जिंक सल्फाइड
 ZnS powders containing different concentrations of sulfur vacancies[1]
| |
| Names | |
|---|---|
| Other names | |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
|
|
PubChem CID
|
|
| RTECS number |
|
| UNII | |
| |
| Properties | |
| ZnS | |
| Molar mass | 97.474 g/mol |
| Density | 4.090 g/cm3 |
| Melting point | 1,850 °C (3,360 °F; 2,120 K) (sublime) |
| negligible | |
| Band gap | 3.54 eV (cubic, 300 K) 3.91 eV (hexagonal, 300 K) |
Refractive index (nD)
|
2.3677 |
| Structure | |
| see text | |
| Tetrahedral (Zn2+) Tetrahedral (S2−) | |
| Thermochemistry | |
Std enthalpy of
formation (ΔfH⦵298) |
−204.6 kJ/mol |
| Hazards | |
| NFPA 704 (fire diamond) | |
| Flash point | Non-flammable |
| Safety data sheet (SDS) | ICSC 1627 |
| Related compounds | |
Other anions
|
Zinc oxide Zinc selenide Zinc telluride |
Other cations
|
Cadmium sulfide Mercury sulfide |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
| |
जिंक सल्फाइड (या जिंक सल्फ़ाइड) ZnS के रासायनिक सूत्र के साथ एक अकार्बनिक यौगिक है। यह प्रकृति में पाया जाने वाला जिंक का मुख्य रूप है, जहाँ यह मुख्य रूप से खनिज स्फेलेराइट के रूप में होता है। यद्यपि यह खनिज सामान्य रूप से विभिन्न अशुद्धियों के कारण काला होता है, शुद्ध पदार्थ सफेद होता है, और इसे वर्णक के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अपने सघन संश्लेषित रूप में, जिंक सल्फाइड पारदर्शिता और पारभासी हो सकता है, और इसका उपयोग दृश्य प्रकाश और अवरक्त प्रकाशिकी के लिए एक गवाक्ष के रूप में किया जाता है।
संरचना
ZnS दो मुख्य क्रिस्टलीय रूपो में सम्मिलित है। यह द्वैतवाद बहुरूपता (पदार्थ विज्ञान) का एक उदाहरण है। प्रत्येक रूप में, Zn और S पर समन्वय ज्यामिति चतुष्फलकीय है। अधिक स्थिर घन रूप को जिंक ब्लेंड या स्फालेराइट के रूप में भी जाना जाता है। षट्कोणीय रूप को खनिज वर्टज़ाइट के रूप में जाना जाता है, हालांकि इसे कृत्रिम रूप से भी उत्पादित किया जा सकता है[2] स्पैलेराइट रूप से वर्ट्ज़ाइट रूप में संक्रमण लगभग 1020 डिग्री सेल्सियस पर होता है। सूत्र (Zn,Hg)S के साथ एक चतुष्कोणीय रूप को बहुत ही दुर्लभ खनिज के रूप में जाना जाता है, जिसे पोल्हेम्यूसाइट कहा जाता है।
अनुप्रयोग
प्रकाशमान पदार्थ
जिंक सल्फाइड, उपयुक्त उत्प्रेरक के प्रति मिलियन कुछ भागों को जोड़ने के साथ, प्रबल स्फुरदीप्ति प्रदर्शित करता है। इस घटना का वर्णन निकोला टेस्ला ने 1893 में किया था,[3] और वर्तमान में कैथोड किरण नलिका से एक्स-किरण स्क्रीन के माध्यम से फॉस्फोरेसेंस उत्पादों तक कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। जब चांदी का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है, तो परिणामी रंग अधिक नीला होता है, जिसमें अधिकतम 450 नैनोमीटर होता है। मैंगनीज के प्रयोग से लगभग 590 नैनोमीटर पर नारंगी-लाल रंग प्राप्त होता है।ताँबा लंबे समय तक दीप्ति देता है, और इसमें अंधेरे में सामान्य हरे रंग की दीप्ति होती है। कॉपर-उन्मादित जिंक सल्फाइड (ZnS धनायन Cu) का प्रयोग विद्युतसंदीप्ति पैनल में भी किया जाता है।[4] यह नीले या पराबैंगनी प्रकाश के साथ प्रकाश पर अशुद्धियों के कारण स्फुरदीप्ति भी प्रदर्शित करता है।
