Phương trình hóa học ZnS ra H2S

Phương trình hóa học

2H2SO4	+	ZnS	→	2H2S	+	ZnSO4
axit sulfuric		kẽm sulfua		hidro sulfua		kẽm sulfat
Sulfuric acid;		Zinc sulfide		Hydro sulfid, hydro sulfua, sunfan		Zinc sulfate
Axit		Muối		Axit		Muối

Điều kiện: Không có

Hiện tượng: Chất rắn màu trắng Kẽm sunfua (ZnS) tan dần và xuất hiện khí mùi trứng thối Hidro sunfua (H₂S) làm sủi bọt khí.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về hợp chất ZnS nhé.

1. Zinc sulfide (Kẽm sulfua) là gì? 

các kẽm sunfua là hợp chất vô cơ có công thức ZnS, được hình thành bởi các cation Zn²⁺ và anion S^2-. Nó được tìm thấy trong tự nhiên chủ yếu là hai khoáng chất: wurtzite và sphalerite (hoặc hỗn hợp kẽm), sau này là dạng chính của nó.

Kẽm sunfua không hòa tan trong nước. Nó có thể gây ra thiệt hại môi trường, vì nó xâm nhập vào mặt đất và làm ô nhiễm nước ngầm và dòng chảy của nó.

Kẽm sunfua có thể được tạo ra, trong số các phản ứng khác, bằng sự ăn mòn và trung hòa.

Do ăn mòn:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

Bằng cách trung hòa:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

Zinc sulfide (Kẽm sulfua) là gì

2. Những tính chất lý hóa của Zinc sulfide

2.1. Tính chất vật lí của Zinc sulfide

- Kẽm sulfua có màu trắng, không mùi và tan được trong nước, dễ hút ẩm nhưng không cháy.

- Khối lượng mol: 97.474 g/mol.

- Khối lượng riêng: 4.090 g/cm³

- Điểm nóng chảy: 1.185 °C.

- Độ hòa tan trong nước: 57.7 g/100 ml.

2.2 Cấu tạo

ZnS tồn tại ở hai dạng kết tinh chính và hai dạng đa hình này là đặc trưng. Ở mỗi dạng, dạng hình học phối hợp của Zn và S là tứ diện. Dạng lập phương bền hơn được gọi là sphalerit. Dạng lục phương được gọi là wurtzit, tuy nhiên nó cũng có thể được tổng hợp. Dạng chuyển tiếp từ sphalerit sang wurtzit xảy ra ở nhiệt độ khoảng 1020 ℃. Dạng tứ diện cũng được biết là tồn tại ở khoáng vật rất hiếm tên là polhemusit với công thức (Zn,Hg)S.

2.3. Tính chất hóa học của Zinc sulfide

Zinc sulfide tác dụng với dung dịch axít tạo thành khí bay lên và muối: 

2HCl + ZnS → H₂S + ZnCl₂

• Tác dụng với muối tạo thành hai muối mới:

ZnS + 2NaCl → ZnCl₂ + Na₂S

3. Điều chế/Sản xuất Zinc sulfide như thế nào? 

3.1. Sản xuất Zinc sulfide trong công nghiệp

Kẽm sulfide thường được sản xuất từ vật liệu thải của các ứng dụng khác. Nguồn điển hình từ các lò luyện nóng chảy, xỉ, và rượu lên men (pickle liquors). Nó cũng là một sản phẩm phụ của quá trình tổng hợp amonia từ metan do kẽm oxit được sử dụng để hút các tạp chất hydro sulfide trong khí thiên nhiên:

ZnO + H₂S → ZnS + H₂O

3.2. Sản xuất trong phòng thí nghiệm

Kẽm sulfide dễ dàng được tạo ra khi đốt cháy hỗn hợp kẽm và lưu huỳnh. Vì kẽm sulfide không tan trong nước, nên nó cũng có thể được tạo ra từ phản ứng kết tủa. Các dung dịch chứa muối Zn²⁺ dễ dàng tạo kết tủa ZnS khi có mặt ion sulfide (như từ H₂S).

Zn²⁺ + S²⁻ → ZnS

Phản ứng này là nền tảng trong phân tích khối lượng kẽm.

4. Những ứng dụng của Zinc sulfide trong đời sống

4.1 Ứng dụng trong sản xuất phân bón của Zinc sulfide

Zinc sulfide là một nguyên liệu quan trọng của phân bón và được sử dụng rộng rãi nhất để bổ sung kẽm cho cây trồng. Zn ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành nhiều loại hợp chất quan trọng trong cây như đường bột, protit, vitamin C, auxin, các phenol, tamin, các protein và enzym. Thiếu Zn dẫn tới hiện tượng lá non bị đốm vàng và vân lá có màu xanh tối.

