Chì(II) sulfide

Chì(II) sulfide
Tên khác	Plumbous sulfide Galena, Sulphuret of lead
Nhận dạng
Số CAS	1314-87-0
Thuộc tính
Công thức phân tử	PbS
Khối lượng mol	239,266 g/mol
Khối lượng riêng	7,6 g/cm³[1]
Điểm nóng chảy	1.118 °C (1.391 K; 2.044 °F)
Điểm sôi	1.281 °C (1.554 K; 2.338 °F)
Độ hòa tan trong nước	2,6×10^-11 kg/kg (ở pH=7)[2] 8,6×10^-7 kg/kg[3]
Tích số tan, Ksp	9,04×10^-29
MagSus	-84.0·10^−6 cm³/mol
Chiết suất (nD)	3,91
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	độ độc cao
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Tham khảo hộp thông tin

Chì(II) sulfide hay sulfide chì(II) là một hợp chất vô cơ có công thức PbS. PbS, còn có tên gọi khác là galena, là quặng chính, và hợp chất quan trọng nhất của chì. Chất này là một chất bán dẫn.

Hình thành, tính chất cơ bản, vật liệu liên quan

Nếu cho khí H₂S hoặc muối sulfide vào một dung dịch có sẵn các các ion chì, phản ứng tạo ra kết tủa PbS có màu đen:

Pb²⁺ + H₂S → PbS↓ + 2H⁺

Hằng số cân bằng cho phản ứng này là 3×10⁶M.^[4] Phản ứng này tạo ra hiện tượng thay đổi màu sắc đột ngột từ không màu hoặc trắng sang đen, và từng được sử dụng trong phân tích vô cơ chất lượng. Sự hiện diện của khí hydro sulfide hoặc ion sulfide có thể được nhận biết bằng cách sử dụng giấy quỳ thấm dung dịch chì(II) axetat.

Giống như các vật liệu tương tự có thành phần là chì khác như PbSe và PbTe, PbS là một chất bán dẫn.^[5] Trong thực tế, chì(II) sulfide là chất đầu tiên, được sử dụng làm chất bán dẫn.^[6] Chì(II) sulfide kết tinh trong mô hình natri chloride, không giống như nhiều chất bán dẫn IV-VI khác.

Kể từ khi PbS trở thành quặng chính của chì, nhiều nỗ lực cố gắng để chuyển biến nó. Một quá trình quan trọng, liên quan đến luyện kim PbS và sau đó làm giảm kết quả của oxit. Các phương trình của hai bước này là:^[7]

2PbS + 3O₂ → 2PbO + 2SO₂↑

PbO + C → Pb + CO↑

Khí lưu huỳnh điôxit được chuyển thành axit sunfuric.

Các hạt nano có chứa gốc sulfide và các chấm lượng tử chì đã được nghiên cứu kỹ lưỡng.^[8] Theo truyền thống, các vật liệu như trên được sản xuất bằng cách kết hợp các muối chì với một loạt các nguồn, có chứa gốc sulfide.^[9][10] Các hạt nano của PbS gần đây đã được kiểm tra để sử dụng trong các tế bào năng lượng mặt trời.^[11]

Tham khảo

1. Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. ISBN 0-07-049439-8. Truy cập ngày 6 tháng 6 năm 2009.
2. W. Linke (1965). Solubilithies. Inorganic and Metal-Organic Compounds. 2. Washington, D.C.: American Chemical Society. tr. 1318.
3. Ronald Eisler (2000). Handbook of Chemical Risk Assessment. CRC Press. ISBN 1-56670-506-1.
4. Lide, D. R. biên tập (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
5. Vaughan, D. J.; Craig, J. R. (1978). Mineral Chemistry of Metal Sulfides. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-21489-0.;
6. C.Michael Hogan. 2011. Sulfur. Encyclopedia of Earth, eds. A.Jorgensen and C.J.Cleveland, National Council for Science and the environment, Washington DC Lưu trữ 2012-10-28 tại Wayback Machine
7. Charles A. Sutherland; Edward F. Milner; Robert C. Kerby; Herbert Teindl; Albert Melin; Hermann M. Bolt (2005). Lead. in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a15_193.pub2.
8. “The Quantum Mechanics of Larger Semiconductor Clusters ("Quantum Dots")”. Annual Review of Physical Chemistry. 41 (1): 477–496. ngày 1 tháng 1 năm 1990. doi:10.1146/annurev.pc.41.100190.002401.
9. Zhou, H. S.; Honma, I.; Komiyama, H.; Haus, Joseph W. (ngày 1 tháng 5 năm 2002). “Coated semiconductor nanoparticles; the cadmium sulfide/lead sulfide system's synthesis and properties”. The Journal of Physical Chemistry (bằng tiếng Anh). 97 (4): 895–901. doi:10.1021/j100106a015.
10. Wang, Wenzhong; Liu, Yingkai; Zhan, Yongjie; Zheng, Changlin; Wang, Guanghou (ngày 15 tháng 9 năm 2001). “A novel and simple one-step solid-state reaction for the synthesis of PbS nanoparticles in the presence of a suitable surfactant”. Materials Research Bulletin. 36 (11): 1977–1984. doi:10.1016/S0025-5408(01)00678-X.
11. Lee, HyoJoong; Leventis, Henry C.; Moon, Soo-Jin; Chen, Peter; Ito, Seigo; Haque, Saif A.; Torres, Tomas; Nüesch, Frank; Geiger, Thomas (ngày 9 tháng 9 năm 2009). “PbS and CdS Quantum Dot-Sensitized Solid-State Solar Cells: "Old Concepts, New Results"”. Advanced Functional Materials (bằng tiếng Anh). 19 (17): 2735–2742. doi:10.1002/adfm.200900081. ISSN 1616-3028.