Simob (II) sulfid (HgS), odatda kinobar yoki xalkoz sifatida tanilgan, simob va oltingugurt elementlaridan tashkil topgan yorqin qizil olti burchakli kristall birikma. Shuningdek, u tabiatdagi eng muhim simob rudasidir. U o'zining juda yorqin qizil rangi va mukammal kimyoviy barqarorligi bilan mashhur. Qadimgi Xitoyda u vermilion pigmenti va siyoh sifatida keng qo'llanilgan, shuningdek, simob olish uchun asosiy xom ashyo bo'lgan. U suvda va ko'pgina kislotalarda erimaydi, lekin suvda eriydi. HgS ikkita izomorf shaklda mavjud: barqaror qizil -shakldan (olti burchakli kristall sistema) tashqari, qora rangli kinobar deb nomlanuvchi qora -shakl (kubik kristall sistema) ham mavjud boʻlib, u past barqarorlikka ega va yorugʻlik yoki issiqlik taʼsirida qizil rangga aylana oladi. Ushbu birikma yuqori sinishi indeksiga va yuqori zichlikka ega. O'zining yorqin qizil rangi tufayli u tarix davomida yuqori baholangan. Biroq, uning zaharliligi asosan tarkibidagi simob elementidan kelib chiqadi va uni ishlatishda to'g'ri himoya qilish kerak. Mineralogiya va pigment tarixini o'rganishdan tashqari, u zamonaviy davrda yarim o'tkazgich va infraqizil optik materiallarda ham potentsial qo'llanilishiga ega.
|
|
|
|
|
|
|
|
Kimyoviy xossalari
Barqarorlik va reaktivlik
Simob (II) sulfid ajoyib kimyoviy barqarorlikni namoyish etadi va ko'pgina kislotalar va asoslarga nisbatan inertlikni ko'rsatadi. Masalan, xona haroratida u suyultirilgan xlorid kislotasi yoki natriy gidroksid eritmalari bilan reaksiyaga kirishmaydi. Biroq, yuqori{2}}harorat sharoitida uning barqarorligi buziladi: harorat 100-150 darajadan oshganda, oksidlovchi aralashmalar (masalan, kislotali kaliy dixromat eritmasi va konsentrlangan sulfat kislota) bilan aloqa qilsa, HgS parchalanish reaktsiyasiga uchraydi, simob tuzlari, oksidlangan elementlar va boshqa elementlarni hosil qiladi. Bu xususiyat muayyan sanoat qayta ishlashda reaktsiya sharoitlarini qat'iy nazorat qilishni talab qiladi.
Izomorf variantlar va fazali o'tishlar
HgS ning ikkita barqaror izomorf varianti mavjud: -HgS (qizil olti burchakli kristall sistema, kinobar) va -HgS (qora kubik kristall sistema, qora kinobar). Bu ikki variant harorat taʼsirida induksiyalangan teskari fazali oʻtishlarni boshdan kechirishi mumkin: -HgS 250 darajaga qizdirilganda uning rangi asta-sekin jigarrang rangga oʻzgaradi va 386 darajada toʻliq -HgS ga aylanadi; -HgS soviganda esa qizil -HgS ga qaytadi. Bu fazaviy oʻtish xususiyati materialshunoslikda, masalan, haroratga sezgir optik materiallarni ishlab chiqishda qoʻllanilishi mumkin.
Yarimo'tkazgichning xususiyatlari
-HgS to‘g‘ridan-to‘g‘ri yarimo‘tkazgich xususiyatlarini 300K da, energiya bo‘shlig‘i 2,1 eV ni tashkil qiladi. Bu xususiyat uni optoelektronik qurilmalar sohasida, masalan, infraqizil detektorlar yoki fotokatalizatorlarni ishlab chiqarishda foydalanish uchun qimmatli qiladi. Biroq, simobning toksikligi tufayli uning yarimo'tkazgichda qo'llanilishi hali ham laboratoriya tadqiqotlari bosqichida va hali tijoratlashtirishga erishilmagan.
