De plomo (II) sulfuro (también escrito sulfuro ) es un compuesto inorgánico con la fórmula Pb S . Galena es el mineral principal y el compuesto más importante de plomo . Es un material semiconductor con usos específicos.
Nombres | |
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Otros nombres Galena de sulfuro plumboso , sulfureto de plomo | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.013.861 |
Número CE |
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PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
un numero | 3077 |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
PbS | |
Masa molar | 239,30 g / mol |
Apariencia | Negro |
Densidad | 7,60 g / cm 3 [1] |
Punto de fusion | 1.118 ° C (2.044 ° F; 1.391 K) |
Punto de ebullición | 1.281 ° C (2.338 ° F; 1.554 K) |
2,6 × 10 - 11 kg / kg (calculado, a pH = 7) [2] 8,6 × 10 - 7 kg / kg [3] | |
Producto de solubilidad ( K sp ) | 9.04 × 10 - 29 |
−84,0 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Índice de refracción ( n D ) | 3,91 |
Estructura | |
Halita (cúbica), cF8 | |
Fm 3 m, No. 225 | |
a = 5,936 Å [4] | |
Octaédrico (Pb 2+ ) Octaédrico (S 2− ) | |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 46,02 J / mol⋅K |
Entropía molar estándar ( S | 91,3 J / mol |
–98,7 kJ / mol | |
Peligros | |
Ficha de datos de seguridad | MSDS externa |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
Declaraciones de peligro GHS | H302 , H332 , H360 , H373 , H400 , H410 |
Consejos de prudencia del SGA | P201 , P202 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P281 , P301 + 312 , P304 + 312 , P304 + 340 , P308 + 313 , P312 , P314 , P330 , P391 , P405 , P501 |
NFPA 704 (diamante de fuego) | 2 0 0 |
punto de inflamabilidad | No es inflamable |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Óxido de plomo (II) Seleniuro de plomo Telururo de plomo |
Otros cationes | Monosulfuro de carbono Monosulfuro de silicio Sulfuro de germanio (II) Sulfuro de estaño (II) |
Compuestos relacionados | Sulfuro de talio Sulfuro de plomo (IV) Sulfuro de bismuto |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
La adición de sulfuro de hidrógeno o sales de sulfuro a una solución que contiene una sal de plomo, como PbCl 2 , produce un precipitado negro de sulfuro de plomo.
- Pb 2+ + H 2 S → PbS ↓ + 2 H +
Esta reacción se utiliza en análisis inorgánicos cualitativos . La presencia de iones sulfuro o sulfuro de hidrógeno se puede probar usando "papel de acetato de plomo".
Al igual que los materiales relacionados PbSe y PbTe , PbS es un semiconductor . [5] De hecho, el sulfuro de plomo fue uno de los primeros materiales que se utilizó como semiconductor. [6] El sulfuro de plomo cristaliza en el motivo de cloruro de sodio , a diferencia de muchos otros semiconductores IV-VI .
Dado que el PbS es el principal mineral de plomo, se han centrado muchos esfuerzos en su conversión. Un proceso importante implica la fundición de PbS seguida de la reducción del óxido resultante . Las ecuaciones idealizadas para estos dos pasos son: [7]
- 2 PbS + 3 O 2 → 2 PbO + 2 SO 2
- PbO + C → Pb + CO
El dióxido de azufre se convierte en ácido sulfúrico .
Nanopartículas
Las nanopartículas que contienen sulfuro de plomo y los puntos cuánticos han sido bien estudiados. [8] Tradicionalmente, estos materiales se producen combinando sales de plomo con una variedad de fuentes de sulfuro. [9] [10] Se han examinado recientemente nanopartículas de PbS para su uso en células solares. [11]
Aplicaciones
Aunque tiene poco valor comercial, el PbS es uno de los materiales de elementos de detección más antiguos y comunes en varios detectores de infrarrojos . [12] Como detector de infrarrojos, el PbS funciona como un detector de fotones, respondiendo directamente a los fotones de radiación, a diferencia de los detectores térmicos, que responden a un cambio en la temperatura del elemento detector causado por la radiación. Un elemento de PbS se puede utilizar para medir la radiación de dos formas: midiendo la pequeña fotocorriente que causan los fotones cuando golpean el material de PbS, o midiendo el cambio en la resistencia eléctrica del material que provocan los fotones. La medición del cambio de resistencia es el método más utilizado. A temperatura ambiente , el PbS es sensible a la radiación en longitudes de onda entre aproximadamente 1 y 2,5 μm . Este rango corresponde a las longitudes de onda más cortas en la porción infrarroja del espectro , el llamado infrarrojo de longitud de onda corta (SWIR). Solo los objetos muy calientes emiten radiación en estas longitudes de onda.
El enfriamiento de los elementos de PbS, por ejemplo, usando nitrógeno líquido o un sistema de elementos Peltier , cambia su rango de sensibilidad entre aproximadamente 2 y 4 μm . Los objetos que emiten radiación en estas longitudes de onda todavía tienen que estar bastante calientes (varios cientos de grados Celsius), pero no tanto como los detectables por sensores no refrigerados. (Otros compuestos utilizados para este propósito incluyen antimonuro de indio (InSb) y telururo de mercurio-cadmio (HgCdTe), que tienen propiedades algo mejores para detectar las longitudes de onda IR más largas). La alta constante dieléctrica de PbS conduce a detectores relativamente lentos (en comparación con el silicio , germanio , InSb o HgCdTe).
