Sulfură de molibden (IV).

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 5 octombrie 2017; verificările necesită 11 modificări .

Disulfură de molibden


General
Nume sistematic	sulfura de molibden (IV).
Nume tradiționale	bisulfură de molibden, bisulfură de molibden
Chim. formulă	MoS 2
Proprietăți fizice
Stat	cristal negru, mineral, piatră
Masă molară	160,07 g/ mol
Densitate	4,68 ÷ 5,06 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
• topirea	(dec.) 1185 °C, 2100 [1]
Proprietăți chimice
Solubilitate
• in apa	practic insolubil
Structura
Geometria coordonării	prismatic trigonal (Mo 4+ ), piramidal (S 2− )
Structură cristalină	hexagonal, hP6 , grup spațial P6 3 /mmc, nr.194
Clasificare
Reg. numar CAS	1317-33-5
PubChem	14823
Reg. numărul EINECS	215-263-9
ZÂMBETE	S=[Mo]=S
InChI	InChI=1S/Mo.2SCWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QA4697000
CHEBI	30704
ChemSpider	14138
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Sulfura de molibden (IV) ( disulfura de molibden ) este un compus chimic binar anorganic de molibden tetravalent cu sulf bivalent . Formula chimica . ${\mathsf {MoS_{2)}}$

Proprietăți fizice

Disulfura de molibden(IV) este o pulbere cristalină grea de culoare gri-albastru sau negru verzui, grasă la atingere (cum ar fi grafitul ), duritate 1-1,5 pe scara Mohs (lasă o urmă cenușiu-verzuie pe hârtie, în contrast cu negru ). urmă de grafit ieftin).

Disulfura de molibden există în două modificări cristaline:

singonie hexagonală , grup spațial P63 / mmc, a = 0,316 nm, c = 1,229 nm, Z = 2;
sistem romboedric , grup spațial R 3m, a = 0,3164 nm, c = 1,839 nm, Z = 3.

În disulfura de molibden, fiecare atom de Mo (IV) este situat în centrul unei prisme trigonale și este înconjurat de șase atomi de sulf . Prisma trigonală este orientată astfel încât în cristal atomii de molibden să fie situați între două straturi de atomi de sulf [2] . Datorită forțelor slabe de interacțiune van der Waals dintre atomii de sulf din MoS2 , straturile pot aluneca cu ușurință unul împotriva celuilalt. Acest lucru are ca rezultat un efect de lubrifiere.

Disulfura de molibden este un diamagnet și un semiconductor [3] .

Obținerea

În natură, disulfura de molibden apare sub formă de mineral - molibdenit . De asemenea, este cunoscută forma naturală amorfă - jordisite ( în engleză jordisite ), care este mult mai puțin comună. Minereurile de molibdenită conțin întotdeauna o cantitate mare de impurități, astfel încât acestea sunt îmbogățite prin flotație , obținându-se la sfârșitul procesului MoS 2 relativ pur - principala materie primă pentru producția ulterioară de molibden [4] .

În practica de laborator, disulfura de molibden poate fi obținută direct din elementele:

{\mathsf {Mo+2S{\xrightarrow {600-700^{\circ }C}}MoS_{2)))

Interacțiunea molibdenului sau a dioxidului său cu hidrogenul sulfurat:

{\displaystyle {\mathsf {Mo+2H_{2}S{\xrightarrow {>800^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2))))

{\mathsf {MoO_{2}+2H_{2}S{\xrightarrow {400^{\circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}O}}

Proprietăți chimice

Disulfura de molibden nu se dizolvă în apă, nu reacționează cu acizi și alcalii diluați .

