कैडमियम सल्फाइड

कैडमियम सल्फाइड सूत्र सीडीएस के साथ अकार्बनिक यौगिक है। कैडमियम सल्फाइड एक पीत ठोस है। यह प्रकृति में दो अलग-अलग मणिभ संरचनाओं के साथ होता है जैसे कि दुर्लभ खनिज ग्रीनोकाइट और हॉलीइट, लेकिन समान रूप से संरचित जस्ता अयस्क स्फ़ेलराइट और वुर्ट्जाइट में अशुद्धता के रूप में अधिक प्रचलित है, जो कैडमियम का प्रमुख आर्थिक स्रोत हैं। एक यौगिक रूप में जिसे अलग करना और शुद्ध करना सरल है, यह सभी व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए कैडमियम का प्रमुख स्रोत है। इसके ज्वलंत पीले रंग ने 18वीं शताब्दी में पीले रंग के कैडमियम पीत के लिए वर्णक के रूप में अधिग्रहण किया है।

उत्पादन
कैडमियम सल्फाइड सल्फाइड आयन के साथ विलेय कैडमियम (द्वितीय) लवण से अवक्षेपण द्वारा निर्माण किया जा सकता है। इस प्रतिक्रिया का उपयोग गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण और गुणात्मक अकार्बनिक विश्लेषण के लिए किया गया है। उत्पाद का प्रारंभिक क्रम और उसके बाद का उपचार, उत्पन्न होने वाले बहुरूपी रूप को प्रभावित करता है (अर्थात, घन बनाम षट्कोणीय)। यह दावा किया गया है कि रासायनिक अवक्षेपण विधियों का परिणाम घन जिंकब्लेंड रूप में होता है।

वर्णक उत्पादन में सामान्यतः सीडीएस का अवक्षेपण सम्मलित होता है, विलेय कैडमियम लवण को हटाने के लिए ठोस अवक्षेपण की धावन के बाद इसे षट्कोणीय रूप में परिवर्तित करने के लिए निस्तापन (रोस्टिंग) के बाद पेषण करके एक पाउडर का उत्पादन होता है। जब कैडमियम सल्फाइड सेलेनाइड्स की आवश्यकता होती है तो सीडीएसई सीडीएस के साथ सह-अवक्षेपित होता है और निस्तापन पद के समय कैडमियम सल्फोसेलेनाइड बनाया जाता है।

कैडमियम सल्फाइड कभी-कभी सल्फेट को कम करने वाले जीवाणु से जुड़ा होता है।

सीडीएस की पतली झिल्ली के लिए क्रम
कुछ फोटो प्रतिरोधक और सौर सेल में घटकों के रूप में सीडीएस की झिल्ली का निर्माण करने के लिए विशेष विधियों का उपयोग किया जाता है। रासायनिक स्नान निक्षेपण विधि में, पीएच को नियंत्रित करने के लिए सल्फाइड आयनों के स्रोत और अमोनियम बफर समाधान के रूप में थियोरिया का उपयोग करके सीडीएस की पतली झिल्ली को तैयार किया गया है:

Cd2+ + H2O + (NH2)2CS + 2 NH3 → CdS + (NH2)2CO + 2 NH4+

डायथाइल सल्फाइड के साथ डाइमिथाइलकैडमियम की प्रतिक्रिया से कैडमियम सल्फाइड का उत्पादन धातु कार्बनिक वाष्प प्रावस्था अधिरोहण और एमओसीवीडी तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है:

Cd(CH3)2 + Et2S → CdS + CH3CH3 + C4H10

सीडीएस की झिल्ली के निर्माण के अन्य विधि में सम्मलित हैं
 * सोल-जेल तकनीकें
 * कणक्षेपण
 * विद्युत रासायनिक निक्षेपण
 * पूर्वगामी कैडमियम लवण, सल्फर यौगिक और अपमिश्रक के साथ छिड़काव
 * परिक्षिप्‍त सीडीएस युक्त कर्दम का उपयोग कर आवरण मुद्रण

