Sinkkisulfidirakenne (ZnS), ominaisuudet, nimikkeistö, käyttö

sinkkisulfidi on epäorgaaninen yhdiste, jolla on kaava Z_nS, muodostettu Zn-kationeilla²⁺ ja anionit S^2-. Se löytyy luonteeltaan pääasiassa kahdesta kivennäisaineesta: wurtsiitista ja sphaleriitistä (tai sinkkiseoksesta), joista jälkimmäinen on sen pääasiallinen muoto.

Salperiitti esiintyy mustan värin muodossa sen aiheuttamien epäpuhtauksien vuoksi. Puhtaassa muodossa on valkoisia kiteitä, kun taas wurtzite on harmahtavalkoisia kiteitä.

Sinkkisulfidi ei liukene veteen. Se voi aiheuttaa ympäristövahinkoja, koska se tunkeutuu maahan ja saastuttaa pohjaveden ja sen virtaukset.

Sinkkisulfidia voidaan tuottaa muiden reaktioiden joukossa korroosiolla ja neutraloimalla.

Korroosiolla:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

Neutraloimalla:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

Sinkkisulfidi on fosforoiva suola, joka antaa sille useita käyttötarkoituksia ja sovelluksia. Lisäksi se on puolijohde ja fotokatalyytti.

indeksi

• 1 Rakenne
  • 1.1 Sinkki
  • 1.2 Wurzita
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Väri
  • 2.2 Sulamispiste
  • 2.3 Liukoisuus veteen
  • 2.4 Liukoisuus
  • 2.5 Tiheys
  • 2.6 Kovuus
  • 2.7 Vakaus
  • 2.8 Hajoaminen
• 3 Nimikkeistö
  • 3.1 Järjestelmälliset ja perinteiset nimitykset
• 4 Käyttö
  • 4.1 Pigmentteinä tai pinnoitteina
  • 4.2 Fosforesenssin vuoksi
  • 4.3 Puolijohteet, fotokatalyytit ja katalyytit
• 5 Viitteet

rakenne

Sinkkisulfidi ottaa käyttöön kiteisiä rakenteita, joita säätelevät Zn-kationin väliset sähköstaattiset nähtävyydet²⁺ ja anioni S^2-. Nämä ovat kaksi: sphaleriitti tai sinkkilevy ja wurzite. Molemmissa ioneissa vähennetään minimiin tasa-arvoisten ionien väliset karkotukset.

Sinkkilevy on kaikkein stabiilein maanpäällisissä paineissa ja lämpötiloissa; ja wurzite, joka on vähemmän tiheä, johtuu lämpötilan noususta johtuvasta kiteisestä uudelleenjärjestelystä.

Molemmat rakenteet voivat samanaikaisesti esiintyä samassa ZnS-kiinteässä aineessa samaan aikaan, vaikka hyvin hitaasti wurzite päätyy hallitsemaan.

Sinkki Blende

Ylemmässä kuvassa näkyy kuutioyksikön solu, joka on keskitetty sinkkiseosrakenteen kasvoille. Keltaiset pallot vastaavat S-anioneja^2-, ja harmaat Zn-kationeihin²⁺, joka sijaitsee kuutioiden kulmissa ja keskuksissa.

Huomaa ionien ympärillä olevat tetraedriset geometriat. Sinkkilevyjä voidaan esittää myös näillä tetraedreillä, joiden reikien sisällä on sama geometria (tetraedriset reiät).

Myös yksikkösoluissa ZnS-suhde on saavutettu; eli 1: 1-suhde. Siten kullekin Zn-kationille²⁺ on anioni S^2-. Kuvassa saattaa tuntua siltä, ​​että harmaat pallot ovat runsaasti, mutta itse asiassa kun ne ovat kulmissa ja keskellä kuution niitä, joita muut solut jakavat..

Esimerkiksi, jos otat neljä keltaista palloa, jotka ovat laatikon sisällä, kaikkien sen ympärillä olevien harmaiden pallojen "kappaletta" täytyy lisätä sama (ja ne), neljä. Tällä tavalla kuutioyksikön solussa on neljä Zn: tä²⁺ ja neljä S^2-, täyttää stoikiometrisen ZnS-suhteen.

On myös tärkeää korostaa, että keltaisten pallojen edessä ja takana on tetraedrisiä reikiä (tilaa, joka erottaa ne toisistaan).

wurtsiitti

Toisin kuin sinkkilevyn rakenne, wurzite ottaa käyttöön kuusikulmaisen kiteisen järjestelmän (ylempi kuva). Tämä on vähemmän kompakti, joten kiinteällä aineella on pienempi tiheys. Wurziten ioneissa on myös tetraedrisiä ympäristöjä ja 1: 1-suhde, joka vastaa ZnS-kaavaa.

ominaisuudet

väri

Se voidaan esittää kolmella tavalla:

-Wurtzite, jossa valkoiset ja kuusikulmaiset kiteet.

-Salperiitti, jossa on valko-harmaita kiteitä ja kuutiometriä kiteitä.

-Valkoisena tai harmahtavan valkoisena tai kellertävänä jauheena ja kuutiometriä kellertäviä kiteitä.

Sulamispiste

1700 ºC.

