Arseniktrisulfid (As2S3) – Orpiment: struktur, egenskaper & användning

Läs om Arseniktrisulfid (Orpiment): struktur, kemiska egenskaper, säkerhet och praktiska användningar av As2S3 — komplett guide för forskare och hobbyister.

Arseniktrisulfid, även känd som orpiment eller arsenik(III)sulfid, är en kemisk förening. Dess kemiska formel är As₂ S₃ . Den innehåller arsenik- och sulfidjoner. Arseniken befinner sig i oxidationstillstånd +3.

Utseende och mineralogi

Orpiment förekommer som ett klar- till djupgult/orange mineral med fettglans och glasglans. Kristallerna är ofta platta eller skiktade och mineralet klyver lätt i tunna blad. I naturen återfinns orpiment vanligen tillsammans med realgar (AsS) och andra arsenikmineral i hydrotermala ådror, varma källor och vulkaniska miljöer.

Struktur och fysikaliska egenskaper

Arseniktrisulfid består av AsS₃-enheter där varje arsenikatom är trekoordinerad i en trigonal pyramidisk geometri. Dessa enheter bildar skikt som hålls samman av relativt svaga bindningar mellan lagren, vilket ger materialet dess karakteristiska klyvbarhet. As₂S₃ är ett chalcogenid som uppvisar elektroniska egenskaper som gör det användbart i optiska och elektroniska tillämpningar; det är en halvledare med en relativt bred optisk bandgap och god transmission i infrarödområdet när det framställs som glas.

Kemiska egenskaper

• Svårlösligt i vatten under normala förhållanden, men lösligt i starka alkalier och i sulfidlösningar.
• Oxideras vid upphettning eller i starkt oxiderande miljö till arsenikoxider (t.ex. As₂O₃) och svaveloxider (t.ex. SO₂).
• Reagerar med syror och vissa oxiderande ämnen under bildning av giftiga gaser och lösliga arsenikföreningar.

Användning

• Historiskt pigment: Orpiment användes förr som gult pigment i målningar och konsthantverk. På grund av sin toxicitet och benägenhet att reagera med andra pigment har det till stor del ersatts av säkrare färgämnen.
• Glas och optik: As₂S₃-baserade chalcogenidglas används för optiska komponenter i mellan- och fjärrinfrarött (t.ex. linser, fibre och vågledare) tack vare god transmission i dessa våglängder.
• Elektronik och fotonik: Materialet studeras och används i specialapplikationer inom fotoniska komponenter, optiska minnen och i vissa typer av tunna filmer för mikrostrukturering på grund av sina fotoinducerade förändringar i optiska egenskaper.
• Industriell kemi: Tidigare användes arsenikföreningar även i imitationer, i läkemedel förr i tiden och som bekämpningsmedel – användning som idag är starkt begränsad eller förbjuden på grund av giftighet.

Säkerhet och miljö

Arseniktrisulfid är ett arsenikinnehållande ämne och är därför giftigt. Exponering via förtäring, inandning av damm eller hudkontakt kan vara farlig. Vid hantering bör lämpliga skyddsåtgärder användas: handskar, skyddsglasögon, arbetsbänk med god ventilation eller dragskåp, samt åtgärder för att undvika spridning av damm. Avfall och utsläpp ska tas om hand enligt lokala miljö- och avfallslagar, eftersom arsenikinnehåll kan vara persistenta och skadliga för både människor och ekosystem.

Försiktighetsåtgärder

• Spara och märk förpackningar tydligt; förvara utom räckhåll för obehöriga.
• Använd personlig skyddsutrustning vid provtagning, hantering och bearbetning.
• Undvik uppvärmning eller andra processer som kan frigöra arsenikoxider eller svaveloxider utan adekvat slutet system och rening.
• Vid misstänkt förgiftning kontakta giftinformationscentral och sök läkare omedelbart.

Sammanfattning

Arseniktrisulfid (orpiment, As₂S₃) är ett gul/orange, skiktat arsenik–svavel-mineral och kemisk förening med intressanta optiska och elektroniska egenskaper som gör det användbart i vissa högspecialiserade tekniska tillämpningar. Samtidigt kräver dess arsenikinnehåll noggrann hantering och ansvarstagande avseende säkerhet och miljö.

Sök med bokstav