प्रतिक्रियाएं
कैडमियम सल्फाइड अम्ल में विलीन किया जा सकता है।
 * CdS + 2 HCl → CdCl2 + H2S

जब परिक्षेपित सीडीएस कणों वाले सल्फाइड के समाधान को प्रकाश से विकिरणित किया जाता है, तो हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है:
 * H2S → H2 + S ΔHf = +9.4 kcal/mol

प्रस्तावित क्रियाविधि में कैडमियम सल्फाइड द्वारा प्रासंगिक प्रकाश को अवशोषित पानी और सल्फाइड के साथ प्रतिक्रिया करने पर निर्मित इलेक्ट्रॉन/छिद्र युग्म सम्मलित होते हैं:

एक इलेक्ट्रॉन/छिद्र युग्म का उत्पादन
 * CdS + hν → e− + h+
 * इलेक्ट्रॉन की प्रतिक्रिया
 * 2e− + 2H2O → H2 + 2OH−
 * छिद्र की प्रतिक्रिया
 * 2h+ + S2− → S

संरचना और भौतिक गुण
कैडमियम सल्फाइड में जिंक सल्फाइड की तरह दो मणिभ रूप होते हैं। अधिक स्थिर षट्कोणीय वर्ट्ज़ाइट संरचना (खनिज ग्रीनॉकाइट में पाया जाता है) और घनीय जिंक ब्लेंड संरचना (खनिज हॉलीइट में पाया जाता है) होते हैं। इन दोनों रूपों में कैडमियम और सल्फर परमाणु चार निर्देशांक हैं। NaCl खनिज लवण संरचना के साथ एक उच्च दाब रूप भी है।

कैडमियम सल्फाइड एक सीधा बैंड अंतराल अर्धचालक (अंतराल 2.42 eV) है। दृश्य प्रकाश तरंग दैर्ध्य के लिए इसके बैंड अंतराल की निकटता इसे एक रंगीन रूप देती है। साथ ही साथ यह स्पष्ट गुण अन्य गुणों का परिणाम है:
 * विकिरणित होने पर चालकता बढ़ जाती है, (एक फोटो प्रतिरोधक के रूप में उपयोग करने के लिए अग्रणी)।
 * जब एक p-प्रकार अर्धचालक के साथ जोड़ा जाता है तो यह एक प्रकाश वोल्टीय (सौर) सेल का मुख्य घटक बनाता है और एक CdS/Cu2S सौर सेल (1954) में सूचना की जाने वाली पहली दक्ष कोशिकाओं में से एक है।
 * उदाहरण के लिए Cu+ ( सक्रियक ) और Al3+ ( सहसक्रियक ) के साथ अपमिश्रित करने पर CdS इलेक्ट्रॉन किरण उत्तेजना (कैथोडोल्यूमिनेसेंस) के अंतर्गत संदीप्तिशील करती है और इसका उपयोग संदीपक के रूप में किया जाता है।
 * दोनों बहुरूप दाब वैद्युत् हैं और षट्कोणीय भी तापविद्युत् है।
 * विद्युत् संदीप्ति
 * सीडीएस मणिभ ठोस अवस्था लेजर में लाभ के माध्यम के रूप में कार्य कर सकते है।
 * पतली झिल्ली के रूप में, सीडीएस को कुछ प्रकार के सौर सेल में उपयोग के लिए अन्य परतों के साथ जोड़ा जा सकता है। सीडीएस पतली झिल्ली ट्रांजिस्टर (टीएफटी) के लिए उपयोग होने वाली पहली अर्धचालक सामग्री में से एक है। हालांकि 1970 के दशक के अंत में अक्रिस्टलीय सिलिकन प्रौद्योगिकी के उद्भव के बाद टीएफटी के लिए यौगिक अर्धचालकों में रुचि व्यापक रूप से कम हो गई है।
 * सीडीएस की पतली झिल्लीें दाब वैद्युत् हो सकती हैं और पारक्रमित्र के रूप में उपयोग की जाती हैं जो गीगाहर्ट्ज क्षेत्र में आवृत्तियों पर काम कर सकती हैं।
 * ~510 nm पर प्रतिस्टोक्स संदीप्ति के समय, CdS के नैनोरिबन फोनोन के विलोपन के कारण नेट शीतलन दिखाते हैं। परिणामस्वरूप, जब नैनोरिबन्स को 514 या 532 nm लेज़र के साथ उत्तेजित किया जाता है, तो अधिकतम तापमान में 40 और 15 K की गिरावट प्रदर्शित की जाती है।

