كبريتيد الكادميوم – CdS

في الحقيقة تتم عملية إنتاج وتصنيع مركب كبريتيد الكادميوم الذي يعد أحد مركبات الكادميوم، بشكل عام من خلال عملية معالجة محلول الكادميوم بمادة كبريتيد تكون قابلة للذوبان، وهو عبارة عن صبغة صفراء زاهية تُعرف باسم أصفر الكادميوم، والتي تستخدم في الدهانات عالية الجودة وأصباغ الفنانين بسبب ثبات اللون ومقاومته للكبريت والأكسدة.

كبريتيد الكادميوم

• إن مركب كبريتيد الكادميوم عبارة عن مركب كيميائي يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (CdS)، وهو عبارة عن مادة ذو لون أصفر، وهو يعد شبه موصل للكهرباء، كما وأنه موجود على شكل نوعين مختلفين من الأشكال المختلفة، وهما سداسية غرينوكيت وسداسية ومكعب هاولييت.

• غرينلوكيت (Greenockite) هو عبارة عن بلورة سداسية الشكل مائلة للصفرة، ويعرف بإنه معدن نادر وهو الخام الحقيقي الوحيد للكادميوم، كما وأنه معدن مرغوب فيه كثيرًا بسبب لونه الجميل وعاداته الكريستالية، كما وأن لديها نفس هيكل وورتزيت كبريتيد الحديدالزنك.

• يتكون هيكل (Greenockite) من مركب (SCd4) رباعي السطوح، وهي مكدسة في هيكل متعدد الطبقات مع كل طبقة أخرى متماثلة تمامًا في تسلسل سداسي (AB AB AB)، حيث تتكون بلورات جرينوكيت عادة من ستة أهرامات جانبية، وفي ذلك فإنه من الممكن أن تتم رؤية الطابع نصف الشكل بسهولة؛ لأن الجزء العلوي من البلورة هو النقطة والقاع منها هو قاعدتها.

• هاولييت (hawleyite) المكعب، وهو متعدد الأشكال من مركب كبريتيد الكادميوم، وهو عبارة عن معدن كبريتيد نادر في مجموعة السفاليريت، ثنائي الشكل ويمكن الخلط بينه وبين جرينوكيت (المذكور أعلاه)، كيميائيًا هو كبريتيد الكادميوم، ويحدث كطلاء أصفر لامع على سفاليريت أو سيدريت في أكواب ترسبه المياه النيزكية، لقد تم اكتشافه في عام 1955 ميلادي في منجم هيكتور كالوميت، منطقة كينو جالينا هيل، إقليم يوكون وسمي تكريما لعالم المعادن جيمس إدوين هاولي، الأستاذ في جامعة كوينز في أونتاريو، كندا.

إنتاج وتحضير وتفاعلات مركب كبريتيد الكادميوم

• من الممكن أن يتم إنتاج مركب كبريتيد الكادميوم من خلال القيام بعملية الترسيب من أملاح الكادميوم (II) التي تكون قابلة للذوبان مع أيون الكبريتيد، ولقد تم استخدام هذا التفاعل من أجل تحليل الجاذبية والتحليل النوعي غير العضوي، علما أن المسار التحضيري والمعالجة التي تليها للمنتج يؤثر على الشكل الذي يتم إنتاجه، أي شكل مكعب مقابل الشكل السداسي، كما أنه قد تم التأكيد على أن طرق الترسيب الكيميائي ينتج عنها شكل زنك بلند مكعب.

• عادة ما تتضمن عمليات إنتاج وتصنيع الصباغ ترسيب الكادميوم ثم يتم غسل الراسب الصلب من أجل إزالة أملاح الكادميوم القابلة للذوبان، ثم بعد ذلك تتم عملية التحميص من أجل أن يتم تحويلها إلى الشكل السداسي متبوعًا بالطحن لإنتاج مسحوق، وعندما تكون مركبات سيلينيدات كبريتيد الكادميوم مطلوبة، فإنه يتم ترسيب مركب (CdSe) مع مركب (CdS) ثم بعد ذلك يتم إنشاء مركب سلفوسلينيد الكادميوم أثناء مرحلة التكليس، علما أنه قد يرتبط مركب كبريتيد الكادميوم أحيانًا بالكبريتات من أجل التقليل من البكتيريا.

• من الممكن أن تتم إذابة مركب كبريتيد الكادميوم في الأحماض، كما في المعادلة التالة:

CdS + 2 HCl → CdCl2 + H2S

• عندما يتم تشعيع محاليل الكبريتيد المحتوية على جزيئات (CdS) المشتتة بالضوء، يتولد غاز الهيدروجين:

H2S → H2 + S

ΔHf = +9.4 كيلو كالوري لكل مول

خصائص مركب كبريتيد الكادميوم

بعض الخصائص الأساسية لكبريتيد الكادميوم مذكورة أدناه:

التطبيقات الرئيسية لمركب كبريتيد الكادميوم

التطبيقات الرئيسية لكبريتيد الكادميوم هي كصبغة، ويستخدم كبريتيد الكادميوم أيضًا في إنتاج الخلايا الشمسية، حيث يتم استخدامه كطبقة عازلة في تصنيع الخلايا الشمسية (CIGS)، (النحاس، الإنديوم، الغاليوم، سيلينايد)، ومع زيادة الاهتمام بالخلايا الشمسية وامتصاصها فإنه من الممكن أيضًا زيادة هذا التطبيق لكبريتيد الكادميوم.

أما بالنسبة للاستخدامات الأخرى لمركب كبريتيد الكادميوم فهي كمقاومات ضوئية تعتمد على الضوء لأجهزة استشعار الضوء، تستخدم في ترسيب الحمام الكيميائي، وفي اتفاقية التنوع البيولوجي، كما ويتم استعمالها في تقنيات جل سول (MOCVD)، وتستعمل أيضا في عمليات الترسيب الكهروكيميائي، وفي رش سلائف ملح الكادميوم ومركب الكبريت والمنشطات بالإضافة إلى استخدامها في طباعة الشاشة باستخدام ملاط ​​يحتوي على أقراص مدمجة متفرقة.

مستقبل مركب كبريتيد الكادميوم

في حين أن الاستعمال الأساسي لمركب كبريتيد الكادميوم كان بمثابة صبغة، فمن المعقول أن نتوقع أن يبدأ سوق الخلايا الشمسية في استهلاك المزيد من مركب كبريتيد الكادميوم في المستقبل، حيث أصبحت التكنولوجيا مقبولة على نطاق واسع وبأسعار معقولة.