Solfuro di alluminio (Al2S3): struttura chimica, nomenclatura, proprietà
Il solfuro di alluminio (Al 2 S 3) è un composto chimico grigio chiaro formato dall'ossidazione dell'alluminio metallico, perdendo gli elettroni dell'ultimo livello di energia e diventando un catione, e riducendo lo zolfo non metallico, vincendo gli elettroni ceduti dall'alluminio e diventano un anione.
Perché ciò avvenga e l'alluminio può cedere i suoi elettroni, è necessario presentare tre orbitali ibridi sp3, che danno la possibilità di formare legami con gli elettroni provenienti dallo zolfo.
La sensibilità del solfuro di alluminio all'acqua significa che, in presenza di vapore acqueo nell'aria, può reagire producendo idrossido di alluminio (Al (OH) 3 ), idrogeno solforato (H 2 S) e idrogeno (H). 2 ) gassoso; se quest'ultimo si accumula può causare un'esplosione. Pertanto, l'imballaggio del solfuro di alluminio dovrebbe essere realizzato utilizzando contenitori ermetici.
D'altro canto, poiché il solfuro di alluminio ha reattività con l'acqua, questo lo rende un elemento che non ha solubilità in detto solvente.
Struttura chimica
Formula molecolare
Al 2 S 3
Formula strutturale
- Solfuro di alluminio.
- Di alluminio trisolfuro.
- Solfuro di alluminio (III).
- Solfuro di alluminio.
proprietà
I composti chimici presentano per lo più due tipi di proprietà: fisica e chimica.
Proprietà fisiche
Massa molare
150, 158 g / mol
densità
2, 02 g / ml
Punto di fusione
1100 ° C
Solubilità in acqua
irrisolvibile
Proprietà chimiche
Una delle principali reazioni del solfuro di alluminio è con l'acqua, come substrato o reagente principale:
In questa reazione, la formazione di idrossido di alluminio e di idrogeno solforato può essere osservata se è sotto forma di gas, o idrogeno solforato se è dissolto in acqua come soluzione. La sua presenza è identificata dall'odore delle uova marce.
Usi e applicazioni
Nei supercondensatori
Il solfuro di alluminio viene utilizzato nella fabbricazione di strutture di rete nano che migliorano la superficie specifica e la conduttività elettrica, in modo tale da ottenere un'alta capacità e densità di energia la cui applicabilità è quella dei supercondensatori.
L'ossido di grafene (GO) - il grafene è una delle forme allotropiche del carbonio - è servito da supporto per il solfuro di alluminio (Al 2 S 3 ) con una morfologia gerarchica simile a quella del nano-umano prodotto con il metodo idrotermale.
Azione di ossido di grafene
Le caratteristiche dell'ossido di grafene come supporto, così come l'alta conduttività elettrica e l'area superficiale, rendono i nanorambutani Al 2 S 3 elettrochimicamente attivi.
Le curve di capacità specifiche CV con picchi redox ben definiti confermano il comportamento pseudo-capacitivo del gerarchico Al 2 S 3 nano-montano, sostenuto in ossido di grafene in elettrolita NaOH 1M. I valori di capacità specifica CV ottenuti dalle curve sono: 168, 97 alla velocità di scansione di 5mV / s.
Inoltre, è stato osservato un buon tempo di scarica galvanostatica di 903 μs, una capacità specifica di 2178.16 alla densità di corrente di 3 mA / Cm2. La densità di energia calcolata dalle scariche galvanostatiche è di 108, 91 Wh / Kg, alla densità di corrente di 3 mA / Cm2.
L'impedenza elettrochimica conferma quindi la natura pseudo-capacitiva dell'elettrodo di nano-montage gerarchico Al 2 S 3 . Il test di stabilità degli elettrodi mostra una ritenzione del 57, 44% della capacità specifica fino a 1000 cicli.
I risultati sperimentali suggeriscono che la gerarchia Al 2 S 3 nanoraput è adatta per applicazioni di supercondensatori.
In batterie al litio secondarie
Con l'intenzione di sviluppare una batteria secondaria al litio ad alta densità energetica, il solfuro di alluminio (Al 2 S 3 ) è stato studiato come materiale attivo.
La capacità di scarico iniziale misurata da Al 2 S 3 era approssimativamente di 1170 mAh g-1 a 100 mA g-1. Ciò corrisponde al 62% della capacità teorica dello zolfo.
L'Al 2 S 3 mostrava una scarsa capacità di ritenzione nell'intervallo di potenziale compreso tra 0, 01 V e 2, 0 V, principalmente a causa della irreversibilità strutturale del processo di carica o dell'estrazione di Li.
Le analisi XRD e K-XANES per alluminio e zolfo hanno indicato che la superficie di Al 2 S 3 reagisce in modo reversibile durante i processi di carico e scarico, mentre il nucleo di Al 2 S 3 mostra irreversibilità strutturale, perché LiAl e Li 2 S sono stati formati da Al 2 S 3 alla scarica iniziale e quindi sono rimasti come erano.
rischi
- A contatto con l'acqua rilascia gas infiammabili che possono bruciarsi spontaneamente.
- Provoca irritazione cutanea.
- Provoca grave irritazione oculare.
- Può causare irritazione alle vie respiratorie.
Le informazioni possono variare tra le notifiche a seconda di impurità, additivi e altri fattori.
Procedura di primo soccorso
Trattamento generale
Consultare un medico se i sintomi persistono.
Trattamento speciale
nessuno
Sintomi importanti
nessuno
inalazione
Porta la vittima all'aria aperta. Fornire ossigeno se la respirazione è difficile.
ingestione
Somministrare uno o due bicchieri d'acqua e indurre il vomito. Non indurre mai il vomito o dare nulla per via orale a una persona incosciente.
pelle
Lavare la zona interessata con acqua e sapone neutro. Rimuovere gli indumenti contaminati.
occhi
Lavati gli occhi con acqua, sbattendo le palpebre spesso per diversi minuti. Rimuovere le lenti a contatto, se presenti, e continuare a risciacquare.
Misure antincendio
infiammabilità
Non infiammabile
Mezzi di estinzione
Reagisce con l'acqua. Non usare acqua: usare CO2, sabbia e polvere estinguente.
Procedura di combattimento
Utilizzare un autorespiratore integrale con protezione completa. Indossare indumenti per evitare il contatto con la pelle e gli occhi.
