Kupfersulfideigenschaften, Risiken und Nutzen



Die Kupfersulfide beschreiben eine Familie von chemischen Verbindungen und Mineralien mit der Formel CuxSund. Diese Verbindungen umfassen wirtschaftlich wichtige Mineralien und synthetische Materialien.

Zu den bekanntesten Kupfersulfidmineralen gehören Kupfersulfid (I) oder Kupfersulfid der chemischen Formel.2S, das in dem Mineral Calcosin und dem Kupfersulfid (II) oder Kupfersulfid der im Covelitmineral gefundenen CuS-Formel gefunden wird.

Abbildung 1: Struktur von Kupfersulfid (I) (links) und Kupfer (II) sulfid (rechts)

Calcosine wird seit Jahrhunderten gewonnen und ist eines der ertragreichsten Kupfererze. Gründe dafür sind der hohe Kupfergehalt (Atomverhältnis von 67% und fast 80%) und die Leichtigkeit, mit der Kupfer vom Schwefel getrennt werden kann.

Aufgrund seiner Knappheit ist es jedoch nicht das Hauptmineral für Kupfer. Obwohl die reichsten Calcosinlagerstätten abgebaut wurden, wird es wahrscheinlich noch immer abgebaut und wird in Zukunft sicher abgebaut werden (THE MINERAL CHALCOCITE, 2014).

Abbildung 2: Calcosin Mineral.

Covelite ist kein verteiltes Mineral, aber seine schillernden Reize können die Bewunderung jedes Menschen fesseln, der die indigoblauen Kristalle sieht. Obwohl gute Kristalle selten sind, sind es der Glanz und die Farbe dieses Minerals, die ihn bemerkenswert machen (THE MINERAL COVELLITE, 2014).

Abbildung 3: Covelit-Mineral.

In der Bergbauindustrie werden Bornit- oder Chalkopyrit-Minerale, die aus gemischten Kupfer- und Eisensulfiden bestehen, oft als "Kupfersulfide" bezeichnet.

In der Chemie ist ein "binäres Kupfersulfid" eine binäre chemische Verbindung der Elemente Kupfer und Schwefel. Unabhängig von ihrer Herkunft variieren Kupfersulfide in ihrer Zusammensetzung stark mit 0,5 ≤ Cu / S ≤ 2, einschließlich zahlreicher nicht-stöchiometrischer Verbindungen.

Index

  • 1 Physikalische und chemische Eigenschaften von Kupfersulfiden
  • 2 Reaktivität und Gefahren
  • 3 Verwendet
  • 4 Referenzen

Physikalische und chemische Eigenschaften von Kupfersulfiden                 

Das Kupfersulfid (I) und (II) haben ein ähnliches Aussehen, da beide Kristalle dunkel, grau oder schwarz sind.

Abbildung 4: Aussehen von Kupfer (II) sulfid.

Diese Verbindungen können durch ihre kristalline Struktur unterschieden werden. Kupfersulfid (I) hat eine monokline Struktur, während Kupfer (II) sulfid eine hexagonale Struktur aufweist (National Center for Biotechnology Information, S.F.).

Sie haben ein Molekulargewicht von 159,16 g / mol und 95,611 g / mol und eine Dichte von 5,6 g / ml bzw. 4,76 g / ml für Kupfersulfid (I) bzw. (II) (Nationales Zentrum für Biotechnologie-Information, SF).

Kupfersulfid (I) hat einen Schmelzpunkt von 1100 ° C und ist in Wasser und Essigsäure unlöslich, teilweise löslich in Ammoniumhydroxid (Royal Society of Chemistry, 2015).

Kupfer (II) sulfid hat einen Schmelzpunkt von 220 ° C, wo es zerfällt, in Wasser, Salz- und Schwefelsäure unlöslich ist und in Salpetersäure, Ammoniumhydroxid und Kaliumcyanid löslich ist (Royal Society of Chemistry, 2015) ).

Wasserstoffperoxid reagiert heftig mit Kupfer (II) sulfid und explodiert bei Kontakt mit einer konzentrierten Lösung von Chlorsäure oder Cadmium, Magnesium oder Zinkchloraten.

Reaktivität und Gefahren

Die Kupfersulfide (I) und (II) sind nicht als gefährlich eingestuft, können jedoch bei der Aufnahme durch die Produktion von Schwefelwasserstoff giftig sein. Die Symptome umfassen Erbrechen, Magenschmerzen und Schwindel, können Haut- und Augenreizungen verursachen und das Einatmen kann Reizungen der Atemwege verursachen (Sicherheitsdatenblatt: Copper Sulfide, 1995).

Bei Hitzeeinwirkung können giftige Dämpfe von Schwefel oder Kupferoxid freigesetzt werden, die gesundheitsschädlich sein können.