Când este încălzit fără acces la aer, MoS 2 se descompune în mai multe etape:

{\mathsf {MoS_{2}{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C))Mo_{2}S_{3}+S{\xrightarrow {\sim 1100^{\circ }C, \vacuum}}Lun+S}}}

Când este încălzită în aer, disulfura de molibden se oxidează:

{\mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}{\xrightarrow {400-600^{\circ }C))2MoO_{3}+4SO_{2)))

Aburul supraîncălzit interacționează și cu bisulfura de molibden:

{\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {500^{\circ }C}}MoO_{2}+2H_{2}S}}

Acizii concentrați neoxidanți descompun MoS 2 în dioxid:

{\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {~~}}MoO_{2}\downarrow +2S\downarrow +2SO_{2}+2H_{2}O} }

Acizii oxidanți concentrați, fierbinți, oxidează MoS2 la trioxid :

{\mathsf {MoS_{2}+18HNO_{3}{\xrightarrow {100^{\circ }C}}MoO_{3}\downarrow +18NO_{2}+2H_{2}SO_{4}+ 7H_{2}O}}

Hidrogenul reduce disulfura de molibden:

{\mathsf {MoS_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {800^{\circ }C}}Mo+2H_{2}S}}

Când disulfura de molibden este clorurată la temperaturi ridicate, se obține pentaclorură de molibden . :

{\displaystyle {\mathsf {2MoS_{2}+7Cl_{2}{\xrightarrow {t)}2MoCl_{5}+2S_{2}Cl_{2))))

Disulfura de molibden reacționează cu litiul pentru a forma compuși de intercalare:

{\mathsf {MoS_{2}+{\mathit {x}}Li{\xrightarrow {~~~}}Li_{\mathit {x}}MoS_{2}}}

Când reacţionează cu n-butil-litiu , se obţine un compus cu formula LiMoS 2 [4] .

Atunci când este fuzionat cu sulfuri de metale alcaline, formează tiosăruri :

{\displaystyle {\mathsf {MoS_{2}+Na_{2}S{\xrightarrow {~t~}}Na_{2}MoS_{3))))

Utilizați ca lubrifiant

MoS2 cu o dimensiune a particulei în intervalul 1-100 um este un lubrifiant uscat . Există puține alternative (inclusiv disulfura de wolfram ) care pot fi foarte lubrifiante și stabile până la temperaturi de 350 °C în medii oxidante, precum și în vid. Testele de MoS 2 folosind un tribometru la sarcini mici (0,1-2 N ) dau o valoare a coeficientului de frecare mai mică de 0,1 [5] [6] .

Disulfura de molibden este adesea o componentă a amestecurilor și a materialelor compozite cu frecare scăzută. Astfel de materiale sunt utilizate în componente critice, cum ar fi motoarele de avioane. Când este adăugat la plastic, MoS 2 formează un material compozit cu rezistență îmbunătățită și frecare redusă. Ca polimeri la care se adaugă MoS 2 se utilizează nailon , teflon și Vespel . Au fost dezvoltate acoperiri compozite auto-lubrifiante pentru structuri la temperaturi ridicate, constând din bisulfură de molibden și nitrură de titan folosind tehnologia CVD [7] .

Utilizări specifice

MoS 2 este adesea folosit ca lubrifiant în motoarele în doi timpi, cum ar fi motoarele de motociclete. De asemenea, este utilizat în îmbinările cu viteză constantă și în arborele cardanic .

De la războiul din Vietnam, disulfura de molibden a fost folosită pentru lubrifierea armelor. Acoperirea țevii cu un astfel de lubrifiant crește precizia tragerii [8] . În prezent, gloanțele sunt acoperite direct cu disulfură.

MoS 2 este utilizat în pompele turbomoleculare utilizate în obținerea de vid ultra-înalt cu o valoare a presiunii de până la 10 -9 Torr (la -226 la 399 ° C).

Lubrifiantul din MoS 2 este utilizat în lustruire pentru a preveni formarea depunerilor pe suprafața tratată [9] .

Sulfura de molibden (IV) este utilizată la fabricarea produselor ceramice, deoarece, adăugată la argile, îi poate conferi o culoare albastră sau roșie (în funcție de procent) în timpul arderii.

Utilizare în industria petrochimică

Disulfura de molibden sintetică este utilizată ca catalizator de desulfurare în rafinării, de exemplu, în hidrodesulfurare [10] . Eficiența catalizatorilor MoS 2 crește atunci când sunt dopați cu o cantitate mică de cobalt sau nichel , precum și cu amestecuri pe bază de alumină .