Jismoniy xususiyatlar
Tashqi ko'rinish va rang
Merkuriy (II) sulfidining ikkita varianti sezilarli darajada farq qiladi: -HgS yorqin qizil rangga ega va ko'pincha pigment sifatida ishlatiladi; -HgS qora kukun boʻlib, sanoatda qoʻllanilishi yanada kengroq. Rang farqi kristall strukturasida Hg-S bogʻlanishlarining joylashishidan kelib chiqadi: -HgS da Hg-S bogʻlari spiral shaklida joylashadi, natijada koʻrinadigan yorugʻlikning tanlab yutilishi; -HgS da esa kubik strukturasi uning yutilish spektrini kengroq diapazonni qamrab olishga imkon beradi.
Zichlik va erish nuqtasi
HgS ning zichligi 8,10 g/sm³ ni tashkil etib, yuqori zichlikdagi birikmaga tegishli. Uning erish nuqtasi 583,5 daraja, lekin u simob bug'lari va oltingugurt bug'larini hosil qilib, erishdan oldin parchalanadi. Bu xususiyat simob bug'ining chiqib ketishini oldini olish uchun yuqori haroratda ishlov berishda maxsus himoya choralarini talab qiladi.
Eruvchanlik
Simob (II) sulfid suvda deyarli erimaydi (eruvchanligi atigi 0,00001 g/L), shuningdek, koʻpchilik organik erituvchilarda qiyin eriydi. Biroq, u aqua regia (konsentrlangan xlorid kislota va konsentrlangan nitrat kislota aralashmasi) eriydi, eruvchan simob tuzlari va oltingugurt oksidlanish mahsulotlarini hosil qiladi. Ushbu eruvchanlik xususiyati simobning ifloslanishini davolashda, masalan, toksiklikni kamaytirish uchun simob ionlarini HgS cho'kmasiga aylantirish uchun kimyoviy cho'kma orqali katta ahamiyatga ega.
Tayyorlash usullari
To'g'ridan-to'g'ri sintez usuli
Elementar simobni oltingugurt kukuni bilan 1:1 molyar nisbatda aralashtirish va isitish sharoitida reaksiyaga kirishish bevosita HgS hosil qiladi. Reaktsiya jarayonini tezlashtirish uchun katalizator sifatida sink kukuni qo'shilishi mumkin. Ushbu usulni ishlatish juda oddiy, ammo simob bug'ining uchib ketishiga yo'l qo'ymaslik uchun reaktsiya haroratini qattiq nazorat qilish kerak.
Yog'ingarchilik usuli
Vodorod sulfidi gazini simob tuzi eritmasiga (masalan, nitrat simob eritmasi) oʻtkazish qora -HgS choʻkmasini hosil qiladi. Bu usul reaksiya sharoitlarini (pH qiymati, harorat kabi) nazorat qilish orqali mahsulotning zarracha hajmini va morfologiyasini sozlashi mumkin va kichik -laboratoriya tayyorlash uchun javob beradi.
Tabiiy minerallarni tozalash
Cinnabar rudasidan HgS ajratib olish sanoat ishlab chiqarishning asosiy usuli hisoblanadi. Boyitish, maydalash va flotatsiya jarayonlari orqali yuqori-tozalikdagi HgS pigmentlari yoki kimyoviy xom ashyoni olish mumkin. Xitoyning Hunan va Guychjou provinsiyalari kinobarning asosiy ishlab chiqaruvchilari bo‘lib, ularni tozalash texnologiyasi xalqaro ilg‘or darajaga yetdi.
Qo'llash sohalari
An'anaviy pigmentlar va qoplamalar
-HgS oʻzining yorqin qizil rangi va ob-havoga mukammal chidamliligi tufayli yogʻli boʻyoqlar, seramika sirlari va yogʻoch qoplamalarida keng qoʻllaniladi. Masalan, Uyg'onish davri rassomlari ishlatgan "kinobar qizil" realgardan kelib chiqqan. Biroq, simobning zaharliligi tufayli uning pigment qo'llanilishi asta-sekin organik pigmentlar yoki simob bo'lmagan noorganik pigmentlar (masalan, temir oksidi qizil) bilan almashtirildi.
