ÇINKO SÜLFÜR (ZNS): YAPISI, ÖZELLIKLERI VE KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Çinko sülfür inorganik bir bileşik olup, aşağıdaki formülü havi _n katyonlar Zn oluşturduğu S ^{+ 2} ve anyonlar S ^2- . Doğada esas olarak iki mineral olarak bulunur: vurtzit ve sfalerit (veya çinko blende), ikincisi ana formudur.

Sfalerit, safsızlıkları nedeniyle doğal olarak siyah renktedir. Saf haliyle beyaz kristaller sunarken, vurtzit grimsi beyaz kristallere sahiptir.

Kaynak: Killerlimpet, Wikimedia Commons'tan

Çinko sülfür suda çözünmez. Zemine nüfuz ettiği ve yer altı sularını ve akıntılarını kirlettiği için çevreye zarar verebilir.

Çinko sülfit, diğer reaksiyonların yanı sıra korozyon ve nötrleştirme yoluyla üretilebilir.

Korozyonla:

Zn + H ₂ S => ZnS + H ₂

Nötrleştirme yoluyla:

H ₂ S + Zn (OH) ₂ => ZnS + 2H ₂ O

Çinko sülfür, ona birden çok kullanım ve uygulama kapasitesi sağlayan bir fosforesan tuzdur. Ayrıca yarı iletken ve fotokatalizördür.

yapı

Çinko sülfür, Zn ^{2 +} katyonu ve S ^2- anyon arasındaki elektrostatik çekimler tarafından yönetilen kristal yapıları benimser . Bunlar ikidir: sfalerit veya çinko blende ve wurzit. Her ikisinde de iyonlar, eşit yüklü iyonlar arasındaki itmeyi en aza indirir.

Çinko blende, karasal basınç ve sıcaklık koşullarında en kararlı olanıdır; ve daha az yoğun olan wurzite, artan sıcaklık nedeniyle kristalin yeniden düzenlemeden kaynaklanır.

İki yapı aynı ZnS katısında aynı anda bir arada var olabilir, ancak çok yavaş bir şekilde vurzit baskın hale gelecektir.

Çinko blende

Kaynak: Katı Hal, Wikimedia Commons'tan

Üstteki resim, çinko blende yapının yüzeylerinde ortalanmış kübik birim hücreyi göstermektedir. Sarı küre S tekabül ^2- anyonlar ve gri küreleri Zn ^{+ 2} katyonları köşelerinde ve küp yüzleri merkezlerinde.

İyonların etrafındaki dört yüzlü geometrilere dikkat edin. Çinko blend, kristalin içindeki delikleri aynı geometriye (dört yüzlü delikler) sahip olan bu dörtyüzlülerle de temsil edilebilir.

Benzer şekilde, birim hücreler içinde ZnS oranı yerine getirilir; yani 1: 1 oranı. Bu nedenle, her Zn ^{2 +} katyonu için bir S ^2- anyonu vardır . Görüntüde gri küreler bol görünebilir, ancak gerçekte, küpün yüzlerinin köşelerinde ve merkezinde olduklarından, diğer hücreler tarafından paylaşılırlar.

Örneğin, kutunun içindeki dört sarı küreyi alırsanız, etrafındaki tüm gri kürelerin "parçaları" dörde eşit olmalıdır (ve bunu yapmalıdır). Böylece, kübik birim hücrede dört Zn2 ⁺ ve dört S ^{2- vardır} , stokiyometrik oran ZnS karşılanmaktadır.

Sarı kürelerin (onları birbirinden ayıran boşluk) önünde ve arkasında dörtyüzlü deliklerin olduğunu vurgulamak da önemlidir.

Wurzita

Kaynak: Katı Hal, Wikimedia Commons'tan

Çinko blende yapısının aksine, wurzite altıgen bir kristal sistemi kullanır (üstteki resim). Bu daha az kompakttır, bu nedenle katı daha düşük bir yoğunluğa sahiptir. Vurzitteki iyonlar ayrıca dört yüzlü bir çevreye ve ZnS formülüne uyan 1: 1 oranına sahiptir.

Özellikleri

Renk

Üç şekilde sunulabilir:

-Beyaz ve altıgen kristalli vurtzit.

-Griimsi beyaz kristaller ve kübik kristaller içeren sfalerit.

-Beyaz ila grimsi beyaz veya sarımsı toz ve kübik sarımsı kristaller olarak.

Erime noktası

1700º C

Su çözünürlüğü

Pratik olarak çözünmez (18 ° C'de 0.00069 g / 100 ml).

Çözünürlük

Alkali içinde çözünmez, seyreltik mineral asitlerde çözünür.

Yoğunluk

4.04 g / cc, sfalerit ³ ve hekzagonal 4,09 g / cm ' ³ .

