Wikipedia

Seng sulfida

senyawa kimia

Seng sulfida adalah suatu senyawa anorganik dengan rumus kimia ZnS. Senyawa ini merupakan bentuk utama seng yang ditemukan di alam, yang terdapat sebagai mineral sfalerit. Walau mineral ini biasanya berwarna hitam karena berbagai pengotor, material murninya berwarna putih, dan banyak digunakan sebagai pigmen.. Dalam bentuk sintetik padatnya, seng sulfida dapat terlihat transparan, dan digunakan sebagai jendela bagi optika cahaya tampak dan inframerah.[2][3]

Seng sulfida

Bubuk ZnS yang mengandung kekosongan belerang dengan konsentrasi yang berbeda[1]
Nama
Nama lain
Penanda
Model 3D (JSmol)
3DMet {{{3DMet}}}
Nomor EC
Nomor RTECS {{{value}}}
  • sphalerite: [SH+2]12[ZnH2-2][SH+2]3[ZnH2-2][SH+2]([ZnH-2]14)[ZnH-2]1[S+2]5([ZnH-2]38)[Zn-2]26[SH+2]2[ZnH-2]([S+2]4)[SH+2]1[ZnH2-2][SH+2]3[ZnH-2]2[S+2][ZnH-2]([SH+2]6[ZnH-2]([SH+2])[SH+2]68)[SH+2]([ZnH2-2]6)[ZnH-2]35
  • wurtzite: [ZnH2-2]1[S+2]47[ZnH-2]2[S+2][ZnH-2]3[S+2]8([ZnH2-2][SH+2]([ZnH2-2]4)[ZnH2-2]6)[ZnH-2]4[S+2][ZnH-2]5[S+2]6([ZnH2-2]6)[Zn-2]78[S+2]78[ZnH-2]([SH+2]69)[SH+2]5[ZnH2-2][SH+2]4[ZnH-2]7[SH+2]3[ZnH2-2][SH+2]2[ZnH-2]8[SH+2]1[ZnH2-2]9
  • wurtzite: [ZnH2-2]1[SH+2]([ZnH2-2]6)[ZnH2-2][SH+2]7[ZnH-2]2[S+2][Zn-2]3([S+2][ZnH-2]9[S+2]5)[S+2]18[Zn-2]45[S+2][ZnH-2]5[SH+2]6[Zn-2]78[S+2]78[ZnH2-2][SH+2]5[ZnH2-2][S+2]4([ZnH2-2][SH+2]9[ZnH2-2]4)[ZnH-2]7[S+2]34[ZnH2-2][SH+2]2[ZnH2-2]8
Sifat
ZnS
Massa molar 97.474 g/mol
Densitas 4.090 g/cm3
Titik lebur 1.850 °C (3.360 °F; 2.120 K) (sublim)
dapat diabaikan
Celah pita 3.54 eV (kubik, 300 K)
3.91 eV (heksagonal, 300 K)
Indeks bias (nD) 2.3677
Struktur
lihat teks
Tetrahedral (Zn2+)
Tetrahedral (S2−)
Termokimia
Entalpi pembentukan standar (ΔfHo) −204.6 kJ/mol
Bahaya
Lembar data keselamatan ICSC 1627
Titik nyala Tidak mudah terbakar
Senyawa terkait
Anion lain
 Seng oksida
Seng selenida
Seng telurida
Kation lainnya
 Kadmium sulfida
Raksa sulfida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
YaY verifikasi (apa ini YaYN ?)
Referensi

Struktur

sunting
 
Sfalerit, polimorf seng sulfida yang lebih umum
 
Wurtzit, polimorf seng sulfida yang kurang umum

ZnS terdapat dalam dua bentuk kristalin utama, dan dualisme ini terkadang merupakan contoh penting dari polimorfisme. Dalam setiap bentuk, geometri koordinasi dalam Zn dan S adalah tetrahedral. Bentuk kubik yang lebih stabil dikenal juga sebagai zincblende atau sfalerit. Bentuk heksagonal dikenal sebagai mineral wurtzit, meskipun juga dapat diproduksi secara sintetis.[4] Transisi dari bentuk sfalerit ke bentuk wurtzit terjadi pada suhu sekitar 1020 °C. Bentuk tetragonal senyawa ini juga dikenal sebagai mineral yang sangat langka yang disebut polhemusit, dengan rumus (Zn, Hg)S.[4]

