Sinksulfid (ZnS) struktur, egenskaper, nomenklatur, bruk



den sink sulfid er en uorganisk forbindelse med formel ZnS, dannet av Zn-kationer2+ og anioner S2-. Det finnes i naturen hovedsakelig som to mineraler: Wurtzite og Sphalerite (eller sinkblende), sistnevnte er hovedformen.

Sphaleritten ser ut som en sort farge på grunn av urenhetene det presenterer. I ren form har den hvite krystaller, mens wurtzitt har grå-hvite krystaller.

Sinksulfid er uoppløselig i vann. Det kan forårsake miljøskader, da det trengs i bakken og forurenser grunnvann og dets strømmer.

Sinksulfid kan produseres, blant andre reaksjoner, ved korrosjon og ved nøytralisering.

Ved korrosjon:

Zn + H2S => ZnS + H2

Ved nøytralisering:

H2S + Zn (OH)2 => ZnS + 2H2O

Sinksulfid er et fosforescertsalt, som gir kapasiteten til flere bruksområder og applikasjoner. I tillegg er det en halvleder og en fotokatalysator.

index

  • 1 struktur
    • 1.1 Blanding av sink
    • 1.2 Wurzita
  • 2 Egenskaper
    • 2,1 farge
    • 2.2 Smeltepunkt
    • 2.3 Løselighet i vann
    • 2.4 Løslighet
    • 2,5 tetthet
    • 2,6 hardhet
    • 2,7 stabilitet
    • 2,8 nedbrytning
  • 3 Nomenklatur
    • 3.1 Systematiske og tradisjonelle nomenklaturer
  • 4 bruksområder
    • 4.1 Som pigmenter eller belegg
    • 4.2 På grunn av dens fosforescens
    • 4.3 Semiconductor, fotokatalysator og katalysator
  • 5 referanser

struktur

Sinksulfid vedtar krystallinske strukturer styrt av elektrostatiske attraksjoner mellom Zn-kationen2+ og anionen S2-. Disse er to: Sphalerite eller Zinc Blende, og Wurzite. I begge ioner reduserer i det minste repulsjonene mellom joner med lik ladning.

Zinkblende er den mest stabile i terrestrisk trykk og temperaturforhold; og wurzitten, som er mindre tett, er resultatet av den krystallinske omleggingen på grunn av temperaturøkningen.

De to strukturer kan sameksistere i samme faste ZnS samtidig, selv om, meget sakte, vil wurzite ende opp som dominerende.

Sinkblende

Det øvre bildet viser den kubiske enheten celle sentrert på ansiktene av sink blende strukturen. De gule kulene samsvarer med S anioner2-, og grays til Zn kationer2+, plassert i hjørnene og i midten av kubens ansikter.

Merk de tetraedrale geometriene rundt ioner. Zinkblende kan også representeres av disse tetraederne, hvis hull inne i krystallet har samme geometri (tetrahedriske hull).

Også i enhetens celler er ZnS-forholdet oppfylt; det vil si et forhold på 1: 1. Dermed for hver Zn-kation2+ det er en anion S2-. På bildet ser det ut til at de grå kulene er florerende, men faktisk når de er i hjørnene og midtpunktet av kubens ansikter, deles de av andre celler.

For eksempel, hvis du tar de fire gule sfærene som er inne i esken, må "bitene" av alle de grå kulene rundt deg legge til det samme (og de gjør), fire. På denne måten i den kubiske enhetcellen er det fire Zn2+ og fire s2-, oppfylle det støkiometriske ZnS-forholdet.

Det er også viktig å understreke at det er tetraedrale hull foran og bak de gule kulene (plassen som skiller dem fra hverandre).

wurtzitt

I motsetning til strukturen av sinkblenden, tar wurzitten et sekskantet krystallinsk system (toppbilde). Dette er mindre kompakt, så det faste stoffet har lavere tetthet. Jonene i wurzitten har også tetrahedrale miljøer og et 1: 1-forhold som samsvarer med ZnS-formelen.

egenskaper

farge

Den kan presenteres på tre måter:

-Wurtzite, med hvite og sekskantede krystaller.

-Sphalerite, med hvitt-grå krystaller og kubiske krystaller.

-Som et hvitt til gråaktig hvitt eller gulaktig pulver og kubiske gulaktige krystaller.

Smeltepunkt

1700 ° C.