Utilizare în electronică

Disulfura de molibden este un semiconductor , deci poate fi folosită, în principiu, pentru a face diode, tranzistoare și alte electronice cu stare solidă. Dar bulk MoS 2 s-a dovedit, în ceea ce privește proprietățile sale, a fi un semiconductor destul de mediocru, inferior siliciului și altor substanțe utilizate pe scară largă. Pe de altă parte, filmele subțiri de MoS 2 cu o grosime de un atom au proprietăți radical diferite [11] .

„Filmele bidimensionale de disulfură de molibden” sunt considerate un material promițător pentru producerea de detectoare, redresoare și tranzistoare de înaltă frecvență [11] [12] . MoS 2 se încadrează în conformitate cu materialele bidimensionale binecunoscute precum grafenul și silicena .

Utilizare viitoare

Ca fotocatalizator

În combinație cu sulfura de cadmiu , disulfura de molibden crește viteza de producere a hidrogenului fotocatalitic [13] . Iar atunci când este amestecată cu dioxid de titan, se obține o masă de cerneală care absoarbe bine vaporii de apă în întuneric și se descompune la soare cu eliberarea de hidrogen și oxigen [14] .

Ca generator de curent de osmoză între apa dulce și cea sărată

Disulfura de molibden poate fi folosită pentru a crea membrane osmotice care permit trecerea moleculelor de o anumită dimensiune. [15] .

Vezi și

Note

↑ Cei mai importanți compuși ai molibdenului. (link indisponibil) . Consultat la 17 aprilie 2010. Arhivat din original pe 3 mai 2006. (nedefinit)
↑ Wells, A.F. Structural Anorganic Chemistry . - Oxford: Oxford University Press , 1984. - ISBN 0-19-855370-6 .
↑ W. Müller-Warmuth, R. Schöllhorn. Progres în cercetarea intercalării (neopr.) . - Springer, 1994. - P. 50. - ISBN 0792323572 . Arhivat pe 27 octombrie 2017 la Wayback Machine
↑ 1 2 Patnaik, Pradyot. Manual de compuși chimici anorganici (nedefinit) . - McGraw-Hill Education , 2003. - P. 587. - ISBN 0070494398 .
↑ G. L. Miessler și D. A. Tarr. Chimie anorganică, Ed. a III-a (nespecificată) . - Editura Pearson/Prentice Hall, 2004. - ISBN 0-13-035471-6 .
↑ Shriver, D.F.; Atkins, PW; Overton, T. L.; Rourke, JP; Weller, M.T.; Armstrong, F.A. Chimie anorganică (nespecificată) . New York: W. H. Freeman, 2006. - ISBN 0-7167-4878-9 .
↑ ORNL dezvoltă un strat auto-lubrifiant pentru piesele motorului (link nu este disponibil) . Arhivat din original pe 12 ianuarie 2010. (nedefinit)
↑ Butoaiele își păstrează precizia mai mult timp cu Diamond Line (link inaccesibil - istoric ) . Norma. (nedefinit)
↑ DOW CORNING Z moly-powder (link indisponibil - istoric ) . Dow Corning. (nedefinit) (link indisponibil)
↑ Topsøe, H.; Clausen, B.S.; Massoth, F.E. Cataliză de hidrotratare, știință și tehnologie . — Berlin: Springer-Verlag , 1996.
↑ 1 2 Tranzistoarele de molibden vor înlocui siliciul în afișajele LCD - oamenii de știință , RIA (21 august 2012). Arhivat din original pe 8 septembrie 2014. Preluat la 8 septembrie 2014.
↑ Andrei Vasilkov . Advanced Molybdenum Disulfide Electronics , Computerra (5 septembrie 2014). Arhivat din original pe 8 septembrie 2014. Preluat la 8 septembrie 2014.
↑ Cercetătorii CAS descoperă un fotocatalizator ieftin pentru producția de H2 (downlink) . Academia Chineză de Științe. Arhivat din original pe 19 iunie 2008. (nedefinit) (link indisponibil)
↑ Oamenii de știință vin cu o modalitate de a obține combustibil cu hidrogen din apă . Consultat la 16 iunie 2017. Arhivat din original pe 18 iunie 2017. (nedefinit)
↑ Cum să obțineți energie electrică din apă sărată obișnuită? . mecanică populară. Arhivat din original pe 21 august 2016. (nedefinit)