Aplikasi

sunting

Material bercahaya

sunting

Seng sulfida, dengan penambahan beberapa ppm aktivator yang sesuai, memperlihatkan fosforensi yang kuat (dijelaskan oleh Nikola Tesla pada tahun 1893[5]), dan saat ini digunakan dalam banyak aplikasi, dari layar tabung sinar katode melalui sinar-X hingga produk cahaya berpendar dalam gelap. Ketika perak digunakan sebagai aktivator, warna yang dihasilkan adalah biru terang, dengan panjang gelombang maksimum pada 450 nanometer. Dengan menggunakan mangan, maka akan menghasilkan warna oranye-merah sekitar 590 nanometer. Tembaga memberikan cahaya yang lama, dan memiliki cahaya kehijauan yang akrab. Seng sulfida terdoping-tembaga ("ZnS plus Cu") digunakan juga dalam panel elektroluminesen.[6] Senyawa ini juga memperlihatkan fosforensi karena adanya pencahayaan dengan cahaya biru atau ultraviolet.[7]

Material optis

sunting

Seng sulfida juga digunakan sebagai bahan optik inframerah, mentransmisikan dari panjang gelombang terlihat menjadi lebih dari 12 mikrometer. Bahan ini dapat digunakan sebagai jendela optik atau dibentuk menjadi lensa.[8] Material ini dibuat sebagai lembaran mikrokristalin melalui sintesis dari gas hidrogen sulfida dan uap seng, dan lembaran ini dijual sebagai kelas-FLIR (Forward Looking Infrared), di mana seng sulfida dalam bentuk kuning-susu yang buram. Material ini ketika hot isostatically presed (HIPed) dapat dikonversi ke bentuk yang lebih jernih yang dikenal sebagai Cleartran (merek dagang). Bentuk komersial awal dipasarkan sebagai Irtran-2 tetapi sebutan ini sekarang sudah jarang digunakan.[9]

Pigmen

sunting

Seng sulfida adalah pigmen yang umum digunakan, terkadang disebut saktolit. Ketika dikombinasikan dengan barium sulfat, seng sulfida membentuk litopon.[10]

Katalis

sunting

Serbuk halus ZnS adalah fotokatalis yang efisien, yang menghasilkan gas hidrogen dari air setelah iluminasi. Kekosongan belerang dapat dimasukkan dalam ZnS selama sintesisnya; proses ini secara bertahap mengubah ZnS yang berwarna putih kekuningan menjadi bubuk coklat, dan meningkatkan aktivitas fotokatalitiknya melalui peningkatan penyerapan cahaya.[1]

Sejarah

sunting

Fosforesensi ZnS pertama kali dilaporkan oleh ahli kimia Prancis Théodore Sidot pada tahun 1866. Temuannya dipresentasikan oleh A. E. Becquerel, yang terkenal dengan penelitian mengenai pendaran.[11] ZnS digunakan oleh Ernest Rutherford dan yang lainnya pada tahun-tahun awal fisika nuklir sebagai detektor sintilasi, karena ia memancarkan cahaya pada eksitasi oleh sinar-x atau berkas elektron, sehingga berguna untuk layar sinar-X dan tabung sinar katode.[12]

Produksi

sunting
 
Campuran seng dan belerang bereaksi secara piroteknis, meninggalkan seng sulfida.

