第一節(jié) 高純砷的簡介
高純砷是指雜質(zhì)總量<10ppm的金屬砷。六方晶系,相對密度5.73,銀灰色有金屬光澤,接觸空氣表面逐漸氧化變成黑色。熔點817C(加壓到3. 6MPa ),升華點615 C,在空氣中加熱到>400C氧化成As2O3,與熱濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)生成H3As3O4,對NaOH水溶液、水、鹽酸等不反應(yīng)。高溫時以AsAs:形態(tài)存在。(可行性 研究 報告)
第二節(jié) 高純砷的生產(chǎn)工藝
砷的提純方法有以下幾種:
(1)升華法;
(2)Pb-As合金法;
(3)砷高溫氧化后提純-H2還原法,可制備5N高純砷;單晶生長法(高壓危險);
(4)砷化氫熱分解法(劇毒、危險性大);
(5)氯化-精餾-H:還原法等。實用上一般采用AsCl3精餾提純-H2還原法。
AsCl3制備方法
AsCl3制備有二種方法:一是將As2O3加鹽酸制備AsC13,另一種是將砷通過純凈氧氣制備AsCl3, ,氯化-精餾-H2還原流程全部使用石英設(shè)備。采用此流程可制備出6~7N的高純砷;高純砷封在抽過真空的玻璃瓶中保存 。
第三節(jié) 高純砷的發(fā)展歷史
中國4世紀前半葉煉丹家、古藥學家已制得了單質(zhì)砷。20世紀80年代中國科學院科學史 研究 所王奎克、北京大學化學系趙匡華、清華大學化學系鄭同、袁書玉等幾位 研究 人員、教授先后按葛洪這一講述進行了模擬實驗,結(jié)果都獲得了砷和三氧化二砷,證實了這一論述。
西方化學史學家們一致認為從砷化合物中分離出單質(zhì)砷的是13世紀德國煉金家阿爾伯特·馬格努斯(AlbertMagnus,1200~1280)。"Magnus"是尊敬的稱呼,相當于"偉大的",因此中國有時譯成"大阿爾伯特"。他的真實姓名是阿爾伯特·馮·布爾斯塔德(AlbertvonBollstadt),是一位教會神職人員,在教會主辦的一所學校里任教,通曉神學、哲學、天文、地理、動物、植物學,是西方具有代表性的煉金家,著有《煉金術(shù)》。他是用肥皂與雌黃共同加熱獲得單質(zhì)砷的。肥皂是用豬油或牛油與氫氧化鈉共同熬煮制成的,化學成分是硬脂酸鈉。硬脂酸鈉是不可能與砷的硫化物共同加熱而得到單質(zhì)砷的,只是肥皂中未充分皂化的豬油或牛油在受熱炭化后,形成的炭使砷的硫化物轉(zhuǎn)變成砷的氧化物中的砷還原出來,正和葛洪取得單質(zhì)的方法是一樣的,但是比葛洪晚大約900年。
到18世紀,瑞典化學家、礦物學家布蘭特闡明砷和三氧化二砷以及其他砷化合物之間的關(guān)系。拉瓦錫證實了布蘭特的 研究 成果,認為砷是一種化學元素。
18世紀德國醫(yī)生、礦物學家亨克爾在1755年出版的著述中,講到金屬砷,是在密閉的容器中升華砷獲得。金屬砷是砷的一種同素異形體,外表似金屬,較脆,能傳熱。比重5.7,高于典型非金屬。
第四節(jié) 高純砷的應(yīng)用范圍
工業(yè)用途
砷的許多化合物都含有致命的毒性,常被加在除草劑、殺鼠藥等。為電的導(dǎo)體,被使用在半導(dǎo)體上?;衔锿ǚQ為砷化物,常運用于涂料、壁紙和陶器的制作。
砷作合金添加劑生產(chǎn)鉛制彈丸、印刷合金、黃銅(冷凝器用)、蓄電池柵板、耐磨合金、高強結(jié)構(gòu)鋼及耐蝕鋼等。黃銅中含有重量砷時可防止脫鋅。高純砷是制取化合物半導(dǎo)體砷化鎵、砷化銦等的原料,也是半導(dǎo)體材料鍺和硅的摻雜元素,這些材料廣泛用作二極管、發(fā)光二極管、紅外線發(fā)射器、激光器等。砷的化合物還用于制造農(nóng)藥、防腐劑、染料和醫(yī)藥等。昂貴的白銅合金就是用銅與砷合煉的。
用于制造硬質(zhì)合金;黃銅中含有微量砷時可以防止脫鋅;砷的化合物可用于殺蟲及醫(yī)療。砷和它的可溶性化合物都有毒。
生理功能
砷自古以來就常為人類所使用,例如砒霜即是經(jīng)常使用的毒藥。砷也曾被用在于治療梅毒。大量的羊、微型豬和雞的 研究 結(jié)果提出,砷是必需微量元素。
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