投稿者: Shinagawamotkyni

Was ist Zinksulfid?

Zinksulfid hat die chemische Formel ZnS.

Zinksulfid ist ein weißes oder gelbes Pulver oder Kristall mit einer Dichte von 4,0 g/cm3, einem Schmelzpunkt von 1718 °C und einem Sublimationspunkt von 1180 °C. Es kommt in der Natur als Sphalerit und selten als Wurtzit vor.

Es kommt im Allgemeinen in der stabilen kubischen Form vor und wird als Sphalerit gewonnen. Die sechseckige Form wird synthetisch gewonnen, kommt aber auch natürlich als Wurtzit vor.

Anwendungen von Zinksulfid

Zinksulfid wird als Rohstoff für Leuchtstoffe, Farben, Gummipigmente, Lithopone, Leder, Zahngummi, Röntgenschirme und Halbleiterkristalle verwendet. Zinksulfid mit geeigneten Verunreinigungen wird seit langem als Silicophor verwendet, da es bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht Siliciumdioxidlicht emittiert.

Die Emissionsfarbe kann je nach Art der Verunreinigung variiert werden und es wird auch von Elektronenstrahlen emittiert, weshalb es auf der Siliziumdioxid-Lichtoberfläche von Kathodenstrahlröhren in Fernsehern und anderen Geräten eingesetzt wird. In Mischung mit geringen Mengen Radium oder Thorium wird es auch als Leuchtfarbe für Uhren verwendet.

Eigenschaften von Zinksulfid

Wenn Zinksulfid Feuchtigkeit enthält, wird es an der Luft allmählich zu Zinksulfat oxidiert. Zinksulfid ist unlöslich in Wasser und Laugen und löslich in Mineralsäuren. Neu hergestelltes Zinksulfid ist in Säuren löslich.

Natürlich vorkommende Sphalerite und Wurtzite sind Halbleiter mit großen intrinsischen Bandlücken; die Bandlückenwerte bei 300 K betragen 3,91 eV für Wurtzite und 3,54 eV für Sphalerite.

Zinksulfid ist eine kovalente Verbindung mit der Zusammensetzung ZnS. Bei etwa 1293 K kommt es zu einem Übergang in der Kristallstruktur vom Sphalerit-Typ zum Wurtzit-Typ. Der Schmelzpunkt von Zinksulfid des Sphalerit-Typs liegt bei 1991 K. Die Standardbildungsenthalpie bei 298 K beträgt -204,6 kJ/mol.

Weitere Informationen zu Zinksulfid

1. Verfahren zur Synthese von Zinksulfid

Zinksulfid wird durch die direkte Verbindung von Schwefel und Zink gebildet. Es kann auch durch Einblasen von Schwefelwasserstoff in eine wässrige Lösung, die Zinkionen enthält, gewonnen werden.

2. Zinksulfid in der Atomphysik

In der frühen Atomphysik verwendeten Ernest Rutherford und andere Zinksulfid als Szintillator, ein Phosphormaterial. Der Szintillator nutzt die lumineszierenden Eigenschaften von Zinksulfid, wenn es durch Strahlung wie Alphastrahlen, Röntgenstrahlen und Elektronenstrahlen angeregt wird. Zinksulfid ist daher als Sensibilisator für Röntgenstrahlen und als Material für Kathodenstrahlröhren nützlich. In Gegenwart von Verunreinigungen wird es phosphoreszierend und strahlt blaues und ultraviolettes Licht aus.

Da eine automatische Messung mit der damaligen Technik schwierig war, verwendeten Rutherford et al. Zinksulfidpulver, um die Lumineszenz in einem dunklen Raum mit dem Auge zu zählen. Sie wiesen die Existenz von Atomkernen nach, indem sie die Technik auf das Experiment der Rutherford-Streuung anwandten, bei dem Alphastrahlen auf ein Material gestrahlt werden. Zinksulfid ist nach wie vor ein nützliches Nachweiselement für Alphastrahlen.

3. Zinksulfid als phosphoreszierender Stoff

Zinksulfid kann als Phosphoreszenzmittel verwendet werden. Mit dem Zusatz von einigen ppm Aktivator kann es z. B. in Kathodenstrahlröhren und Röntgenschirmen sowie in Bauteilen, die im Dunkeln leuchten, verwendet werden. Das emittierte Licht ist zum Beispiel hellblau, wenn Silber als Aktivator verwendet wird, und gelb, wenn Mangan verwendet wird.

Ein bekannter phosphoreszierender Stoff ist Kupfer, der länger leuchtet und eine grünliche Farbe hat. Kupferdotiertes Zinksulfid wird auch in Elektrolumineszenzplatten verwendet.

4. Andere Anwendungen von Zinksulfid

Zinksulfid wird auch als optisches Element für infrarotes Licht verwendet. Es überträgt sichtbares Licht bis zu Wellenlängen über 12 µm und kann als flache optische Fenster oder Linsen verwendet werden.

Außerdem kann es durch Dotierung sowohl als P- als auch als N-Typ-Halbleiter verwendet werden – eine ungewöhnliche Eigenschaft für einen Halbleiter der Gruppe II-VI.

Was ist Phosphorsulfid?

Phosphorsulfid ist eine Verbindung aus Phosphor und Schwefel, die durch PxSy dargestellt wird.

Es wird manchmal als Oberbegriff für Verbindungen von Phosphor und Schwefel verwendet. Genauer gesagt gehören dazu Tetraphosphortrisulfid, Phosphorpentasulfid und Tetraphosphorpentasulfid. Von diesen wird Tetraphosphortrisulfid am häufigsten genannt.

Phosphorsulfid wird als gefährlicher und entzündlicher Stoff, dessen Name gemeldet werden und für den eine Risikobewertung durchgeführt werden muss, bezeichnet. Darüber hinaus handelt es sich um einen giftige und schädlichen Stoff. Außerdem ist Phosphorsulfid als brennbarer Feststoff eingestuft.