Khi Zn được bổ sung sẽ giúp cây trồng tăng cường khả năng sử dụng và hấp thu đạm, lân trong cây, tăng khả năng chống chịu bệnh.

4.2 Ứng dụng quan trọng của Zinc sulfide trong ngành nông nghiệp Việt Nam

Có tác dụng trong công nghiệp dệt may và nhuộm vải, in ấn.

Được dùng như một chất kết tủa trong việc sản xuất tơ nhân tạo.

Sử dụng trong quá trình tạo ra thuốc nhuộm màu cho vải, giúp thuốc nhuộm bám màu lâu hơn trên các sợi vải.

Chúng còn là nguyên liệu để sản xuất mực in.

Là một trong những loại thuốc thử hữu hiệu trong phòng thí nghiệm.

Được dùng như chất tẩy rửa và chất khử để tẩy rỉ kim loại trước khi hàn, rửa chai lọ tổng hợp. 

Được dùng trong công nghiệp sản xuất muối vô cơ.

Được thêm vào thức ăn cho gia súc gia cầm để bổ sung kẽm giúp động vật sinh trưởng khỏe mạnh hơn.

Ngoài ra, trong làm gốm cũng không thể thiếu vắng được công dụng của kẽm sunfua.

4.3 Các ứng dụng khác

Vật liệu phát quang

Kẽm sulfide được trộn thêm vài ppm chất kích hoạt thích hợp, được dùng trong nhiều ứng dụng như ống phóng tia âm cực, màn hình tia X đến các sản phẩm phát sáng trong tối. Khi sử dụng bạc làm chất kích hoạt, nó tạo ra màu xanh lam sáng ở bước sóng tối đa 450 nanomet. Khi sử dụng mangan sẽ cho ra màu vàng cam ở bước sóng khoảng 590 nanomet. Đồng cho thời gian phát sáng dài hơn, và nó có màu gần giống như lục trong bóng tới. Hợp kim kẽm sulfide có đồng ("ZnS với Cu") cũng được sử dụng trong các tấm phát quang điện tử. hợp chất kẽm sulfide cũng thể hiện tính lân quang do các tạp chất phát sáng cho ánh sáng xanh lam hoặc tử ngoại.

Vật liệu quang học

Kẽm sulfide cũng được sử dụng làm các vật liệu quang học hồng ngoại, truyền sáng từ bước sóng ánh sáng khả kiến đến hơn 12 µm. Nó có thể được sử dụng ở dạng phẳng như cửa sổ quang học hoặc dạng cầu như thấu kính. Nó được tạo ra ở dạng tấm vi tinh thể qua quá trình tổng hợp từ khí hydro sulfide và hơi kẽm, và vật liệu này được bán ở cấp FLIR (Forward Looking IR), trong vật liệu này kẽm sulfide có màu vàng sữa, đục. Vật liệu này khi bị ép đẳng tĩnh nóng có thể chuyển thành dạng trong như nước được gọi là Cleartran (thương hiệu). Các dạng thương mại trước đây có tên trên thị trường là Irtran-2, nhưng dạng này hiện đã lỗi thời.

Chất tạo màu

Kẽm sulfide là một chất tạo màu phổ biến, đôi khi còn được goại là sachtolith. Khi kết hợp với bari sunfat sẽ tạo ra kẽm sulfide lithopon. 

Chất xúc tác

Bột ZnS mịn là một chất xúc tác quang học hiệu quả tạo ra khí hydro từ nước tùy thuộc vào độ phát quang. Tách lưu huỳnh có thể được thu hồi từ ZnS trong quá trình tổng hợp nó; quá trình này chuyển từ từ ZnS vàng trắng thành bột màu nâu, và gia tăng hoạt động xúc tác quang học thông qua việc tăng cường hấp thụ ánh sáng. 

Tính chất bán dẫn

Cả sphalerit và wurtzit là các chất nội bán dẫn độ rộng vùng cấm, thuộc bán dẫn nhóm II-VI. Chúng thích hợp với các cấu trúc liên quan đến nhiều chất bán dẫn khác như gali(III) asenua. Dạng lập phương của ZnS có năng lượng vùng cấn (band gap) khoảng 3,54 eV ở 300 K, nhưng dạng sáu phương có khoảng trống năng lượng khoảng 3,91 eV. ZnS có thể được nâng lên thành chất bán dẫn kiển n hoặc chất bán dẫn kiểu p.