प्रकाशीय पदार्थ
जिंक सल्फाइड का उपयोग इन्फ्रारेड प्रकाशीय पदार्थ के रूप में भी किया जाता है, जो दृश्य तरंग दैर्ध्य से केवल 12 सूक्ष्ममापी तक विस्तृत है। इसे एक प्रकाशीय गवाक्ष के रूप में समतलीय या लेंस (प्रकाशिकी) के आकार में उपयोग किया जा सकता है। इसे हाइड्रोजन सल्फाइड गैस और जिंक वाष्प से संश्लेषण द्वारा सूक्ष्मक्रिस्टली फलक के रूप में बनाया जाता है, और इसे एफएलआईआर- ग्रेड ( प्रगतिशील अवरक्त) के रूप में विक्रय किया जाता है, जहां जिंक सल्फाइड दूधिया-पीले, अपारदर्शी रूप में होता है। यह पदार्थ जब ऊष्मा समस्थैतिक रूप से (हिपेड) होती है तो इसे क्लीयरट्रान (विशिष्टता) के रूप में पहचाने जाने वाले स्वच्छ जल विशेष रूप में परिवर्तित किया जा सकता है, प्रारम्भिक व्यावसायिक रूपों को इरट्रान -2 के रूप में विपणन किया गया था लेकिन यह पद अब अप्रचलित है।
वर्णक
जिंक सल्फाइड एक सामान्य वर्णक है, जिसे कभी-कभी सैक्टोलिथ कहा जाता है। बेरियम सल्फेट के साथ संयुक्त होने पर जिंक सल्फाइड लिथोपोन बनाता है।[5]
उत्प्रेरक
सूक्ष्म ZnS चूर्ण एक दक्ष प्रकाश-उत्प्रेरक है, जो प्रकाशित होने पर पानी से हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है। इसके संश्लेषण के समय ZnS में सल्फर रिक्तियों को प्रस्तुत किया जा सकता है; यह धीरे-धीरे सफेद-पीले रंग के ZnS को भूरे रंग के चूर्ण में परिवर्तित कर देता है, और अपेक्षाकृत अधिक प्रकाश अवशोषण के माध्यम से प्रकाश उत्प्रेरक गतिविधि को बढ़ा देता है।[1]
अर्धचालक गुण
स्पैलेराइट और वुर्टज़ाइट दोनों आंतरिक, विस्तृत-ऊर्जा अंतराल अर्धचालक हैं। ये प्रोटोटाइपिक II-VI अर्धचालक हैं, और वे गैलियम आर्सेनाइड जैसे कई अन्य अर्धचालकों से संबंधित संरचनाओं को स्वीकृत करते हैं। ZnS के घनीय रूप में 300 केल्विन पर लगभग 3.54 इलेक्ट्रॉन वोल्ट का ऊर्जा अंतराल होता है, लेकिन हेक्सागोनल फॉर्म में लगभग 3.91 इलेक्ट्रॉन वोल्ट का ऊर्जा अंतराल होता है। ZnS एक n-प्रकार अर्धचालक या एक p-प्रकार अर्धचालक के रूप में उन्मादित (अर्धचालक) हो सकता है।
इतिहास
ZnS के फॉस्फोरेसेंस को पहली बार 1866 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ थिओडोर सिडोट द्वारा रिपोर्ट किया गया था। उनके निष्कर्ष एई बेकरेल द्वारा प्रस्तुत किए गए थे, जो प्रदीप्ति पर शोध के लिए प्रसिद्ध थे।[6] ZnS का उपयोग अर्नेस्ट रदरफोर्ड और अन्य लोगों द्वारा परमाणु भौतिकी के प्रारम्भिक वर्षों में प्रस्फुरण सूचकांक के रूप में किया गया था, क्योंकि यह एक्स-किरण या इलेक्ट्रॉन किरणपुंज द्वारा उद्दीपन पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है, जिससे यह एक्स-किरण स्क्रीन और कैथोड किरण नलिका के लिए उपयोगी हो जाता है।[7] इस गुण ने जिंक सल्फाइड को रेडियम घड़ियों के रेडियम डायल में उपयोगी बना दिया।
उत्पादन