Anwendungen von Phosphorsulfid

Die gelben Phosphorsulfid-Streichhölzer wurden Anfang des 19. Jahrhunderts erfunden, aber die Gesundheitsrisiken des gelben Phosphors wurden zu einem sozialen Problem. Die roten Phosphor-Streichhölzer (Sicherheitsstreichhölzer), wie wir sie heute kennen, wurden erfunden.

Sicherheitsstreichhölzer bestanden aus einem Kopf (dem Ende des Streichholzes) und einer Seite (der Reibfläche) und es gab eine Nachfrage nach Streichhölzern, die keine Reibfläche benötigten. Um diese Nachfrage zu befriedigen, wurde das Phosphorsulfid-Streichholz erfunden, bei dem Phosphorsulfid als Zündmittel auf den Kopf des Sicherheitsstreichholzes aufgetragen wurde.

Phosphorsulfid-Streichhölzer werden aus einer Mischung von Phosphorsulfid und Kaliumchlorat im Gewichtsverhältnis 1:2 hergestellt.

Funktionsweise von Phosphorsulfid

Phosphorsulfid wird aus gelbem Phosphor hergestellt, der bei der Hochtemperaturzersetzung von Phosphaterz in einem Elektroofen gewonnen wird. Es hat einen Schmelzpunkt von 173 °C und einen Siedepunkt von 407,5 °C. Bei Raumtemperatur ist es ein gelber bis grüner Feststoff. Es ist unlöslich in Wasser und löslich in Schwefelkohlenstoff und Benzol.

Phosphorsulfid reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Wasser. In heißem Wasser zersetzt es sich jedoch allmählich zu Phosphorsäure und Schwefelwasserstoff. Bei hohen Temperaturen oder in Schwefelkohlenstoff in Gegenwart von Sauerstoff wird es leicht oxidiert.

Struktur von Phosphorsulfid

Phosphorsulfid ist auch als Tetrasulfid oder Phosphortrisulfid bekannt. Seine chemische Formel lautet P4S3. Es hat ein Molekulargewicht von 220,09 und eine Dichte von 2,03 g/cm3. Es bildet stabile gelbe orthorhombische Kristalle.

Neben Tetrasulfid gibt es noch weitere Phosphorsulfide wie Tetrasulfid-Pentasulfid, Tetrasulfid-Heptasulfid und Tetrasulfid-Decasulfid.

Weitere Informationen zu Phosphorsulfid

1. Merkmale von Tetraphosphorpentasulfid

Tetraphosphorpentasulfid wird auch Phosphorpentasulfid genannt. Seine chemische Formel ist P4S5 und sein Molekulargewicht beträgt 284,22. Es bildet sich, wenn eine kleine Menge Jod als Katalysator zu einer Kohlendioxidlösung von Schwefel und Phosphorsulfid hinzugefügt wird, die dann dem Licht ausgesetzt wird. Es handelt sich um einen gelben monoklinen Kristall mit einer Dichte von 2,17 g/cm3.

Tetraphosphorpentasulfid löst sich in Schwefelkohlenstoff und zersetzt sich bei 170-220°C zu P4S7 und P4S3.

2. Merkmale von Tetraphosphorsulfid

Die chemische Formel von Tetraphosphorheptasulfid lautet P4O7. Seine Summenformel lautet 348.36 und es wird auch als Phosphorheptasulfid bezeichnet. Beim Schmelzen eines Gemischs aus Schwefel und rotem Phosphor erhält man Tetraphosphorheptasulfid und Tetraphosphorpentasulfid, das durch Schwefelkohlenstoff extrahiert werden kann. Es handelt sich um einen blassgelben monoklinen Kristall mit einer Dichte von 2,19 g/cm3, einem Schmelzpunkt von 308 °C und einem Siedepunkt von 523 °C.

Es ist in Schwefelkohlenstoff leicht löslich. Es ist leicht in Phosphorsulfid hydrolysierbar und zersetzt sich schnell in heißem Wasser zu Phosphorsäure und Schwefelwasserstoff. Es ist das reaktivste der Phosphorsulfide für die Umwandlung von sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen in Schwefel.

3. Merkmale von Tetraphosphordecasulfid

Tetraphosphordecasulfid, auch Phosphorpentasulfid genannt, hat die chemische Formel P4S10 und ein Molekulargewicht von 444,55. Es wird durch die Reaktion von rotem Phosphor mit Schwefel hergestellt. Es handelt sich um einen gelben triklinen Kristall mit einer Dichte von 2,09 g/cm3. Industriell wird es durch Destillation aus den Rohstoffen Schwefel und weißer Phosphor gewonnen, die in einer inerten Atmosphäre auf über 300 °C erhitzt werden.

Es liegt als Schwefelkohlenstoff in Form des Polymers P4S10 und als Gas in Form von P2S5 vor. Sein Schmelzpunkt liegt bei 288 °C und sein Siedepunkt bei 514 °C. Es ist in Schwefelkohlenstoff schwer löslich und hydrolysiert zu Phosphorsäure und Schwefelwasserstoff.

Es kann organische Verbindungen, die Sauerstoff enthalten, in Schwefel umwandeln und kann als Rohstoff für Schmiermittelzusätze, Pestizide, Agrochemikalien und Arzneimittel verwendet werden. Es bestehen jedoch Umweltbedenken. Kfz-Motoröladditive, die zur Verschleißminderung verwendet werden, sind ein katalytisches Gift in Abgasreinigungskatalysatoren. Die Nachfrage nach Pestiziden und Öladditiven ist rückläufig.

Was ist Bariumsulfid?

Bariumsulfid ist ein weißes kristallines Pulver mit Schwefelgeruch.

