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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Monoarsane.svg|170px|Struktur von Arsenwasserstoff]]
| Andere Namen = * Monoarsan
* Arsan ([[IUPAC-Nomenklatur|IUPAC]])
* Arsin
*Arsenhydrid
| Summenformel = AsH3
| CAS = * {{CASRN|7784-42-1}}
* {{CASRN|65423-90-7|Q82762929|KeinCASLink=1}} (Hexahydrat)<ref group="S">{{Substanzinfo|Name=Arsenwasserstoffhexahydrat|CAS=65423-90-7|KeinCASLink=1|Wikidata=Q82762929}}</ref>
| EG-Nummer = 232-066-3
| ECHA-ID = 100.029.151
| PubChem = 23969
| ChemSpider = 22408
| Beschreibung = farbloses Gas mit unangenehmem Knoblauchgeruch<ref name="roempp">{{RömppOnline|ID=RD-01-03351|Name=Arsenwasserstoff|Abruf=2014-07-15}}</ref>
| Molare Masse = 77,95 g·[[mol]]−1
| Aggregat = gasförmig
| Dichte = 3,52 kg·m−3<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Arsenwasserstoff|ZVG=4900|CAS=7784-42-1|Abruf=2021-01-08}}</ref>
| Schmelzpunkt = −116,9 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt = −62,48 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck = 1,6 M[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
| Löslichkeit = sehr schwer in Wasser (200 mg·l−1)<ref name="GESTIS" />
| Dipolmoment = 0,217(3) [[Debye|D]]<ref name="CRC90_9_51">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Dipole Moments|Kapitel=9|Startseite=51}}</ref> (7,2 · 10−31 [[Coulomb|C]] · [[Meter|m]])
| Brechungsindex = 1,352 (16,85 °C)<ref name="DOI10.1021/jp953245k">{{Literatur |Autor=P. G. Sennikov, V. E. Shkrunin, D. A. Raldugin, K. G. Tokhadze |Titel=Weak Hydrogen Bonding in Ethanol and Water Solutions of Liquid Volatile Inorganic Hydrides of Group IV-VI Elements (SiH4, GeH4, PH3, AsH3, H2S, and H2Se). 1. IR Spectroscopy of H Bonding in Ethanol Solutions in Hydrides |Sammelwerk=The Journal of Physical Chemistry |Band=100 |Nummer=16 |Datum=1996-01 |Seiten=6415–6420 |DOI=10.1021/jp953245k}}</ref>
| CLH = {{CLH-ECHA|ID=100.029.151|Name=Arsine|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02|04|06|08|09}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|220|280|330|373|410}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|210|260|273|304+340+315|308+313|377|381|403|405}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK =
* [[Deutsche Forschungsgemeinschaft|DFG]]: aufgehoben<ref name="GESTIS" />
* Schweiz: 0,05 ml·m−3 bzw. 0,16 mg·m−3<ref>{{SUVA-MAK|Name=Arsenwasserstoff|CAS-Nummer=7784-42-1|Abruf=2025-01-12}}</ref>
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LC50 |Organismus=Mensch |Applikationsart=inhalativ |Wert=25 [[Parts per million|ppm]]·30 min |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="ChemIDplus">{{ChemID|CAS=7784-42-1|Name=Arsine|Abruf=2021-08-17}}</ref> }}
| Standardbildungsenthalpie = 66,4 kJ/mol<ref name="CRC90_5_5">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=5}}</ref>
}}

'''Arsenwasserstoff''', auch bekannt als '''Monoarsan, Arsin''' und '''Arsenhydrid''' (AsH3) ist eine [[anorganisch]]e [[chemische Verbindung]] aus den Elementen [[Arsen]] und [[Wasserstoff]]. Es ist ein äußerst giftiges Gas, das bei der Auflösung von [[Salze|salzartigen]] [[Arsenide]]n in Wasser und verdünnten Säuren entsteht.

Die Bezeichnung „Arsenwasserstoff“ wird auch häufig für die Gesamtheit aller Arsen-Wasserstoff-Verbindungen verwendet (''siehe'' [[Arsane]]).

