Struktura chemiczna siarczku glinu (Al2S3), nazewnictwo, właściwości



The siarczek glinu (Al2S3) jest jasnoszarym związkiem chemicznym powstającym w wyniku utleniania metalicznego aluminium poprzez utratę elektronów ostatniego poziomu energii i przekształcenie go w kation oraz poprzez redukcję siarki niemetalicznej, poprzez wygranie elektronów uzyskanych przez aluminium i stając się anion.

Aby tak się stało, a aluminium może uzyskać swoje elektrony, konieczne jest przedstawienie trzech hybrydowych orbitalnych sp3, które dają możliwość tworzenia wiązań z elektronami z siarki. 

Wrażliwość siarczku glinu na wodę oznacza, że ​​w obecności pary wodnej w powietrzu może reagować z wytworzeniem wodorotlenku glinu (Al (OH)).3), siarkowodór (H2S) i wodór (H2gazowy; jeśli to nagromadzi się, może spowodować wybuch. Dlatego opakowanie siarczku glinu powinno być wykonane przy użyciu hermetycznych pojemników.

Z drugiej strony, ponieważ siarczek glinu ma reaktywność z wodą, czyni to z niego element, który nie ma rozpuszczalności we wspomnianym rozpuszczalniku.

Indeks

  • 1 Struktura chemiczna
    • 1.1 Formuła molekularna
    • 1.2 Wzór strukturalny
  • 2 Właściwości
    • 2.1 Właściwości fizyczne
    • 2.2 Właściwości chemiczne
  • 3 Zastosowania i aplikacje
    • 3.1 W superkondensatorach
    • 3.2 W drugorzędnych bateriach litowych
  • 4 Zagrożenia
    • 4.1 Procedura pierwszej pomocy
    • 4.2 Środki gaśnicze
  • 5 referencji

Struktura chemiczna

Formuła molekularna

Al2S3

Wzór strukturalny

- Siarczek glinu.

- Trisiarczek glinu.

- Siarczek glinu (III).

- Siarczek glinu.

Właściwości

Związki chemiczne najczęściej wykazują dwa rodzaje właściwości: fizyczny i chemiczny.

Właściwości fizyczne

Masa molowa

150,158 g / mol

Gęstość

2,02 g / ml

Temperatura topnienia

1100 ° C

Rozpuszczalność w wodzie

Nierozpuszczalny

Właściwości chemiczne

Jedną z głównych reakcji siarczku glinu jest woda, jako substrat lub główny odczynnik:

W tej reakcji można zaobserwować tworzenie wodorotlenku glinu i siarkowodoru, jeśli występuje on w postaci gazu lub siarkowodoru, jeśli jest rozpuszczony w wodzie jako roztwór. Jego obecność identyfikuje zapach zgniłych jaj.

Zastosowania i aplikacje

W superkondensatorach

Siarczek glinu jest wykorzystywany w produkcji struktur sieci nano, które poprawiają powierzchnię właściwą i przewodność elektryczną w taki sposób, że można osiągnąć wysoką pojemność i gęstość energii, których zastosowanie jest superkondensatorów.

Tlenek grafenu (GO) - grafen jest jedną z alotropowych form węgla - służył jako nośnik siarczku glinu (Al2S3) o hierarchicznej morfologii podobnej do nano-montany wytwarzanej metodą hydrotermalną.

Działanie tlenku grafenu

Właściwości tlenku grafenu jako nośnika, jak również wysoka przewodność elektryczna i pole powierzchni sprawiają, że nanorambutant Al2S3 być aktywne elektrochemicznie.

Krzywe pojemnościowe specyficzne dla CV z dobrze zdefiniowanymi pikami redoks potwierdzają pseudo-pojemnościowe zachowanie nanorambutanów Al2S3 hierarchiczny, podtrzymywany w tlenku grafenu w 1M elektrolicie NaOH. Specyficzne wartości pojemności CV uzyskane z krzywych wynoszą: 168,97 przy prędkości skanowania 5 mV / s.

Ponadto zaobserwowano dobry czas rozładowania galwanostatycznego 903 μs, dużą pojemność właściwą 2178,16 przy gęstości prądu 3 mA / Cm2.  Gęstość energii obliczona z wyładowania galwanostatycznego wynosi 108,91 Wh / kg, przy gęstości prądu 3 mA / Cm2.