Es ist eine anorganische Verbindung aus Schwefel und Barium mit der chemischen Formel BaS, dem Molekulargewicht 169,39 und der CAS-Nummer 21109-95-5. Es handelt sich um einen kubischen Kristall vom Natriumchlorid-Typ mit einer oktaedrischen Struktur mit Barium und Schwefel im Zentrum. Bariumsulfid wurde erstmals von dem italienischen Alchemisten Vincenzo Casciarolo (1571-1624) durch thermochemische Reduktion von Bariumsulfat (BaSO4) hergestellt.

Anwendungen von Bariumsulfid

Bariumsulfid wird unter anderem zur Vulkanisierung von Kautschuk und als Reagenz zur Herstellung von Schwefelwasserstoff verwendet. In Verbindung mit Zinksulfid wird Bariumsulfid auch zur Herstellung eines weißen Pigments namens Lithopon verwendet. Bariumsulfid kann auch als eines der Sulfide in einem Verfahren verwendet werden, das als Sulfidfärbung bezeichnet wird und bei dem die Oberfläche von Kupfer und seinen Legierungen schwarz gefärbt wird.

Zu den Polysulfiden von Bariumsulfid gehören das gelbe kristalline Bariumtrisulfid (BaS3) und das blassrote orthorhombische säulenförmige Bariumtetrasulfid. Diese Gemische werden als Bariumsulfid-Blüten bezeichnet und als Insektizide und Lederenthaarungsmittel verwendet.

Sie sind ebenfalls giftig und können akute Vergiftungen und Reizungen hervorrufen. Es ist Vorsicht geboten, da bei Kontakt mit Säuren Schwefelwasserstoffgas entsteht. Schutzausrüstung wie Schutzbrillen, Schutzhandschuhe, Schutzkleidung und Staubmasken werden erwartet.

Funktionsweise von Bariumsulfid

1. Physikalische Eigenschaften

Bariumsulfid hat einen sehr hohen Schmelzpunkt von 1200 °C, eine Dichte von 4,3 g/cm3 und eine Löslichkeit in Wasser von 72,8 g/l. Es wird an der Luft oxidiert, wodurch es eine gelbe Farbe erhält. Es absorbiert Feuchtigkeit und Kohlendioxid, wobei giftiger Schwefelwasserstoff entsteht. In Wasser hydrolysiert es allmählich zu Bariumsulfid und Bariumhydroxid, das mit Natriumkarbonat oder Kohlendioxid behandelt werden kann, um weißes, festes Bariumkarbonat zu erhalten, das der Rohstoff für viele kommerzielle Bariumverbindungen ist.

2. Sonstige Merkmale

Bariumsulfid, das wegen seiner Phosphoreszenz auch als Bologneser Stein (englisch: Bologna stone) oder Lapis bologniensis bezeichnet wird, wurde von verschiedenen Alchemisten und Chemikern erforscht. Wie andere Chalkogenide von Erdalkalimetallen hat Bariumsulfid auch Eigenschaften als Emitter für kurze Wellenlängen in elektronischen Displays.

Weitere Informationen zu Bariumsulfid

1. Herstellung

Bariumsulfid wird durch thermochemische Reduktion von Bariumsulfat unter Verwendung von Koks (BaSO4+2C→BaS+2CO2) anstelle von Fluorit, wie es in der alten Praxis verwendet wurde, hergestellt. Diese Art der Umwandlung wird als thermische Reduktion von Kohlenstoff bezeichnet. Man kann es auch erhalten, indem man ein Gasgemisch aus gleichen Teilen Schwefelwasserstoff und Wasserstoff durch auf etwa 1000 °C erhitztes Bariumcarbonat leitet.

2. Rechtliche Hinweise

Das Produkt unterliegt nicht dem PRTR-Gesetzes, wird jedoch als giftiger und schädlicher Stoffe bezeichnet, sodass Vorsicht geboten ist.

3. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung

Bei der Handhabung und Lagerung sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:

• Behälter dicht verschließen und an einem kühlen, dunklen Ort lagern.
• Von Hitze und Zündquellen fernhalten.
• In Behältern mit korrosionsfester oder korrosionsbeständiger Auskleidung aufbewahren.
• Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
• Vorkehrungen zur Vermeidung von Staubaufwirbelung treffen.
• Vermeiden Sie den Kontakt mit Säuren, Oxidationsmitteln, Phosphaten, Blei, Kaliumchlorat und Kaliumnitrat, die als unverträgliche Gefahren gelten.
• Bei der Verwendung Schutzkleidung, Schutzhandschuhe, Schutzbrille und Schutzmaske tragen.
• Nach der Handhabung die Hände gründlich waschen.
• Bei Hautkontakt alle kontaminierten Kleidungsstücke ausziehen, Haut mit fließendem Wasser abspülen oder duschen und sofort einen Arzt aufsuchen.
• Bei Augenkontakt vorsichtig mit viel Wasser spülen und sofort einen Augenarzt aufsuchen.

Was ist Nickelsulfid?

Nickelsulfid ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel NiS.

Nickelsulfid wird durch die Behandlung von Nickelsalzen mit Schwefelwasserstoff gebildet. Nickelsulfid ist in verschiedenen Formen bekannt, wobei Nickelmonosulfid (NiS) in Nadel-Nickelerz vorkommt. Es ist unlöslich in Wasser, löslich in Salpetersäure, nicht kristallin und von schwarzer Farbe.

Nickel(II)-sulfid (NiS2) wird ebenfalls durch Erhitzen von Nickel(II)carbonat mit Kaliumcarbonat und Schwefel gewonnen. Es ist ein dunkles, eisengraues, kristallines Produkt, das in Wasser unlöslich ist. Nickel-Sulfid (Ni3S2) ist praktisch unlöslich in Wasser und löslich in Salpetersäure.

