Sulfeto de Alumínio (Al2S3): Estrutura Química, Nomenclatura, Propriedades
O sulfeto de alumínio (Al 2 S 3) é um composto químico cinza claro formado pela oxidação do alumínio metálico, perdendo os elétrons do último nível de energia e tornando-se um cátion, e reduzindo o enxofre não metálico, vencendo os elétrons produzidos pelo alumínio e se tornam um ânion.
Para que isso aconteça e o alumínio possa produzir seus elétrons, é necessário apresentar três orbitais híbridos sp3, que dão a possibilidade de formação de ligações com os 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 (H 2 S) e hidrogênio (H). 2 ) gasoso; se este último 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.
Estrutura química
Fórmula molecular
Al 2 S 3
Fórmula estrutural
- sulfeto de alumínio.
- trissulfeto de alumínio Di.
- Sulfeto de alumínio (III).
- sulfeto de alumínio.
Propriedades
Os compostos químicos exibem 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 de sulfureto de hidrogénio pode ser observada se estiver sob a forma de um gás, ou sulfureto de hidrogénio, se for dissolvido em água como solução. Sua presença é identificada pelo cheiro de ovos podres.
Usos e aplicativos
Em supercapacitores
O sulfeto de alumínio é utilizado na fabricação de nanoestruturas de rede que melhoram a área de superfície específica e a condutividade elétrica, de tal forma que uma alta capacitância e densidade de energia podem ser alcançadas, cuja aplicabilidade é a de supercapacitores.
O óxido de grafeno (GO) - o grafeno é uma das formas alotrópicas do carbono - serviu de suporte para o sulfeto de alumínio (Al 2 S 3 ) com uma morfologia hierárquica semelhante à do nano-humutano fabricado 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 os nanorambutanos Al 2 S 3 eletroquimicamente ativos.
As curvas de capacitância CV específicas com picos redox bem definidos confirmam o comportamento pseudo-capacitivo do nano-montana Al2S3 hierárquico, sustentado em óxido de grafeno em eletrólito de NaOH 1M. Os valores de capacitância específica CV 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 capacitância específica grande de 2178.16 foi observada 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, assim, a natureza pseudo-capacitiva do eletrodo hierarquizado de nano-montagem Al 2 S 3 . 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 nanoraput hierárquico Al 2 S 3 é adequado para aplicações de supercapacitores.
Em baterias secundárias de lítio
Com a intenção de desenvolver uma bateria secundária de lítio com alta densidade energética, o sulfeto de alumínio (Al 2 S 3 ) foi estudado como um material ativo.
A capacidade de descarga inicial medida a partir de Al 2 S 3 foi de aproximadamente 1170 mAh g-1 a 100 mA g-1. Isso corresponde a 62% da capacidade teórica de enxofre.
O Al 2 S 3 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 Al 2 S 3 reage reversivelmente durante os processos de carga e descarga, enquanto o núcleo Al 2 S 3 apresentou irreversibilidade estrutural, pois LiAl e Li 2 S foram formados a partir de Al 2 S 3 na descarga inicial e depois 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. Forneça oxigênio se respirar com dificuldade.
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 com frequência por alguns minutos. Remova as lentes de contato, se houver, 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.
