
Numero EINECS232-059-5
PubChem24570
SMILES
Cl[As](Cl)Cl
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)2,15
Solubilità in acquareagisce
Temperatura di fusione−16 °C (257 K)
Temperatura di ebollizione130,2 °C (403,4 K)
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)48
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta tossico a lungo termine corrosivo pericoloso per l'ambiente
pericolo
Frasi H300 - 310 - 331 - 314 - 350 - 410
Consigli P273 - 280 - 301+310 - 302+352 - 304+340 - 361 [1]

Il tricloruro di arsenico è il cloruro dell'arsenico trivalente, As(III), avente formula AsCl3. A temperatura ambiente AsCl3 si presenta come un liquido incolore, denso (d = 2,205 g/mL), leggermente oleoso, che fuma all'aria per l'umidità che ne idrolizza i vapori. È molto tossico e irritante.

Struttura molecolare e proprietà

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AsCl3 è un composto molecolare che si forma dai suoi elementi esotermicamente, ΔHƒ° = -305,0 kJ/mol.[2] Da indagini di spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde risulta che la molecola è a forma di piramide trigonale, con l'atomo di As al vertice; il legame As-Cl è lungo 216,1 pm e l'angolo Cl-As-Cl è di 98,4° e questo angolo è un po' più stretto (100,1°) che nell'analogo tricloruro di fosforo.[3] La simmetria molecolare appartiene al gruppo puntuale C3v.[4] Anche allo stato liquido e solido la struttura di AsCl3 è ancora molecolare, con lievi variazioni, come accade anche per AsF3 e AsBr3, ma a differenza del triioduro AsI3 (solido non molecolare).[2]

AsCl3 è una molecola piuttosto polare (μ = 1,59 D[5]) e il liquido viene utilizzato come solvente non acquoso:[2] a 20 °C ha bassa viscosità (η = 1,23 cP), ha una apprezzabile conduttività (k = 1,4×10–7 ohm–1cm–1) e discreta costante dielettrica, εr = 12,8.[6]

In rimarchevole differenza dal tricloruro di fosforo, il tricloruro di arsenico è piuttosto sorprendente nel resistere all'ossidazione ad As(V): solo il fluoro riesce facilmente dando AsF5 (molto stabile) e la formazione dell'ossitricloruro di arsenico AsOCl3 è stata realizzata dopo svariati tentativi solo nel 1976 trattando AsCl3 con ozono;[7] anche il pentacloruro AsCl5 è anch'esso molto instabile, a marcata differenza di PCl5 (omologo inferiore) e SbCl5 (omologo superiore), e si decompone sopra a circa -50 °C.[8] Questo comportamento dell'arsenico è comune anche agli ultimi elementi del quarto periodo, in particolare selenio e bromo.[9]

AsCl3 è solubile in cloroformio, tetracloruro di carbonio e in etere;[10] è anche solubile in AsF3, ma in tal caso si formano composti di scambio cloro-fluoro: AsFCl2 e AsF2Cl.[11]

In acqua si scioglie idrolizzandosi rapidamente fino a acido arsenioso e acido cloridrico:

AsCl3 + 3 H2O → As(OH)3 + 3 HCl

Viene preparato per reazione dell'anidride arseniosa As2O3 con acido cloridrico concentrato:

As2O3 + 6 HCl → 2 AsCl3 + 3 H2O

i prodotti della reazione vengono separati per distillazione.

Si può anche preparare per interazione diretta di arsenico elementare e cloro gassoso a 80-85 °C:[12]

2 As + 3 Cl2 → 2 AsCl3

Reagisce alcoli e fenoli dando i corrispondenti esteri dell'acido arsenioso; con il fenolo, ad esempio, dà il trifenilarsenito:

AsCl3 + PhOH → As(OPh)3 + 3 HCl

con alcoli e/o alcossidi alcalini in minore quantità molare forma alogeno esteri:

AsCl3 + EtOH → EtOAsCl2 + HCl
AsCl3 + 2 EtONa → (EtO)2AsCl + 2 NaCl

AsCl3 è importante composto di partenza in chimica organometallica per la sintesi di arsine (AsR3), che sono comuni leganti per metalli in bassi stati di ossidazione, analoghi alle fosfine; ad esempio, con sodio metallico e clorobenzene si ottiene la trifenilarsina:[13]

AsCl3 + 6 Na + 3 C6H5Cl → As(C6H5)3 + 6 NaCl
  1. ^ Scheda del composto su GESTIS [1] consultata il 16.03.2023.
  2. ^ a b c N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 559, ISBN 0-7506-3365-4.
  3. ^ P. Kisliuk e C. H. Townes, The Microwave Spectra and Molecular Structure of Phosphorus and Arsenic Trichloride, in The Journal of Chemical Physics, vol. 18, n. 8, 1º agosto 1950, pp. 1109–1110, DOI:10.1063/1.1747872. URL consultato il 26 agosto 2022.
  4. ^ CCCBDB list all species by point group, su cccbdb.nist.gov. URL consultato il 3 giugno 2022.
  5. ^ arsenic trichloride, su www.stenutz.eu. URL consultato il 3 giugno 2022.
  6. ^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 561, ISBN 0-7506-3365-4.
  7. ^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 571, ISBN 0-7506-3365-4.
  8. ^ (EN) Konrad Seppelt, Arsenic Pentachloride, AsCl5, in Angewandte Chemie International Edition in English, vol. 15, n. 6, 1976-06, pp. 377–378, DOI:10.1002/anie.197603771. URL consultato il 26 agosto 2022.
  9. ^ J. E. Huheey, E. A. Keiter e R. L. Keiter, Chimica Inorganica, Principi Strutture Reattività, Piccin, 1999, p. 912, ISBN 88-299-1470-3.
  10. ^ (EN) PubChem, Arsenic trichloride, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 26 agosto 2022.
  11. ^ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth-Heinemann, 1997, p. 563, ISBN 0-7506-3365-4.
  12. ^ (EN) Sabina C. Grund, Kunibert Hanusch e Hans Uwe Wolf, Arsenic and Arsenic Compounds, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 15 ottobre 2008, pp. a03_113.pub2, DOI:10.1002/14356007.a03_113.pub2, ISBN 978-3-527-30673-2. URL consultato il 3 giugno 2022.
  13. ^ (EN) Organic Syntheses, http://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=cv4p0910.

Altri progetti

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