Anwendungen von Nickelsulfid

Nickelsulfid wird häufig als Nickelsulfid-Katalysator verwendet. Beispiele sind das Hochdruck-Hydrierungskracken von Schweröl, die Dehydrierung organischer Verbindungen und Entschwefelungskatalysatoren.

Zu den Gefahren von Nickelsulfid gehören das Risiko des Einatmens, das zu Allergien, Asthma, Atembeschwerden und allergischen Hautreaktionen führen kann, die Karzinogenität und die Schädigung der Atemwege bei längerer oder wiederholter Exposition. Bei der Verwendung sollten geeignete Schutzhandschuhe, ein geeigneter Atemschutz usw. getragen und die Hände nach der Handhabung gründlich gewaschen werden.

Funktionsweise von Nickelsulfid

NiS ist ein schwarzer Feststoff, der durch die Behandlung von Nickel(II)-Salzen mit Schwefelwasserstoff entsteht. Es sind eine Reihe von Nickelsulfiden bekannt, darunter auch Nadel-Nickel-Erz, ein Mineral mit der gleichen chemischen Formel NiS. Neben den nutzbaren Erzen wird Nickelsulfid auch als Produkt von Entschwefelungsreaktionen gewonnen und häufig als Katalysator verwendet.

Struktur von Nickelsulfid

Zu Nickelsulfid gehören Nickelmonosulfid (NiS), Nickeldisulfid (NiS2) und Nickelsubsulfid (Ni3S2). Andere unbestimmte Verbindungen wie Ni9S8 und Ni3S2 sind ebenfalls bekannt. Wie bei den basischen Erzen (NiS2) kann sich ein Nickelatom mit mehreren Schwefelatomen verbinden.

Nickel(II)-sulfid nimmt wie viele verwandte Stoffe das Nickelarsenid-Motiv an. In dieser Struktur ist das Nickel oktaedrisch und das Sulfidzentrum trikolumnar.

Nickel(II)-sulfid hat Polymorphe vom Typ α und β. Typ α ist eine hexagonale Einheitszelle, während Typ β eine rhomboedrische Einheitszelle ist. Typ α ist oberhalb von 379 °C stabil, wandelt sich aber bei niedrigeren Temperaturen in Typ β um. Dieser Phasenübergang erhöht das Volumen um 2-4 %.

Weitere Informationen zu Nickelsulfid

1. Synthese von Nickel(II)-sulfid

Die schwarze Ausfällung von Nickel(II)-sulfid ist aus der traditionellen qualitativen anorganischen Analyse bekannt. Dies bedeutet, dass Nickel(II)-haltige Metalle aufgrund von Unterschieden in der Löslichkeit des Sulfids getrennt werden können.

Es wurde eine ganze Reihe von kontrollierten Synthesemethoden entwickelt, darunter die Festphasen-Metathese und Hochtemperaturreaktionen von Elementen.

2. Natürliches Nickel(II)-sulfid

Nadel-Nickel-Erz ist Nickel(II)-sulfid mit der gleichen chemischen Formel wie NiS. Es kommt nicht nur in der Natur vor, z. B. in hydrothermalen Systemen mit niedriger Temperatur oder in Hohlräumen von Karbonatgesteinen, sondern kann auch als Nebenprodukt anderer Nickelminerale entstehen. Je nach den Bedingungen, unter denen Nickel(II)-sulfid gebildet wird, unterscheidet sich seine Struktur jedoch von synthetischem stöchiometrischem NiS.

3. Nickel(II)-sulfid in Glas

Floatglas enthält geringe Mengen an Nickel(II)-sulfid, das durch Nickel im Natriumsulfat des Klärmittels und durch verunreinigte Metalllegierungen gebildet wird. Diese Nickel-Sulfid-Einschlüsse stellen ein Problem bei der Herstellung von gehärtetem Glas dar.

Dies liegt daran, dass Nickel-Sulfid-Einschlüsse nach dem Vorspannprozess zu einer metastabilen α-Phase werden und sich schließlich bei niedrigen Temperaturen in eine stabile β-Phase umwandeln, die ihr Volumen vergrößert und Glasbruch verursacht. Die Spannungen im Material innerhalb des vorgespannten Glases und die Ausbreitung der Risse führen zu spontanem Glasbruch. Dieser spontane Glasbruch tritt in der Regel mehrere Jahre bis Jahrzehnte nach der Herstellung des Glases auf.

4. Andere Nickel-Sulfid-Strukturen

Zu den bekannten Nickel-Sulfiden gehören NiS, NiS2 und Ni3S2, aber auch Ni9S8 und Ni3S2-Verbindungen. So ist NiS2, das als Basiserz bekannt ist, ein Sulfidmineral, das hauptsächlich aus Nickelsulfid mit geringen Mengen an Kobalt und Eisen besteht.

Was ist Zinnsulfid?

Zinnsulfid ist eine Verbindung, die aus Zinn und Schwefel besteht.

Es gibt vierwertiges Zinn(IV)-sulfid und zweiwertiges Zinn(II)-sulfid. Die CAS-Registrierungsnummer für Zinn(IV)-sulfid lautet 1315-01-1 und die für Zinn(II)-sulfid 1314-95-0.

Anwendungen von Zinnsulfid

Zinnsulfid wird als festes Elektrolytmaterial in All-Solid-State-Batterien unter den Elektrolyten von Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Gegenwärtig werden flüssige organische Lösungsmittel und anorganische Festelektrolyte als Hauptbestandteil von Lithium-Ionen-Batterien angesehen. Organische Lösungsmittel, die als einer der Hauptbestandteile gelten, sind flüssig, so dass Bedenken hinsichtlich einer Entzündung durch Auslaufen nicht ausgeräumt werden können. Im Gegensatz dazu werden anorganische Festelektrolytmaterialien wie Zinnsulfid verwendet, bei denen keine Gefahr des Auslaufens besteht.

Darüber hinaus kann Zinnsulfid auch zum Testen von Verunreinigungsmetallen in der Batterieforschung verwendet werden.

