जिंक सल्फाइड
| File:ZnS powders2.jpg ZnS powders containing different concentrations of sulfur vacancies[1]
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| Names | |
|---|---|
| Other names | |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
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PubChem CID
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| RTECS number |
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| UNII | |
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| 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)
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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
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Zinc oxide Zinc selenide Zinc telluride |
Other cations
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Cadmium sulfide Mercury sulfide |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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जिंक सल्फाइड (या जिंक सल्फाइड) 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 sphalerite के रूप में होता है। यद्यपि यह खनिज आमतौर पर विभिन्न अशुद्धियों के कारण काला होता है, शुद्ध सामग्री सफेद होती है, और इसे वर्णक के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अपने घने सिंथेटिक रूप में, जिंक सल्फाइड पारदर्शिता और पारभासी हो सकता है, और इसका उपयोग दृश्य प्रकाश और अवरक्त प्रकाशिकी के लिए एक खिड़की के रूप में किया जाता है।
संरचना
ZnS दो मुख्य क्रिस्टलीय रूपों में मौजूद 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। हेक्सागोनल रूप को खनिज कोई खास नहीं है के रूप में जाना जाता है, हालांकि इसे कृत्रिम रूप से भी उत्पादित किया जा सकता है।[2] स्पैलेराइट फॉर्म से वुर्टजाइट फॉर्म में संक्रमण लगभग 1020 डिग्री सेल्सियस पर होता है। सूत्र के साथ एक चतुष्कोणीय रूप को बहुत ही दुर्लभ खनिज के रूप में जाना जाता है, जिसे polehemusite कहा जाता है (Zn,Hg)S.
अनुप्रयोग
चमकदार सामग्री
जिंक सल्फाइड, उपयुक्त उत्प्रेरक (भास्वर) के प्रति मिलियन कुछ भागों को जोड़ने के साथ, मजबूत स्फुरदीप्ति प्रदर्शित करता है। इस घटना का वर्णन निकोला टेस्ला ने 1893 में किया था[3]), और वर्तमान में कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, कैथोड रे ट्यूब से एक्स-रे स्क्रीन के माध्यम से फॉस्फोरेसेंस उत्पादों तक। जब चांदी का उपयोग एक्टिवेटर के रूप में किया जाता है, तो परिणामी रंग चमकीला 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 चमक देता है, और इसमें अंधेरे में जाने-पहचाने हरे रंग की चमक होती है। कॉपर-डोप्ड जिंक सल्फाइड (जेएनएस प्लस सीयू) का प्रयोग विद्युतसंदीप्ति पैनल में भी किया जाता है।[4] यह नीले या पराबैंगनी प्रकाश के साथ रोशनी पर अशुद्धियों के कारण स्फुरदीप्ति भी प्रदर्शित करता है।
ऑप्टिकल सामग्री
जिंक सल्फाइड का उपयोग इन्फ्रारेड ऑप्टिकल सामग्री के रूप में भी किया जाता है, जो दृश्य तरंग दैर्ध्य से केवल 12 माइक्रोमीटर तक फैलता है। इसे एक ऑप्टिकल विंडो के रूप में प्लानर या लेंस (प्रकाशिकी) के आकार में इस्तेमाल किया जा सकता है। इसे हाइड्रोजन सल्फाइड गैस और जिंक वाष्प से संश्लेषण द्वारा माइक्रोक्रिस्टलाइन शीट के रूप में बनाया जाता है, और इसे FLIR- ग्रेड (फॉरवर्ड लुकिंग इन्फ्रारेड) के रूप में बेचा जाता है, जहां जिंक सल्फाइड दूधिया-पीले, अपारदर्शी रूप में होता है। यह सामग्री जब गर्म गर्म आइसोस्टैटिक दबानेHIPed) को क्लीयरट्रान (ट्रेडमार्क) के रूप में जाने जाने वाले जल-स्पष्ट रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। शुरुआती 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
फाइन ZnS पाउडर एक कुशल photocatalyst है, जो रोशनी पर पानी से हाइड्रोजन गैस पैदा करता है। इसके संश्लेषण के दौरान ZnS में सल्फर रिक्तियों को पेश किया जा सकता है; यह धीरे-धीरे सफेद-पीले रंग के ZnS को भूरे रंग के पाउडर में बदल देता है, और बेहतर प्रकाश अवशोषण के माध्यम से फोटोकैटलिटिक गतिविधि को बढ़ा देता है।[1]
II-VI सेमीकंडक्टर गुण ==
स्पैलेराइट और वुर्टज़ाइट दोनों आंतरिक, वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर्स हैं। ये प्रोटोटाइपिक II-VI अर्धचालक हैं, और वे गैलियम आर्सेनाइड जैसे कई अन्य अर्धचालकों से संबंधित संरचनाओं को अपनाते हैं। ZnS के क्यूबिक फॉर्म में 300 केल्विन पर लगभग 3.54 यह इलेक्ट्रॉनिक था का [[ऊर्जा अंतराल]] होता है, लेकिन हेक्सागोनल फॉर्म में लगभग 3.91 इलेक्ट्रॉन वोल्ट का बैंड गैप होता है। ZnS एक पी-प्रकार अर्धचालक या एक p-टाइप सेमीकंडक्टर के रूप में डोपिंग (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 चमक पर शोध के लिए प्रसिद्ध थे।[6] ZnS का उपयोग अर्नेस्ट रदरफोर्ड और अन्य लोगों द्वारा परमाणु भौतिकी के शुरुआती वर्षों में सिंटिलेटर डिटेक्टर के रूप में किया गया था, क्योंकि यह एक्स-रे या इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा उत्तेजना पर प्रकाश का उत्सर्जन करता है, जिससे यह एक्स-रे स्क्रीन और कैथोड रे ट्यूब के लिए उपयोगी हो जाता है।[7] इस संपत्ति ने जिंक सल्फाइड को रेडियम घड़ियों के रेडियम डायल में उपयोगी बना दिया।
उत्पादन
जिंक सल्फाइड आमतौर पर अन्य अनुप्रयोगों से अपशिष्ट पदार्थों से उत्पन्न होता है। विशिष्ट स्रोतों में स्मेल्टर, लावा और अचार शराब शामिल 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 मैला ढोने से जिंक सल्फाइड का उत्पादन होता है:
- जेएनओ + एच2एस → जेएनएस + एच2हे
प्रयोगशाला की तैयारी
यह जस्ता और गंधक 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। Zn युक्त समाधान2+ लवण सल्फाइड आयनों (जैसे, हाइड्रोजन सल्फाइड|H से) की उपस्थिति में आसानी से ZnS अवक्षेप बनाते हैं।2एस)।
- जेएन2+ + एस2− → ZnS
यह प्रतिक्रिया जस्ता के लिए गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण का आधार है।[9]
संदर्भ
- ↑ 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
- ↑ 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