जिंक सल्फाइड सामान्य रूप से अन्य अनुप्रयोगों से अपशिष्ट पदार्थों से उत्पन्न होता है। विशिष्ट स्रोतों में प्रगालक, लावा और सिरका तरल पदार्थ सम्मिलित हैं।[5] एक उदाहरण के रूप में, मीथेन से अमोनिया के संश्लेषण के लिए प्राकृतिक गैस में हाइड्रोजन सल्फाइड की अशुद्धियों को प्राथमिक रूप से हटाने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए ज़िंक ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। यह अपमार्जन से जिंक सल्फाइड का उत्पादन होता है:
- ZnO + H2S → ZnS + H2O
प्रयोगशाला की तैयारी
यह जिंक और सल्फर के मिश्रण को प्रज्वलित करके आसानी से तैयार किया जाता है।[8] चूँकि जिंक सल्फाइड पानी में अघुलनशील होता है, इसलिए इसे अवक्षेपण प्रतिक्रिया में भी उत्पादित किया जा सकता है। Zn2+ लवण वाले विलयन सल्फाइड आयनों (जैसे, H2S से) की उपस्थिति में आसानी से एक अवक्षेप ZnS बनाते हैं।
- Zn2+ + S2− → ZnS
यह प्रतिक्रिया जिंक के लिए गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण का आधार है।[9]
संदर्भ
- ↑ Jump up to: 1.0 1.1 Wang, Gang; Huang, Baibiao; Li, Zhujie; Lou, Zaizhu; Wang, Zeyan; Dai, Ying; Whangbo, Myung-Hwan (2015). "Synthesis and characterization of ZnS with controlled amount of S vacancies for photocatalytic H2 production under visible light". Scientific Reports. 5: 8544. Bibcode:2015NatSR...5E8544W. doi:10.1038/srep08544. PMC 4339798. PMID 25712901.
- ↑ Wells, A. F. (1984), Structural Inorganic Chemistry (5th ed.), Oxford: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6.
- ↑ Tesla, Nikola (1894). "निकोला टेस्ला के आविष्कार, शोध और लेखन". Internet Archive. Retrieved 1 October 2017.
- ↑ Karl A. Franz, Wolfgang G. Kehr, Alfred Siggel, Jürgen Wieczoreck, and Waldemar Adam "Luminescent Materials" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_519
- ↑ Jump up to: 5.0 5.1 Gerhard Auer, Peter Woditsch, Axel Westerhaus, Jürgen Kischkewitz, Wolf-Dieter Griebler and Marcel Liedekerke "Pigments, Inorganic, 2. White Pigments" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2009, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.n20_n01
- ↑ Sidot, T. (1866). "Sur les propriétés de la blende hexagonale". Compt. Rend. 63: 188–189.
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. p. 1405. ISBN 978-0-08-022057-4.
- ↑ Sur un nouveau procédé de préparation – du sulfure de zinc phosphorescent" by R. Coustal, F. Prevet, 1929
- ↑ Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K. (2000), Vogel's Quantitative Chemical Analysis (6th ed.), New York: Prentice Hall, ISBN 0-582-22628-7
बाहरी संबंध
- Zinc and Sulfur at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- Composition of CRT phosphors
- University of Reading, Infrared Multilayer Laboratory optical data
- [1] melting point