Insbesondere Zinn(IV)-sulfid, auch Farbgold oder Mosaikgold genannt, wird wegen seiner goldenen Farbe und seiner Beständigkeit als Goldpigment in Lacken und Anstrichen verwendet. Zinn(II)-sulfid hingegen kann als Katalysator für Polymerisationsreaktionen, als analytisches Reagenz und als Lagerungsmittel verwendet werden.

Eigenschaften von Zinnsulfid

Der Schmelzpunkt von Zinn(IV)-sulfid liegt bei 600 °C. Es ist praktisch unlöslich in Wasser, Salpetersäure und Salzsäure. In Form der sauren Salze von Trithiotin(IV) und Hexahydroxotin(IV) ist es in Alkalien löslich. Zinn(IV)-sulfid ist in Alkalisulfid- und Ammoniumsulfidlösungen löslich, da es Trithiotin(IV)-säure-Salze bildet. Beim Erhitzen an der Luft entstehen Zinn(IV)-oxid und Schwefeldioxid, während beim Erhitzen mit Königswasser Zinn(IV)-oxid und Schwefelsäure entstehen.

Zinn(II)-sulfid hat einen Schmelzpunkt von 880 °C und einen Siedepunkt von 1230 °C. Es ist praktisch unlöslich in Wasser, aber in konzentrierter Salzsäure löslich und Zinn(II)-hydroxid fällt in Alkalität aus, löst sich jedoch auf, wenn überschüssiges Alkali zugegeben wird. In wässrigen Ammoniumpolysulfidlösungen ist es als Trithiotin(IV)-oxid löslich. Zinn(II)-sulfid kann auch durch starkes Erhitzen an der Luft oder durch Behandlung mit Salpetersäure zu Zinn(IV)-oxid oxidiert werden.

Struktur von Zinnsulfid

Zinn(IV)-sulfid ist ein geruchloses goldgelbes Pulver. Seine chemische Formel ist SnS2, sein Molekulargewicht beträgt 182,84 und seine Dichte 4,5 g/cm3. Zinn(IV)-sulfid hat eine Struktur vom Cadmiumiodid-Typ, wobei sich Sn(IV) in einer oktaedrischen Pore mit sechs Sulfidzentren befindet.

Zinn(II)-sulfid ist ein bräunlich-schwarzes Pulver mit der chemischen Formel SnS und einem Molekulargewicht von 150,78. Es ist ein orthorhombischer Kristall mit einer steinsalzartigen Struktur und hat eine Dichte von 5,08 g/cm3 bei 0 °C.

Weitere Informationen zu Zinnsulfid

1. Synthese von Zinn(IV)-Sulfid

Bei der Reaktion einer sauren wässrigen Lösung, die Zinn(IV)-chlorid-Salze enthält, mit Schwefelwasserstoff entsteht Zinn(IV)-sulfid als kolloidaler gelber Niederschlag.

Erhitzt man Zinnfolie und Schwefel direkt in Gegenwart von Ammoniumchlorid, so erhält man einen goldenen, hexagonalen, plattenförmigen Kristall.

Zinn(IV)-chlorid kommt in der Natur als seltenes Mineral namens Berndtit vor.

2. Synthese von Zinn(II)-sulfid

Zinn(II)-sulfid entsteht durch die Reaktion einer löslichen Zinn(II)-Salzlösung mit Schwefelwasserstoff.

Durch direktes Erhitzen von Zinn und Schwefel kann man grauschwarze Kristalle von Zinn(II)-sulfid erhalten.

3. Merkmale von Zinn(II)-trifluorid

Neben Zinn(IV)-sulfid und Zinn(II)-sulfid ist auch Zinn(II)-trifluorid bekannt. Seine chemische Formel lautet Sn2S3, aber es ist SnIISnIVS3. Sein Molekulargewicht beträgt 333,6 und sein spezifisches Gewicht 4,9 g/cm3. Zinn(II)-trifluorid wird als gelbe Kristalle erhalten, wenn ein Gemisch aus Zinn(II)-sulfid und Schwefel starker Hitze ausgesetzt wird. Mit konzentrierter Salzsäure wird Zinn(II)-trifluorid zu SnS und SnS2.

Was ist Carbonylsulfid?

Carbonylsulfid ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel COS.

Bei Raumtemperatur und -druck ist es ein farbloses, relativ stabiles, verflüssigtes Gas. Es hat Eigenschaften, die zwischen denen von Kohlendioxid (CO2) und Kohlenstoffdisulfid (CS2) liegen. Es kommt in der Natur zusammen mit Schwefelwasserstoff in Mineralquellen und vulkanischen Abgasen vor.

Carbonylsulfid ist als nicht giftig oder brennbar eingestuft, ist aber in hohen Konzentrationen beim Einatmen hochgiftig. Außerdem wird ihm eine bakterientötende Wirkung auf Bakterien zugeschrieben. Es ist ein Gefahrstoff, der mit seinem Namen und anderen Informationen gekennzeichnet werden muss.

Anwendungen von Carbonylsulfid

Carbonylsulfid hat bakterientötende Eigenschaften und wird als Rohstoff für Insektizide, Pharmazeutika und Herbizide sowie als Zwischenprodukt für Agrochemikalien verwendet.

In der Vergangenheit beschränkte sich seine Verwendung auf Versuche im kleinen Maßstab und als Zwischenprodukt bei der Synthese von Alkylcarbonaten. In den letzten Jahren hat es jedoch als Trockenätzgas im Halbleiter-Multilayer-Resistverfahren Aufmerksamkeit erregt.  Seine Verwendung nimmt zu. Die Nachfrage steigt vor allem in den USA und Taiwan, wo es viele Halbleiterproduktionsstätten gibt.

