Сульфид цинка (ZnS) представляет собой соединение, состоящее из цинка и серы. Он используется в различных областях, включая люминесцентные материалы, оптоэлектронику и люминофоры для светодиодных дисплеев.
| Название ИЮПАК | Сульфид цинка |
| Молекулярная формула | ZnS |
| Количество CAS | 1314-98-3 |
| Синонимы | Сфалерит, обманка, цинковая обманка, вюрцит |
| ИнЧИ | ИнЧИ=1С/С.Зн |
Свойства сульфида цинка
Формула сульфида цинка
Химическая формула сульфида цинка — ZnS, что указывает на его состав из атомов цинка (Zn) и серы (S). Это соединение является важной частью различных промышленных и научных применений благодаря своим уникальным свойствам.
сульфид цинка Молярная масса
Сульфид цинка имеет молярную массу примерно 97,45 грамма на моль. Это значение представляет собой совокупную атомную массу составляющих атомов цинка и серы в одной молекуле ZnS.
Температура кипения сульфида цинка
Сульфид цинка не имеет четкой точки кипения, поскольку при нагревании он имеет тенденцию разлагаться, а не подвергаться истинному процессу кипения. Эта характеристика обусловлена его химическими свойствами.
Температура плавления сульфида цинка
Сульфид цинка имеет температуру плавления около 1850 градусов по Цельсию (3362 градуса по Фаренгейту). Высокая температура плавления делает его пригодным для различных применений при высоких температурах.
Плотность сульфида цинка г/мл
Плотность сульфида цинка варьируется в зависимости от его кристаллической формы. Обычно его плотность составляет от 3,98 до 4,09 граммов на кубический сантиметр (г/см³). Этот диапазон плотностей способствует его использованию в оптических материалах.
Сульфид цинка Молекулярный вес
Молекулярная масса сульфида цинка, рассчитанная путем сложения атомных масс его компонентов, составляет примерно 97,45 грамма на моль. Это значение имеет решающее значение для определения количества ZnS в данном образце.
Структура сульфида цинка
Сульфид цинка существует в различных кристаллических структурах, в первую очередь в виде кубической цинковой обманки (также известной как сфалерит) и гексагонального вюрцита. Такое расположение атомов определяет его физические и оптические свойства.
Растворимость сульфида цинка
Сульфид цинка плохо растворяется в воде, что делает его практически нерастворимым. Эта характеристика обусловлена прочными связями между атомами цинка и серы, что приводит к ограниченному растворению в водных растворах. Однако его можно растворить в определенных кислотах или щелочах при определенных условиях.
| Появление | Твердый |
| Удельный вес | 3,98 – 4,09 г/см³ |
| Цвет | Белый, желтый, коричневый, черный |
| Запах | Без запаха |
| Молярная масса | ~97,45 г/моль |
| Плотность | 3,98 – 4,09 г/см³ |
| Точка плавления | ~1850°С (~3362°Ф) |
| Точка кипения | Разложившийся |
| Мигающая точка | Непригодный |
| Растворимость в воде | Практически нерастворим |
| Растворимость | Растворим в кислотах и щелочах при определенных условиях. |
| Давление газа | Незначительный |
| Плотность пара | Непригодный |
| пКа | ~4,7 |
| рН | ~7 (нейтрально) |
Безопасность и опасность сульфида цинка
Сульфид цинка имеет низкую острую токсичность, но при нагревании может выделять токсичный диоксид серы. Обычно считается безопасным при нормальных условиях обращения. Однако вдыхание его пыли или паров может вызвать раздражение дыхательных путей. Избегайте контакта с кожей и глазами. В случае воздействия тщательно промыть и обратиться к врачу, если раздражение не исчезнет. Пожар или чрезмерное нагревание могут вызвать разложение и выделение опасных газов. Храните вдали от несовместимых материалов. Обращайтесь с осторожностью, надевайте соответствующее защитное оборудование и работайте в хорошо проветриваемых помещениях, чтобы обеспечить безопасность и предотвратить потенциальные опасности, связанные с сульфидом цинка.
| Символы опасности | Никто |
| Описание безопасности | Низкая острая токсичность; при нагревании выделяет токсичный сернистый газ; Обращаться осторожно |
| Идентификационные номера ООН | Непригодный |
| код ТН ВЭД | 2830.90.10 |
| Класс опасности | Не классифицируется как опасный |
| Группа упаковки | Непригодный |
| Токсичность | Низкая токсичность; раздражение дыхательных путей от пыли или паров; Обращаться осторожно |
Методы синтеза сульфида цинка
Сульфид цинка можно синтезировать различными методами. Распространенный подход заключается в реакции газов оксида цинка (ZnO) и сероводорода (H2S) при повышенных температурах. Реакция протекает следующим образом:
ZnO(тв) + H2S(г) → ZnS(тв) + H2O(г)
Другой метод включает реакцию между хлоридом цинка (ZnCl2) и сероводородом:
ZnCl2 (водн.) + H2S (г) → ZnS (тв) + 2 HCl (г)
Альтернативно, наночастицы сульфида цинка можно синтезировать с использованием методов осаждения. Это включает смешивание растворимых солей цинка с растворимыми солями сульфида в контролируемых условиях, что приводит к образованию наночастиц сульфида цинка. В некоторых случаях органические соединения используются в качестве покрывающих агентов для контроля размера и стабильности частиц.
