Qu’est-ce que le sulfure de plomb ?
Le sulfure de plomb est un composé inorganique dont la formule chimique est PbS.
Il est également connu sous le nom de sulfure de plomb (II) ou de galène. Il se présente sous la forme d’un minerai appelé minerai de plomb tétragonal et constitue un composé important du plomb.
Le chauffage du sulfure de plomb produit des gaz toxiques de Pb et de SOx et figure sur la liste des « substances chimiques désignées de classe 1 » en vertu de la loi sur les RRTP. Il s’agit également d’une « substance chimique pathogène » au sens de la loi sur les normes du travail. Il est désigné comme « substance dangereuse à étiqueter », « substance dangereuse à notifier » et « substance dangereuse pour laquelle une évaluation des risques doit être effectuée » en vertu de la loi sur la sécurité et la santé industrielles, et comme « substance délétère » en vertu de la loi sur le contrôle des substances toxiques et délétères.
Utilisations du sulfure de plomb
Le sulfure de plomb est largement utilisé dans les pigments, les peintures, les glaçures céramiques, les additifs de friction dans les lubrifiants et comme matériau d’alliage.
Le plomb jaune et le molybdate orange dans les peintures peuvent être produits en combinant le chromate de plomb avec le sulfate de plomb et le molybdate de plomb. Toutefois, compte tenu des effets néfastes du plomb sur la santé humaine, la deuxième conférence internationale sur la gestion des produits chimiques a fixé un objectif pour l’élimination des peintures au plomb. Des peintures sans plomb sont en cours de développement au Japon, mais l’augmentation significative des coûts constitue un des défis principal rencontré.
Par ailleurs, le sulfure de plomb est le principal minéral du plomb et contribue également de manière importante à la conversion chimique. La réduction de l’oxyde principal permet d’obtenir du plomb métallique.
Propriétés du sulfure de plomb
Le sulfure de plomb a un point de fusion de 1 114°C et un point d’ébullition de 1 281°C. Le sulfure de plomb est peu soluble et pratiquement inoffensif. Toutefois, sa décomposition thermique lors de la fusion produit une poussière dangereuse. Le carbonate de plomb est très soluble, et lorsque le sulfure de plomb est obtenu à partir du carbonate de plomb, il provoque le saturnisme.
Structure du sulfure de plomb
Le sulfure de plomb forme des cristaux cubiques noirs. Comme le tellurure de plomb (II) et le séléniure de plomb (II), il présente des propriétés semi-conductrices et est le plus ancien semi-conducteur utilisé. Toutefois, contrairement aux semi-conducteurs du groupe IV-VI, il présente une structure cristalline de type chlorure de sodium. La structure de coordination est octaédrique et la constante de réseau est a = 5,936 Å.
Les nanoparticules de sulfure de plomb et les points quantiques ont également été étudiés. Traditionnellement, elles peuvent être fabriquées en combinant des sels de plomb avec n’importe quel ion de sulfure. Ces dernières années, les nanoparticules de sulfure de plomb se sont révélées prometteuses pour une application dans les cellules solaires.
Autres informations sur le sulfure de plomb
1. Synthèse du sulfure de plomb (II)
Lorsque du sulfure d’hydrogène ou du sulfure est ajouté à une solution aqueuse d’ions plomb, un précipité noir de sulfure de plomb se forme. La constante d’équilibre de cette réaction est de 3 x 106 mol/L. En raison du changement radical de couleur, de l’incolore ou du blanc au noir, l’acétate de plomb était utilisé pour l’analyse inorganique qualitative. Aujourd’hui encore, les bandelettes de test à l’acétate de plomb sont utilisées pour détecter le sulfure d’hydrogène et les sulfures.
2. Utilisations du sulfure de plomb (II)
Le sulfure de plomb est depuis longtemps utilisé dans les éléments de capteurs infrarouges. Contrairement aux capteurs thermiques, qui réagissent à une augmentation de la température de l’élément irradié, il réagit directement aux photons.
Le faible courant produit lorsqu’un photon frappe l’élément et le changement de la résistance électrique de l’élément sont observés. À température ambiante, le sulfure de plomb réagit aux rayonnements d’une longueur d’onde de 1 à 2,5 µm, cette plage de longueurs d’onde se situant du côté des courtes longueurs d’onde de la région infrarouge, que seuls les objets chauds rayonnent. Lorsque l’élément en sulfure de plomb est refroidi par un élément Peltier ou de l’azote liquide, la plage de longueur d’onde détectée passe à environ 2-4 µm.
Le tellurure de mercure et de cadmium (HgCdTe) et l’antimoniure d’indium (InSb) sont excellents pour détecter les grandes longueurs d’onde infrarouges. Ils ont une constante diélectrique élevée et sont des détecteurs plus lents que le germanium, le silicium, le HgCdTe et l’InSb.
3. Caractéristiques du sulfure de plomb
Le sulfure de plomb (PbS2) est un composé dont la formule chimique est PbS2 et la masse molaire 271,332 g/mol. Il est obtenu par la réaction du soufre et du sulfure de plomb (II) sous haute pression et à des températures supérieures à 600°C.
Le sulfure d’étain, comme le sulfure d’étain (SnS2), cristallise dans une structure de type iodure de cadmium, Pb prenant le nombre d’oxydation formel +4. Le sulfure de plomb est un semi-conducteur de type p et peut être utilisé comme matériau thermoélectrique.