Sulfeto de prata (Ag2S): estrutura, propriedades e usos

O sulfureto de prata é um composto inorgânico cuja fórmula química é Ag 2 S. Ele consiste de um sólido cinzento-escura formada por cati Ag + e aniões S 2- na proporção de 2: 1. O S 2 está intimamente relacionado com Ag + , porque ambos são suaves e alcançar iões estabilizam mutuamente.

Os ornamentos de prata tendem a escurecer, perdendo seu brilho característico. A mudança de cor não é um produto da oxidação da prata, mas de sua reação com o sulfeto de hidrogênio presente no ambiente em baixas concentrações; Isso pode advir da decomposição ou degradação de plantas, animais ou alimentos ricos em enxofre.

Sulfeto de prata (Ag2S): estrutura, propriedades e usos 1

Fonte: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

O H 2 S, cuja molécula suporta um átomo de enxofre, é feito reagir com prata de acordo com a seguinte equação química: 2Ag (s) + H 2 S (g) => Ag 2 S (s) + H 2 (g)

Portanto, Ag 2 S é responsável pelas camadas pretas formadas na prata. No entanto, na natureza, esse sulfeto também pode ser encontrado na mineralsita e na Argentina. Os dois minerais se distinguem de muitos outros por seus cristais pretos e brilhantes, como o sólido na imagem superior.

O Ag 2 S apresenta estruturas polimórficas, atraentes propriedades eletrônicas e optoeletrônicas, é semicondutor e promete ser material para o desenvolvimento de dispositivos fotovoltaicos, como células solares.

Estrutura

Sulfeto de prata (Ag2S): estrutura, propriedades e usos 2

Fonte: Por CCoil [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], do Wikimedia Commons

A estrutura cristalina do sulfeto de prata é ilustrada na imagem acima. As zonas azuis correspondem ao cati Ag + , enquanto que os aniões amarelos a S 2- . O Ag 2 S é polimórfico, o que significa que ele pode adotar vários sistemas cristalinos sob certas condições de temperatura.

Como Através de uma transição de fase. Os íons são rearranjados de tal maneira que o aumento da temperatura e as vibrações do sólido não perturbem o equilíbrio eletrostático da atração-repulsão. Quando isso acontece, diz-se que há uma transição de fase e, portanto, o sólido exibe novas propriedades físicas (como brilho e cor).

Relacionado:  Sais ácidos (oxisales): nomenclatura, formação, exemplos

Ag 2 S a temperaturas normais (abaixo de 179 ° C), possui uma estrutura cristalina monoclinica (α-Ag 2 S). Além dessa fase sólida, existem outras duas: o cco (cúbico no corpo) entre 179 a 586 ° C e o cco (cúbico no centro da face) a temperaturas muito altas (δ-Ag 2 S).

O mineral argentino consiste na fase fcc, também conhecida como β-Ag 2 S. Depois de resfriada e transformada em um penhasco, suas características estruturais prevalecem combinadas. Portanto, ambas as estruturas cristalinas coexistem: a monoclínica e a cco. Portanto, sólidos pretos emergem com olhos brilhantes e interessantes.

Propriedades

Peso molecular

247,80 g / mol

Aparência

Cristais pretos acinzentados

Cheiro

WC

Ponto de fusão

836 ° C. Este valor é consistente com o fato de que Ag 2 S é um composto com pouco caráter iônico e, portanto, derrete a temperaturas abaixo de 1000 ° C.

Solubilidade

Na água, apenas 6,21 ± 10 -15 g / L a 25 ° C. Ou seja, a quantidade de sólido preto que é solubilizada é desprezível. Isso, novamente, é devido ao pequeno caráter polar da ligação Ag-S, onde não há diferença significativa na eletronegatividade entre os dois átomos.

Além disso, Ag 2 S é insolúvel em todos os solventes. Qualquer molécula capazes de eficientemente separado iões camadas de cristal Ag + e S 2- solvatada.

Estrutura

Na imagem da estrutura, quatro camadas de ligações S-Ag-S também podem ser vistas, que se movem umas sobre as outras quando o sólido é sujeito a entendimento. Esse comportamento significa que, apesar de ser um semicondutor, é dúctil como muitos metais à temperatura ambiente.

As camadas S-Ag-S se ajustam corretamente às geometrias angulares que são observadas em zigue-zague. Como existe uma força de entendimento, eles se movem em um eixo de deslocamento, causando novas interações não covalentes entre os átomos de prata e o enxofre.