Sertlik

Mohs ölçeğine göre 3 ila 4 arasında bir sertliğe sahiptir.

istikrar

Su içerdiğinde yavaş yavaş sülfata oksitlenir. Kuru bir ortamda kararlıdır.

ayrışma

Yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında zehirli çinko ve sülfür oksit buharları yayar.

terminoloji

Zn'nin elektron konfigürasyonu 3d ¹⁰ 4s ^2'dir . 4s yörüngesinin iki elektronunu kaybederek, d orbitalleri dolu Zn ^{2 +} katyonu olarak kalır . Bu nedenle, Zn ²⁺ elektronik olarak Zn ^{+ '} dan çok daha kararlı olduğundan , yalnızca +2 değerine sahiptir.

Bu nedenle, stok isimlendirme için, parantez içine alınmış ve Roma rakamları ile değerinin eklenmesi ihmal edilmiştir: çinko (II) sülfür.

Sistematik ve geleneksel adlandırmalar

Ancak ZnS'yi daha önce bahsedilene ek olarak aramanın başka yolları da var. Sistematikte, her bir elementin atom sayısı Yunan paylarıyla belirtilir; sağdaki tek istisna dışında, sadece bir olduğunda. Bu nedenle, ZnS şu şekilde adlandırılır: çinko mono sülfür (ve mono çinko monosülfür değil).

Geleneksel isimlendirmeye göre, tek bir +2 değerine sahip çinko, –ico soneki eklenerek eklenir. Sonuç olarak, geleneksel adı: çinko sülfür ico'dur .

Uygulamalar

Pigmentler veya kaplamalar olarak

-Sachtolith, çinko sülfit ile yapılan beyaz bir pigmenttir. Kalafatlarda, macunlarda, mastiklerde, astarlarda, lateks boyalarda ve tabelalarda kullanılır.

Hava koşullarına dayanıklı pigmentlerde mikro titanyum veya şeffaf demir oksit pigmentleri gibi ultraviyole ışığı emen pigmentlerle birlikte kullanılması gereklidir.

-ZnS lateks veya tekstüre boyalara uygulandığında uzun süreli mikrop öldürücü etkiye sahiptir.

-Çok sertliği ve kırılmaya, erozyona, yağmura veya toza karşı dayanıklılığı nedeniyle dış cephe kızılötesi pencerelerde veya uçak kasalarında kullanıma uygun hale getirir.

-ZnS, aşınmayı azaltmak için bileşiklerin taşınmasında kullanılan rotorların kaplamasında kullanılır. Ayrıca baskı mürekkepleri, izolasyon bileşikleri, termoplastik pigmentasyon, aleve dayanıklı plastikler ve elektrikli ışıldayan lambaların üretiminde de kullanılmaktadır.

-Zinc sülfit şeffaf olabilir ve görünür optikler ve kızılötesi optikler için bir pencere olarak kullanılabilir. Gece görüş cihazlarında, televizyon ekranlarında, radar ekranlarında ve flüoresan kaplamalarda kullanılır.

-ZnS'nin Cu ile katkısı, elektrolüminesans panellerinin üretiminde kullanılır. Ayrıca roket itme ve gravimetride kullanılır.

Fosforesansı için

- Fosforesansı, saat kollarını renklendirmek ve böylece zamanı karanlıkta görüntülemek için kullanılır; ayrıca oyuncaklar için boyada, acil durum işaretlerinde ve trafik uyarılarında.

Fosforesans, katot ışını tüplerinde ve X-ışını ekranlarında çinko sülfitin karanlık noktalarda parlamasına izin verir. Fosforesansın rengi kullanılan aktivatöre bağlıdır.

Yarı İletken, Fotokatalizör ve Katalizör

-Sfalerit ve wurtzite geniş bant yarıklı yarı iletkenlerdir. Sfalerit 3.54 eV'lik bir bant aralığına sahipken, vurtzit 3.91 eV'lik bir bant aralığına sahiptir.

-ZnS, görünür ışık altında hidrojen üretimi için kullanılan CdS - ZnS / zirkonyum - titanyum fosfattan oluşan bir fotokatalizörün hazırlanmasında kullanılır.

-Organik kirletici maddelerin bozunmasına katalizör olarak müdahale eder. LED lambalarda renk senkronizatörünün hazırlanmasında kullanılır.

-Nanokristaller, proteinlerin ultra hassas tespiti için kullanılır. Örneğin, ZnS'nin kuantum noktalarından ışık yayarak. Fotoelektrokataliz yoluyla elektrik üretimi için kombine bir fotokatalizör (CdS / ZnS) -TiO2 hazırlanmasında kullanılır.

Referanslar

1. PubChem. (2018). Çinko sülfür. Alınan: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (2015, 16 Ocak). Çinko Sülfür Bazlı Beyaz Pigment. Quiminet.com'dan kurtarıldı
3. Vikipedi. (2018). Çinko sülfür. Alınan: en.wikipedia.org
4. II-VI İngiltere. (2015). Çinko Sülfür (ZnS). Alındığı kaynak: ii-vi.es
5. Rob Toreki. (30 Mart 2015). Zincblende (ZnS) Yapısı. Alındığı: ilpi.com
6. Kimya LibreTexts. (22 Ocak 2017). Yapı-Çinko Blende (ZnS). Alındığı kaynak: chem.libretexts.org
7. Reade. (2018). Çinko Sülfür / Çinko Sülfür (ZnS). Alındığı: reade.com