== Geschichte ==
[[Carl Wilhelm Scheele]] entdeckte den Arsenwasserstoff 1775.<ref name="Webster1974">{{Literatur |Autor=Stewart H. Webster |Titel=The development of the Marsh test for arsenic. |Sammelwerk=Journal of Chemical Education |Band=24 |Nummer=10 |Datum=1947-10 |DOI=10.1021/ed024p487 |Seiten=487 }}</ref> [[Adolph Ferdinand Gehlen]] starb 1815, nachdem er mit Arsenwasserstoff experimentiert und dabei von dem Gas eingeatmet hatte.<ref name="Webster1974" /> [[James Marsh (Chemiker)|James Marsh]] veröffentlichte 1836 seinen empfindlichen Nachweis von [[Arsen(III)-oxid|Arsenik]], die [[Marshsche Probe]], die auf der Bildung und Zersetzung von Arsenwasserstoff beruht.<ref name="Webster1974" />

Im Ersten Weltkrieg wurde Arsenwasserstoff als [[Grünkreuz]]-[[Chemischer Kampfstoff|Kampfstoff]] eingesetzt.

== Gewinnung und Darstellung ==
Technisch wird Arsenwasserstoff in einstufiger Reaktion durch saure [[Hydrolyse]] von Arseniden hergestellt. Üblich und sehr einfach durchzuführen ist beispielsweise die Hydrolyse von [[Zinkarsenid]] in nicht-oxidierender, wässriger Säure (beispielsweise [[Schwefelsäure]]):<ref name="roempp" />

:<math>\mathrm{Zn_3As_2 + 3\,H_2SO_4 \ \longrightarrow \ 3\,ZnSO_4 + 2\,AsH_3}</math>

Bei sorgfältiger Auswahl der Ausgangsstoffe lässt sich auf diesem Weg sehr reiner Arsenwasserstoff erzeugen.<ref>G. Brauer (Hrsg.): ''Handbook of Preparative Inorganic Chemistry.'' 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 593–595.</ref> Als Nebenprodukt entsteht das oberhalb von −100 °C instabile [[Diarsan]]. Weiterhin liefert auch die [[Hydrierung]] von [[Arsen(III)-chlorid]] (AsCl3) mittels LiAlH4 oder NaBH4 reinen Arsenwasserstoff.

Aus [[Arsen(III)-oxid]] lässt sich Arsenwasserstoff mittels naszierendem Wasserstoff gewinnen:<ref name="roempp" />

:<math>\mathrm{As_2O_3\ +\ 6\ Zn \ +\ 6\ H_2SO_4\longrightarrow}</math><math>\mathrm{\ 2\ AsH_3\ +\ 6\ ZnSO_4\ +\ 3\ H_2O}</math>

Weiter liefern die Umsetzungen von [[Calciumarsenid|Calcium-]]<ref group="S">{{Substanzinfo|Name=Calciumarsenid|CAS=39372-67-3|KeinCASLink=1|Wikidata=Q110016491}}</ref> und [[Natriumarsenid]] mit Wasser Arsin. Wird statt regulärem Wasser [[Deuteriumoxid]] verwendet, so entsteht Arsin-''d''3.<ref name="IS13">{{Literatur |Autor=John E. Drake and Chris Riddle |Hrsg=F. A. Cotton |Titel=Arsine and arsine-''d''3 |Sammelwerk=Inorganic Syntheses |Band=13 |Verlag=McGraw-Hill Book Company, Inc. |Datum=1972 |ISBNdefekt=07-013208-9 |Seiten=14–17 |Sprache=en}}</ref>

:<chem>Na3As + 3 H2O -> AsH3 + 3 NaOH</chem>

:<chem>Na3As + 3 D2O -> AsD3 + 3 NaOD</chem>

Sowie die Umsetzung von Natriumarsenid mit [[Ammoniumbromid]] in flüssigem [[Ammoniak]].<ref name="kirk" />

Auch die [[Elektrochemie|elektrochemische]] Herstellung von Arsenwasserstoff ist ein gangbarer Weg, der schnell an Bedeutung gewinnt. Die elektrochemische Synthese erlaubt die relativ gezielte Ad-hoc-Herstellung definierter Arsenwasserstoff-Mengen. Die ersten Patente zur elektrochemischen Herstellung von Arsenwasserstoff und anderen [[Hydrid]]en wurden bereits zu Beginn der 1990er Jahre veröffentlicht.

