Arsenigzuur

Sjabloon:Infobox chemische stof Arsenigzuur is een oxozuur. Het is het arseen-analoog van fosforigzuur. De stof komt voor in waterige oplossingen, maar is niet als zuivere stof beschreven, hoewel het daarmee geen onbelangrijke component is.

Properties

Fosforigzuur bestaat voornamelijk als fosfonzuur, zijn dihydroxytautomeer, in tegenstelling tot arsenigzuur.

$\mathrm{A}\mathrm{s}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3$ is een pyramidaal molecuul dat voornamelijk bestaat in de vorm waarin drie hydroxyl-groepen aan arseen gebonden zijn. Het ¹H-NMR van arsenig zuur bestaat uit een enkel signaal, wat in overeenstemming is met de grote mate van symmetrie die in het molecuul aanwezig is.. Dit gegeven contrasteert sterk met de analoge fosfor-verbinding $\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\mathrm{P}$ die voornamelijk voorkomt als $\mathrm{H}\mathrm{P}(\mathrm{O})(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2$, waarbij juist de $\mathrm{P}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3$-vorm slecht een zeer klein deel van de moleculaire populatie vormt. Het verschil in gedrag tussen arseen en fosfor is in overeenstemming met de algemene trend in het periodiek systeem, dat voor de lichtere elementen in een groep de hogere valenties stabieler zijn dan voor de zwaardere elementen.

Het tautomere arsonzuur is, net als arsenigzuur niet als zuivere stof bekend.

Synthese

De bereiding van $\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ verloopt via een langzame hydrolyse van arseen(III)oxide in water. Toevoegen van een base zet het gevormde arsenigzuur om in arseniet-ionen $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}$, $\mathrm{H}\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{2-}$ en $\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{3-}$.

Reacties

Met zijn eerste pK_z- waarde van 9.2 is $\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ een zeer zwak zuur. Reacties die toegeschreven zijn aan waterige arseen(III)oxide-oplossingen zijn die van arsenig zuur en zijn geconjugeerde basen.

Net als arseen(III)oxide reageert arseigzuur soms amfoteer. Met de waterstofhalogenides reageert tot de overeenkomstige trihalogenides:

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}⟶\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}\mathrm{I}⟶\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{I}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

De reactie van arsenigzuur met joodmethaan geeft methylarseenzuur. Deze, historisch, belangrijke reactie staat bekend als de Meyer-reactie:

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{I}+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\overrightarrow{⟵}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

De alkylering vindt plaats op arseen en het oxidatiegetal van arseen gaat van +3 naar +5.

Toxicologie

Arseenhoudende verbindingen zijn zeer giftig en carcinogeen. De anhydride-vorm van het zuur, arseen(III)oxide, wordt gebruikt als herbicide, pesticide en rodenticide.