Das Miller-Urey-Experiment hat gezeigt, dass Carbonylsulfid ein Katalysator für die Synthese von Peptiden aus Aminosäuren ist und Berichten zufolge eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Lebens spielt. Das Urey-Miller-Experiment ist eine der ersten experimentellen Untersuchungen über die Entstehung von primitivem Leben und gilt als erster Beweis für die chemische Evolutionstheorie.

Funktionsweise von Carbonylsulfid

Carbonylsulfid hat einen Schmelzpunkt von -138,8 °C und einen Siedepunkt von -50,2 °C. In Anwesenheit von Wasser zersetzt es sich in Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid.

Informationen über die Toxizität von Carbonylsulfid wurden erst 1994 veröffentlicht; in Konzentrationen von mehr als 1000 ppm führt es zum Tod durch plötzliche Krämpfe und Atemlähmung, ohne Reizung oder Geruch. Bei Versuchen mit Ratten starb die Hälfte der Tiere innerhalb von 90 Minuten bei 1400 ppm und 9 Minuten bei 3000 ppm. Andererseits wurden bei Konzentrationen von nur 12 ppm in Tierversuchen über 12 Wochen keine Auswirkungen auf Herz oder Lunge festgestellt.

Struktur von Carbonylsulfid

Die molare Masse von Carbonylsulfid beträgt 60,07 g/mol und seine Dichte 2,51 g/l. Die Schwefelatome sind linear an die Carbonylgruppe gebunden; der interatomare Abstand C=O beträgt 115,78 pm und der interatomare Abstand C=S beträgt 156,01 pm.

Weitere Informationen zu Carbonylsulfid

1. Vorkommen von Carbonylsulfid

In der Natur wird Carbonylsulfid von submarinen Vulkanen ausgestoßen. Es ist die am häufigsten vorkommende Schwefelverbindung in der Atmosphäre und enthält etwa 0,5 ppb. Carbonylsulfid ist auch für den Schwefelkreislauf von Bedeutung. Carbonylsulfid, das in die Stratosphäre gelangt, wird oxidiert, wobei Schwefelsäure entsteht. Es kann innerhalb weniger Jahre am Boden durch die Photosynthese der Pflanzen und im Meer durch die Hydrolyse des Meerwassers abgebaut werden.

Carbonylsulfid kommt auch im interstellaren Medium und in der Atmosphäre der Venus vor. Es ist in geringen Mengen in Käse und Gemüse enthalten und kommt auch in Saatgut und Getreide in einer Konzentration von etwa 0,05-0,1 mg/kg vor.

Carbonylsulfid ist eine typische Schwefelverunreinigung in Synthesegasen. Man geht davon aus, dass ein Drittel seiner Freisetzung in die Atmosphäre auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist. Vom Menschen hergestellte Quellen für Carbonylsulfid sind Zwischenprodukte bei der chemischen Synthese und Nebenprodukte bei der Herstellung von Kohlenstoffdisulfid. Es entsteht auch bei der Verbrennung von Müll und Kunststoffen sowie bei der Herstellung von Kunstfasern und Stärke. Außerdem entstehen sie in Kohlekraftwerken, Kraftfahrzeugen, Ölraffinerien, Biomassebrennstoffen und Backfisch.

2. Synthese von Carbonylsulfid

Carbonylsulfid wurde erstmals 1841 aus Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid synthetisiert; die Eigenschaften von Carbonylsulfid wurden von Carl von Than (1867) aufgeklärt.

Es wird durch die Reaktion von Schwefel mit Kohlenmonoxid gebildet. Es kann im Labor aus Kaliumthiocyanatsulfat synthetisiert werden, aber die Nebenprodukte müssen entfernt werden. Es kann auch durch Hydrolyse von Isothiocyanat in salzsaurer Lösung synthetisiert werden.

Was ist Kaliumsulfid?

Kaliumsulfid ist eine Verbindung von Kaliumsulfid mit der chemischen Formel K2S. Kaliumsulfid ist in wässriger Lösung stark alkalisch, es wird durch die Reaktion von Kalium mit Schwefel synthetisiert.

Kaliumsulfid ist leicht entzündlich und kann sich an der Luft spontan verbrennen. Bei der Verbrennung entstehen Schwefelwasserstoff und Schwefeloxide, die giftige Gase sind. Schwefelwasserstoff reagiert auch allmählich mit Sauerstoff und Kohlendioxid in der Luft.

Eine wässrige Lösung von Kaliumsulfid wird durch Sättigung einer wässrigen Lösung von Kaliumhydroxid mit Schwefelwasserstoff gewonnen. Durch Konzentrieren der entstandenen wässrigen Lösung von Kaliumhydrogensulfid mit einer wässrigen Lösung von Kaliumhydroxid wird dann Kaliumsulfid-Pentahydrat gebildet. Außerdem wird wasserfreies Kaliumsulfid durch Erhitzen des Kaliumsulfidpentahydrats in einem Wasserstoffstrom gewonnen.

Anwendungen von Kaliumsulfid

Kaliumsulfid trägt zur Färbung von Feuerwerkskörpern bei. Das schwarze Pulver in Feuerwerkskörpern erzeugt bei der Verbrennung Kaliumsulfid, das durch die Flammenfärbereaktion einen spektakulären Effekt erzeugt. Es ist eine Quelle für Sulfidionen und wird als Zwischenprodukt in analytischen Reagenzien und Arzneimitteln verwendet. Kaliumsulfid hat eine breite Palette von Anwendungen, darunter Enthaarungsmittel, Badesalze, Materialien für die Kupferbeschichtung, Düngemittel, Farbstoffe, Reduktionsmittel, Agrochemikalien und dermatologische Mittel.

Kaliumsulfid wird auch als Schwefelquelle für die Synthese von Schwefel-Nanopartikeln verwendet. Kaliumsulfid-Hydrate, von denen es viele gibt, haben eine hohe Wasserlöslichkeit und können in Batterien mit hoher Energiedichte als chemischer Speicher für Sekundärelektrizität verwendet werden.