Løselighet i vann

Nesten uoppløselig (0,00069 g / 100 ml ved 18º C).

løselighet

Uoppløselig i alkalier, oppløselig i fortynnede mineralsyrer.

tetthet

Sphalerite 4,04 g / cm3 og wurtzite 4,09 g / cm3.

hardhet

Den har en hardhet på 3 til 4 på Mohs skalaen.

stabilitet

Når den inneholder vann, oksiderer den sakte langsomt til sulfat. I et tørt miljø er det stabilt.

nedbrytning

Ved oppvarming ved høye temperaturer avgis det giftige damper av sink og svoveloksider.

nomenklatur

Den elektroniske konfigurasjonen av Zn er [Ar] 3d104s2. Å miste de to elektronene i 4s-bane er som Zn-kation2+ med sin fulde orbitals. Derfor, gitt det elektroniske Zn2+ det er mye mer stabilt enn Zn+, den har bare en valens på +2.

Derfor utelater aksjeklassen, legger sin valens inn i parentes og med romerske tall: sink sulfid (II).

Systematiske og tradisjonelle nomenklaturer

Men det er andre måter å ringe ZnS i tillegg til den som allerede er foreslått. I systematikk er antall atomer av hvert element spesifisert med de greske tellerne; med det eneste unntaket fra elementet til høyre når det er bare ett. Således er ZnS oppkalt som: apeSinksulfid (og ikke monozinkmonosulfid).

Når det gjelder den tradisjonelle nomenklaturen, er sink tilsatt en unik valens på +2, ved å legge til suffikset -ico. Som et resultat viser sitt tradisjonelle navn seg: Sinksulfidico.

søknader

Som pigmenter eller belegg

-Sachtolith er et hvitt pigment laget av sinksulfid. Den brukes i putties, mastics, sealers, lower covers, latex maling og skilting.

Dens bruk kombinert med pigmenter som absorberer ultrafiolett lys, som mikro titan eller gjennomsiktige jernoksidpigmenter, er nødvendig i værbestandige pigmenter.

-Når ZnS påføres i latex eller teksturerte maling, har det en langvarig mikrobicid virkning.

-På grunn av sin høye hardhet og motstand mot brudd, erosjon, regn eller støv, gjør den den egnet for utvendige infrarøde vinduer eller flyrammer.

-ZnS brukes i belegg av rotorer som brukes i transport av forbindelser, for å redusere slitasje. Det brukes også til produksjon av trykkfarger, isolasjonsforbindelser, termoplastisk pigmentering, flammebestandig plast og elektroluminescerende lamper.

-Sinksulfid kan være gjennomsiktig, og kan brukes som et vindu for synlig optikk og infrarød optikk. Den brukes i nattesyn, på TV-skjermer, radarskjerm og i fluorescerende belegg.

-Dopingen av ZnS med Cu brukes i produksjonen av elektroluminescenspaneler. I tillegg brukes den i rakettfremdrift og gravimetri.

På grunn av sin fosforescens

-Dens fosforescens brukes til å fargere klokkens hender og dermed visualisere tiden i mørket; også i maling til leker, i nødsituasjonskort og trafikk advarsler.

Fosforescens tillater bruk av sinksulfid i katodestrålerør og på røntgenskjermer for å skinne i mørke flekker. Fargen på fosforescensen avhenger av aktivatoren som brukes.

Halvleder, fotokatalysator og katalysator

-Sphalerite og wurtzite er bredbåndsslit halvledere. Sphalerite har et bånd gap på 3,54 eV, mens wurtzite har et bånd gap på 3,91 eV.

-ZnS brukes til fremstilling av en fotokatalysator bestående av CdS-ZnS / zirkonium-titanfosfat som brukes til produksjon av hydrogen under synlig lys.

-Det virker som en katalysator for nedbrytning av organiske forurensninger. Den brukes til utarbeidelse av en fargesynkroniserer i LED-lamper.

-Dens nanokrystaller brukes til ultrasensitiv deteksjon av proteiner. For eksempel ved å sende ut lys fra kvantepotter av ZnS. Den brukes til fremstilling av en kombinert fotokatalysator (CdS / ZnS) -TiO2 for elektrisk produksjon via fotoelektrokatalyse.

referanser

  1. Pubchem. (2018). Sink sulfid. Hentet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. QuimiNet. (16. januar 2015). Hvit pigment basert på sinksulfid. Hentet fra: quiminet.com
  3. Wikipedia. (2018). Sink sulfid. Hentet fra: en.wikipedia.org
  4. II-VI UK. (2015). Sink sulfid (ZnS). Hentet fra: ii-vi.es
  5. Rob Toreki (30. mars 2015). Zinkblende (ZnS) Struktur. Tatt fra: ilpi.com
  6. Kjemi LibreTexts. (22. januar 2017). Struktur-Zink Blende (ZnS). Tatt fra: chem.libretexts.org
  7. Reade. (2018). Sinksulfid / sinksulfid (ZnS). Tatt fra: reade.com