लेड(II) सल्फाइड

लेड(II) सल्फाइड (जिसे सल्फाइड भी कहा जाता है) एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका रासायनिक सूत्र PbS है। गैलेना सीसे का प्रमुख अयस्क और सबसे महत्वपूर्ण यौगिक है। यह विशिष्ट उपयोगों वाला एक अर्धचालक पदार्थ है।

निर्माण, बुनियादी गुण, संबंधित सामग्री
PbCl2 जैसे लेड नमक वाले घोल में हाइड्रोजन सल्फाइड या सल्फाइड लवण मिलाने से लेड सल्फाइड का एक काला अवक्षेप प्राप्त होता है।


 * Pb2+ + H2S → PbS↓ + 2 H+

इस प्रतिक्रिया का उपयोग गुणात्मक अकार्बनिक विश्लेषण में किया जाता है। हाइड्रोजन सल्फाइड या सल्फाइड आयनों की उपस्थिति का परीक्षण "लेड एसीटेट पेपर" का उपयोग करके किया जा सकता है।

संबंधित सामग्री PbSe और PbTe की तरह, PbS एक अर्धचालक है। वस्तुत:, लेड सल्फाइड अर्धचालक के रूप में उपयोग की जाने वाली सबसे प्रारंभिक सामग्रियों में से एक थी। कई अन्य IV-VI अर्धचालकों के विपरीत, लेड सल्फाइड सोडियम क्लोराइड मोटिफ में क्रिस्टलीकृत होता है।

चूंकि PbS सीसे का मुख्य अयस्क है, इसलिए इसके रूपांतरण पर बहुत अधिक ध्यान केंद्रित किया गया है। एक प्रमुख प्रक्रिया में PbS को पिघलाना और उसके बाद परिणामी ऑक्साइड को कम करना सम्मिलित है। इन दो चरणों के लिए आदर्श समीकरण हैं:
 * 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2
 * PbO + C → Pb + CO

सल्फर डाइऑक्साइड सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है।

नैनोकण
लेड सल्फाइड युक्त नैनोकण और क्वांटम डॉट्स का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। परंपरागत रूप से, ऐसी सामग्रियों का उत्पादन विभिन्न प्रकार के सल्फाइड स्रोतों के साथ सीसा लवण के संयोजन से किया जाता है। 2009 में, सौर कोशिकाओं में उपयोग के लिए PbS नैनोकणों की जांच की गई है।

फोटोडिटेक्टर
PbS विद्युत डायोड के लिए उपयोग की जाने वाली पहली सामग्रियों में से एक थी जो अवरक्त प्रकाश सहित विद्युत चुम्बकीय विकिरण का पता लगा सकती थी। एक इन्फ्रारेड सेंसर के रूप में, PbS सीधे प्रकाश का पता लगाता है, थर्मल डिटेक्टरों के विपरीत, जो विकिरण के कारण डिटेक्टर तत्व के तापमान में बदलाव पर प्रतिक्रिया करता है। एक PbS तत्व का उपयोग विकिरण को मापने के लिए दो तरीकों से किया जा सकता है: जब फोटॉन PbS सामग्री से टकराते हैं तो उनके कारण होने वाले छोटे फोटोकरंट को मापकर, या फोटॉन के कारण होने वाले सामग्री के विद्युत प्रतिरोध में परिवर्तन को मापकर। प्रतिरोध परिवर्तन को मापना अधिक सामान्यतः उपयोग की जाने वाली विधि है। कमरे के तापमान पर, PbS लगभग 1 और 2.5 माइक्रोमीटर|μm के बीच तरंग दैर्ध्य पर विकिरण के प्रति संवेदनशील होता है। यह सीमा विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के इन्फ्रा-रेड भाग, तथाकथित लघु-तरंग दैर्ध्य इन्फ्रारेड (एसडब्ल्यूआईआर) में छोटी तरंग दैर्ध्य से मेल खाती है। केवल बहुत गर्म वस्तुएं ही इन तरंग दैर्ध्य में विकिरण उत्सर्जित करती हैं।

PbS तत्वों को ठंडा करना, उदाहरण के लिए तरल नाइट्रोजन या पेल्टियर तत्व प्रणाली का उपयोग करके, इसकी संवेदनशीलता सीमा को लगभग 2 और 4 माइक्रोन के बीच स्थानांतरित कर देता है। जो वस्तुएं इन तरंग दैर्ध्य में विकिरण उत्सर्जित करती हैं, उन्हें अभी भी काफी गर्म होना चाहिए - कई सौ डिग्री सेल्सीयस  - लेकिन उतनी गर्म नहीं होती जितनी कि बिना ठंडे सेंसर द्वारा पता लगाई जा सकती हैं। (इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य यौगिकों में इंडियम एंटीमोनाइड (InSb) और HgCdTe | मरकरी-कैडमियम टेलुराइड (HgCdTe) सम्मिलित हैं, जिनमें लंबी IR तरंग दैर्ध्य का पता लगाने के लिए कुछ हद तक बेहतर गुण हैं।) PbS का उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक अपेक्षाकृत धीमे डिटेक्टरों की ओर जाता है (तुलना में) सिलिकॉन, जर्मेनियम, InSb, या HgCdTe)।

ग्रह विज्ञान
शुक्र ग्रह पर 2.6 किमी (1.63 मील) से ऊपर की ऊंचाई एक चमकदार पदार्थ से लेपित है। यद्यपि इस परत की संरचना पूरी तरह से निश्चित नहीं है, एक सिद्धांत यह है कि शुक्र ग्रह बर्फ में क्रिस्टलीकृत सीसा सल्फाइड जमा करता है, ठीक उसी तरह जैसे पृथ्वी जमे हुए पानी पर बर्फ जमाती है। यदि यह मामला है, तो यह पहली बार होगा कि पदार्थ की पहचान किसी विदेशी ग्रह पर की गई है। शुक्र की बर्फ के लिए अन्य कम संभावित उम्मीदवार बिस्मथ सल्फाइड और टेल्यूरियम हैं।

सुरक्षा
लेड (II) सल्फाइड इतना अघुलनशील है कि यह लगभग गैर-विषैला है, लेकिन सामग्री का पायरोलिसिस, जैसे कि गलाने में, सीसा और सल्फर के ऑक्साइड के खतरनाक जहरीले धुएं देता है। लेड सल्फाइड अघुलनशील है और रक्त के पीएच में एक स्थिर यौगिक है और इसलिए संभवतः लेड के कम विषैले रूपों में से एक है। लेड कार्बोक्सिलेट्स का उपयोग करके PbS के संश्लेषण में एक बड़ा सुरक्षा जोखिम होता है, क्योंकि वे विशेष रूप से घुलनशील होते हैं और लेड विषाक्तता|नकारात्मक शारीरिक स्थितियों का कारण बन सकते हैं।

बाहरी संबंध

 * Case Studies in Environmental Medicine (CSEM): Lead Toxicity
 * ToxFAQs: Lead
 * National Pollutant Inventory – Lead and Lead Compounds Fact Sheet