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
[[Datei:Arsine.svg|mini|links|Struktur]]
Arsenwasserstoff ist ein pyramidales Molekül mit den drei Wasserstoff-Atomen an der dreieckigen Pyramidenbasis und dem Arsen-Atom an der Pyramidenspitze. Der Bindungswinkel H–As–H ist mit 91,83° um einiges geringer als der [[Tetraeder]]winkel von 109,5°, da zum einen das freie [[Elektronenpaar]] am Arsen eine größere [[Elektrostatik|elektrostatische]] Abstoßung ausübt als die bindenden Elektronenpaare. Zum anderen bewirkt die Bindungslänge As-H von 151,9 pm, dass die abstoßenden Kräfte zwischen den Schwerpunkten der elektrischen Ladung zweier As–H-Bindungen bei kleineren Bindungswinkeln im Gleichgewicht sind.

Arsenwasserstoff besitzt ein schwaches [[elektrisches Dipolmoment]] von 0,22 [[Debye]].

Arsenwasserstoff ist gasförmig und außerordentlich giftig. Es ist farblos und riecht, durch fast immer vorhandene Verunreinigungen, leicht knoblauchartig. Die Geruchsschwelle liegt oberhalb des ehemaligen MAK Wertes von 50 [[Parts per billion|ppb]]. Das Gas verflüssigt sich bei −62,48 °C (Siedepunkt) und geht bei −116,93 °C (Schmelzpunkt) in den festen Aggregatzustand über. Der Wert für die [[Standardbildungsenthalpie]] von +66,44 kJ/mol bei 25 °C zeigt, dass Arsenwasserstoff eine [[Endotherme Reaktion|endotherme]] chemische Verbindung ist.<ref name="kirk" /> Das bedeutet, dass die Bildung des Moleküls mehr Energie verbraucht als bei der Reaktion frei wird. Die molare [[Standardentropie]] beträgt 222,7 J/(mol·K) bei 25 °C.<ref name="kirk">{{Literatur |Autor=G. O. Doak, G. Gilbert Long, Leon D. Freedman |Titel=Arsenic Compounds |Sammelwerk=Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology |Verlag=John Wiley & Sons, Inc. |Datum=2000 |Seiten=2 f. |DOI=10.1002/0471238961.0118190504150111.a01}}</ref>

=== Chemische Eigenschaften ===
Arsenwasserstoff ist eine instabile Verbindung, die durch Erhitzen leicht in ihre Bestandteile zerfällt:

:<math>\mathrm{2\,AsH_3 \ \rightleftharpoons \ 2\,As + 3\,H_2}</math>

Wird Arsenwasserstoff verbrannt oder durch ein auf Rotglut erhitztes Glasrohr geleitet und trifft anschließend auf ein gekühltes Porzellanschälchen, so bildet sich ein metallisch glänzender schwarzer Arsenspiegel. Diese chemische Reaktion wird zum [[Analytik|analytischen]] Nachweis von Arsen verwendet (''siehe'' [[Marshsche Probe]]).

Arsenwasserstoff verbrennt bei Anwesenheit von Luft mit fahlblauer Flamme zu [[Arsen(III)-oxid]] und Wasser:

:<math>\mathrm{2\,AsH_3 + 3\,O_2 \ \longrightarrow \ As_2O_3 + 3\,H_2O}</math>

Bei Luftmangel oder bei kühleren Verbrennungstemperaturen verbrennt nur der Wasserstoff. Arsen bleibt in Form von schwarzem Arsen zurück. Das gleiche Verhalten wird auch bei der Verbrennung von [[Schwefelwasserstoff]] beobachtet.