Impedancja elektrochemiczna potwierdza zatem pseudo-pojemnościową naturę hierarchicznej nano-elektrodowej elektrody Al2S3. Test stabilności elektrody wykazuje zachowanie 57,44% pojemności właściwej do 1000 cykli.

Wyniki eksperymentalne sugerują, że nanorambutant Al2S3 Hierarchiczny jest odpowiedni dla aplikacji superkondensatorów.

W drugorzędnych bateriach litowych

Z zamiarem opracowania litowej baterii wtórnej o wysokiej gęstości energii, siarczek glinu (Al2S3) jako materiał aktywny.

Początkowa zdolność rozładowania mierzona od Al2S3 wynosił około 1170 mAh g-1 przy 100 mA g-1. Odpowiada to 62% teoretycznej pojemności siarki.

Al2S3 wykazywały słabą retencję pojemności w zakresie potencjału między 0,01 V a 2,0 V, głównie z powodu strukturalnej nieodwracalności procesu ładowania lub ekstrakcji Li..

Analizy XRD i K-XANES dla aluminium i siarki wykazały, że powierzchnia Al2S3 reaguje odwracalnie podczas procesów załadunku i rozładunku, podczas gdy rdzeń Al2S3 wykazały nieodwracalność strukturalną, ponieważ LiAl i Li2S powstały z Al2S3 w początkowym pobraniu, a następnie pozostały bez zmian.

Ryzyko

- W kontakcie z wodą uwalniają łatwopalne gazy, które mogą spontanicznie się spalić.

- Działa drażniąco na skórę.

- Działa drażniąco na oczy.

- Może powodować podrażnienie dróg oddechowych.

Informacje mogą się różnić między powiadomieniami w zależności od zanieczyszczeń, dodatków i innych czynników.

Procedura pierwszej pomocy

Ogólne leczenie

Skonsultować się z lekarzem, jeśli objawy utrzymują się.

Specjalne leczenie

Brak

Ważne objawy

Brak

Wdychanie

Zabierz ofiarę na zewnątrz. Dostarcz tlen, jeśli oddychanie jest trudne.

Spożycie

Podać jedną lub dwie szklanki wody i wywołać wymioty. Nigdy nie wywoływać wymiotów ani nie podawać niczego doustnie osobie nieprzytomnej.

Skóra

Umyj skażone miejsce wodą i łagodnym mydłem. Zdjąć zanieczyszczoną odzież.

Oczy

Umyj oczy wodą, często mrugając przez kilka minut. Wyjmij soczewki kontaktowe, jeśli są, i kontynuuj płukanie.

Środki gaśnicze

Palność

Niepalny.

Środki gaśnicze

Reaguje z wodą. Nie używaj wody: użyj CO2, piasku i proszku gaśniczego.

Procedura walki

Używaj pełnego aparatu oddechowego z pełną ochroną. Nosić ubranie, aby uniknąć kontaktu ze skórą i oczami.

Referencje

  1. Salud y Riesgos.com, (s.f), Definicja, koncepcje i artykuły dotyczące zdrowia, zagrożeń i środowiska. Odzyskane: saludyriesgos.com
  2. Siarczek glinu. (s.f) Na Wikiwand. Źródło: 9 marca 2018: wikiwand.com
  3. Web Elements. (S.f) .Diuminium Trisulpfide, odzyskany 10 marca 2018: webelements.com
  4. Iqbal, M., Hassan, M., M., Bibi.S., Parveen, B. (2017). Wysoka pojemność właściwa i gęstość energii syntetyzowanego nanorambutanu na bazie tlenku grafenu z tlenku glinu do zastosowania w superkondensatorach, Electrochimica Acta, Tom 246 ,Strony 1097-1103
  5. Senoh, H., Takeuchi, T., Hiroyuki K., Sakaebe, H., M., Nakanishi, K., Ohta, T., Sakai, T., Yasuda, K. (2010). Charakterystyka elektrochemiczna siarczku glinu do stosowania w litach.Journal of Power Sources,Tom 195, Numer 24, strony 8327-8330 doi.org
  6. LTS Research Laboratories, Inc (2016), Karta charakterystyki Siarczek aluminium: ltschem.com