Was ist Aluminiumsulfid?

Aluminiumsulfid ist eine Verbindung aus Aluminium und Schwefel mit der chemischen Formel Al2S3 und ist eine anorganische Verbindung.

Seine molare Masse beträgt 150,2 g/mol. Es ist bekannt, dass es mehrere Arten von Kristallstrukturen hat, hauptsächlich jedoch eine hexagonale, dicht gepackte Struktur, bei der sich die Schwefelatome in der Mitte befinden.

Es handelt sich im Allgemeinen um einen grauen, pulverförmigen Feststoff. Es hat eine Dichte von 2,32 g/cm2 und sinkt in Wasser, aber aufgrund seiner Reaktivität mit Wasser zersetzt es sich und fällt nicht als Aluminiumsulfid aus, wenn man es stehen lässt.

Die CAS-Nummer, die eine eindeutige chemische Nummer ist, lautet 1302-81-4.

Anwendungen von Aluminiumsulfid

1. Superkondensatoren

Aluminiumsulfid wird zur Herstellung von Nanonetzstrukturen für die hohe Kapazität und Energiedichte von Superkondensatoren verwendet. Superkondensatoren sind eine Art von Sekundärbatterien, wie Lithium-Ionen- oder Alkalibatterien, die große Energiemengen speichern können.

Durch die Verwendung von Aluminiumsulfid für die Batterieelektroden zur Schaffung von Nanonetzstrukturen können die spezifische Oberfläche und die Leitfähigkeit verbessert werden, was eine hohe Kapazität und Energiedichte ermöglicht.

2. Batterieaktives Material

Aluminiumsulfid wird als aktives Material in Lithium-Sekundärbatterien mit hoher Energiedichte verwendet. Die anfängliche Entladekapazität von Aluminiumsulfid beträgt etwa 1170 mAh/g, was 62 % der theoretischen Kapazität von Schwefel entspricht.

Es wird erwartet, dass die Verwendung von Aluminiumsulfid als positives Elektrodenmaterial in Sekundärbatterien die Zykluslebensdauer und die Sicherheit verbessert und gleichzeitig eine hohe elektrische Kapazität beibehält.

3. Thermische Entladungssprengstoffe

Aluminiumsulfid wird auch als Schlüsselkomponente in thermischen Entladungssprengstoffen verwendet. Bei der Verbrennung entstehen Aluminiumsulfid und Schwefelwasserstoff, die bei der Herstellung von Rauchwänden und Leuchtgeschossen verwendet werden können.

4. Aluminiumverhüttung und -raffination

Aluminium wird mit Schwefel versetzt und erhitzt, wobei Aluminiumsulfid entsteht. Aluminium kann durch Reaktion mit Aluminiumhydroxid raffiniert werden.

Aluminiumsulfid wird auch in der Medizin, in der Keramik, als Rohstoff für chemische Produkte und als Wasseraufbereitungsmittel verwendet. Es ist jedoch sehr wasserempfindlich und muss mit Vorsicht behandelt werden.

Funktionsweise von Aluminiumsulfid

Aluminiumsulfid hat den höchsten Schmelzpunkt aller Sulfide und schmilzt bei Temperaturen über 1050 °C. Aus diesem Grund wird es häufig für Reaktionen bei hohen Temperaturen verwendet und kann in der Aluminiumverhüttung sowie als Rohstoff für Keramik und Glas eingesetzt werden.

Es sublimiert auch, wenn die Temperatur auf 1500 °C erhöht wird. Aluminiumsulfid ist praktisch unlöslich in Wasser. Unter sauren Bedingungen wird es jedoch hydrolysiert und zersetzt sich in Aluminiumhydroxid und Schwefelwasserstoff, weshalb es mit starken Säuren reagiert.

Es hat eine relativ hohe Härte und wird unter anderem als Schleifmittel und Reibmaterial verwendet. Andererseits zersetzt es sich leicht bei hohen Temperaturen, weshalb diese Verbindung zusammen mit Kohlenstoff und Silizium und als Reduktionsmittel in der Stahlherstellung und anderen industriellen Anwendungen verwendet wird.

Weitere Informationen zu Aluminiumsulfid

1. Sicherheit

Aluminiumsulfid ist kein giftiger, schädlicher oder gefährlicher Stoff. Es reagiert leicht mit Feuchtigkeit. Wenn es reagiert, entsteht Schwefelwasserstoff.

Schwefelwasserstoff riecht stark nach faulen Eiern, ist giftig für lebende Organismen und außerdem entflammbar und brennbar. Außerdem reizt er die Haut, reizt die Augen und reizt die Atemwege.

Bei der Handhabung sollte eine geeignete Schutzausrüstung getragen werden. Im unwahrscheinlichen Fall eines Haut- oder Augenkontakts oder des Einatmens des Pulvers wird empfohlen, mit reichlich Wasser zu spülen und sofort einen Arzt aufzusuchen.

2. Markt

Der Weltmarkt für Aluminiumsulfid wächst weiter, da die Nachfrage nach Wasseraufbereitungsanwendungen steigt. Es wird erwartet, dass der weltweite Markt für Aluminiumsulfid zwischen 2022 und 2026 um 1,67 Mrd. EUR zunehmen wird, mit einer CAGR von 3,8 % während des Prognosezeitraums.

Was ist Methylnitrat?

Methylnitrat ist der Methylester der Salpetersäure. Es hat einen Schmelzpunkt von -82,29 °C und ist bei Raumtemperatur eine farblose, durchsichtige Flüssigkeit mit einem aromatischen Geruch.

Methylnitrat ist eine brennbare Flüssigkeit mit einem Flammpunkt von 15 °C und ein Sprengstoff.

