Struktur zink sulfida (ZnS), sifat, nomenklatur, kegunaan

The zink sulfida adalah sebatian organik formula Z_nS, dibentuk oleh kation Zn²⁺ dan anion S^2-. Ia didapati secara alamiah sebagai dua mineral: wurtzite dan sphalerite (atau zink blende), yang kedua adalah bentuk utamanya.

Sphalerit muncul dalam warna hitam kerana kekotoran yang ditunjukkan. Dalam bentuk tulen ia mempunyai kristal putih, sedangkan wurtzite mempunyai kristal putih abu-abu.

Zink sulfida tidak larut dalam air. Ia boleh menyebabkan kerosakan alam sekitar, kerana ia menembusi tanah dan mencemari air bawah tanah dan arusnya.

Zink sulfida boleh dihasilkan, di antara tindak balas lain, oleh kakisan dan oleh peneutralan.

Dengan kakisan:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

Dengan meneutralkan:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

Zink sulfida adalah garam phosphorescent, yang memberikannya keupayaan pelbagai kegunaan dan aplikasi. Di samping itu, ia adalah semikonduktor dan fotokatalis.

Indeks

• 1 Struktur
  • 1.1 Blende zink
  • 1.2 Wurzita
• 2 Hartanah
  • 2.1 Warna
  • 2.2 Titik lebur
  • 2.3 Kelarutan dalam air
  • 2.4 Kelarutan
  • 2.5 Ketumpatan
  • 2.6 Kekerasan
  • 2.7 Kestabilan
  • 2.8 Penguraian
• 3 Nomenklatur
  • 3.1 Tatajenis sistematik dan tradisional
• 4 Kegunaan
  • 4.1 Sebagai pigmen atau pelapis
  • 4.2 Memandangkan pemalsuannya
  • 4.3 Semikonduktor, fotokatalis dan pemangkin
• 5 Rujukan

Struktur

Zink sulfida mengamalkan struktur kristal yang dikawal oleh tarikan elektrostatik di antara Zn kation²⁺ dan anion S^2-. Ini adalah dua: sphalerit atau zink campuran, dan wurzit. Dalam kedua-dua ion tersebut, sekurang-kurangnya pengurangan antara ion caj yang sama.

Campuran zink adalah tekanan dan keadaan suhu terestrial yang paling stabil; dan wurzit, yang kurang padat, hasil daripada susunan semula kristal disebabkan peningkatan suhu.

Kedua-dua struktur ini boleh wujud bersama dalam pepejal ZnS yang sama pada masa yang sama walaupun, dengan perlahan, wurzit akan berkuasa.

Zinc Blende

Imej atas menunjukkan sel unit padu yang berpusat pada wajah struktur zink blende. Bola kuning bersesuaian dengan anion S^2-, dan grays ke Zn kation²⁺, terletak di sudut-sudut dan di pusat-pusat muka kubus.

Perhatikan geometri tetrahedron di sekeliling ion. Campuran zink juga boleh diwakili oleh tetrahedron ini, yang lubang di dalam kristal mempunyai geometri yang sama (lubang tetrahedral).

Juga, dalam sel unit nisbah ZnS dipenuhi; iaitu nisbah 1: 1. Oleh itu, bagi setiap Zn kation²⁺ terdapat anion S^2-. Dalam imej, ia mungkin kelihatan bahawa sfera kelabu berlimpah, tetapi sebenarnya ketika berada di sudut dan pusat wajah kiub, mereka dikongsi oleh sel-sel lain.

Sebagai contoh, jika empat sfera kuning yang berada di dalam kotak yang dibuat, "keping" semua kawasan kelabu perlu menambah sekitar yang sama (dan jangan) empat. Dengan cara ini dalam sel unit padu terdapat empat Zn²⁺ dan empat S^2-, memenuhi nisbah ZnS stoikiometri.

Ia juga penting untuk menekankan bahawa terdapat lubang-lubang tetrahedral di depan dan di belakang sfera kuning (ruang yang memisahkan mereka daripada satu sama lain).

Wurzita

Tidak seperti struktur campuran zink, wurzit mengamalkan sistem kristal heksagon (imej atas). Ini kurang padat, jadi pepejal mempunyai ketumpatan yang lebih rendah. Ion dalam wurzite juga mempunyai persekitaran tetrahedral dan nisbah 1: 1 yang sepadan dengan formula ZnS.

Hartanah

Warna

Ia boleh dibentangkan dalam tiga cara:

-Wurtzite, dengan kristal putih dan heksagonal.

-Sphalerit, dengan kristal putih abu-abu dan kristal padu.

-Sebagai putih kepada serbuk putih atau kekuningan kelabu, dan hablur kekuningan kubik.

Titik lebur

1700ºC.

Kelarutan dalam air

Hampir tidak larut (0.00069 g / 100 ml pada 18º C).

Kelarutan

Tidak larut dalam alkali, larut dalam asid mineral cair.

Ketumpatan

Sphalerite 4.04 g / cm³ dan wurtzite 4.09 g / cm³.

Kekerasan

Ia mempunyai kekerasan 3 hingga 4 pada skala Mohs.

