Sulfeto de alumínio (Al2S3): Estrutura, Propriedades - Ciência - 2023

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Sulfeto de alumínio (Al2S3): Estrutura, Propriedades - Ciência
Sulfeto de alumínio (Al2S3): Estrutura, Propriedades - Ciência

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o sulfeto de alumínio (Ao2S3) é um composto químico cinza claro formado pela oxidação do alumínio metálico pela perda dos elétrons do último nível de energia e tornando-se um cátion, e pela redução do enxofre não metálico, ao ganhar os elétrons dados pelo alumínio e se tornar um ânion.

Para que isso aconteça e o alumínio possa ceder seus elétrons, é necessário que apresente três orbitais sp híbridos.3, que dão a possibilidade de formar ligações com elétrons de enxofre.

A sensibilidade do sulfeto de alumínio à água implica que, na presença de vapor d'água encontrado no ar, ele pode reagir para produzir hidróxido de alumínio (Al (OH)3), sulfeto de hidrogênio (H2S) e hidrogênio (H2) gasoso; se este se acumular, pode causar uma explosão. Portanto, o acondicionamento do sulfeto de alumínio deve ser feito em recipientes herméticos.


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

Estrutura química

Fórmula molecular

Ao2S3

Fórmula estrutural

- Sulfeto de alumínio.

- Trissulfeto de di alumínio.

- Sulfeto de alumínio (III).

- Sulfeto de alumínio.

Propriedades

Os compostos químicos geralmente exibem duas classes 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 quimicas

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

Nessa reação, pode-se observar a formação de hidróxido de alumínio e sulfeto de hidrogênio se estiver na forma gasosa, ou sulfeto de hidrogênio se estiver dissolvido em água na forma de solução. Sua presença é identificada pelo cheiro de ovos podres.

Usos e aplicações

Em supercapacitores

O sulfureto de alumínio é utilizado na fabricação de estruturas em nano-redes que melhoram a área superficial específica e a condutividade elétrica, de forma que se alcança uma alta capacitância e densidade de energia, cuja aplicabilidade é a de supercapacitores.

Óxido de grafeno (GO) -grafeno é uma das formas alotrópicas de carbono- tem servido como suporte para sulfeto de alumínio (Al2S3) com uma morfologia hierárquica semelhante à do nanorambutão fabricado pelo método hidrotérmico.


Ação do óxido de grafeno

As características do óxido de grafeno como suporte, bem como a alta condutividade elétrica e área superficial, fazem do nanorambutano Al2S3 ser eletroquimicamente ativo.

As curvas CV de capacitância específica com picos redox bem definidos confirmam o comportamento pseudocapacitivo do nanorambutano Al2S3 hierárquico, mantido em óxido de grafeno em eletrólito de NaOH 1M. Os valores CV de capacitância específicos obtidos a partir das curvas são: 168,97 na velocidade de varredura de 5mV / s.

Além disso, um bom tempo de descarga galvanostática de 903 µs, uma grande capacitância específica de 2178,16 na densidade de corrente de 3 mA / Cm, foi observada.2. A densidade de energia calculada a partir da descarga galvanostática é 108,91 Wh / Kg, na densidade de corrente de 3 mA / Cm2.

A impedância eletroquímica, portanto, confirma a natureza pseudocapacitiva do eletrodo nanorambutano hierárquico Al2S3. O teste de estabilidade do eletrodo mostra uma retenção de 57,84% da capacitância específica por até 1000 ciclos.

Resultados experimentais sugerem que nanorambutano Al2S3 hierárquico é adequado para aplicações de supercapacitor.

Em baterias de lítio secundárias

Com a intenção de desenvolver uma bateria secundária de lítio com alta densidade energética, sulfeto de alumínio (Al2S3) como material ativo.

A capacidade de descarga inicial medida de Al2S3 era de aproximadamente 1170 mAh g-1 a 100 mA g-1. Isso corresponde a 62% da capacidade teórica de sulfeto.

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

As análises de XRD e K-XANES para alumínio e enxofre indicaram que a superfície do Al2S3 reage reversivelmente durante os processos de carga e descarga, enquanto o núcleo de Al2S3 apresentaram irreversibilidade estrutural, pois LiAl e Li2S foram formados a partir de Al2S3 na alta inicial e depois permaneceu como está.

Riscos

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

- Causa irritação na pele.

- Causa irritação ocular grave.

- Pode causar irritação respiratória.

As informações podem variar entre as 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

Leve a vítima para fora. Dê oxigênio se a respiração estiver difícil.

Ingestão

Dê um ou dois copos de água e induza o vômito. Nunca induza o vômito ou dê qualquer coisa 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 se as tiver e continue a enxaguar.

Medidas de combate a incêndio

Inflamabilidade

Não inflamável.

Meios de extinção

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

Procedimento de luta

Use um aparelho de respiração autônomo para o rosto inteiro 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). Dialuminium Trisulpfide, 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 do Nanorambutano Hierárquico Al2S3 à base de Óxido de Grafeno Sintetizado para Aplicação de Supercapacitor, Electrochimica Act, 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 secundárias de lítio.Journal of Power Sources,Volume 195, Edição 24, Páginas 8327-8330 doi.org
  6. LTS Research Laboratories, Inc (2016), Folha de Dados de Segurança de Sulfeto de Alumínio: ltschem.com