Sulfură de zinc

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Sulfură de zinc
Probele de sulf de zinc conținând impurități de sulf în concentrație crescândă
ZnS pulberi2.jpg
Numele IUPAC
sulfură de zinc
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută ZnS
Masa moleculară ( u ) 97,43 g / mol
Aspect solid alb inodor
numar CAS 1314-98-3
Numărul EINECS 215-251-3
PubChem 14821
ZÂMBETE
S=[Zn]
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (g / cm 3 , în cs ) 4,01 (20 ° C)
Solubilitate în apă (20 ° C) aproape insolubil
Temperatură de topire 1185 ° C (sublimează)
Proprietăți termochimice
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) –204.6
Proprietăți toxicologice
LD 50 (mg / kg) > 2000 (șobolan oral) [1]
Informații de siguranță
Fraze H ---
Sfaturi P ---
Editați datele pe Wikidata · Manual

Sulfura de zinc este compusul anorganic cu formula ZnS. Apare în mod natural în principal în sfalerita minerală sau în forma mai rară a wurtzitei . Sphalerita este principala sursă industrială de zinc metalic. Mineralele sunt de obicei negre datorită prezenței diferitelor impurități, dar ZnS pur este un solid alb inodor. ZnS este utilizat în principal ca pigment , dar își găsește și aplicația ca material luminiscent pentru fosfor , ca semiconductor și pentru materiale optice.

fundal

Fosforescența sulfurii de zinc a fost documentată pentru prima dată în 1866 de chimistul francez Théodore Sidot . [2] ZnS a fost folosit de Ernest Rutherford și colab în primii ani de fizică nucleară ca detector de scintilație , deoarece emite lumină atunci când este excitat de raze X sau de fascicule de electroni, făcându-l util pentru ecranele cu raze X și tuburile catodice . [3]

Structura

Structura cubică a sfaleritei .
Structura hexagonală a wurtzitei .

ZnS există în două forme cristaline principale, care constituie un exemplu tipic de polimorfism . Aceste două structuri cristaline sunt importante, deoarece sunt observate și în mulți alți compuși cu formula generală AB și sunt desemnate în mod obișnuit sub numele mineralelor în care apar, și anume blenda de zinc (sau sfalerita ) și wurtzita . În ambele structuri, atât zincul, cât și sulful sunt tetracoordonate; diferența de structură apare dintr-un ambalaj diferit al atomilor. [3]

Cea mai obișnuită formă, stabilă la temperatură obișnuită, este tipul de blendă de zinc, care poate fi descris ca un ambalaj cubic compact de anioni sulfuri, cu ioni Zn 2+ care ocupă jumătate din siturile tetraedrice. Constanta rețelei este a = 540,93 pm . [4] Această rețea cristalină este similară cu cea a diamantului , care se obține prin schimbul tuturor atomilor de Zn și S cu atomi de carbon. [3]

Structura asemănătoare wurtzitei devine mai stabilă decât blenda de zinc la peste 1020 ° C, dar wurtzita minerală este încă prezentă în natură, deoarece viteza de interconversie între cele două structuri diferite este foarte lentă pe scara de timp geologică. [5] În wurtzită, ambalarea anionilor sulfuri este hexagonală compactă , cu ioni Zn 2+ care ocupă jumătate din siturile tetraedrice. Constantele de rețea sunt a = 381,1 și c = 623,4 pm. [4]

Sinteză

Sulfura de zinc este obținută de obicei din depozite naturale sau din materiale reziduale din alte procese, cum ar fi turnătorii, zgură și saramură. [6] Este, de asemenea, un produs secundar al sintezei de amoniac din metan , deoarece oxidul de zinc este utilizat pentru captarea impurităților de hidrogen sulfurat prezente în gazele naturale :

ZnO + H 2 S → ZnS + H 2 O

În laborator, poate fi produs prin aprinderea unui amestec de zinc și sulf sau prin tratarea unei soluții de sare solubilă a zincului cu o sursă de ioni sulfură, cum ar fi sulfura de hidrogen. Această reacție stă la baza analizei gravimetrice a zincului: [7]

