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Lood(II)sulfide
Blei(II)sulfid
Strukturformel und Molekülmodell
Kristallstruktur von Blei(II)-sulfid
Blei(II)sulfid
Allgemeines
MolekularformelPbS
IUPAC-NameBlei(II)sulfid
Andere NamenBleiglanz
Molmasse239,30 G/Maulwurf
LÄCHELN
[Pb]=S
CAS-Nummer1314-87-0
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
SchädlichGesundheitsschädlichGefährlich für die Umwelt
Achtung
H-SätzeH302 - H332 - H360Df - H373 - H410
EUH-SätzeNein
P-SätzeP201 - P273 - P308 P313 - P501
Physikalische Eigenschaften
AggregatzustandFest
Farbeschwarz
Dichte7,60[1] g/cm³
Schmelzpunkt1118 °C
Siedepunkt1281 °C
Löslichkeit im Wasser2,6 × 10−8 g/l (pH=7)[2],
8,6 × 10−4[3] g/l
schlecht löslich inWasser
Brechungsindex3,91 (589 nm, 20 °C)
Gleichgewichtskonstante(n)kso = 9,04 × 10−29
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
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Blei(II)sulfid ist ein anorganische Verbindung von führen und Schwefel mit dem Formel PbS. Blei(II)-sulfid wird in der Elektronikindustrie nur begrenzt verwendet. Die Verbindung kommt in der Natur als Bleiglanz, das wichtigste Bleierz.

Synthese, Eigenschaften und verwandte Verbindungen

Hinzufügen von Schwefelwasserstoff oder eine Lösung eines Sulfids (zum Beispiel Natriumsulfid) zu einer Lösung eines Blei(II)-Salzes führt zur Bildung des schwarzen, schwerlöslichen Blei(II)-sulfid:

Der deutlich wahrnehmbare Farbwechsel, von farblos oder weiß nach schwarz, war früher in der qualitative Analyse als positive Reaktion auf Blei(II) verwendet. Obwohl die Reaktion heute aufgrund der Toxizität von Schwefelwasserstoff nicht mehr als positiver Test für Blei(II)-Ionen verwendet wird, wird sie umgekehrt zum Nachweis von Schwefelwasserstoff mit "Bleiacetatpapier".
Die angegebene Löslichkeit von PbS variiert stark je nach verwendeter Quelle,[2][3] während Löslichkeitstabelle noch ein Wert. Die Unterschiede liegen wohl an der starken Linke[2] ebenfalls erwähnt, pH-Abhängigkeit des S2−-Konzentration.

Genau wie die verwandten Verbindungen PbSe und PbTe ist PbS a Halbleiter,[4] und sogar eines der ersten Materialien, das als solches verwendet wurde.[5] Blei(II)-sulfid bildet sich auf die gleiche Weise wie Natriumchlorid Kristalle, im Gegensatz zu vielen anderen Halbleitern der Gruppe Verbindungen zwischen Elementen der Gruppe IV und der Gruppe VI.

Anwendungen

  • PbS wurde in der Vergangenheit als Schwarzpigment verwendet.
  • Heutige Anwendungen basieren hauptsächlich auf den Halbleitereigenschaften von PbS.[6] PbS ist einer der ersten Stoffe, die als Detektormaterial von Infrarot-Detektoren. PbS gehört zur Gruppe der Detektoren, die direkt auf das Ereignis einwirken Photonen reagieren, im Gegensatz zu den Detektoren, die auf die Temperaturänderung durch die einfallende Strahlung reagieren.
    Ein PbS-Element kann Strahlung auf zwei Arten in ein elektrisches Signal umwandeln:
Die zweite Methode wird in der Praxis am häufigsten verwendet.
Biene Zimmertemperatur ist PbS strahlungsempfindlich mit Wellenlängen zwischen 1 und 2,5 ich. Dieser Bereich entspricht dem kürzerwelligen Bereich des IR, das sogenannte SWIR (aus dem Englischen: sokurzWLänge ichnfraRusw.). Nur sehr heiße Objekte zeigen in diesem Bereich Strahlung.
Per PbS mit zum Beispiel Flüssigstickstoff verschiebt die Empfindlichkeit auf 2 bis 4 µm. Die Temperatur der zu messenden Objekte muss noch recht hoch sein, einige hundert Grad Celsius, aber deutlich niedriger als beim ungekühlten Detektor. Das Hoch Dielektrizitätskonstante von PbS führt dazu, dass der Detektor im Vergleich zu Detektoren auf Basis von Silizium, Germanium, Indiumantimonid oder Quecksilber Cadmium Tellurid.
  • Blei(II)sulfid ist das wichtigste Bleierz. Eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Gewinnung von Leads ist die braten des Erzes, gefolgt von der Reduktion des resultierenden Blei(II)-oxid. Die Umsätze können mit den folgenden Gesamtreaktionen beschrieben werden. Diese Reaktionen beschreiben den Anfangs- und Endzustand, eventuelle Zwischenschritte wurden ausgelassen:[7]
Bei der Herstellung von Blei wird auf diese Weise die resultierende Schwefeldioxid noch umgewandelt in Schwefelsäure.

Astronomie

Auf Venus eine glänzende Substanz kommt in Höhen über 2600 Metern vor. Als mögliche Ursache wird eine Schicht aus kristallisiertem Blei(II)-Sulfid genannt, die sich als „Schnee“ niedergeschlagen hat, vergleichbar mit gefrorenem Wasser, das auf der Erde als Schnee ausfällt. Falls wahr, ist dies der erste Nachweis von PbS auf einem anderen Planeten. Andere Substanzen, obwohl weniger wahrscheinlich, können für die Glühflecken verantwortlich sein Wismut(III)sulfid und Tellur.[8]

Toxikologie und Sicherheit

Blei(II)-sulfid ist aufgrund seiner Unlöslichkeit wahrscheinlich eine der am wenigsten giftigen Bleiverbindungen.[9] Beim Erhitzen (Feuer) zersetzt sich die Verbindung und bildet giftige Blei- und Schwefelverbindungen.[10]

Externe Links