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.