Methylnitrat wird durch Destillation eines Gemisches aus Methanol und Salpetersäure gewonnen. Es wird auch durch Salpetersäureveresterung von Methanol mit einer Mischung aus Schwefel- und Salpetersäure gewonnen.

Anwendungen von Methylnitrat

Methylnitrat ist als einer der gefährlichsten Sprengstoffe mit einer Detonationsgeschwindigkeit (VOD) von 8000 m/s bekannt. Aus diesem Grund wurde es in der Vergangenheit als Raketentreibstoff verwendet. In den letzten Jahren wird es jedoch nicht mehr industriell, sondern nur noch in der Forschung eingesetzt.

Methylnitrat, Ethylnitrat, Nitroglykol, Nitroglycerin, Nitrocellulose und Penslit sind unter der Bezeichnung Nitratester bekannt, bei denen es sich um Verbindungen aus Alkohol und Salpetersäure handelt, die durch den Verlust eines Moleküls Wasser kondensiert werden. Von ihnen werden Nitroglykol, Nitroglycerin, Nitrocellulose und Penthlit industriell verwendet.

Was ist Bismutnitrat?

Bismutnitrat ist eine Verbindung mit einer Struktur, die aus drei an Bismut (Bi) gebundenen Nitrat-Ionen besteht und auch als Bismut(III)-nitrat bezeichnet wird.

Es wird durch die Summenformel Bi(NO₃)₃・5H₂O dargestellt und hat ein Molekulargewicht von 485,07 g/mol. Die CAS-Nummer, die eine eindeutige chemische Nummer ist, lautet 10035-06-0. Es wird in der Regel als Bismutsubnitrat oder Bismutnitratpentahydrat verwendet.

Unter normalen Bedingungen ist es in weißem, kristallinem Zustand stabil, aber sein Schmelzpunkt liegt bei 30 °C, so dass eine Temperaturkontrolle während der Lagerung wichtig ist. Bismutnitrat ist praktisch unlöslich in Wasser und Ethanol, aber löslich in verdünnter Salpetersäure.

Die wässrige Lösung selbst ist sauer und kann durch Licht verändert werden. Die Herstellung erfolgt häufig durch die Wechselwirkung einer Salpetersäurelösung mit Oxid oder basischem Bismutnitrat, um aus Bismutmetall Bismutpentahydrat zu gewinnen.

Anwendungen von Bismutnitrat

Bismutnitrat wurde bis zur Entdeckung des Penicillins in den 1940er Jahren häufig zur Behandlung von Syphilis eingesetzt. Seit der Entdeckung von Penicillin wird es jedoch als synthetisches Material für eine Vielzahl von Verbindungen verwendet, darunter ungesättigte Aldehyde, ungesättigte Carbonsäuren und Phenylester.

Bismut-Metall ist als relativ preiswertes Granulat und Pulver erhältlich. Die körnige Form kann mit einer Feile, wie sie in der Glasindustrie verwendet wird, gemahlen werden, so dass es als notwendiger Katalysator für die organische Synthese verwendet werden kann. Es hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung von wismuthaltigen Rohstoffen als Katalysatoren eine hohe Aktivität erreicht werden kann.

Die Verwendung von Bismutnitrat ermöglicht auch die Synthese von Verbindungen ohne Verwendung von Salpetersäure als Ausgangsstoff. Darüber hinaus können Bismutverbindungen als Verdauungsanreger, Darmregulatoren, zur innerlichen Anwendung bei Enteritis, Magengeschwüren usw. sowie zur äußerlichen Anwendung bei äußerlichen Wunden verwendet werden. Sie werden als Adstringentien zur äußerlichen Anwendung bei Verbrennungen verwendet. Bismutnitrat ist besonders nützlich als Therapeutikum zur Verbesserung der Durchfallerscheinungen, indem es die Reizung der Darmschleimhaut lindert, entzündungshemmend wirkt und die Darmmotilität hemmt.

Die stark adstringierenden Eigenschaften von Bismutnitrat binden sich an die Proteine der Darmschleimhaut und bilden einen Schutzfilm, wodurch Entzündungen und Reizungen der Schleimhaut verringert und die Darmperistaltik unterdrückt werden. 2 g zwei- bis dreimal täglich sind wirksam. Allerdings sind Nebenwirkungen wie Übelkeit, Appetitlosigkeit und Blau- oder Blauschwarzfärbung der Schleimhäute zu beachten.

Eigenschaften von Bismutnitrat

Es ist ein nicht brennbarer Feststoff und brennt nicht von selbst, hat aber die Eigenschaft, bei Erhitzung, Stößen oder Reibung Sauerstoff freizusetzen und damit zur Verbrennung beizutragen. Bismutnitrat kann sich daher entzünden und heftig brennen, wenn es als Oxidationsmittel mit brennbaren Stoffen vermischt wird, und muss daher mit Vorsicht gehandhabt werden.

Bismutnitrat hat die Eigenschaft, sich beim Erhitzen zu zersetzen und dabei giftige Gase aus Bismutoxid und Stickstoffoxiden freizusetzen. Mit zunehmender Konzentration der Stickoxide steigt insbesondere das Risiko von Atemwegserkrankungen wie Husten und Schleimbildung. Es ist daher ratsam, für die Anwendung einen gut belüfteten Ort zu wählen.

Weitere Informationen zu Bismutnitrat

1. Rechtliche Hinweise zu Bismutnitrat

Bismutnitrat ist als Gefahrstoff eingestuft.

2. Vorsichtsmaßnahmen für Handhabung und Lagerung

• Behälter dicht verschlossen an einem kühlen, gut belüfteten Ort und vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt lagern.
• Vermischung mit organischen Stoffen, brennbaren Stoffen und Reduktionsmitteln ist zu vermeiden.
• Vorzugsweise in Glasbehältern aufbewahren.
• Fern von Hitze, Funken, Flammen und anderen Zündquellen lagern.