三硫化二砷

三硫化二砷
IUPAC名
Arsenic trisulfide
别名 硫化砷(III)、雌黄
识别
CAS号 1303-33-9  checkY
PubChem 4093503
ChemSpider 21241348
SMILES
 
  • S1[As]3S[As]2S[As](S[As]1S2)S3
InChI
 
  • 1/As4S6/c5-1-6-3-8-2(5)9-4(7-1)10-3
InChIKey OUFDYFBZNDIAPD-UHFFFAOYAM
EINECS 215-117-4
RTECS CG2638000
性质
化学式 As2S3
摩尔质量 246.04 g·mol−1
外观 橙色晶体
密度 3.43 g cm−3
熔点 310 °C（583 K）
沸点 707 °C（980 K）
结构
空间群 P21/n (No. 11)
晶格常数 a = 1147.5(5) pm, b = 957.7(4) pm, c = 425.6(2) pm
晶格常数 α = 90°, β = 90.68(8)°, γ = 90°
配位几何 As：角锥型
危险性
H-术语 H300, H331, H400, H411
NFPA 704
0
3
0
 
PEL [1910.1018] TWA 0.010 mg/m3
相关物质
其他阴离子 三氧化二砷
三硒化二砷
其他阳离子 三硫化二磷
硫化锑
硫化铋
相关化学品 四硫化四砷
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

三硫化二砷是一种无机化合物，化学式为As2S3。三硫化二砷在自然界以雌黄矿物的形式存在。[1]

结构

三硫化二砷存在晶体和无定形体。[2]单斜的As2S3是层状结构，每个As和3个S成键，As-S为224pm，∠S-As-S 99°；而其蒸气以二聚体As4S6的形式存在，结构与As4O6类似。[3]

属性

它是一种半导体，直接的能隙为2.7 eV[4]。 宽的能隙使它对于620 nm至11 µm的红外线透明。

制备

三硫化二砷可由单质化合得到，或者从As(III)的溶液中由H2S沉淀。[5]

2 As + 3 S → As2S3

化学性质

三硫化二砷在空气中灼烧，可以产生三氧化二砷(砒霜)：[1]

2 As2S3 + 9 O2 → 2 As2O3 + 6 SO2

它可以被硫化钠转化为三硫代亚砷酸钠，被多硫化钠转化为四硫代砷酸钠：

As2S3 + 3 Na2S → 2 Na3AsS3
As2S3 + 3 Na2S2 → 2 Na3AsS4

而在和氢氧化钠溶液的反应中，会同时产生亚砷酸盐和硫代亚砷酸盐：

As2S3 + 6 NaOH → Na3AsO3 + Na3AsS3 + 3 H2O

此溶液在经过脱硫、还原等操作可以制得三氧化二砷。[6]当溶液中OH-不足时，则产生偏亚砷酸盐和硫代偏亚砷酸盐：[7]

2 As2S3 + 4 NaOH → NaAsO2 + 3 NaAsS2 + 2 H2O

和碳酸钠溶液反应，得到同样的砷化合物：

2 As2S3 + Na2CO3 → NaAsO2 + 3 NaAsS2 + 2 CO2↑

和氯气反应，产生棕色液体：[7]

As2S3 + 6 Cl2 → (AsCl3)2·3SCl2

和碘反应，产生三碘化砷和硫单质：

As2S3 + 3 I2 → 2 AsI3 + 3 S

和氯化亚铜、氯化银等金属氯化物共热，均会产生三氯化砷：[7]

3 As2S3 + 6 CuCl —200~300℃→ Cu6As4S9 + 2 AsCl3 （CuCl过量则产生Cu4As2S5）
2 As2S3 + 3 AgCl —170℃→ 3 AgAsS2 + AsCl3
2 As + 3 Hg2Cl2 → 2 AsCl3 + 6 Hg
2 As + 3 HgCl2 → 2 AsCl3 + 3 Hg

用途

三硫化二砷可以用于制备砷单质[8]及三氧化二砷[9]、砷酸盐[10]等其它砷化合物。

此外，三硫化二砷还能用作防腐剂，或在医药领域有所应用。[11]

安全

As2S3不溶于水，因此毒性低。 老化的样品中可能含有大量的砷氧化物，这些氧化物是可溶的，因此具有剧毒。

自然界的发生

在火山环境中发现了雌黄，通常与其他硫化砷（主要是雄黄）一起被发现。 有时会在低温热液脉中发现它，以及一些其他硫化物和亚硫酸盐矿物。

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 武汉大学 吉林大学等. 无机化学（第三版）下册. 高等教育出版社, 2011. pp 704-706. ISBN 978-7-04-004880-3
  2. ^ Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
  3. ^ 无机化学丛书. 第四卷 氮 磷 砷分族. 科学出版社. pp 408. 三硫化二砷
  4. ^ Arsenic sulfide (As2S3). [2020-06-11]. （原始内容存档于2018-10-07）. 
  5. ^ Справочник химика. Редкол.: Никольский Б.П. и др.. (3-е изд.). испр. — Л.: Химия, 1971. Т. 2. pp 1168.
  6. ^ 郑雅杰, 刘万宇, 白猛. 采用硫化砷渣制备三氧化二砷工艺. 中南大学学报:自然科学版, 2008. 39(6): 1157-1163
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 陈寿椿. 重要无机化学反应. 上海科学技术出版社, 1994
  8. ^ 侯汉娜, 陈甜甜. 硫化砷渣全湿法制备单质砷的研究. 环境保护科学, 2014(6):42-45
  9. ^ 孟文杰, 施孟华, 李倩 等. 硫化砷渣湿法制取三氧化二砷的处理技术现状. 贵州化工, 2008, 33(5):26-28
  10. ^ 赖建林, 李勤. 用硫化砷渣制取砷酸铜. 有色金属:冶炼部分, 2001, 1(2):42-44
  11. ^ 曹梦晔, 巩江, 高昂 等. 雌黄药学研究概况. 辽宁中医药大学学报, 2011(3):54-56

外部链接