An'anaviy tibbiyot
An'anaviy xitoy tibbiyotida va hind ayurveda tibbiyotida realgar anestetik va detoksifikatsiya qiluvchi vosita sifatida ishlatiladi. Misol uchun, "Jade Red Pill" asosan HgS dan iborat. Biroq, zamonaviy toksikologik tadqiqotlar shuni tasdiqladiki, simob birikmalari teri so'rilishi yoki ovqat hazm qilish traktining yutilishi orqali simob zaharlanishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun HgS ni o'z ichiga olgan preparatlar qat'iy cheklangan yoki ulardan foydalanish taqiqlangan.
Sanoat kataliz va materialshunoslik
-HgS oʻzining noyob kristall tuzilishi va yarimoʻtkazgich xossalari tufayli katalitik reaksiyalar va fotonik qurilmalar uchun oʻrganiladi. Masalan, u vodorod ishlab chiqarish uchun suvni parchalash uchun fotokatalizator yoki infraqizil detektorlar uchun sezgir qatlam materiali sifatida ishlatilishi mumkin. Biroq, uning qo'llanilishi hali ham simobning toksikligi va ekologik xavflar bilan cheklangan.
Simob bilan ifloslanishni nazorat qilish
HgS simobni utilizatsiya qilishning oxirgi barqaror shaklidir. Kimyoviy yog'inlar orqali oqava suvdagi simob ionlarini HgS cho'kmalariga aylantirish orqali simobning toksikligi va harakatchanligini sezilarli darajada kamaytirish mumkin. Bundan tashqari, HgS tuproqdagi simob ifloslanishini tuzatish uchun ishlatilishi mumkin, bu uning yomg'ir suvi orqali er osti suvlariga kirib ketishining oldini oladi.
Xavfsizlik xavflari va atrof-muhitni muhofaza qilish choralari
Simob (II) sulfid juda zaharli birikma bo'lib, uning toksikligi asosan simob ionlarining (Hg²⁺) chiqishi bilan bog'liq. Simob bug'ini inhalatsiyalash yoki HgS kukunini iste'mol qilish o'tkir yoki surunkali simob zaharlanishiga olib kelishi mumkin, shu jumladan nevrologik shikastlanish, buyrak etishmovchiligi va nafas olish etishmovchiligi. Saraton bo'yicha xalqaro tadqiqot agentligi (IARC) simob va uning birikmalarini 2B guruhidagi kanserogenlar (odamlar uchun kanserogen bo'lishi mumkin) deb tasniflaydi.
HgS atrof-muhitda parchalanishi qiyin va oziq-ovqat zanjiri orqali to'planib, ekotizimga uzoq-zarar keltirishi mumkin. Masalan, suv havzalaridagi HgS mikroorganizmlar tomonidan metil simobga (CH₃Hg⁺) aylanishi mumkin, u kuchliroq biologik toksiklik va neyrotoksiklikka ega va baliq orqali inson tanasiga kirishi mumkin.
HgS bilan ishlaganda, to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilmaslik uchun himoya niqoblari, qo'lqoplar va ko'zoynak taqish kerak. Chiqindilarni xavfli chiqindilarni boshqarish qoidalariga muvofiq qadoqlash va utilizatsiya qilish kerak, masalan, simob ajralib chiqishini kamaytirish uchun yuqori haroratda yoqish yoki kimyoviy barqarorlashtirish orqali-. Turli mamlakatlarning atrof-muhitni muhofaza qilish qoidalari (masalan, Evropa Ittifoqining xavfli moddalarni cheklash bo'yicha RoHS direktivasi) HgS dan foydalanish va emissiya bo'yicha qat'iy cheklovlarni o'rnatgan.