Arsenverbindungen.
Als Element der fünften Hauptgruppe des Periodensystems tritt Arsen vorwiegend in den Wertigkeitsstufen +3, +5 und —3 auf.
Arsen und alle Arsenverbindungen zählen zu den Krebs erregenden Arbeitsstoffen. Der TRK-Wert wird mit 0,1 mg/m3 angegeben. In Pflanzenschutzmitteln ist die Anwendung von Arsenverbindungen in Deutschland seit 1974 verboten, ebenso dürfen nach der Höchstmengen-VO von 1976 in pflanzlichen Lebensmitteln keine Arsenverbindungen vorhanden sein.
Die Metallderivate des Arsenwasserstoffs (Arsenide) sind nach den stöchiometrischen Gesetzen zusammengesetzt und kommen auch als Minerale vor; daneben kann Arsen wegen seiner halbmetallischen Eigenschaften auch als Legierungsbestandteil auftreten (Arsenlegierungen).
Arsenwasserstoff, Arsan, Arsin, AsH3, ist ein farbloses, stark giftiges Gas von widerlichem Geruch. Es bildet sich stets, wenn Mineralsäuren auf Arsenide einwirken oder wenn in situ erzeugter Wasserstoff mit Arsenverbindungen in Kontakt kommt.Es zerfällt beim Erhitzen wieder in Arsen und Wasserstoff und verbrennt mit Sauerstoff zu Arsentrioxid und Wasser. Leitet man Wasserstoffgas mit Spuren von Arsenwasserstoff über eine stark erhitzte Stelle in einem Glasrohr, so bildet sich dahinter ein dunkler glänzender Belag von metallischem Arsen; ein ähnlicher Arsenspiegel, der sich mit Natriumhypochloritlösung wieder auflöst, entsteht auch, wenn der arsenwasserstoffhaltige Wasserstoff entzündet und die Flamme an einem kalten Porzellanscherben abgeschreckt wird. Den Arsenspiegel benutzt man in der Marsh-Probe zum Nachweis geringster Arsenmengen (bis zu 0,000 1 mg), z. B. bei Arsenvergiftungen. - Da die technischen Säuren des Handels oft arsenhaltig sind, entstehen bei ihrer Verwendung häufig erhebliche Mengen von Arsenwasserstoff, deren Einatmung zur Arsenvergiftung führen kann.
Arsentrichlorid, Arsen(III)-chlorid, AsCl3, ist eine farblose, an der Luft rauchende, bei 130 ºC siedende Flüssigkeit. Es ist darstellbar durch unmittelbare Vereinigung von Arsen und Chlorgas oder durch Umsetzung von konzentrierter Salzsäure mit Arsentrioxid bei erhöhter Temperatur. Es löst sich in Wasser unter Bildung von Salzsäure und arseniger Säure. Aus Lösungen, die mit viel konzentrierter Salzsäure versetzt sind, geht es beim Destillieren zusammen mit der Salzsäure in die Vorlage über und kann nach Abdestillieren des Wassers daraus gewonnen werden (wichtiges Trennungs- und Bestimmungsverfahren für Arsen).
Von den Oxiden ist das bei weitem wichtigste das Arsentrioxid, Arsen(III)-oxid, Arsenik, As2O3. Es kristallisiert kubisch und auch monoklin und sublimiert bei 193 ºC; der farb- und geruchlose Dampf besteht aus As4O6-Molekülen, die bei höherer Temperatur in As2O3-Moleküle zerfallen. Arsentrioxid entsteht beim Verbrennen von Arsen oder arsenhaltigen Verbindungen, z. B. beim Abrösten von Arsenopyrit nach der Gleichung 2 FeAsS + 5 O2 → Fe2O3 + As2O3 + 2 SO2. In der Natur kommt Arsentrioxid als monokliner Claudetit oder kubisches Arsenolith vor. Es ist leicht zu Arsen reduzierbar; erhitzt man es mit Holzkohle im Glasrohr, so bildet sich wie bei der Marshschen Probe ein Arsenspiegel (Probe nach Berzelius). Zinn(II)-chlorid scheidet aus der stark salzsauren Lösung von Arsentrioxid gleichfalls dunkelfarbenes Arsen aus (Probe nach Bettendorf). Technisch wird Arsentrioxid v. a. als Ausgangsprodukt für alle übrigen Arsenverbindungen, für Katalysatoren und bei der Glasherstellung (Spezialgläser) verwendet. - Die wässrige, schwach sauer reagierende Lösung von Arsentrioxid enthält arsenige Säure, Arsensäure(III), H3AsO3, als deren Anhydrid es aufzufassen ist. Diese Säure ist in freier Form nicht bekannt; die arsenigsauren Salze, Arsenite, Arsenate(III), leiten sich formal meist von Säuren der Formen HAsO2 oder H3AsO3 ab. Alkaliarsenite sind wasserlöslich, die übrigen Arsenite meist unlöslich. - Arsenpentoxid, Arsen(V)-oxid, As2O5, ein weißes Pulver, wird nicht durch Oxidation von Arsen erhalten, sondern nur durch Entwässern von Arsensäure, Arsensäure(V), H3AsO4, deren Anhydrid es ist. Arsensäure entsteht beim Behandeln von Arsentrioxid mit Oxidationsmitteln, z. B. Salpetersäure. Ihre Salze, die Arsenate, Arsenate(V), sind mit den entsprechenden Phosphaten isomorph.
Unter den Sulfiden finden sich wichtige Minerale. Das Arsensulfid, As4S4, das Mineral Realgar, kann auch künstlich aus Arsen und Schwefel erschmolzen werden. Es wurde früher unter dem Namen Arsenrubin, Rauschrot, Rotglas oder rotes Arsenglas als Malerfarbe benutzt. Heute wird es noch in der Feuerwerkerei zur Herstellung von weißem Signalfeuer verwendet. Das schon im Mittelalter bekannte griechische Weißfeuer bestand aus einer Mischung von Realgar, Salpeter und Schwefel. - Arsentrisulfid, Arsen(III)-sulfid, As2S3, das Mineral Auripigment, wird durch Zusammenschmelzen von Arsen und Schwefel als rotgelbe Masse hergestellt oder durch Einleiten von Schwefelwasserstoff in angesäuerte Lösungen von Arsenverbindungen als gelber Niederschlag gefällt. Als Malerfarbe heißt es Königsgelb. Es dient heute zur Herstellung infrarotdurchlässiger Gläser und wird in Photohalbleitern verwendet. - Arsenpentasulfid, Arsen(V)-sulfid, As2S5, entsteht als hellgelber Niederschlag beim raschen Einleiten von Schwefelwasserstoff in stark salzsaure Lösungen von Arsensäure; es kann auch aus Arsen und Schwefel erschmolzen werden.