Koper(I)sulfide (Cu2S) is een zwarte vaste verbinding. Het wordt gebruikt als P-type halfgeleider en katalysator in verschillende industriële toepassingen zoals zonnecellen en waterstofproductie.
| IUPAC-naam | Kopersulfide(1+) |
| Moleculaire formule | Cu2S |
| CAS-nummer | 22205-45-4 |
| Synoniemen | Kopermonosulfide, kopersulfide, kopersulfide (1+), kopersulfide, kopersulfide, kopersulfide |
| InChi | InChI=1S/2Cu.S/q2*+1;-2 |
Molaire massa van koper(I)sulfide
Koper(I)sulfide heeft een molaire massa van 159,16 g/mol. Molaire massa is de massa van één mol van een stof, berekend door de atoommassa’s van de in de verbinding aanwezige elementen op te tellen. Koper(I)sulfide bestaat uit twee koperatomen en één zwavelatoom, elk met zijn respectieve atoommassa. Het kennen van de molmassa is belangrijk bij verschillende chemische berekeningen, zoals het bepalen van de hoeveelheid van een stof die nodig is voor een bepaalde reactie of het vinden van de empirische formule van een verbinding.
Kookpunt van koper(I)sulfide
Koper(I)sulfide heeft een hoog smeltpunt van 1103°C, maar heeft geen duidelijk kookpunt. Dit komt doordat koper(I)sulfide bij verhitting tot hoge temperaturen ontleedt in plaats van te koken. De ontleding van koper(I)sulfide leidt tot de vorming van kopergas en kopersulfide, dat vervolgens kan worden opgevangen en geanalyseerd. Het ontbreken van een kookpunt voor koper(I)sulfide is niet ongebruikelijk voor veel vaste verbindingen die bij verhitting ontleden.
Smeltpunt van koper(I)sulfide
Koper(I)sulfide heeft een smeltpunt van 1103°C. Het hoge smeltpunt is te wijten aan de sterke ionische binding tussen de koper- en zwavelatomen in de kristalroosterstructuur van de verbinding. Het hoge smeltpunt van koper (I) sulfide maakt het bruikbaar bij toepassingen bij hoge temperaturen, zoals in zonnecellen, waar het fungeert als een p-type halfgeleider.
Dichtheid van koper(I)sulfide g/ml
Koper(I)sulfide heeft een dichtheid van 5,6 g/ml. De dichtheid van een stof is de massa van een stof per volume-eenheid. De hoge dichtheid van koper(I)sulfide is te wijten aan de zware atomen die in de verbinding aanwezig zijn, evenals aan de kristalstructuur ervan. De hoge dichtheid van koper(I)sulfide maakt het bruikbaar in een verscheidenheid aan toepassingen, onder meer als pigment in keramiek en glas.
Molecuulgewicht van koper(I)sulfide
Het molecuulgewicht van koper(I)sulfide is 159,16 g/mol. Het molecuulgewicht is de som van de atoomgewichten van alle atomen in een molecuul. Koper(I)sulfide heeft een eenvoudige chemische formule die bestaat uit twee koperatomen en één zwavelatoom, waardoor het molecuulgewicht relatief eenvoudig te berekenen is. Het molecuulgewicht van een verbinding is belangrijk bij verschillende chemische berekeningen, zoals het bepalen van de stoichiometrie van een reactie of het vinden van de molecuulformule van een verbinding.
Structuur van koper(I)sulfide
Koper(I)sulfide heeft een vlakgecentreerde kubieke (fcc) kristalroosterstructuur. De kristalstructuur bestaat uit koper- en zwavelatomen, waarbij elk koperatoom omgeven is door vier zwavelatomen die in een tetraëdrische opstelling zijn gerangschikt. De sterke ionische binding tussen koper- en zwavelatomen resulteert in een stabiele kristalstructuur met een hoog smeltpunt. De kristalstructuur van koper(I)sulfide is belangrijk voor het begrijpen van de fysische en chemische eigenschappen ervan, evenals de verschillende toepassingen ervan.
Koper(I)-sulfideformule
De chemische formule voor koper(I)sulfide is Cu2S, wat aangeeft dat de verbinding bestaat uit twee koperatomen en één zwavelatoom. De formule van een verbinding geeft informatie over de aanwezige elementen en het aantal atomen van elk element in de verbinding. De formule voor koper(I)sulfide is nuttig bij verschillende chemische berekeningen, zoals het bepalen van de molaire verhouding van koper en zwavel in de verbinding of het vinden van de empirische formule van de verbinding.
