Arsina (AsH3): definición, propiedades, usos y peligros

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La arsina, también conocida como hidruro de arsénico o arseniuro de hidrógeno, es un compuesto químico. Su fórmula química es AsH₃ . Tiene iones de hidrógeno y arseniuro. El hidrógeno está en su estado de oxidación +1.

Descripción general

La arsina es un gas incoloro en condiciones ambientales normales. Es un hidruro del arsénico de gran importancia industrial y toxicológica. Su estructura molecular es trigonal piramidal (similar a la del amoníaco, pero con distinta geometría electrónica debido al arsénico) y presenta un par solitario en el átomo de As.

Propiedades físicas y químicas

• Masa molar: aproximadamente 77,95 g·mol^-1.
• Apariencia: gas incoloro; puede percibirse un olor a pescado o ajo en concentraciones bajas, aunque el olfato no es un indicador fiable de exposición.
• Puntos de fusión y ebullición: sólido: alrededor de −116 °C; ebullición: aproximadamente −62,5 °C.
• Densidad: es más denso que el aire (varía según condiciones de temperatura y presión).
• Solubilidad: poco soluble en agua; más reactivo y soluble en algunos disolventes orgánicos.
• Reactividad: es un agente reductor débil, se descompone con facilidad en presencia de superficies catalíticas, calor o chispas, liberando arsénico elemental y H₂. En el aire puede oxidarse a óxidos de arsénico.

Obtención y producción

• En el laboratorio se puede generar por reducción de compuestos de arsénico (por ejemplo, óxidos o sales) con metales reactivos y ácido, o por reacción de arsenuros metálicos con agua o ácidos.
• Industrialmente su producción es poco común; sin embargo, la arsina se produce de forma incidental en procesos que involucran arsénico y fuentes de hidrógeno o metales reactivos, por lo que se aplican medidas de control en plantas con presencia de arsénico.
• Un uso industrial bien conocido es como precursor gaseoso en la fabricación de semiconductores (por ejemplo, en el crecimiento epitaxial de GaAs mediante MOCVD), donde se emplea arsina de alta pureza en cantidades controladas.

Usos

• Industria electrónica: como fuente de arsénico en procesos de deposición de capas para semiconductores y optoelectrónica.
• Química y síntesis: en investigaciones químicas y síntesis orgánico-inorgánica como reactivo especializado.
• Históricamente: se ha usado en análisis cualitativo de arsénico y en pesticidas, aunque muchos de esos usos han sido eliminados por razones de seguridad.

Peligros y toxicidad

La arsina es extremadamente tóxica. La inhalación es la vía de exposición más peligrosa:

• Efectos agudos: la exposición a concentraciones elevadas puede causar náuseas, vómitos, dolor abdominal, dolores de cabeza, mareo y, de forma característica, hemólisis (destrucción de glóbulos rojos) que conduce a anemia hemolítica, ictericia, insuficiencia renal y, en casos severos, fallo multiorgánico y muerte. Muchos efectos pueden aparecer con retraso horas o días tras la exposición.
• Efectos crónicos: la exposición repetida o prolongada a compuestos de arsénico se asocia con efectos crónicos sobre la piel, sistemas respiratorio y nervioso, y tiene potencial carcinogénico; aunque la arsina como gas se considera particularmente peligrosa por sus efectos agudos.
• Inflamabilidad y reactividad: no es extremadamente inflamable a baja concentración, pero puede descomponerse y reaccionar en condiciones favorables; sus vapores, en presencia de oxígeno y una fuente de ignición, pueden originar productos de oxidación tóxicos (óxidos de arsénico).

Detección y monitoreo

• El olor no es un método fiable de detección. Para control ambiental y ocupacional se utilizan detectores específicos: detectores electroquímicos, tubos de muestreo colorimétricos, cromatografía de gases (con detectores sensibles) y sistemas fijos de alarma en instalaciones industriales.
• Los laboratorios y plantas deben contar con monitores de gas y procedimientos de muestreo para detectar fugas y evitar exposiciones.

Medidas de primeros auxilios y tratamiento

• En caso de inhalación: alejar a la persona a aire fresco inmediatamente, mantenerla en reposo y buscar atención médica de urgencia.
• Soporte médico: no existe un antídoto específico para la arsina; el tratamiento es esencialmente de soporte (oxigenoterapia, manejo de la hemólisis y sus complicaciones, hidratación, monitorización renal). En intoxicaciones graves pueden requerirse transfusión sanguínea, diálisis o medidas intensivas.
• Consultar a servicios especializados: acudir a un servicio de urgencias o centro de toxicología y seguir sus indicaciones.

Prevención y medidas de seguridad

• Trabajar con arsina únicamente en instalaciones adecuadas, con ventilación forzada o campana de extracción y sistemas de detección de gas.
• Utilizar equipos de protección personal apropiados (respiración autónoma o máscaras con filtros homologados para arsina en situaciones de riesgo, guantes, protección ocular y del cuerpo según procedimiento).
• Manejo de cilindros y líneas de gas por personal entrenado; evitar fugas y disponer de planes de emergencia y evacuación.
• Almacenamiento en recipientes previstos para gases tóxicos, etiquetados y protegidos; realizar mantenimiento y pruebas de estanqueidad periódicas.

Impacto ambiental

La liberación de arsina al medio ambiente puede dar lugar a oxidación y formación de compuestos de arsénico más persistentes y tóxicos (óxidos y sales), con riesgo de contaminación de suelos y aguas. Por ello, las emisiones deben minimizarse y gestionarse conforme a la normativa vigente.

Normativa y límites de exposición

Los límites permisibles de exposición ocupacional y los requisitos regulatorios varían según el país y la organización. Dado el alto riesgo que representa la arsina, muchas normativas establecen límites muy bajos y requisitos estrictos de control. Es imprescindible consultar la legislación y guías de seguridad locales y las fichas de datos de seguridad del fabricante para procedimientos específicos.

Resumen

La arsina (AsH₃) es un gas incoloro y altamente tóxico con aplicaciones industriales importantes (especialmente en la fabricación de semiconductores) pero con riesgos severos para la salud y el medio ambiente. Su manejo exige controles técnicos, equipos de detección confiables, formación del personal y planes de emergencia bien establecidos.

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