Kwik(II)sulfide

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Kwik(II)sulfide
Structuurformule en molecuulmodel
Kristalstructuur van α-kwik(II)sulfide
Kristalstructuur van α-kwik(II)sulfide
Alchemistensymbool voor cinaber
Alchemistensymbool voor cinaber
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
HgS
IUPAC-naam kwik(II)sulfide
Andere namen mercurisulfide, ICSD 70054, PDF 42-1408
αHgS: Cinnaber (cinnabar, zinnober), Vermilion, Chinees rood, Pigment Red 106, C.I.77766, kwikzilver vermilion, Chinees vermilion, artificial cinnaber
red mercury sulfuret
βHgS: etiops mineraal
Molmassa 232.66 g/mol
SMILES
HgS
CAS-nummer 1344-48-5
EG-nummer 080-002-00-6
PubChem 62402
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Schadelijk
Waarschuwing
H-zinnen H317[1]
EUH-zinnen EUH031
P-zinnen P280
EG-Index-nummer 215-696-3
Fysische eigenschappen
Dichtheid 8.10 g/cm³
Smeltpunt (ontleed) 580 °C
Sublimatiepunt [2](α-HgS) 583 °C
(β-HgS) 446 °C
Goed oplosbaar in (α-HgS) koningswater[2]
Onoplosbaar in (β-HgS) water, ethanol
Brekingsindex w=2.905, e=3.256, bire=0.3510 (α-HgS) [3] (589 nm, 20 °C)
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHos [4]−58 kJ/mol
Sos [4]78 J/mol·K
Analytische methoden
Klassieke analyse Hg: 86,22%, S: 13,78%[3]
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Kwik(II)sulfide, vroeger bekend als mercurisulfide, is een chemische verbinding van de elementen kwik en zwavel. De formule HgS. De verbinding is vrijwel onoplosbaar in water.[5]

Kristalstructuur[bewerken]

Cinnaber uit Nevada, USA

HgS vertoont polymorfie, het komt in twee verschillende kristalvormen voor:

  • rode cinnaber of α-HgS. De kristallen zijn hexagonaal (hP6, P3221). Als kwik in de natuur wordt aangetroffen is het doorgaans in deze vorm. Rood kwik(II)sulfide vertoont optische activiteit. Deze wordt veroorzaakt door de helices in de kristalstructuur.[6] Bij 386 °C wordt roodgekleurd αHgS omgezet in zwart βHgS.[2]
  • zwarte metacinnaber, of β-HgS. Deze vorm komt minder vaak in de natuur voor. β-HgS heeft de kubische kristalstructuur van Zinkblendestructuur (T2d-F43m).

Synthese en chemische eigenschappen[bewerken]

Rood HgS

De rode variant, α-HgS, kan bereid worden door kwik(II)acetaat en heet azijnzuur te laten reageren met H2S.[7]

\mathrm{Hg(CH_3COO)_2 + H_2S \longrightarrow HgS + 2 \ CH_3COOH}

Hoewel β-HgS kan worden neergeslagen uit een willekeurige oplossing van een kwik(II)-zout door daar H2S doorheen te leiden,[8] wordt voor de productie van β-HgS gebruik gemaakt van de reactie tussen een waterige oplossing van kwik(II)chloride en H2S in aanwerzigheid van EDTA, ammoniak en ammoniumnitraat.[7]β-HgS reageert met uitzondering van geconcentreerde zuren, vrijwel nergens mee.[5]

\mathrm{HgCl_2  + H_2S + 2 \ NH_3 \longrightarrow HgS + 2 \ NH_4Cl}

Metallisch kwik wordt gewonnen door het roosten van cinnaber en de daarbij ontstane dampen te condenseren.[5]

Toepassingen[bewerken]

  • α-HgS heeft een band gap van 2.1 eV (direct, α-HgS), en is daarmee als halfgeleider vergelijkbaar met cadmiumsulfide.[9] α-HgS in de vorm van vermilion wordt gebruikt als rode kleurstof. Van vermilion is bekend dat het in de loop van de tijd donkerder wordt, dit werd toegeschreven aan de langzame omzetting van rood α-HgS in zwart β-HgS. In onderzoek naar de verkleuring van in Pompeï gevonden, met vermilion gekleurde rode muren, kon deze verkleuring toegeschreven worden aan de vorming van verbindingen van op basis van kwik en chloor (bijvoorbeeld corderoiet, calomel en terlinguaiet) in combinatie met gips. β-HgS kon niet worden aangetoond.[10]

Zie ook[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. Online catalogus van Sigma Aldrich, geraadpleegd op 5 november 2013.
  2. a b c http://www.inchem.org/documents/cicads/cicads/cicad50.htm#2.2
  3. a b Webminerals
  4. a b Zumdahl, Steven S., Chemical Principles 6th Ed., Houghton Mifflin Company, 2009, p. A22 ISBN 0-618-94690-X.
  5. a b c N.N. Greenwood, A. Earnshaw:  Chemistry of the Elements  (1st ed.)  - Pergamon Press (Oxford)  pag. 1406 (1984) ISBN 0-08-022057-6  
  6. A.M. Glazer, K. Stadnicka:  On the origin of optical activity in crystal structures  J. Appl. Cryst.  19  (2)  pag. 108 – 122 (1986) DOI:10.1107/S0021889886089823  
  7. a b Georg Brauer:  Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, Band II  pag. 1054 (1978) ISBN 3-432-87813-3  
  8. F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Carlos A. Murillo, Manfred Bochmann:  Advanced Inorganic Chemistry  (6th ed.)  - Wiley-Interscience (New York)  (1999) ISBN 0-471-19957-5  
  9. L. I. Berger:  Semiconductor Materials  - CRC Press  (1997) ISBN 0-8493-8912-7  
  10. M. Cotte, J. Susini, N. Metrich, A. Moscato, C.Gratziu, A. Bertagnini, M. Pagano M:  Blackening of Pompeian Cinnabar Paintings: X-ray Microspectroscopy Analysis  Anal. Chem.  78  (21)  pag. 7484 – 7492 (2006) DOI:10.1021/ac0612224