| Verschijning | Effen zwart |
| Soortelijk gewicht | 5,6 g/ml |
| Kleur | Zwart |
| Geur | Geurloos |
| Molaire massa | 159,16 g/mol |
| Dikte | 5,6 g/ml |
| Fusie punt | 1103°C |
| Kookpunt | Ontleedt bij verhitting |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Onoplosbaar |
| Oplosbaarheid | Onoplosbaar in water en organische oplosmiddelen |
| Dampdruk | Niet toepasbaar |
| Dampdichtheid | Niet toepasbaar |
| pKa | Niet toepasbaar |
| pH | Niet toepasbaar |
Koper (I) sulfide (Cu2S) Veiligheid en gevaren
Koper(I)sulfide (Cu2S) wordt over het algemeen als veilig beschouwd omdat het een stabiele, niet-reactieve vaste verbinding is. Maar net als alle chemicaliën moet er voorzichtig mee worden omgegaan om accidentele blootstelling te voorkomen. Inademing van stof of dampen van de verbinding moet worden vermeden, omdat dit irritatie van de luchtwegen kan veroorzaken. Huidcontact met koper(I)sulfide (Cu2S) kan ook irritatie of allergische reacties veroorzaken. Daarom moeten handschoenen en andere beschermende kleding worden gedragen bij het hanteren ervan. In geval van accidentele inname moet onmiddellijk medische hulp worden ingeroepen. Om gevaren voor het milieu te voorkomen, moeten de juiste procedures voor hantering, opslag en verwijdering worden gevolgd.
| Gevarensymbolen | Geen |
| Beveiligingsbeschrijving | Vermijd inademing en contact met de huid. Draag beschermende kleding. |
| VN-identificatienummers | Niet gereguleerd |
| HS-code | 284290 |
| Gevarenklasse | Niet geclassificeerd als gevaarlijk |
| Verpakkingsgroep | Niet toepasbaar |
| Toxiciteit | Lage toxiciteit |
Methoden voor de synthese van koper(I)sulfide (Cu2S)
Er zijn verschillende methoden voor het synthetiseren van koper(I)sulfide (Cu2S), waaronder:
- Directe synthesemethode: hierbij wordt koperpoeder bij hoge temperatuur in een inerte atmosfeer met zwavel gereageerd om koper (I) sulfide te vormen.
- Solvothermische methode: hierbij wordt een mengsel van koperacetaat en thioureum in een oplosmiddel bij hoge temperaturen en druk verwarmd om deeltjes koper (I) sulfide te vormen.
- Hydrothermische methode: hierbij worden koperzouten en zwavel in een waterige oplossing bij hoge temperaturen en druk omgezet om koper(I)sulfide te vormen.
- Chemische dampafzettingsmethode: het omvat het ontleden van een koperhoudende precursor in een zwavelhoudende gasomgeving om koper (I) sulfidefilms te vormen.
- Sproeipyrolysemethode: hierbij wordt een oplossing die koperzouten en zwavel bevat op een verwarmd substraat gespoten om een dunne film koper (I) sulfide te vormen.
- Co-precipitatiemethode: hierbij worden tegelijkertijd koper- en zwavelionen in een waterige oplossing neergeslagen met behulp van een geschikt neerslagmiddel om koper (I) sulfide te vormen.
- Elektrochemische methode: deze bestaat uit het gebruik van een elektrochemische cel om koper (I) sulfide op een substraat af te zetten vanuit een oplossing die koper- en zwavelionen bevat.
Deze methoden bieden verschillende mate van controle over de grootte, vorm en eigenschappen van de resulterende koper(I)-sulfidedeeltjes of -films, waardoor ze bruikbaar zijn voor verschillende toepassingen.
Koper(I)sulfide (Cu2S)
Koper(I)sulfide (Cu2S) is een nuttige verbinding met diverse toepassingen op verschillende gebieden. Hier zijn enkele toepassingen:
- Fotovoltaïsche cellen: gebruikt bij de vervaardiging van fotovoltaïsche cellen. Fotovoltaïsche cellen worden gebruikt om elektriciteit te produceren.
- Pigmenten: Gebruikt als pigment bij de vervaardiging van verschillende producten, waaronder keramiek, glas en kunststoffen. Het biedt een diepzwarte kleur die bestand is tegen vervaging en verwering.
- Smeermiddelen: Wordt gebruikt als smeermiddel in diverse toepassingen vanwege de lage wrijvingscoëfficiënt. Het is vooral nuttig in omgevingen met hoge temperaturen en hoge druk.
- Halfgeleiders: gebruikt als halfgeleidermateriaal in elektronische en opto-elektronische toepassingen. Het heeft unieke optische en elektronische eigenschappen die het geschikt maken voor diverse toepassingen, waaronder fotovoltaïsche cellen, sensoren en detectoren.
- Fungiciden: Gebruikt als fungicide in de landbouw om gewassen te beschermen tegen schimmelziekten. Het is een effectief en ecologisch alternatief voor traditionele chemische fungiciden.
- Anorganische pigmenten: gebruikt bij de vervaardiging van anorganische pigmenten. Deze pigmenten worden gebruikt bij de productie van gekleurd glas, keramiek en email. De diepzwarte kleur is bestand tegen vervaging en verwering, waardoor het een populaire keuze is voor duurzame pigmenten.
Vragen:
Vraag: Wat is Cu2S?
A: Cu2S is de chemische formule voor koper(I)sulfide, een kopersulfideverbinding die vaak wordt gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder fotovoltaïsche cellen, pigmenten, halfgeleiders en fungiciden.
Vraag: Wat zal het gevolg zijn van het verwarmen van een mengsel van Cu2O en Cu2S?
A: Het verwarmen van een mengsel van Cu2O en Cu2S zal resulteren in een mengsel van kopergas en zwaveldioxide, samen met eventueel niet-gereageerd Cu2O of Cu2S dat achterblijft.
Vraag: Wat is de naam van de Cu2S-verbinding? A: De naam van de Cu2S-verbinding is koper(I)sulfide.