Siarczek glinu (Al2S3): struktura chemiczna, nazewnictwo, właściwości
Siarczek glinu (Al 2 S 3) jest jasnoszarym związkiem chemicznym powstającym w wyniku utleniania metalicznego aluminium poprzez utratę elektronów ostatniego poziomu energii i przekształcenie go w kation, a także poprzez redukcję siarki niemetalicznej poprzez wygranie elektrony uzyskiwane przez aluminium i stają się anionem.
Aby tak się stało i aluminium mogło dostarczyć swoje elektrony, konieczne jest przedstawienie trzech orbitali hybrydowych sp3, które dają możliwość tworzenia wiązań z elektronami pochodzącymi z siarki.
Wrażliwość siarczku glinu na wodę oznacza, że w obecności pary wodnej w powietrzu może reagować z wytworzeniem wodorotlenku glinu (Al (OH) 3 ), siarkowodoru (H2S) i wodoru (H). 2 ) gazowy; 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.
Struktura chemiczna
Formuła molekularna
Al 2 S 3
Wzór strukturalny
- Siarczek glinu.
- Trisiarczek glinu.
- Siarczek glinu (III).
- Siarczek glinu.
Właściwości
Związki chemiczne wykazują głównie dwa rodzaje właściwości: fizyczną i chemiczną.
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 stosuje się 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 (Al 2 S 3 ) o hierarchicznej morfologii podobnej do nano-humutanu wytwarzanego metodą hydrotermalną.
Działanie tlenku grafenu
Charakterystyka tlenku grafenu jako nośnika, jak również wysoka przewodność elektryczna i pole powierzchni sprawiają, że nanorambutany Al 2 S 3 są elektrochemicznie aktywne.
Krzywe pojemnościowe specyficzne dla CV z dobrze zdefiniowanymi pikami redoks potwierdzają pseudo-pojemnościowe zachowanie hierarchicznego nanomodelu Al 2 S 3, podtrzymywanego w tlenku grafenu w 1M elektrolicie NaOH. Wartości pojemności właściwej CV uzyskane z krzywych wynoszą: 168, 97 przy prędkości skanowania 5 mV / s.
Ponadto, dobry czas rozładowania galwanostatycznego 903 μs, zaobserwowano 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 nanomontażowej elektrody Al 2 S 3 . Test stabilności elektrody wykazuje zachowanie 57, 44% pojemności właściwej do 1000 cykli.
Wyniki eksperymentalne sugerują, że hierarchiczny nanoraput Al 2 S 3 nadaje się do zastosowań w superkondensatorach.
W drugorzędnych bateriach litowych
Z zamiarem opracowania litowej baterii wtórnej o wysokiej gęstości energii, siarczek glinu (Al 2 S 3 ) badano jako materiał aktywny.
Początkowa zdolność rozładowania zmierzona z Al2S3 wynosiła około 1170 mAh g-1 przy 100 mA g-1. Odpowiada to 62% teoretycznej pojemności siarki.
Al 2 S 3 wykazywał słabą retencję pojemności w zakresie potencjału od 0, 01 V do 2, 0 V, głównie ze względu na nieodwracalność strukturalną procesu ładowania lub ekstrakcji Li.
Analizy XRD i K-XANES dla aluminium i siarki wykazały, że powierzchnia Al 2 S 3 reaguje odwracalnie podczas procesów załadunku i rozładunku, podczas gdy rdzeń Al 2 S 3 wykazuje strukturalną nieodwracalność, ponieważ LiAl i Li 2 S zostały utworzone z Al 2 S 3 przy początkowym wyładowaniu, 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.
