Sulfura de cupru: proprietăți, riscuri și utilizări

Sulfurile de cupru descriu o familie de compuși chimici și minerali cu formula Cu _x S _y . Acești compuși cuprind minerale importante din punct de vedere economic și materiale sintetice.

Cele mai importante minerale sulfurate de cupru includ sulfura de cupru (I) sau sulfura cuproasă, cu formula chimică Cu2S găsită în calcinina minerală și sulfura de cupru (II) sau sulfura cuprică, de formula CuS găsită în mineritul covelit.

Calcosina a fost extrasă de secole și este una dintre cele mai profitabile minereuri de cupru. Motivele se datorează conținutului ridicat de cupru (raportul atomic de 67% și aproape 80% în greutate) și ușurința cu care cuprul poate fi separat de sulf.

Cu toate acestea, nu este principalul mineral din cupru din cauza deficitului său. Deși cele mai bogate depozite de calcozină au fost exploatate, probabil vor fi minate și cu siguranță vor fi exploatate în viitor (CHALCOCITUL MINERAL, 2014).

Covelitul nu este un mineral distribuit, dar farmecul său irizat poate capta admirația oricărei persoane care vede cristalele albastre indigo. Deși cristalele bune sunt rare, este luciul și culoarea acestui mineral care îl face remarcabil (COVELLITE MINERAL, 2014).

În industria minieră, mineralele de natriu sau calcopirită, care constau din cupru mixt și sulfuri de fier, sunt adesea denumite "sulfuri de cupru".

În chimie, "sulfura binară de cupru" este orice compus chimic binar al elementelor cupru și sulf. Oricare ar fi sursa lor, sulfurile de cupru variază foarte mult în compoziția lor cu 0, 5 ≤ Cu / S ≤ 2, inclusiv numeroși compuși ne-stoichiometrici.

Proprietățile fizice și chimice ale sulfurilor de cupru

Sulfura de cupru (I) și (II) are asemănări asemănătoare, fiind ambele cristale întunecate, gri sau negre.

Acești compuși pot fi diferențiați prin structura lor cristalină. Sulfura de cupru (I) are o structură monoclinică, în timp ce sulfura de cupru (II) are o structură hexagonală (Centrul Național pentru Informații Biotehnologice, SF).

Acestea au o greutate moleculară de 159, 16 g / mol și 95, 611 g / mol și o densitate de 5, 6 g / ml și respectiv 4, 76 g / ml în cazul sulfurii de cupru (I) și (II) Informații despre biotehnologie, SF).

Sulfura de cupru (I) are un punct de topire de 1100 ° C și este insolubilă în apă și acid acetic, fiind parțial solubilă în hidroxid de amoniu (Royal Society of Chemistry, 2015).

Sulfura de cupru (II) are un punct de topire de 220 ° C unde se descompune, este insolubil în apă, acid clorhidric și acid sulfuric și este solubil în acid azotic, hidroxid de amoniu și cianură de potasiu (Royal Society of Chemistry, 2015 ).

Peroxidul de hidrogen reacționează energic cu sulfura de cupru (II) și explodează la contactul cu o soluție concentrată de acid cloric sau clorați de cadmiu, magneziu sau zinc.

Reactivitate și pericole

Sulfurile de cupru (I) și (II) nu sunt clasificate ca periculoase, totuși ele pot fi toxice în cazul ingerării datorate producerii de hidrogen sulfurat. Simptomele includ vărsături, durere gastrică și amețeli, pot provoca iritarea pielii și a ochilor și inhalarea poate cauza iritații ale tractului respirator (FIȘA TEHNICĂ DE SIGURANȚĂ A MATERIALELOR Copper Sulfide, 1995).

În cazul expunerii la căldură, poate elibera vapori toxici de sulf sau oxid de cupru, care pot fi nocivi pentru sănătate.

În cazul contactului cu ochii, acestea trebuie clătite imediat cu o cantitate suficientă de apă timp de 15 minute, ridicând ocazional pleoapele inferioare și superioare.

În cazul contactului cu pielea, clătiți imediat cu o cantitate suficientă de apă timp de 15 minute în timp ce îndepărtați îmbrăcămintea contaminată.

În caz de ingestie, trebuie imediat apelat un centru de control al otrăvurilor. Clătiți gura cu apă rece și dați victimei 1-2 cesti de apă sau lapte de băut. Vărsăturile trebuie induse imediat.

În caz de inhalare, victima trebuie luată într-un loc răcoros. Dacă nu respirați, administrați respirația artificială (Copper (II) Sulfide, 2009).

aplicații

Sulfura de cupru (I) este folosită ca un semiconductor și în aplicațiile fotografice (americanelements, 1998-2017). Aplicațiile sale includ utilizarea în celule solare, vopsele ușoare, electrozi și anumite varietăți de lubrifianți solizi (Britannica, 2013).

Pe de altă parte, sulfura de cupru (II) găsește aplicații în celulele solare, conductorii supraionici, fotodetectoare, electrozi electroconductivi, dispozitive de conversie fototermică, acoperire protectoare cu microunde, absorbanți radioactivi activi, senzori de gaz și polarizatori de radiație infraroșu (azom, 2013).

De asemenea, în studiul nanoparticulelor se utilizează și sulfura de cupru (II) (covelită):

• Prin diferite procedee de fabricație (căi solvotemale, metode de aerosol, metode de soluție și termoliză)
• Și aplicațiile (degradarea fotocatalitică, ablația celulelor canceroase, materialul electrodului în bateriile cu ioni de litiu și senzorul de gaz, proprietățile de emisie în câmp, aplicațiile super condensatoare, performanța fotoelectrochimică a QDSC, reducerea fotocatalitică a poluanților organici, detecția electrochimică, caracteristicile PEC îmbunătățite ale electrozilor de film CuS pre-fierți) (Umair Shamraiz, 2016).

În lucrarea lui Geng Ku (2012) a fost demonstrată utilizarea nanoparticulelor de sulfură de cupru semiconductoare (CuS NPs) pentru vizualizarea tomografiilor fotoacoustice cu un laser Nd: YAG la o lungime de undă de 1064 nm.

NPN CuS a permis vizualizarea creierului mouse-ului după injectarea intracraniană, ganglionii limfatici de șobolan la 12 mm sub piele după injectare interstițială și gel de agaroză conținând CuS NP înglobat în mușchiul pieptului de pui la o adâncime de ~ 5 cm. Această abordare a imaginii are un mare potențial pentru obținerea unei imagini moleculare a cancerului de sân.