Zn 2+ + S 2− → ZnS

Aplicații

Ca pigment

Cea mai importantă aplicare a sulfurii de zinc este ca pigment . În asociere cu sulfatul de bariu formează un pigment alb numit litoponă , utilizat pe scară largă în vopselele interioare. [6]

Ca material luminescent

Sulfura de zinc, cu adăugarea câtorva ppm de activator, este utilizată ca fosfor în diferite aplicații, cum ar fi tuburile cu raze catodice , ecranele cu raze X și produsele fosforescente . [3] Folosind argintul ca activator, se obține o culoare albastru deschis, cu emisii maxime la 450 nm . Cu manganul are o culoare galben-portocalie, la aproximativ 590 nm. Cuprul permite o luminescență verzuie de lungă durată, tipică obiectelor fosforescente comerciale. Sulfura de zinc dopată cu cupru (ZnS: Cu) este utilizată și în panourile electroluminescente . [8]

Ca material optic

Sulfura de zinc este utilizată ca material optic pentru regiunea infraroșie , deoarece este transparentă la radiații de lungimi de undă de până la 12 micrometri . Puteți construi ferestre sau chiar lentile. Este, de asemenea, cunoscut sub numele comerciale Cleartran și Irtran-2 .

Ca semiconductor

Atât sfalerita, cât și wurtzita sunt semiconductori intrinseci cu un spațiu de bandă mare. Sphalerita are o distanță de bandă de 3,54 eV la 300 K, în timp ce wurtzita are o distanță de bandă de 3,91 eV. Sulfura de zinc poate fi dopată atât în tipul n, cât și în tipul p .

Informații privind toxicitatea / siguranța

ZnS este disponibil comercial. Compusul nu este clasificat ca periculos conform Directivei 67/548 / CEE, dar poate elibera gaze toxice (H 2 S) la contactul cu acizii. Poate fi dăunător prin inhalare, ingestie și contact cu pielea. Nu există dovezi ale efectelor cancerigene. Nu există date privind vătămarea mediului. [9]

Notă

  1. ^ GESTIS .
  2. ^ Sidot 1866
  3. ^ a b c d Greenwood și Earnshaw 1997
  4. ^ a b Li și colab. 2008
  5. ^ Housecroft și Sharpe 2008
  6. ^ a b Auer și colab. 2009
  7. ^ Mendham și colab. 2000
  8. ^ Franz și colab. 2002
  9. ^ Sigma-Aldrich

Bibliografie

  • ( EN ) G. Auer, P. Woditsch, A. Westerhaus, J. Kischkewitz, W.-D. Griebler și M. Liedekerke, Pigmenți, anorganici, 2. Pigmenți albi , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2009, DOI : 10.1002 / 14356007.n20_n01 , ISBN.
  • ( EN ) KA Franz, WG Kehr, A. Siggel, J. Wieczoreck și W. Adam, Luminescent Materials , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a15_519 .
  • GESTIS, Sulfură de zinc , pe pagina Sulfură de zinc din baza de date GESTIS . Adus la 4 martie 2014 .
  • ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
  • ( EN ) CE Housecroft și AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a III-a, Harlow (Anglia), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
  • ( RO ) W.-K. Li, G.-D- Zhou, TCW Mak, Advanced Structural Inorganic Chemistry , New York, Oxford University Press, 2008, ISBN 978–0–19–921694–9 .
  • ( EN ) J. Mendham; RC Denney, JD; Barnes, MJK Thomas, Vogel's Quantitative Chemical Analysis , ediția a 6-a, New York, Prentice Hall, 2000, ISBN 0-582-22628-7 .
  • MT Sidot, Sur les propriétés de la blende hexagonale , în Compt. Rupe. , vol. 63, 1866, pp. 188-189. Accesat la 5 martie 2014 .
  • Sigma-Aldrich, Fisa cu date de siguranta a sulfurii de zinc .

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 36255 · LCCN (EN) sh85149872 · BNF (FR) cb12482848g (data)
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus din „https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfură de zinc &oldid = 121650967 ”