Bei Kontakt mit den Augen sollten die Augen sofort 15 Minuten lang mit ausreichend Wasser gespült und die unteren und oberen Augenlider gelegentlich angehoben werden.

Bei Hautkontakt sofort 15 Minuten lang mit ausreichend Wasser spülen und kontaminierte Kleidung entfernen.

Im Falle der Einnahme sollte sofort eine Giftnotrufzentrale angerufen werden. Spülen Sie den Mund mit kaltem Wasser und geben Sie dem Opfer 1-2 Tassen Wasser oder Milch zu trinken. Erbrechen sollte sofort ausgelöst werden.

Bei Inhalation sollte das Opfer an einen kühlen Ort gebracht werden. Wenn nicht atmen, künstliche Beatmung (Kupfer (II) Sulfid, 2009).

Verwendet

Kupfersulfid (I) wird als Halbleiter und in photographischen Anwendungen verwendet (americanelements, 1998-2017). Zu seinen Anwendungen gehört auch der Einsatz in Solarzellen, Lichtfarben, Elektroden und bestimmten Sorten von Festschmierstoffen (Britannica, 2013).

Auf der anderen Seite findet Kupfer (II) sulfid Anwendungen in Solarzellen, superionischen Leitern, Photodetektoren, elektrisch leitenden Elektroden, photothermischen Umwandlungsvorrichtungen, Mikrowellenschutzbeschichtung, aktiven Radiowellenabsorbern, Gassensoren und Strahlungspolarisatoren Infrarot (Azom, 2013).

Auch Kupfer (II) sulfid (Covelit) wird bei der Untersuchung von Nanopartikeln verwendet:

  • Mit unterschiedlichen Herstellungsmethoden (solvothermalen Routen, Aerosolverfahren, Lösungsverfahren und Thermolyse)
  • Und Anwendungen (photokatalytischen Abbau, Abtragen von Krebszellen, Elektrodenmaterial in Lithiumionen-Batterien und Gassensor, Feldemissionseigenschaften, Anwendungen Superkondensatoren, Photoelektrochemische Leistung QDSCs, photokatalytischer Reduktion von organischen Verunreinigungen, bio- elektrochemische Detektion, verbesserte Eigenschaften von PEC Filmelektroden CuS vorgegerbten) (Umair Shamraiz, 2016).

YAG bei einer Wellenlänge von 1064 nm: bei der Arbeit Geng Ku (2012) der Einsatz von Nanopartikeln aus Kupfersulfid-Halbleiter (CuS NPs), um mit einem Nd photoakustische Tomographie Darstellung demonstriert.

Die CuS NP Visualisierung des Mausgehirn nach intrakraniale Injektions- erlaubt, Lymphknoten der Ratte zu 12 mm unterhalb der Haut nach interstitielle Injektion und Agarosegel in Hühnerbrust Muskel eingebettet CuS NP enthält, in einer Tiefe von ~ 5 cm. Dieser Bildansatz hat ein großes Potenzial, um ein molekulares Bild von Brustkrebs zu erhalten.

Referenzen

  1. (1998-2017). Kupfer (I) -Sulfid. Von americanelements.com abgerufen.
  2. (2013, 19. April). Kupfer-Sulfid (CuS) Halbleiter. Von azom.com abgerufen.
  3. Britannica, T. E. (2013, 23. August). Kupfer (Cu). Von britannica.com abgerufen.
  4. Kupfer (II) -Sulfid. (2009, 23. Januar). Von onboces.org abgerufen.
  5. Geng Ku, M. Z. (2012). Kupfersulfid-Nanopartikel als eine neue Klasse von photoakustischen Kontrastmittel für Deep Tissue Imaging bei 1064 nm. ACS Nano 6 (8), 7489-7496.
  6. SICHERHEITSDATENBLATT Kupfer Sulfid. (1995, November). Von onboces.org abgerufen.
  7. Nationales Zentrum für Biotechnologie Information. (S.F.) PubChem Compound-Datenbank; CID = 14831. Von publem.ncbi.nlm.nih.gov abgerufen.
  8. Nationales Zentrum für Biotechnologie Information. (S.F.) PubChem Compound-Datenbank; CID = 62755. Von publem.ncbi.nlm.nih.gov abgerufen.
  9. Royal Society of Chemistry. (2015). Kupfer (II) sulfid. Von chemspider.com abgerufen.
  10. Royal Society of Chemistry. (2015). Dicopper (1+) sulfid. Von chemspider.com abgerufen.
  11. DAS MINERAL CHALCOCIT. (2014). Von gallery.com abgerufen.
  12. Das Mineral COVELLIT. (2014). Von gallery.com abgerufen.
  13. Umair Shamraiz, R. A. (2016). Herstellung und Anwendung von Kupfersulfid (CuS) -Nanostrukturen. Zeitschrift für Festkörperchemie Band 238, 25-40.