Sinkkiarsenidi (Zn3As2) — määritelmä, ominaisuudet ja myrkyllisyys

Sinkkiarsenidi (Zn3As2) — selkeä määritelmä, fysikaaliset ominaisuudet ja myrkyllisyys. Lue turvallisuusohjeet, reaktiot ja valmistus arseenin ja sinkin kuumentamisella.

Sinkkiarsenidi on kemiallinen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Zn₃As₂. Yhdisteessä on sinkki- ja arsenidi-ioneja (Zn2+ ja As3-) siten, että varaukset kumoutuvat stoikiometrisesti.

Rakenne ja ominaisuudet

Sinkkiarsenidi on yleensä harmaa tai hopeanhohtoinen kiinteä aine ja kiteinen materiaali. Se kuuluu II–V -tyyppisiin puolijohteisiin ja sitä tutkitaan elektronisten ja optoelektronisten ominaisuuksien vuoksi. Rakenteeltaan se on kovalenttinen/metallis-sidoksinen seos, ja sillä on hapettumattomana kiinteänä aineena alhainen liukoisuus veteen.

Valmistus

Sinkkiarsenidia voidaan valmistaa suoraan kuumentamalla arseenia ja sinkkiä yhdessä korkeassa lämpötilassa. Käytännössä synteesi tehdään usein suljetuissa ampulleissa tai inertissä kaasussa (esim. typpi tai argon) estämään hapettuminen. Menetelmiä ovat myös haihtumiskuljetus ja sulakehitys (zone refining) puhtauden parantamiseksi.

Kemialliset reaktiot

Sinkkiarsenidi reagoi voimakkaiden hapettimien ja happojen kanssa. Erityisen tärkeä ja vaarallinen reaktio on happojen aiheuttama arsiinikaasun muodostuminen: happojen vaikutuksesta Zn₃As₂ voi tuottaa arsiinikaasua (AsH₃), joka on erittäin myrkyllistä ja helposti syttyvää. Lisäksi korkea lämpötila voi johtaa arseenin haihtumiseen tai arseeniyhdisteiden muodostumiseen, jotka ovat ympäristölle haitallisia.

Myrkyllisyys ja turvallisuus

• Mykyllisyys: Kuten monet arseeniyhdisteet, sinkkiarsenidi on myrkyllinen. Arseeniyhdisteet voivat aiheuttaa vakavia terveysvaikutuksia, kuten myrkytystä hengitysteiden, veren ja hermoston kautta; pitkäaikainen altistus voi aiheuttaa kroonisempia vaikutuksia.
• Vaaratilanteet: Happojen tai kosteuden kanssa kosketuksessa syntyvä arsiinikaasu (AsH₃) on hengenvaarallinen. Kuumentaminen ja palo voivat vapauttaa arseeniyhdisteitä ilmaan.
• Ennaltaehkäisy: Työskentelyssä käytetään suljettua järjestelmää, alipaine- tai huoneiston ilmastointia (fume hood), suojakäsineitä, suojalaseja ja tarvittaessa sopivaa hengityssuojainta. Vältä kosketusta ihon kanssa ja estä pölyn muodostuminen.

Käyttö

Sinkkiarsenidia käytetään lähinnä tutkimuksessa ja materiaalitutkimuksessa puolijohdeominaisuuksiensa vuoksi. Sen käyttöä teollisuudessa rajoittaa kuitenkin arseenin korkea myrkyllisyys ja ympäristö- ja turvallisuusvaatimukset.

Varastointi ja jätehuolto

Varastoi sinkkiarsenidi alkuperäispakkauksessa tai tiiviissä, merkityssä astiassa viileässä, kuivassa ja hyvin ilmastoidussa tilassa poissa hapettimista ja hapoista. Jätteet ja jäännökset käsitellään ja luovutetaan ongelmajätteenä paikallisten määräysten mukaisesti: älä kaada viemäriin, älä palauta maaperään, älä päästä jätteitä vesistöihin. Jos materiaali joutuu kosketukseen happojen kanssa tai syntyy arsiinikaasua, hälytä asiantuntijat ja noudata vaaratilannetohjeita.

Ympäristövaikutukset

Arseenipitoiset yhdisteet voivat saastuttaa maaperää ja vesistöjä ja kertyä eliöihin. Asianmukainen käsittely, kuljetus ja loppusijoitus ovat olennaisia, jotta ympäristöhaittoja voidaan ehkäistä.

Yhteenvetona: Sinkkiarsenidi (Zn₃As₂) on kemiallinen yhdiste, joka toimii puolijohteena mutta on samalla arseeniyhdisteenä huomattavan myrkyllinen. Sen kanssa työskentely vaatii tiukkoja turvallisuustoimia ja asianmukaista jätehuoltoa.

Hae kirjaimella