Sulfeto de cobre: ​​propriedades, riscos e usos

Sulfetos de cobre descrevem uma família de compostos químicos e minerais com a fórmula Cu x S y . Estes compostos compreendem minerais economicamente importantes e materiais sintéticos.

Os minerais de sulfeto de cobre mais proeminentes incluem o sulfeto de cobre (I) ou o sulfeto de cobre, da fórmula química Cu 2 S encontrada na calcosina mineral e sulfeto de cobre (II) ou sulfeto cúprico, da fórmula de CuS encontrada no mineral de covelite.

Calcosine foi extraído durante séculos e é um dos minérios de cobre mais rentáveis. As razões são devido ao seu alto teor de cobre (razão atômica de 67% e quase 80% por peso) e à facilidade com que o cobre pode ser separado do enxofre.

No entanto, não é o principal mineral de cobre devido à sua escassez. Embora os mais ricos depósitos de calcosina tenham sido extraídos, provavelmente ainda estão sendo extraídos e certamente serão extraídos no futuro (CHALCOCITE MINERAL, 2014).

Covelite não é um mineral distribuído, mas seus encantos iridescentes podem cativar a admiração de quem vê os cristais azuis índigo. Embora os bons cristais sejam raros, é o brilho e a cor desse mineral que o torna notável (THE MINERAL COVELLITE, 2014).

Na indústria de mineração, os minerais bornita ou calcopirita, que consistem em sulfatos mistos de cobre e ferro, são freqüentemente referidos como "sulfuretos de cobre".

Em química, um "sulfeto de cobre binário" é qualquer composto químico binário dos elementos cobre e enxofre. Qualquer que seja sua fonte, os sulfuretos de cobre variam amplamente em sua composição com 0, 5 ≤ Cu / S ≤ 2, incluindo numerosos compostos não estequiométricos.

Propriedades físicas e químicas dos sulfuretos de cobre

O sulfeto de cobre (I) e (II) têm aparências similares, sendo ambos os cristais escuro, cinza ou preto.

Estes compostos podem ser diferenciados pela sua estrutura cristalina. O sulfeto de cobre (I) tem uma estrutura monoclínica, enquanto o sulfeto de cobre (II) possui uma estrutura hexagonal (National Center for Biotechnology Information, SF).

Eles têm um peso molecular de 159, 16 g / mol e 95, 611 g / mol e uma densidade de 5, 6 g / ml e 4, 76 g / ml para o caso de sulfeto de cobre (I) e (II) respectivamente (National Center for Biotechnology Information, SF).

O sulfeto de cobre (I) tem um ponto de fusão de 1100 ° C e é insolúvel em água e ácido acético, sendo parcialmente solúvel em hidróxido de amônio (Royal Society of Chemistry, 2015).

O sulfeto de cobre (II) tem um ponto de fusão de 220 ° C onde se decompõe, é insolúvel em água, ácido clorídrico e sulfúrico e é solúvel em ácido nítrico, hidróxido de amônio e cianeto de potássio (Royal Society of Chemistry, 2015 ).

O peróxido de hidrogênio reage vigorosamente com o sulfeto de cobre (II) e explode em contato com uma solução concentrada de ácido clorídrico ou cádmio, magnésio ou cloretos de zinco.

Reatividade e Perigos

Os sulfuretos de cobre (I) e (II) não são classificados como perigosos, porém podem ser tóxicos em caso de ingestão devido à produção de sulfeto de hidrogênio. Os sintomas incluem vômitos, dor gástrica e tontura, podem causar irritação da pele e dos olhos, e a inalação pode causar irritação do trato respiratório (MATERIAL SAFETY DA FOLHA DE DADOS), Copper Sulfide, 1995).

Em caso de exposição ao calor, pode liberar vapores tóxicos de enxofre ou óxido de cobre que podem ser prejudiciais à saúde.

Em caso de contato com os olhos, eles devem ser lavados imediatamente com uma quantidade suficiente de água por 15 minutos, levantando as pálpebras inferior e superior ocasionalmente.

Em caso de contato com a pele, enxágüe imediatamente com uma quantidade suficiente de água por 15 minutos enquanto remove as roupas contaminadas.

Em caso de ingestão, um centro de controle de veneno deve ser chamado imediatamente. Lave a boca com água fria e dê à vítima 1-2 xícaras de água ou leite para beber. O vômito deve ser induzido imediatamente.

Em caso de inalação, a vítima deve ser levada para um local fresco. Se não estiver respirando, administre respiração artificial (Copper (II) Sulfide, 2009).

Usos

O sulfeto de cobre (I) é usado como um semicondutor e em aplicações fotográficas (americanelements, 1998-2017). Suas aplicações também incluem o uso em células solares, tintas leves, eletrodos e certas variedades de lubrificantes sólidos (Britannica, 2013).

Por outro lado, o sulfeto de cobre (II) encontra aplicações em células solares, condutores superiônicos, fotodetectores, eletrodos eletrocondutores, dispositivos de conversão fototérmica, revestimento protetor de micro-ondas, absorvedores ativos de ondas de rádio, sensores de gás e polarizadores de radiação. infravermelho (azom, 2013).

Também sulfeto de cobre (II) (covelite) é usado no estudo de nanopartículas:

  • Com diferentes procedimentos de fabricação (rotas solvotérmicas, métodos de aerossol, métodos de solução e termólise)
  • E aplicações (degradação fotocatalítica, ablação de células cancerígenas, material de eletrodo em baterias de íons de lítio e sensor de gás, propriedades de emissão de campo, aplicações de super capacitor, desempenho fotoeletroquimico de QDSCs, redução fotocatalítica de poluentes orgânicos, detecção eletroquímica, características PEC melhoradas de eletrodos de filme de CuS pré-cozidos) (Umair Shamraiz, 2016).

No trabalho de Geng Ku (2012) o uso de nanopartículas de sulfeto de cobre semicondutoras (CuS NPs) foi demonstrado para a visualização de tomografias fotoacústicas com um laser de Nd: YAG em um comprimento de onda de 1064 nm.

O CuS NP permitiu a visualização do cérebro de camundongos após injeção intracraniana, linfonodos de ratos a 12 mm abaixo da pele após injeção intersticial e gel de agarose contendo CuS NP incorporado no músculo do peito de frango a uma profundidade de ~ 5 cm. Esta abordagem de imagem tem um grande potencial para obter uma imagem molecular do câncer de mama.