Stibiini (antimonihydridi SbH3) kemiallinen yhdiste, ominaisuudet ja riskit

Stibiini, joka tunnetaan myös nimellä antimonihydridi tai vetyantimonidi, on kemiallinen yhdiste. Sen kemiallinen kaava on SbH₃. Se on kovalenttinen yhdiste. Siinä voidaan katsoa olevan antimonidi- ja vetyioneja tai antimoni- ja hydridi-ioneja.

Perusominaisuudet

• Molekyylikaava: SbH₃.
• Moolimassa: noin 124,8 g·mol^-1.
• Olomuoto: väritön kaasu huoneenlämmössä.
• Haju: epämääräinen, usein kuvataan epämiellyttäväksi (verrattavissa mädäntyneeseen hajuun).
• Tiheys: huomattavasti ilmaa raskaampi (useita kertoja ilman tiheydestä), joten kaasu voi kerääntyä alimpiin kohtiin kuten kaivoihin ja suljettuihin tiloihin.
• Rakenne: trigonaalinen pyramidi (vastaava rakenteellinen malli kuin muut ryhmän 15 hydridit), keskusatomin antimonin atomilla on yksiparinen elektronipari.

Kemialliset ominaisuudet ja reaktiivisuus

• Stibiini on suhteellisen epästabiili ja hajoaa helposti muodostaen alkuaineantimonia (Sb) ja vetykaasua (H₂). Hajoaminen voi olla katalyyttistä ja kiihtyä valon, lämpötilan tai metallipintojen vaikutuksesta.
• Se on pelkistävä aine ja reagoi herkästi hapettimien kanssa muodostaen antimonin oksideja.
• Sekoitukset ilman kanssa voivat olla hengenvaarallisia: stibiini voi syttyä tai reagoida voimakkaasti ilmassa ja muodostaa haitallisia reaktiotuotteita.

Valmistus

Laboratorio- ja teollisuuskäytössä stibiiniä valmistetaan tyypillisesti antimonin yhdisteistä kemiallisen pelkistyksen avulla. Tavallisia valmistusmenetelmiä ovat esimerkiksi:

• Antimoniyhdisteiden (esim. SbCl₃ tai Sb2O3) pelkistäminen vahvalla pelkistäjällä (esim. natriumborhydridi, LiAlH₄) tai syntetisoimalla hydridejä.
• Antimonidin (esim. metallianalogeeneista tai antimonin seoksista muodostuvien antimonidien) happoistutus, joka tuottaa nascentti-vetyä ja sitä kautta SbH₃–kaasua (menetelmä muistuttaa fosfiinin ja arsinin generaatiota).
• Elektroni- ja puolijohdeteollisuudessa stibiiniä tai antimoniyhdisteitä voidaan tuottaa tai käyttää kaasumaisina lähtöaineina kovalenttisissa kemiallisissa höyrystysprosesseissa.

Käyttö

• Käyttö on verrattain rajallista pääasiassa sen voimakkaan myrkyllisyyden takia.
• Hydridigeneraatiota hyödynnetään analyyttisissa menetelmissä (esim. hydride generation -AAS) antimonin määrän määritykseen: analyysissä antimoniyhdiste muutetaan ensin stibiiniksi.
• Joissain puolijohde- ja piiteknologian prosesseissa antimonin lähteinä käytetään kaasumaisia antimoniyhdisteitä, mutta stibiinin käyttö on vähäisempää verrattuna muihin metodiaineisiin.

Terveysriskit ja ensiapu

Stibiini on erittäin myrkyllinen ja voi aiheuttaa vakavia terveysongelmia jo hyvin pieninä pitoisuuksina.

• Altistuminen voi aiheuttaa: päänsärkyä, pahoinvointia, huimausta, hengitysvaikeuksia, yskää ja silmä- tai ihirritaatioita. Vakavissa altistuksissa voi kehittyä hemolyysi (punasolujen hajoaminen), hemoglobiinipitoisuuden muutoksia, keltaisuutta, munuaisten vajaatoimintaa ja hengityshäiriöitä.
• Oireet voivat ilmetä viiveellä; altistuneen henkilön tila on siksi seurattava pitkään ja laboratoriokokeilla tulee tarkistaa verenkuva ja munuaisten toiminta.
• Ei ole spesifistä antidotia; hoito on oireenmukaista ja tukitoimia: altistuneen siirtäminen raittiiseen ilmaan, happihoito tarvittaessa, nestehoito ja tukitoimet munuaisten ja veren toiminnan turvaamiseksi. Vakavissa tapauksissa sairaalahoito teho- tai sisätaudeilla.

Turvallisuus, käsittely ja varastointi

• Käsiteltävä vain asianmukaisesti varustelluissa tiloissa (tuulettuva huone, fume hood, kaasu- tai lämmönilmaisimet). Käytä sopivia henkilökohtaisia suojavälineitä: hengityssuojainta, käsineitä, suojavaatetusta ja silmäsuojausta.
• Kaasuputkistot ja säiliöt on suunniteltava ja merkittävä oikein; vuotojen varalta käytössä on toimiva hälytys- ja pelastussuunnitelma. Vältä kaasuvarastojen läheisyyttä lämmönlähteisiin ja sytytyslähteisiin.
• Varastoi tiiviisti suljetuissa sylintereissä tai säiliöissä viileässä ja kuivas paikassa, mieluiten inertissä kaasussa tai asianmukaisessa säiliöratkaisussa; noudata paikallisia määräyksiä ja valmistajan ohjeita.
• Jätteenkäsittelyssä stibiini ja stibiiniä sisältävät jätteet on käsiteltävä vaarallisena jätteenä ja luovutettava siihen erikoistuneille vastaanottopaikoille.

Ympäristövaikutukset

Stibiini on ympäristölle haitallinen ja biologisesti myrkyllinen. Päästöt ilmaan tai vesistöihin voivat olla vaarallisia paikalliselle eliöstölle. On tärkeää estää päästöt ja noudattaa ympäristösäädöksiä.

Hätätilanteet

• Vuodon tai onnettomuuden sattuessa: poistu alueelta tuulen ylä- tai vastapuolelle, estä pääsy vaaralliselle alueelle ja hälytä pelastustoimet.
• Palotilanteessa käytä sopivia sammutusaineita; kerrosten ja suljettujen tilojen puhdistus ja neutralointi on suoritettava asiantuntijoiden valvonnassa.

Stibiini kuuluu ryhmään 15 muodostuviin hydridiin, ja sen kemialliset ja toksikologiset ominaisuudet muistuttavat jossain määrin muiden ryhmän hydridien, kuten arsinin (AsH₃) ja fosfiinin (PH₃), vaikutuksia, mutta yksityiskohdat ja myrkyllisyyden aste vaihtelevat. Koska stibiini on erittäin vaarallinen, sen kanssa työskentely vaatii erityistä varovaisuutta ja alan määräysten noudattamista.

Hae kirjaimella