Cadmiumsulfide

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Cadmiumsulfide
Structuurformule en molecuulmodel
Kristalstructuur van hawleyiet
Kristalstructuur van hawleyiet
Roosterstructuur van greenockiet
Roosterstructuur van greenockiet
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
CdS
IUPAC-naam cadmiumsulfide
Andere namen cadmium(II)sulfide
Molmassa 144,476 g/mol
CAS-nummer 1306-23-6
EG-nummer 215-147-8
Beschrijving Witte kristallen
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Toxisch Schadelijk voor de gezondheid
Gevaar
H-zinnen H302 - H341 - H350 - H361 - H372 - H413
EUH-zinnen geen
P-zinnen P201 - P281 - P308+P313
Carcinogeen ja (IARC-klasse 1)
Opslag Gescheiden van sterk oxiderende stoffen, sterke zuren, voeding en voedingsmiddelen.
EG-Index-nummer 048-010-00-4
VN-nummer 2570
ADR-klasse Gevarenklasse 6.1
LD50 (ratten) (oraal) 7080 mg/kg
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vast
Kleur geel-oranje-bruin
Dichtheid 4,82 g/cm³
Smeltpunt (bij 10 MPa) 1750 °C
Kookpunt (sublimatie) 980 °C
Zelfontbrandings- temperatuur > 450 °C
Oplosbaarheid in water (bij 20°C) 0,0013 g/L
Slecht oplosbaar in water
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Cadmiumsulfide is het sulfide van cadmium, met als brutoformule CdS. De stof komt voor als lichtgele of oranje kristallen of als een geel tot bruin kristallijn poeder. De stof is zeer slecht oplosbaar in water. Vanwege de intense kleur van de verbinding wordt zij gebruikt als pigment (cadmiumgeel).

Cadmiumsulfide komt in de natuur voor onder de vorm van 2 mineralen: het kubische hawleyiet en het hexagonale greenockiet.

Synthese[bewerken]

Cadmiumsulfide kan worden bereid door een neerslagreactie van oplosbare cadmiumzouten en het sulfide-ion (bijvoorbeeld via een waterstofsulfide-oplossing in water).

Op industriële schaal wordt cadmiumsulfide geproduceerd als dunne films om te gebruiken in onder andere LDR's. Hierbij wordt gebruikgemaakt van de hydrolyse van thio-ureum als bron van waterstofsulfide-ionen en een oplossing van een ammoniumzout of ammoniak, om als buffer te dienen. De reacties verlopen als volgt:[1]

\mathrm{Cd^{2+}\ +\ 4\ NH_3\longrightarrow\ [Cd(NH_3)_4]^{2+}}
\mathrm{(NH_2)_2CS\ +\ OH^-\longrightarrow\ SH^-\ +\ H_2O\ +\ H_2CN_2}
\mathrm{SH^-\ +\ [Cd(NH_3)_4]^{2+}\longrightarrow\ CdS\ +\ NH_4^+\ +\ 3\ NH_3}

Het voordeel van deze manier van werken is dat de sulfide-ionen enerzijds gelijkmatig in de hele oplossing ontstaan in plaats van lokaal in een zeer grote overmaat aanwezig te zijn, en anderzijds langzaam vrijkomen waardoor de totale concentratie laag blijft en de neerslagreactie gelijkmatig verloopt.

Toepassingen[bewerken]

Cadmiumsulfide is een halfgeleider, met een band gap van 2,42 eV,[2] en kent een groot aantal toepassingen in allerhande lichtdetectoren.

De stof is wordt ook gebruikt als anorganisch cadmiumpigment, echter na stabilisatie met onder andere cadmiumtelluride en kwik(II)sulfide. Cadmium(II)sulfide geeft een dieprode tot gele kleur af, en wordt daarom ook cadmiumgeel genoemd.[3]

Toxicologie en veiligheid[bewerken]

De stof ontleedt bij verhitting met vorming van giftige dampen, onder andere zwaveloxiden. Cadmiumsulfide reageert met sterk oxiderende stoffen. Ze reageert tevens met zuren, waardoor het giftig waterstofsulfide vrijkomt. Een voorbeeldreactie is die met zoutzuur:

\mathrm{CdS\ +\ 2\ HCl\longrightarrow\ CdCl_2\ +\ H_2S}

Bij langdurige of herhaalde blootstelling boven de drempelwaarde (0,002 mg/m³) kunnen er effecten op de nieren, de longen en het beenweefsel optreden, met als gevolg een verstoorde nierwerking, longaandoeningen en beenderzwakte. De stof is kankerverwekkend bij de mens.

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. (en) I.O. Oladeji, L. Chow - Optimization of Chemical Bath Deposited Cadmium Sulfide, J. Electrochem. Soc., N° 144, p. 7, 1997
  2. (en) Charles Kittel - Introduction to Solid State Physics (7e ed.), Wiley-India, 1995 - ISBN 9780471111818
  3. (en) Norman N. Greenwood & A. Earnshaw Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997 - ISBN 0-7506-3365-4