Sulfeto de Alumínio (Al2S3): Estrutura, Propriedades

O sulfureto de alumínio (Al 2 S 3) é uma cinza de luz química formada pela oxidação do metal de alumínio para perder electrões último nível de energia e tornar-se de catiões, e a redução não metálico enxofre, vencendo os elétrons cedidos pelo alumínio e se tornam um ânion.

Para que isso ocorra e o alumínio possa produzir seus elétrons, é necessário apresentar três orbitais híbridos sp 3 , que permitem formar ligações com os elétrons a partir do enxofre.

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A sensibilidade do sulfeto de alumínio à água implica que, na presença de vapor de água no ar, ele pode reagir produzindo hidróxido de alumínio (Al (OH) 3 ), sulfeto de hidrogênio (H 2 S) e hidrogênio (H 2 ) gás; Se o último acumular, pode causar uma explosão. Portanto, a embalagem do sulfeto de alumínio deve ser feita usando recipientes herméticos.

Por outro lado, como o sulfeto de alumínio tem reatividade com a água, isso o torna um elemento que não possui solubilidade no referido solvente.

Estrutura quimica

Fórmula molecular

Em 2 S 3

Fórmula estrutural

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– sulfeto de alumínio.

– Trissulfeto de alumínio di.

– Sulfureto de alumínio (III).

– sulfeto de alumínio.

Propriedades

Os compostos químicos exibem principalmente dois tipos de propriedades: física e química.

Propriedades físicas

Massa molar

150,158 g / mol

Densidade

2,02 g / mL

Ponto de fusão

1100 ° C

Hidrossolubilidade

Insolúvel

Propriedades químicas

Uma das principais reações do sulfeto de alumínio é a água, como substrato ou reagente principal:

Sulfeto de Alumínio (Al2S3): Estrutura, Propriedades 3

Nesta reação, a formação de hidróxido de alumínio e sulfeto de hidrogênio pode ser observada se estiver na forma de um gás, ou sulfeto de hidrogênio se for dissolvido na água como solução. Sua presença é identificada pelo cheiro de ovos podres.

Usos e aplicações

Em supercapacitores

O sulfeto de alumínio é usado na fabricação de estruturas de nano-rede que melhoram a área superficial específica e a condutividade elétrica, para que seja possível obter alta capacitância e densidade de energia cuja aplicabilidade seja a dos supercapacitores.

O óxido de grafeno (GO) – o grafeno é uma das formas alotrópicas de carbono – serviu de suporte ao sulfeto de alumínio (Al 2 S 3 ) com uma morfologia hierárquica semelhante à do nanorambutano fabricado pelo método hidrotérmico.

Ação do óxido de grafeno

As características do óxido de grafeno como suporte, bem como a alta condutividade elétrica e a área superficial, tornam o nanorambutano Al 2 S 3 eletroquimicamente ativo.

As curvas de capacitância específicas do CV com picos redox bem definidos confirmam o comportamento pseudocapacitivo do nanorambutano hierárquico Al 2 S 3 , sustentado em óxido de grafeno no eletrólito NaOH 1M. Os valores específicos de capacitância CV obtidos das curvas são: 168,97 na velocidade de varredura de 5mV / s.

Além disso, foi observado um bom tempo de descarga galvanostática de 903 µs, uma grande capacitância específica de 2178,16 na densidade de corrente de 3 mA / Cm 2 . A densidade de energia calculada a partir da descarga galvanostática é de 108,91 Wh / kg, na densidade de corrente de 3 mA / Cm 2 .

A impedância eletroquímica confirma, assim, a natureza pseudo-capacitiva do eletrodo hierárquico de nanorambutano Al 2 S 3 . O teste de estabilidade do eletrodo mostra uma retenção de 57,84% da capacitância específica de até 1000 ciclos.

Resultados experimentais sugerem que o nanorambutano hierárquico de Al 2 S 3 é adequado para aplicações de supercapacitores.

Em baterias secundárias de lítio

Com o intuito de desenvolver uma bateria secundária de lítio com alta densidade energética, o sulfeto de alumínio (Al 2 S 3 ) foi estudado como material ativo.

A capacidade de descarga inicial medida de Al 2 S 3 foi de aproximadamente 1170 mAh g-1 a 100 mA g-1. Isso corresponde a 62% da capacidade teórica de enxofre.

Al 2 S 3 exibiu baixa retenção de capacidade na faixa de potencial entre 0,01 V e 2,0 V, principalmente devido à irreversibilidade estrutural do processo de carregamento ou à extração de Li.

As análises de DRX e K-XANES para alumínio e enxofre indicaram que a superfície do Al 2 S 3 reage reversivelmente durante os processos de carregamento e descarregamento, enquanto o núcleo do Al 2 S 3 mostrou irreversibilidade estrutural, porque LiAl e Li 2 S formou-se a partir de Al 2 S 3 na descarga inicial e depois permaneceu como estava.

Riscos

– O contato com a água libera gases inflamáveis ​​que podem queimar espontaneamente.

– Causa irritação na pele.

– Causa irritação ocular grave.

– Pode causar irritação respiratória.

As informações podem variar entre as notificações, dependendo de impurezas, aditivos e outros fatores.

Procedimento de Primeiros Socorros

Tratamento geral

Procure atendimento médico se os sintomas persistirem.

Tratamento especial

Nenhuma

Sintomas importantes

Nenhuma

Inalação

Leve a vítima para o exterior. Forneça oxigênio se a respiração estiver difícil.

Ingestão

Administre um ou dois copos de água e provoque vômito. Nunca induza o vômito ou a administração oral de algo inconsciente.

Pele

Lave a área afetada com água e sabão neutro. Remova qualquer roupa contaminada.

Olhos

Lave os olhos com água, piscando frequentemente por alguns minutos. Remova as lentes de contato, caso as possua, e continue enxaguando.

Medidas de combate a incêndio

Inflamabilidade

Não inflamável

Meios de extinção

Reage com a água. Não use água: use CO2, areia e pó extintor.

Procedimento de luta

Use um aparelho de respiração autônomo de rosto inteiro com proteção total. Use roupas para evitar o contato com a pele e os olhos.

Referências

  1. Salud y Riesgos.com, (sf), Definição, conceitos e artigos sobre saúde, riscos e meio ambiente. Recuperado: saludyriesgos.com
  2. Sulfureto de alumínio (sf). No Wikiwand Retirado em 9 de março de 2018: wikiwand.com
  3. Elementos de Web. (Sf) .Dissulfato de alumínio, recuperado em 10 de março de 2018: webelements.com
  4. Iqbal, M., Hassan, M., M., Bibi.S., Parveen, B. (2017). Alta Capacitância Específica e Densidade de Energia de Nanorambutan Hierárquico Al2S3 à Base de Óxido de Grafeno para Aplicação de Supercapacitores, Electrochimica Acta , Volume 246 , Páginas 1097-1103
  5. Senoh, H., Takeuchi, T., Hiroyuki K., Sakaebe, H., M., Nakanishi, K., Ohta, T., Sakai, T., Yasuda, K. (2010). Características eletroquímicas do sulfeto de alumínio para uso em baterias secundárias de lítio. Journal of Power Sources , Volume 195 , Edição 24, Páginas 8327-8330 doi.org
  6. LTS Research Laboratories, Inc (2016), Ficha de Segurança Sulfeto de Alumínio: ltschem.com

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