Сульфід кадмію

Сульфі́д ка́дмію — неорганічна сполука з хімічною формулою CdS.

За звичайних умов є твердою речовиною жовтого кольору. Зустрічається у природі у вигляді двох різних кристалічних структур, як от рідкісні мінерали гринокіт та хоуліїт, але є більш поширеним як домішка у подібно структурованих цинкових рудах (наприклад, у сфалериті та вюрциті), які є основними джерелами кадмію.

Сульфід кадмію не горить і не розчиняється у воді, натомість розчиняється у кислотах. У разі нагрівання на повітрі, має місце його розкладання з утворенням отруйних речовин — оксиду кадмію та діоксиду сірки.

Як речовина, яку легко виділити й очистити, сульфід кадмію є джерелом кадмію для всіх комерційних застосувань. Завдяки своєму яскравому жовтому кольору, сульфід кадмію почав використовуватися як пігмент для жовтої фарби «кадмій жовтий» ще у 19-му столітті (1840-х роках).^[1]

Отримання

Сульфід кадмію може бути отримано шляхом осадження із розчинних солей кадмію. Ця реакція використовується для гравіметричного аналізу й якісного неорганічного аналізу.

Cd²⁺ + Na₂S → CdS + 2Na⁺ (у водному розчині)

Виробництво пігменту, зазвичай, передбачає осадження CdS, промивку твердого осаду для видалення розчинних солей кадмію, з подальшим прожарюванням (випалюванням), щоб перетворити його на гексагональну форму, та наступним подрібненням для отримання порошку.^[2]

Обробка продукту впливає на поліморфну форму (отримання кубічної або гексагональної форми). Стверджується, що хімічні методи осадження, приводять до кубічної форми (подібної до цинкової обманки).

Інші способи охоплюють взаємодію сполук кадмію із сіркою:^[3]^[4]

2CdO + 3S → 2CdS + SO₂

2CdCO₃ + 3S → 2 CdS + 2CO₂ + SO₂

Застосування

Синтетичні пігменти кадмію на основі сульфіду кадмію цінуються за їхню хорошу стійкість до високих температур, світла та погодних умов, хімічну стійкість та високий ступінь непрозорості. Як пігмент, CdS відомий як кадмій жовтий. Станом на 1982 рік, вироблялося близько 2000 тонн жовтого пігменту щорічно, що становило близько 25 % від кадмію, обробленого на комерційній основі.

Також застосовується як барвник у пластику. З екологічних причин, промисловість виробляє нове покоління кадмієвих барвників для художніх фарб, які є надзвичайно хімічно стійкими.

Сульфід кадмію раніше використовувався у напівпровідниках, фоторезисторах або як люмінофори для кінескопів. На основі сульфіду кадмію, створюють наноструктуровані матеріали (квантові точки, нанодротини, нанотрубки тощо), тобто звичайні сполуки, синтезовані у штучно створених кордонах «обмеженої геометрії». Такі матеріали знаходять застосування у медицині та біології як люмінесцентні мітки. Також вони можуть використовуватися в оптоелектроніці, лазерах, світлодіодах, QD-LED дисплеях тощо, наприклад для створення тонких плівок у фотоелектроніці, зокрема у спосіб хімічного осадження з ванни (CBD).^[5]

Безпека

Сульфід кадмію токсичний, особливо він небезпечний при вдиханні у вигляді пилу, а сполуки кадмію загалом класифікуються як канцерогенні.^[6] Повідомлялося про проблеми біосумісності, коли CdS використовувався як барвник у татуюваннях.^[7]

Примітки

↑ Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, A. F. (2001). Inorganic chemistry (вид. 1st English ed). San Diego : Berlin ; New York: Academic Press ; De Gruyter. ISBN 978-0-12-352651-9. {{cite book}}: |edition= має зайвий текст (довідка)
↑ The Chemical Analysis of Steel-Works' Materials. Nature. 107 (2702): 741—742. 1921–08. doi:10.1038/107741a0. ISSN 0028-0836.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з неправильним форматом в діапазонах дат (посилання)
↑ Smith, Hugh M. (21 грудня 2001). Toxicology and Ecotoxicology Issues with High Performance Pigments. High Performance Pigments: 411—417. doi:10.1002/3527600493.ch24.
↑ Wanrooij, P. H. P.; Agarwal, U. S.; Meuldijk, J.; Kasteren, J. M. N. van; Lemstra, P. J. (12 січня 2006). Extraction of CdS pigment from waste polyethylene. Journal of Applied Polymer Science. 100 (2): 1024—1031. doi:10.1002/app.22962. ISSN 0021-8995.
↑ Wayback Machine (PDF). archer.chnu.edu.ua. Архів (PDF) оригіналу за 20 березня 2022. Процитовано 11 липня 2025.
↑ CDC - CADMIUM SULFIDE - International Chemical Safety Cards - NIOSH. www.cdc.gov (амер.). Архів оригіналу за 26 червня 2018. Процитовано 11 липня 2025.
↑ Bjornberg, Alf (1 вересня 1963). Reactions to Light in Yellow Tattoos From Cadmium Sulfide. Archives of Dermatology (англ.). 88 (3): 267. doi:10.1001/archderm.1963.01590210025003. ISSN 0003-987X.

Це незавершена стаття про неорганічну сполуку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

[1] Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, A. F. (2001). Inorganic chemistry (вид. 1st English ed). San Diego : Berlin ; New York: Academic Press ; De Gruyter. ISBN 978-0-12-352651-9. {{cite book}}: |edition= має зайвий текст (довідка)

[2] The Chemical Analysis of Steel-Works' Materials. Nature. 107 (2702): 741—742. 1921–08. doi:10.1038/107741a0. ISSN 0028-0836.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з неправильним форматом в діапазонах дат (посилання)

[3] Smith, Hugh M. (21 грудня 2001). Toxicology and Ecotoxicology Issues with High Performance Pigments. High Performance Pigments: 411—417. doi:10.1002/3527600493.ch24.

[4] Wanrooij, P. H. P.; Agarwal, U. S.; Meuldijk, J.; Kasteren, J. M. N. van; Lemstra, P. J. (12 січня 2006). Extraction of CdS pigment from waste polyethylene. Journal of Applied Polymer Science. 100 (2): 1024—1031. doi:10.1002/app.22962. ISSN 0021-8995.

[5] Wayback Machine (PDF). archer.chnu.edu.ua. Архів (PDF) оригіналу за 20 березня 2022. Процитовано 11 липня 2025.

[6] CDC - CADMIUM SULFIDE - International Chemical Safety Cards - NIOSH. www.cdc.gov (амер.). Архів оригіналу за 26 червня 2018. Процитовано 11 липня 2025.

[7] Bjornberg, Alf (1 вересня 1963). Reactions to Light in Yellow Tattoos From Cadmium Sulfide. Archives of Dermatology (англ.). 88 (3): 267. doi:10.1001/archderm.1963.01590210025003. ISSN 0003-987X.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]