Сульфид цинка также можно получить путем взаимодействия металлического цинка с элементарной серой. Два вещества нагревают вместе, чтобы инициировать реакцию:
Zn(s) + S(s) → ZnS(s)
Эти методы обеспечивают универсальность в получении сульфида цинка с различными свойствами для различных применений, таких как оптоэлектроника, люминесцентные материалы и т. д.
Использование сульфида цинка
Сульфид цинка находит разнообразное применение в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Вот его примечательные применения:
- Оптические покрытия. Прозрачность сульфида цинка в инфракрасной области делает его ценным материалом для оптических покрытий, линз и окон в тепловизионных системах и датчиках.
- Люминесцентные материалы: он служит основным материалом для создания люминесцентных соединений, таких как сульфид цинка, легированный медью, для светящихся в темноте приложений.
- Применение в полупроводниках: в тонкопленочных транзисторах и других полупроводниковых устройствах пленки сульфида цинка играют роль в электронных компонентах.
- Люминофоры для светодиодных дисплеев. В светодиодных дисплеях используются люминофоры на основе сульфида цинка для улучшения цвета и яркости.
- Обнаружение рентгеновских и гамма-лучей. Сцинтилляционные детекторы используют сцинтилляционные свойства сульфида цинка для обнаружения рентгеновских и гамма-лучей.
- Пигменты и краски. В составе белых пигментов красок, покрытий и печатных красок используются особые формы сульфида цинка, такие как цинковые белила или литопон.
- Флуоресцентные маркеры. В биологических приложениях исследователи функционализируют наночастицы сульфида цинка в качестве флуоресцентных маркеров в исследованиях визуализации.
- Солнечные элементы. Ученые изучают наночастицы сульфида цинка, чтобы определить их потенциал по улучшению поглощения света в фотоэлектрических солнечных элементах.
- Катализ: исследуя его полупроводниковую природу, исследователи изучают каталитические свойства сульфида цинка в различных химических реакциях.
- Инфракрасные окна: Оптические устройства, такие как камеры, телескопы и датчики, содержащие сульфид цинка, для инфракрасных окон.
Универсальность сульфида цинка обусловлена его способностью проявлять люминесценцию, прозрачность и полупроводниковое поведение. Его индивидуальные приложения вносят значительный вклад в такие области, как оптика, электроника, энергетика и материаловедение.
Вопросы:
Вопрос: Какова формула сульфида цинка?
Ответ: Формула сульфида цинка — ZnS.
Вопрос: Растворим ли сульфид цинка?
Ответ: Сульфид цинка обычно нерастворим в воде.
Вопрос: Растворим ли ZnS в воде?
О: Нет, ZnS не растворяется в воде.
Вопрос: Сульфид цинка содержит 67,1% цинка по массе. Какова массовая доля серы в сульфиде цинка?
А: Массовая доля серы в сульфиде цинка составляет 32,9%.
Вопрос: Как можно отделить хлорид цинка от сульфида цинка?
Ответ: Хлорид цинка и сульфид цинка можно разделить, растворив хлорид цинка в воде, оставив нерастворимый сульфид цинка.
Вопрос: Является ли сульфид цинка ионным?
Ответ: Да, сульфид цинка в основном ионный.
Вопрос: Какой тип стехиометрического дефекта представляет ZnS?
Ответ: Сульфид цинка может проявлять стехиометрические дефекты типа Френкеля.
Вопрос: Что такое ZnS?
Ответ: ZnS — это химическая формула сульфида цинка, соединения цинка и серы.
Вопрос: Каков минимальный уровень pH, необходимый для предотвращения осаждения ZnS?
Ответ: Минимальный уровень pH, необходимый для предотвращения осаждения ZnS, составляет примерно 4,7.
Вопрос: На этом изображении показана кубическая элементарная ячейка ZnS. Сколько ионов Zn²⁺ содержится в этой кубической ячейке?
Ответ: В кубической ячейке ZnS находятся четыре иона Zn²⁺.
Вопрос: ZnS ионный или ковалентный?
Ответ: ZnS в первую очередь считается ионным.
Вопрос: Какой тип реакции Zn + S = ZnS?
О: Реакция Zn + S = ZnS представляет собой реакцию синтеза или соединения.