El PbS se usó una vez como pigmento negro.
Astronomía
Las elevaciones superiores a 2,6 km (1,63 millas) en el planeta Venus están cubiertas con una sustancia brillante. Aunque la composición de esta capa no es del todo segura, una teoría es que Venus " nieva " sulfuro de plomo cristalizado tanto como la Tierra nieva agua congelada. Si este es el caso, sería la primera vez que se identificara la sustancia en un planeta extraño. Otros candidatos menos probables para la "nieve" de Venus son el sulfuro de bismuto y el telurio . [13]
Seguridad
El sulfuro de plomo (II) es tan insoluble que casi no es tóxico, pero la pirólisis del material, como en la fundición, produce humos peligrosos. [14] El sulfuro de plomo es insoluble y un compuesto estable en el pH de la sangre, por lo que probablemente sea una de las formas menos tóxicas de plomo. [15] Existe un gran riesgo de seguridad en la síntesis de PbS utilizando carboxilatos de plomo, ya que son particularmente solubles y pueden causar condiciones fisiológicas negativas.
Referencias
- ^ Patnaik, Pradyot (2003). Manual de compuestos químicos inorgánicos . McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8. Consultado el 6 de junio de 2009 .
- ^ W. Linke (1965). Solubilidades. Compuestos inorgánicos y metalorgánicos . 2 . Washington, DC: Sociedad Química Estadounidense. pag. 1318.
- ^ Ronald Eisler (2000). Manual de evaluación de riesgos químicos . Prensa CRC. ISBN 978-1-56670-506-6.
- ^ http://www.springermaterials.com/docs/pdf/10681727_889.html
- ^ Vaughan, DJ; Craig, JR (1978). Química mineral de los sulfuros metálicos . Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-21489-6.;
- ^ C.Michael Hogan. 2011. Sulphur . Enciclopedia de la Tierra, eds. A. Jorgensen y CJCleveland, Consejo Nacional para la Ciencia y el Medio Ambiente, Washington DC Archivado el 28 de octubre de 2012 en la Wayback Machine.
- ^ Charles A. Sutherland; Edward F. Milner; Robert C. Kerby; Herbert Teindl; Albert Melin; Hermann M. Bolt (2005). "Dirigir". Dirigir. en la Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a15_193.pub2 . ISBN 978-3527306732.
- ^ "La mecánica cuántica de grupos de semiconductores más grandes (" puntos cuánticos ")". Revisión anual de química física . 41 (1): 477–496. 1990-01-01. doi : 10.1146 / annurev.pc.41.100190.002401 .
- ^ Zhou, HS; Honma, I .; Komiyama, H .; Haus, Joseph W. (1 de mayo de 2002). "Nanopartículas semiconductoras recubiertas; síntesis y propiedades del sistema de sulfuro de cadmio / sulfuro de plomo". La Revista de Química Física . 97 (4): 895–901. doi : 10.1021 / j100106a015 .
- ^ Wang, Wenzhong; Liu, Yingkai; Zhan, Yongjie; Zheng, Changlin; Wang, Guanghou (15 de septiembre de 2001). "Una nueva y sencilla reacción en estado sólido de un solo paso para la síntesis de nanopartículas de PbS en presencia de un tensioactivo adecuado". Boletín de investigación de materiales . 36 (11): 1977–1984. doi : 10.1016 / S0025-5408 (01) 00678-X .
- ^ Lee, HyoJoong; Leventis, Henry C .; Luna, Soo-Jin; Chen, Peter; Ito, Seigo; Haque, Saif A .; Torres, Tomás; Nüesch, Frank; Geiger, Thomas (9 de septiembre de 2009). "Células solares de estado sólido sensibilizadas por puntos cuánticos PbS y CdS:" Conceptos antiguos, nuevos resultados " ". Materiales funcionales avanzados . 19 (17): 2735–2742. doi : 10.1002 / adfm.200900081 . ISSN 1616-3028 .
- ^ Putley, EH ; Arthur, JB (1951). "Sulfuro de plomo - un semiconductor intrínseco". Actas de la Sociedad de Física . Serie B. 64 (7): 616–618. doi : 10.1088 / 0370-1301 / 64/7/110 .
- ^ " La nieve de 'metales pesados' en Venus es sulfuro de plomo" . Universidad de Washington en St. Louis . Consultado el 7 de julio de 2009 .
- ^ "Hoja de datos de seguridad del sulfuro de plomo" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 11 de noviembre de 2006 . Consultado el 20 de noviembre de 2009 .
- ^ Fritz Bischoff; LC Maxwell; Richard D. Evens; Franklin R. Nuzum (1928). "Estudios sobre la toxicidad de varios compuestos de plomo administrados por vía intravenosa" . Revista de Farmacología y Terapéutica Experimental . 34 (1): 85–109.
enlaces externos
- Estudios de caso en medicina ambiental (CSEM): toxicidad por plomo
- ToxFAQs: Plomo
- Inventario nacional de contaminantes - Hoja de datos de plomo y compuestos de plomo