Seng sulfida biasanya dihasilkan dari bahan limbah dari aplikasi lain. Sumber yang khas dari senyawa ini termasuk pada smelter, karak, dan air acar.[10] Senyawa ini juga merupakan produk sampingan dari sintesis amonia dari metana di mana seng oksida digunakan untuk mengais pengotor hidrogen sulfida dalam gas alam:[10]

ZnO + H2S → ZnS + H2O

Preparasi laboratorium

sunting

Senyawa ini mudah diproduksi dengan membakar campuran seng dan belerang.[13] Karena seng sulfida tak larut dalam air, ia dapat diproduksi melalui reaksi pengendapan. Larutan yang mengandung garam Zn2+ mudah membentuk endapan ZnS dengan kehadiran ion sulfida (misal, dari H2S).[14]

Zn2+ + S2− → ZnS

Reaksi ini merupakan basis analisis gravimetri bagi seng.[14]

Lihat pula

sunting

Referensi

sunting
  1. ^ a b Wang, Gang; Huang, Baibiao; Li, Zhujie; Lou, Zaizhu; Wang, Zeyan; Dai, Ying; Whangbo, Myung-Hwan (2015). "Synthesis and characterization of ZnS with controlled amount of S vacancies for photocatalytic H2 production under visible light". Scientific Reports. 5: 8544. Bibcode:2015NatSR...5E8544W. doi:10.1038/srep08544. PMC 4339798  . PMID 25712901. 
  2. ^ Akinlami, J. O. (2013). "Optical Properties of Zinc Sulphide (ZnS)". J. Nat. Sci. Engr. & Tech. (dalam bahasa Inggris). 12 (1). ISSN 2277-0593. 
  3. ^ Fox, M. (2001). Optical Properties of Solids (dalam bahasa Inggris). New York, USA: Oxford University Press. hlm. 305. ISBN 9780198506126. 
  4. ^ a b Wells, A. F. (1984), Structural Inorganic Chemistry (edisi ke-5th), Oxford: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6 .
  5. ^ Tesla, Nikola. "The Inventions, Researches, and Writings of Nikola Tesla". Internet Archive. Diakses tanggal 1 October 2017. 
  6. ^ Karl A. Franz, Wolfgang G. Kehr, Alfred Siggel, Jürgen Wieczoreck, and Waldemar Adam "Luminescent Materials" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a15_519
  7. ^ C. Billington. "Phosphorescence mechanisms in ZnS:Cu". Journal of Physics C: Solid State Physics (dalam bahasa Inggris). 5 (7): 787. doi:10.1088/0022-3719/5/7/009. 
  8. ^ M. Gavrishchuk, E & V. Yashina, É. (2004). "Zinc sulfide and zinc selenide optical elements for IR engineering". Journal of Optical Technology (dalam bahasa Inggris). 71: 822–827. doi:10.1364/JOT.71.000822. 
  9. ^ Daniel C. Harris, Meghan Baronowski, Ladd Henneman, Leonard V. LaCroix, Clyde Wilson, Shelby C. Kurzius, Bob Burns, Keith Kitagawa, Jozef Gembarovic, Steven M. Goodrich, Christian Staats, and John J. Mecholsky Jr. "Thermal, structural, and optical properties of Cleartran® multispectral zinc sulfide," Optical Engineering 47(11), 114001 (1 November 2008). doi:10.1117/1.3006123
  10. ^ a b c Gerhard Auer, Peter Woditsch, Axel Westerhaus, Jürgen Kischkewitz, Wolf-Dieter Griebler and Marcel Liedekerke "Pigments, Inorganic, 2. White Pigments" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2009, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.n20_n01 10.1002/14356007.n20_n01
  11. ^ Sidot, T. (1866). "Sur les propriétés de la blende hexagonale". Compt. Rend. 63: 188–189. 
  12. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. hlm. 1405. ISBN 0-08-022057-6. 
  13. ^ Sur un nouveau procédé de préparation – du sulfure de zinc phosphorescent" by R. Coustal, F. Prevet, 1929
  14. ^ a b Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M.J.K.; Denney, R. C.; Thomas, M. J. K. (2000), Vogel's Quantitative Chemical Analysis (edisi ke-6th), New York: Prentice Hall, ISBN 0-582-22628-7 

Pranala luar

sunting
 
Wikimedia Commons memiliki media mengenai Zinc sulfide.
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Seng_sulfida&oldid=25953308"