:<math>\mathrm{2\,AsH_3 + 1\tfrac{1}{2}\,O_2 \ \longrightarrow \ \tfrac{2}{n}\,As_n + 3\,H_2O}</math>

Arsenwasserstoff (AsH3) ist im Gegensatz zu [[Ammoniak]] (NH3) keine [[Base (Chemie)|Base]]. Er wirkt in wässriger Lösung als starkes [[Reduktionsmittel]]. Bei Zugabe zu [[Silbernitrat]]-Lösung fällt metallisches [[Silber]] aus:

:<math>\mathrm{AsH_3 + 3\,H_2O + 6\,Ag^+ \ \longrightarrow \ As(OH)_3 + 6\,H^+ + 6\,Ag}</math>

Bei Temperaturen unter −10 °C oder unter Druck bildet sich bei Anwesenheit von Wasser das Hexahydrat.<ref name="kirk" />

== Verwendung ==
Trotz seiner Vergangenheit als [[chemische Waffe]] ist Arsenwasserstoff heute ein gebräuchliches technisches Produkt. In der [[Halbleitertechnik]] wird Arsenwasserstoff als Dotiergas im großen Stil und nicht unbedeutender Menge im Rahmen der thermischen [[Dotierung]] von Silicium im [[Diffusion]]sprozess und bei der [[Ionenimplantation]] eingesetzt.

Die Entsorgung von Arsenwasserstoff-Rückständen ist sehr problematisch, da nicht nur Arsenwasserstoff selbst, sondern auch alle Arsenwasserstoff-Folgeprodukte extrem toxisch oder gesundheitsschädlich sind. Üblich ist die [[Adsorption]] an Aktivkohle. Nach Gebrauch muss die beladene Aktivkohle als Sondermüll in speziellen Tiefdeponien endgelagert werden.

== Antidote bei Arsinvergiftung ==
Bei Vergiftung wird in Notfallkliniken [[Dimercaptopropansulfonsäure]] (DMPS): Dimaval oder Dimercaptopropansulfonat als Gegengift verabreicht.
Es handelt sich dabei um (''RS'')-2,3-Dimercapto-1-propansulfonsäure. Von einigen Ärzten wird DMPS jedoch als wirkungslos angesehen.

== Sicherheitshinweise ==
Arsenwasserstoff ist die toxischste Arsenverbindung. Ist man einer Konzentration von 20 mg/m³ länger als 50 Minuten ausgesetzt, so wirkt diese tödlich ([[letale Konzentration]]). 3–10 mg/m³ rufen nach mehreren Stunden [[Vergiftung]]serscheinungen hervor. Es ist insbesondere darauf zu achten, dass Notfallmaßnahmen bei Verdacht auf einen Kontakt mit Arsenwasserstoff sofort durchgeführt werden, da die durch Arsenwasserstoff ausgelöste [[Hämolyse]] zeitverzögert auftreten kann. Notfallkliniken sind in der Regel bei der Behandlung einer sehr selten vorkommenden Arsenwasserstoffvergiftung überfordert. Die verfügbare Literatur gibt keine eindeutigen Handlungsanweisungen. Nutzer sollten sich daher unbedingt vorher mit der nächsten Notfallklinik für die Behandlung in einem Notfall abstimmen.

== Vom Arsenwasserstoff abgeleitete Verbindungen ==
Ersetzt man beim Arsenwasserstoff AsH3 ein bis drei Wasserstoffatome durch organische [[funktionelle Gruppe]]n, so entstehen organische [[Arsane]].

== Siehe auch ==
* [[Liste chemischer Kampfstoffe]]
* [[Blutkampfstoff]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Externe Links zu erwähnten Verbindungen ==
<references group="S" />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4143106-6}}

[[Kategorie:Arsenverbindung]]
[[Kategorie:Wasserstoffverbindung]]
[[Kategorie:Lungenkampfstoff]]
[[Kategorie:Beschränkter Stoff nach REACH-Anhang XVII, Eintrag 19]]
[[Kategorie:Beschränkter Stoff nach REACH-Anhang XVII, Eintrag 72]]
[[Kategorie:Beschränkter Stoff nach REACH-Anhang XVII, Eintrag 75]]

Arsenwasserstoff - Versionsgeschichte

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