Liukoisuus veteen

Käytännössä liukenematon (0,00069 g / 100 ml 18 ° C: ssa).

liukoisuus

Liukenematon alkaleihin, liukenee laimeaan mineraalihappoon.

tiheys

Spaleriitti 4,04 g / cm³ ja wurtsiitti 4,09 g / cm³.

kovuus

Sen kovuus on 3 - 4 Mohsin asteikolla.

pysyvyys

Kun se sisältää vettä, se hapettuu hitaasti sulfaatiksi. Kuivassa ympäristössä se on vakaa.

hajoaminen

Korkeissa lämpötiloissa lämmitettäessä se säteilee sinkki- ja rikkioksidien myrkyllisiä höyryjä.

nimistö

Zn: n elektroninen konfiguraatio on [Ar] 3d¹⁰4s². 4s: n kiertoradan kahden elektronin menettäminen on kuin Zn-kationi²⁺ täyteen orbitaaleihinsa. Siksi, kun otetaan huomioon, että Zn²⁺ se on paljon vakaampi kuin Zn⁺, sen valenssi on vain +2.

Siksi jätetään pois varastojen nimikkeistöön lisäämällä sen valenssi sulkeissa ja roomalaisilla numeroilla: sinkkisulfidi (II).

Järjestelmälliset ja perinteiset nimitykset

Mutta on olemassa muitakin tapoja soittaa ZnS: ää jo ehdotetun lisäksi. Järjestelmässä kunkin elementin atomien lukumäärä on määritelty kreikkalaisilla lukijoilla; ainoa poikkeus oikealla olevasta elementistä, kun se on vain yksi. Siten ZnS on nimetty seuraavasti: apinaSinkkisulfidi (ei monosinkimonosulfidi).

Perinteisen nimikkeistön osalta lisätään sinkki, jolla on ainutlaatuinen valenssi +2, lisäämällä sufiksi -ico. Tämän seurauksena sen perinteinen nimi osoittautuu: sinkkisulfidiksiICO.

sovellukset

Pigmentteinä tai pinnoitteina

-Sachtolith on sinkkisulfidista valmistettu valkoinen pigmentti. Sitä käytetään kitteina, mastiksina, tiivisteinä, alavaippaina, lateksimaaleina ja opasteina.

Sen käyttö yhdistettynä ultraviolettivaloa absorboiviin pigmentteihin, kuten mikro-titaaniin tai läpinäkyviin rautaoksidipigmentteihin, on tarpeen säänkestävissä pigmenteissä.

-Kun ZnS levitetään lateksiin tai kuvioituun maaliin, sillä on pitkittynyt mikrobisidinen vaikutus.

-Korkean kovuuden ja rikkoutumisen, eroosion, sateen tai pölyn kestävyyden ansiosta se soveltuu ulkoisiin infrapunaikkunoihin tai lentokoneen kehyksiin.

-ZnS: ää käytetään yhdisteiden kuljetuksessa käytettävien roottoreiden päällystämiseen kulumisen vähentämiseksi. Sitä käytetään myös painovärien, eristävien yhdisteiden, termoplastisten pigmentti-, liekki- kestävien muovien ja elektroluminenssilamppujen tuotannossa.

-Sinkkisulfidi voi olla läpinäkyvä, ja sitä voidaan käyttää näkyvän optiikan ja infrapunaoptiikan ikkunana. Sitä käytetään yönäkölaitteissa, televisioruuduissa, tutkanäytöissä ja loistepinnoitteissa.

-ZnS: n dopingia Cu: lla käytetään elektroluminesenssipaneelien valmistuksessa. Lisäksi sitä käytetään rakettien propulsiossa ja gravimetriassa.

Fosforesenssin takia

-Sen fosforesenssiä käytetään kellon käsien värjäämiseen ja siten visualisoimaan pimeässä oleva aika; myös lelujen maaleissa, hätätapauksissa ja liikennevaroituksissa.

Fosforesenssi sallii sinkkisulfidin käytön katodisädeputkissa ja röntgenkuvauksissa kirkkaaksi pimeissä pisteissä. Fosforesenssin väri riippuu käytetystä aktivaattorista.

Puolijohde, fotokatalyytti ja katalyytti

-Sphaleriitti ja wurtsiitti ovat laajakaistavälitteisiä puolijohteita. Sphaleriitin kaistaväli on 3,54 eV, kun taas wurtziten kaistaväli on 3,91 eV.

-ZnS: ää käytetään valokatalyytin valmistuksessa, joka koostuu CdS-ZnS / zirkonium-titaanifosfaatista, jota käytetään vedyn tuottamiseen näkyvässä valossa.

-Se toimii katalysaattorina orgaanisten epäpuhtauksien hajoamiselle. Sitä käytetään värisynkronoijan valmistuksessa LED-lampuissa.

-Sen nanokiteitä käytetään proteiinien ultraherkkään havaitsemiseen. Esimerkiksi lähettämällä valoa ZnS: n kvanttipisteistä. Sitä käytetään yhdistetyn fotokatalyytin (CdS / ZnS) -Ti02 valmistuksessa sähkövalmistukseen valosähkökatalyysin avulla.

viittaukset

1. Pubchem. (2018). Sinkkisulfidi. Otettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (16. tammikuuta 2015). Valkoinen pigmentti, joka perustuu sinkkisulfidiin. Haettu osoitteesta: quiminet.com
3. Wikipedia. (2018). Sinkkisulfidi. Otettu: en.wikipedia.org
4. II-VI UK. (2015). Sinkkisulfidi (ZnS). Otettu: ii-vi.es
5. Rob Toreki (30. maaliskuuta 2015). Zincblende (ZnS) -rakenne. Otettu: ilpi.com
6. Kemia LibreTexts. (22. tammikuuta 2017). Rakenne-Sinkki Blende (ZnS). Otettu: chem.libretexts.org
7. Reade. (2018). Sinkkisulfidi / sinkkisulfidi (ZnS). Otettu: reade.com