वर्णक
CdS का उपयोग प्लास्टिक में वर्णक के रूप में किया जाता है, जो अच्छी तापीय स्थिरता, प्रकाश और मौसम की स्थिरता, रासायनिक प्रतिरोध और उच्च अपारदर्शिता को प्रदर्शित करता है। वर्णक के रूप में, CdS को कैडमियम पीत (CI वर्णक पीत 37) के रूप में जाना जाता है। 1982 तक लगभग 2000 टन प्रति वर्ष उत्पादन किया जाता है, जो व्यावसायिक रूप से संसाधित कैडमियम के लगभग 25% का प्रतिनिधित्व करता है।

कला में ऐतिहासिक उपयोग
1840 के दशक से कैडमियम सल्फाइड की सामान्य व्यावसायिक उपलब्धता ने कलात्मक, विशेष रूप से वान गाग, मोनेट (उनकी लंदन श्रृंखला और अन्य कार्यों में) और मैटिस (1916-1919 नदी द्वारा तैराक करने वाले) द्वारा इसे अधिग्रहण का नेतृत्व किया है। रंगलेप में कैडमियम की उपस्थिति का उपयोग उन चित्रकला में जालसाजियों का पता लगाने के लिए किया गया है जो कथित तौर पर 19वीं शताब्दी से पहले बनाई गई थीं।

सीडीएस-सीडीएसई विलयन
सीडीएस और सीडीएसई एक दूसरे के साथ ठोस विलयन बनाते हैं। कैडमियम सेलेनाइड की बढ़ती मात्रा, वर्णक को लाल रंग की ओर ले जाती है, उदाहरण के लिए CI वर्णक नारंगी 20 और CI वर्णक लाल 108 हैं। इस तरह के ठोस विलयन प्रत्यक्ष और निकट अवरक्त प्रकाश के प्रति संवेदनशील फोटो प्रतिरोधक (प्रकाश पर निर्भर प्रतिरोधक) के घटक हैं।

सुरक्षा
कैडमियम सल्फाइड विषैला होता है, विशेष रूप से संकटपूर्ण जब धूल के रूप में साँस में लिया जाता है, और सामान्य रूप से कैडमियम यौगिकों को कार्सिनोजेनिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। टैटू में रंग के रूप में CdS का उपयोग किए जाने पर जैव की समस्या बताई गई है। सीडीएस में रैटस् में लगभग 7,080 mg/kg का LD50 होता है - जो इसकी कम विलेयता के कारण अन्य कैडमियम यौगिकों से अधिक है।

बाहरी संबंध

 * कैडमियम (II) सल्फाइड की जानकारी वेबलेमेंट्स पर
 * कैडमियम (II) पूरक की जानकारी वेबलेमेंट्स परअंतिम अभिगमन नवम्बर 2005.
 * अंतर्राष्ट्रीय रासायनिक सुरक्षा कार्ड 0404
 * राष्ट्रीय प्रदूषक सूची - कैडमियम और यौगिक
 * 1953 और 1964 के मध्य यूनाइटेड किंगडम में किए गए जिंक कैडमियम सल्फाइड फैलाव परीक्षणों पर मुख्य वैज्ञानिक सलाहकार, रक्षा मंत्रालय को चिकित्सा विज्ञान अकादमी द्वारा रिपोर्ट।