Kestabilan

Apabila ia mengandungi air, ia secara perlahan mengoksida menjadi sulfat. Dalam persekitaran yang kering ia stabil.

Penguraian

Apabila dipanaskan pada suhu tinggi ia mengeluarkan wap toksik zink dan oksida sulfur.

Tatanama

Konfigurasi elektronik Zn ialah [Ar] 3d¹⁰4s². Kehilangan dua elektron dari orbit 4s adalah seperti kation Zn²⁺ dengan orbital penuhnya. Oleh itu, memandangkan secara elektronik Zn²⁺ ia lebih stabil daripada Zn⁺, ia hanya mempunyai valensi +2.

Oleh itu, hilangkan tatanama stok, tambah valensnya tertutup dalam kurungan dan dengan angka Roman: zink sulfida (II).

Nomenklatur sistematik dan tradisional

Tetapi ada cara lain untuk memanggil ZnS sebagai tambahan kepada yang telah dicadangkan. Dalam sistematik, bilangan atom bagi setiap elemen ditentukan dengan pengkuantakan Yunani; dengan hanya pengecualian elemen di sebelah kanan apabila ia hanya satu. Oleh itu, ZnS dinamakan sebagai: monyetZink sulfida (dan bukan monozinc monosulfide).

Mengenai tatanama tradisional, zink yang mempunyai valensi unik +2, ditambah dengan menambah akhiran -ico. Akibatnya, nama tradisionalnya ternyata: Zinc sulfideico.

Kegunaan

Sebagai pigmen atau pelapis

-Sachtolith adalah pigmen putih yang dibuat dengan zink sulfida. Ia digunakan dalam putties, mastics, sealers, penutup bawah, cat lateks dan papan tanda.

Penggunaannya digabungkan dengan pigmen menyerap cahaya ultraviolet, seperti titanium mikro atau pigmen oksida besi telus, diperlukan dalam pigmen tahan cuaca.

-Apabila ZnS digunakan dalam cat lateks atau bertekstur, ia mempunyai tindakan microbicidal yang berpanjangan.

-Kerana kekerasan yang tinggi dan ketahanan terhadap pecah, hakisan, hujan atau debu, menjadikannya sesuai untuk tingkap inframerah luar atau bingkai pesawat udara.

-ZnS digunakan dalam salutan rotor yang digunakan dalam pengangkutan sebatian, untuk mengurangkan haus. Ia juga digunakan dalam pengeluaran dakwat percetakan, sebatian penebat, pigmentasi termoplastik, plastik tahan api dan lampu electroluminescent.

-Zink sulfida boleh telus, dan boleh digunakan sebagai tingkap untuk optik dan optik optik yang kelihatan. Ia digunakan pada alat penglihatan malam, di skrin televisyen, skrin radar dan lapisan pelapis fluorescent.

-Doping ZnS dengan Cu digunakan dalam pengeluaran panel electroluminescence. Di samping itu, ia digunakan dalam penggerak roket dan gravimetri.

Kerana pemalsuannya

-Pendarfasinya digunakan untuk pewarna tangan jam dan dengan demikian memvisualisasikan masa dalam kegelapan; juga dalam cat untuk mainan, dalam tanda kecemasan dan amaran lalu lintas.

Phosphorescence membolehkan penggunaan seng sulfida dalam tiub sinar katod dan pada skrin sinar-X untuk bersinar di bintik hitam. Warna pendarfluor bergantung pada pengaktif yang digunakan.

Semikonduktor, fotokatalis dan pemangkin

-Sphalerite dan wurtzite adalah semikonduktor celah jalur lebar. Sphalerit mempunyai jurang band 3.54 eV, manakala wurtzite mempunyai jurang band 3.91 eV.

-ZnS digunakan dalam penyediaan photocatalyst yang terdiri daripada CdS - ZnS / zirconium - titanium fosfat yang digunakan untuk penghasilan hidrogen di bawah cahaya yang boleh dilihat.

-Ia bertindak sebagai pemangkin untuk kemusnahan bahan pencemar organik. Ia digunakan dalam penyediaan penyegerakan warna dalam lampu LED.

-Nanocrystalsnya digunakan untuk pengesanan ultrasensitif protein. Sebagai contoh, dengan memancarkan cahaya dari titik kuantum ZnS. Ia digunakan dalam penyediaan photocatalyst gabungan (CdS / ZnS) -TiO2 untuk pengeluaran elektrik melalui photoelectrocatalysis.

Rujukan

1. PubChem. (2018). Zink sulfida. Diambil dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (16 Januari 2015). Pigmen Putih berasaskan Zink Sulfide. Diperolehi daripada: quiminet.com
3. Wikipedia. (2018). Zink sulfida. Diambil dari: en.wikipedia.org
4. II-VI UK. (2015). Zink sulfida (ZnS). Diambil dari: ii-vi.es
5. Rob Toreki (Mac 30, 2015). Struktur Zincblende (ZnS). Diambil dari: ilpi.com
6. Chemistry FreeTexts. (22 Januari 2017). Struktur-Zink Blende (ZnS). Diambil dari: chem.libretexts.org
7. Reade. (2018). Zinc Sulfide / Zinc Sulfide (ZnS). Diambil dari: reade.com