Solfuro di rame: proprietà, rischi e usi

I solfuri di rame descrivono una famiglia di composti chimici e minerali con la formula Cu x S y . Questi composti comprendono minerali e materiali sintetici economicamente importanti.

I minerali di solfuro di rame più importanti includono solfuro di rame (I) o solfuro rameoso, di formula chimica Cu 2 S trovato nel calcosene minerale e solfuro di rame (II) o solfuro rameico, di formula CuS trovato nel minerale covelite.

La calcosina è stata estratta per secoli ed è uno dei minerali di rame più redditizi. Le ragioni sono dovute al suo alto contenuto di rame (un rapporto atomico del 67% e quasi l'80% in peso) e alla facilità con cui il rame può essere separato dallo zolfo.

Tuttavia, non è il principale minerale di rame a causa della sua scarsità. Sebbene i giacimenti di calcosina più ricchi siano stati estratti, probabilmente verrà ancora estratto e verrà sicuramente estratto in futuro (THE MINERAL CHALCOCITE, 2014).

Covelite non è un minerale distribuito, ma i suoi charms iridescenti possono catturare l'ammirazione di chiunque veda i cristalli blu indaco. Sebbene i buoni cristalli siano rari, è la lucentezza e il colore di questo minerale che lo rende notevole (THE MINERAL COVELLITE, 2014).

Nell'industria mineraria, i minerali di bornite o calcopirite, che consistono in rame misto e solfuri di ferro, sono spesso indicati come "solfuri di rame".

In chimica, un "solfuro di rame binario" è un qualsiasi composto chimico binario degli elementi rame e zolfo. Qualunque sia la loro fonte, i solfuri di rame variano ampiamente nella loro composizione con 0, 5 ≤ Cu / S ≤ 2, compresi numerosi composti non stechiometrici.

Proprietà fisiche e chimiche dei solfuri di rame

Il solfuro di rame (I) e (II) hanno apparizioni simili, essendo entrambi cristalli scuri, grigi o neri.

Questi composti possono essere differenziati dalla loro struttura cristallina. Il solfuro di rame (I) ha una struttura monoclina mentre il solfuro di rame (II) ha una struttura esagonale (Centro nazionale per le informazioni biotecnologiche, SF).

Hanno un peso molecolare di 159, 16 g / mol e 95, 611 g / mol e una densità di 5, 6 g / ml e 4, 76 g / ml rispettivamente per il caso di solfuro di rame (I) e (II) (Centro nazionale per Informazioni biotecnologiche, SF).

Il solfuro di rame (I) ha un punto di fusione di 1100 ° C ed è insolubile in acqua e acido acetico, essendo parzialmente solubile in idrossido di ammonio (Royal Society of Chemistry, 2015).

Il solfuro di rame (II) ha un punto di fusione di 220 ° C dove si decompone, è insolubile in acqua, acido cloridrico e solforico ed è solubile in acido nitrico, idrossido di ammonio e cianuro di potassio (Royal Society of Chemistry, 2015 ).

Il perossido di idrogeno reagisce vigorosamente con il solfuro di rame (II) ed esplode a contatto con una soluzione concentrata di acido clorico o cadmio, magnesio o zinco clorati.

Reattività e rischi

I solfuri di rame (I) e (II) non sono classificati come pericolosi, tuttavia possono essere tossici in caso di ingestione dovuta alla produzione di idrogeno solforato. I sintomi comprendono vomito, dolore gastrico e vertigini, possono causare irritazione alla pelle e agli occhi e l'inalazione può causare irritazione alle vie respiratorie (RIFERIMENTO SUL DATI SUL MATERIALE Rame solfuro, 1995).

In caso di esposizione al calore, può rilasciare vapori tossici di zolfo o ossido di rame che possono essere dannosi per la salute.

In caso di contatto con gli occhi, devono essere immediatamente risciacquati con una quantità sufficiente di acqua per 15 minuti, sollevando occasionalmente le palpebre inferiori e superiori.

In caso di contatto con la pelle, sciacquare immediatamente con una quantità di acqua sufficiente per 15 minuti durante la rimozione degli indumenti contaminati.

In caso di ingestione, un centro antiveleni dovrebbe essere chiamato immediatamente. Risciacquare la bocca con acqua fredda e dare alla vittima 1-2 tazze di acqua o latte da bere. Il vomito dovrebbe essere indotto immediatamente.

In caso di inalazione, la vittima deve essere portata in un luogo fresco. Se non respira, somministrare la respirazione artificiale (Copper (II) Sulfide, 2009).

applicazioni

Il solfuro di rame (I) è usato come semiconduttore e nelle applicazioni fotografiche (americanelements, 1998-2017). Le sue applicazioni includono anche l'uso in celle solari, vernici leggere, elettrodi e alcune varietà di lubrificanti solidi (Britannica, 2013).

D'altra parte, il solfuro di rame (II) trova applicazioni in celle solari, conduttori superionici, fotorilevatori, elettrodi conduttivi, dispositivi di conversione fototermica, rivestimento protettivo a microonde, assorbitori attivi di onde radio, sensori di gas e polarizzatori di radiazione infrarosso (azom, 2013).

Anche il solfuro di rame (II) (covelite) viene utilizzato nello studio delle nanoparticelle:

  • Con diverse procedure di fabbricazione (percorsi solvotermici, metodi aerosol, metodi di soluzione e termolisi)
  • E applicazioni (degradazione fotocatalitica, ablazione delle cellule cancerose, materiale degli elettrodi nelle batterie agli ioni di litio e sensore di gas, proprietà di emissione sul campo, applicazioni di super condensatori, prestazioni fotoelettrochimiche di QDSCs, riduzione fotocatalitica di inquinanti organici, bio- rilevamento elettrochimico, caratteristiche PEC migliorate degli elettrodi di pellicola CuS precotti) (Umair Shamraiz, 2016).

Nel lavoro di Geng Ku (2012) è stato dimostrato l'uso di nanoparticelle di solfuro di rame (CuS NPs) per la visualizzazione di tomografie fotoacustiche con un laser Nd: YAG ad una lunghezza d'onda di 1064 nm.

Il CuS NP ha permesso la visualizzazione del cervello del topo dopo iniezione intracranica, linfonodi di ratto a 12 mm sotto la pelle dopo iniezione interstiziale e gel di agarosio contenente CuS NP incorporato nel muscolo del petto di pollo ad una profondità di ~ 5 cm. Questo approccio all'immagine ha un grande potenziale per ottenere un'immagine molecolare del cancro al seno.