Relacionado:  Manganês: história, propriedades, estrutura, usos

Índice de refração

2.2

Constante dielétrica

6

Eletrônicos

O Ag 2 S é um semicondutor anfotérico, ou seja, se comporta como se fosse do tipo n e do tipo p . Também não é quebradiço, por isso foi estudado para aplicação em dispositivos eletrônicos.

Reação de redução

O Ag 2 S pode ser reduzido a prata metálica banhando as peças pretas com água quente, NaOH, alumínio e sal. A seguinte reação ocorre:

3Ag 2 S (s) + 2Al (s) + 3H 2 O (l) => 6Ag (s) + 3H 2 S (ac) + Al 2 O 3 (s)

Nomenclatura

A prata, cuja configuração eletrônica é [Kr] 4d 10 5s 1 , pode perder apenas um elétron: o de seus 5s orbitais mais externos. Assim, o cátion Ag + é deixado com uma configuração eletrônica [Kr] 4d 10 . Portanto, possui uma única valência de +1, que determina como seus compostos devem ser chamados.

O enxofre, por outro lado, possui uma configuração eletrônica [Ne] 3s 2 3p 4 e precisa de dois elétrons para completar seu octeto de valência. Quando estes dois ganhos de electrões (de prata) é transformado no anião de enxofre, S 2- , com a configuração [Ar]. Ou seja, é isoeletrônico o gás nobre do argônio.

Portanto, Ag 2 S deve ser chamado de acordo com as seguintes nomenclaturas:

Sistemática

Di mono sulfureto de prata. Aqui, o número de átomos de cada elemento é considerado e eles são indicados com os prefixos dos numeradores gregos.

Estoque

Sulfureto de prata Com uma valência única de +1, não é especificado com algarismos romanos entre parênteses: sulfeto de prata (I); o que está incorreto.

Tradicional

Sulfeto ARGENT ico . Como a prata “trabalha” com uma valência de +1, o sufixo -ico é adicionado ao seu nome argentum em latim.

Usos

Alguns dos novos usos do Ag 2 S são os seguintes:

Relacionado:  Processos termodinâmicos: tipos e exemplos

-As soluções coloridas de suas nanopartículas (com tamanhos diferentes), possuem atividade antibacteriana, não são tóxicas e, portanto, podem ser utilizadas nas áreas de medicina e biologia.

-Suas nanopartículas podem formar o que é conhecido como pontos quânticos. Eles absorvem e emitem radiação com maior intensidade do que muitas moléculas fluorescentes orgânicas, para que possam substituí-las como marcadores biológicos.

-As estruturas do α-Ag 2 S o exibem impressionantes propriedades eletrônicas para serem usadas como células solares. Também representa um ponto de partida para a síntese de novos materiais e sensores termoelétricos.

Referências

  1. Mark Peplow (17 de abril de 2018). O sulfeto de prata semicondutor se estende como metal. Retirado de: cen.acs.org
  2. Colaboração: Autores e editores da estrutura cristalina dos volumes III / 17E-17F-41C () sulfeto de prata (Ag2S). Em: Madelung O., Rössler U., Schulz M. (eds) Elementos não tetraédricos e compostos binários I. Landolt-Börnstein – Grupo III – Condensed Matter (Dados Numéricos e Relações Funcionais em Ciência e Tecnologia), vol 41C. Springer, Berlim, Heidelberg.
  3. Wikipedia (2018). Sulfureto de prata Retirado de: en.wikipedia.org
  4. Stanislav I. Sadovnikov e col. (Julho de 2016). Nanopartículas de sulfeto de prata Ag 2 S e soluções coloidais: síntese e propriedades. Retirado de: sciencedirect.com
  5. Azo Materials (2018). Semicondutores de sulfeto de prata (Ag 2 S). Retirado de: azom.com
  6. A. Nwofe (2015). Perspectivas e desafios de filmes finos de sulfeto de prata: uma revisão. Divisão de Ciência dos Materiais e Energia Renovável, Departamento de Física Industrial, Universidade Estadual de Ebonyi, Abakaliki, Nigéria.
  7. UMassAmherst. (2011). Demonstrações da palestra: limpeza da prata manchada. Retirado de: lecturedemos.chem.umass.edu
  8. Estudo (2018). O que é sulfeto de prata? – Fórmula química e usos. Retirado de: study.com

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies