Alumínio Sulfeto (Al2S3) Estrutura Química, Nomenclatura, Propriedades



O sulfeto de alumínio (Al2S3) é um composto químico cinza claro formado pela oxidação do alumínio metálico, perdendo os elétrons do último nível de energia e tornando-se cátion, e pela redução do enxofre não-metálico, ganhando os elétrons produzidos pelo alumínio e se tornando um ânion.

Para que isso aconteça e o alumínio possa produzir seus elétrons, é necessário apresentar três sp orbitais híbridos3, que dão a possibilidade de formar ligações com elétrons provenientes do enxofre.

A sensibilidade do sulfeto de alumínio à água significa que, na presença de vapor de água no ar, ele pode reagir para produzir hidróxido de alumínio (Al (OH)).3), sulfeto de hidrogênio (H2S) e hidrogênio (H2gasoso; se este último se acumular, pode causar uma explosão. Portanto, a embalagem de sulfeto de alumínio deve ser feita usando recipientes hermeticamente fechados.

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

Índice

  • 1 estrutura química
    • 1.1 Fórmula Molecular
    • 1.2 Fórmula estrutural
  • 2 Nomenclatura
  • 3 Propriedades
    • 3.1 Propriedades Físicas
    • 3.2 Propriedades químicas
  • 4 Usos e aplicações
    • 4.1 Em supercapacitores
    • 4.2 Em baterias secundárias de lítio
  • 5 Riscos
    • 5.1 Procedimento de primeiros socorros
    • 5.2 Medidas de combate a incêndios
  • 6 referências

Estrutura química

Fórmula molecular

Al2S3

Fórmula estrutural

Nomenclatura

- sulfeto de alumínio.

- trissulfeto de alumínio Di.

- Sulfeto de alumínio (III).

- sulfeto de alumínio.

Propriedades

Os compostos químicos apresentam principalmente dois tipos de propriedades: físicas e químicas.

Propriedades físicas

Massa molar

150,158 g / mol

Densidade

2,02 g / mL

Ponto de fusão

1100 ° C

Solubilidade em água

Insolúvel

Propriedades químicas

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

Nesta reacção, a formação de hidróxido de alumínio e a de sulfureto de hidrogénio podem ser observadas se estiverem na forma de um gás, ou sulfureto de hidrogénio, se este for dissolvido em água sob a forma de uma solução. Sua presença é identificada pelo cheiro de ovos podres.

Usos e aplicativos

Em supercapacitores

O sulfeto de alumínio é utilizado na fabricação de nano estruturas de rede que melhoram a área de superfície específica e a condutividade elétrica, de modo que uma alta capacitância e densidade de energia podem ser alcançadas, cuja aplicabilidade é a de supercapacitores.

Óxido de grafeno (GO) - o grafeno é uma das formas alotrópicas do carbono - tem servido como suporte para o sulfeto de alumínio2S3) com morfologia hierárquica semelhante à dos nanoraptanos fabricados pelo método hidrotérmico.

Ação de óxido de grafeno

As características do óxido de grafeno como suporte, bem como a alta condutividade elétrica e a área de superfície, tornam o nanorambutante Al2S3 ser eletroquimicamente ativo.

Curvas de capacitância CV específicas com picos redox bem definidos confirmam o comportamento pseudo-capacitivo de nanorambutans Al2S3 Hierárquico, sustentado em óxido de grafeno em eletrólito 1M NaOH. Os valores de capacitância específica CV obtidos a partir das curvas são: 168,97 na velocidade de varredura de 5mV / s.

Além disso, observou-se um bom tempo de descarga galvanostática de 903 μs, uma capacitância específica grande de 2178,16 na densidade de corrente de 3 mA / Cm2. A densidade de energia calculada a partir da descarga galvanostática é 108,91 Wh / Kg, na densidade atual de 3 mA / Cm2.

A impedância eletroquímica confirma a natureza pseudo-capacitiva do eletrodo hierarquizado de nano-zumbido Al2S3. O teste de estabilidade do eletrodo mostra uma retenção de 57,44% da capacitância específica de até 1000 ciclos.

Os resultados experimentais sugerem que o nanorrambutante Al2S3 Hierárquico é adequado para aplicativos de supercapacitores.

Em baterias secundárias de lítio

Com a intenção de desenvolver uma bateria secundária de lítio com alta densidade de energia, o sulfeto de alumínio2S3) como material ativo.

A capacidade de descarga inicial medida a partir de2S3 foi de aproximadamente 1170 mAh g-1 a 100 mA g-1. Isso corresponde a 62% da capacidade teórica de enxofre.

Al2S3 exibiu uma fraca capacidade de retenção na faixa de potencial entre 0,01 V e 2,0 V, principalmente devido à irreversibilidade estrutural do processo de carregamento ou extração de Li.

As análises de XRD e K-XANES para alumínio e enxofre indicaram que a superfície de Al2S3 reage reversivelmente durante os processos de carga e descarga, enquanto o núcleo Al2S3 mostrou irreversibilidade estrutural, porque LiAl e Li2S foram formados a partir de Al2S3 no download inicial e depois eles permaneceram como estavam.

Riscos

- Em contato com a água libera gases inflamáveis ​​que podem queimar espontaneamente.

- Causa irritação na pele.

- Provoca irritação ocular grave.

- Pode causar irritação respiratória.

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

Procedimento de primeiros socorros

Tratamento geral

Procure atendimento médico se os sintomas persistirem.

Tratamento especial

Nenhum

Sintomas importantes

Nenhum

Inalação

Tome a vítima ao ar livre. Dê oxigênio se a respiração for difícil.

Ingestão

Administre um ou dois copos de água e induza o vômito. Nunca induza o vômito ou dê nada pela boca a uma pessoa inconsciente.

Pele

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

Olhos

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

Medidas de combate a incêndios

Inflamabilidade

Não inflamável

Meios de extinção

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

Procedimento de luta

Use um aparelho respiratório autônomo com proteção total. Use roupas para evitar o contato com a pele e os olhos.

Referências

  1. Salud y Riesgos.com, (s.f), Definição, conceitos e artigos sobre saúde, riscos e meio ambiente. Recuperado: saludyriesgos.com
  2. Sulfeto de alumínio. (s.f) No Wikiwand. Recuperado em 9 de março de 2018: wikiwand.com
  3. Elementos da Web. (S.f). Trisulpide de diálcool, 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 Al2S3 hierárquico baseado em óxido de grafeno sintetizado para aplicação em 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 de lítio.Jornal de fontes de energia,Volume 195, Edição 24, páginas 8327-8330 doi.org
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