El sulfuro de plomo (II) ( también escrito como sulfuro ) es un compuesto inorgánico con la fórmula Pb S. La galena es el principal mineral y el compuesto más importante del plomo . Es un material semiconductor con usos específicos.
La adición de sulfuro de hidrógeno o sales de sulfuro a una solución que contiene una sal de plomo, como PbCl 2 , produce un precipitado negro de sulfuro de plomo.
Esta reacción se utiliza en análisis inorgánicos cualitativos . La presencia de sulfuro de hidrógeno o iones de sulfuro se puede comprobar utilizando "papel de acetato de plomo".
Al igual que los materiales relacionados PbSe y PbTe , el PbS es un semiconductor . [9] De hecho, el sulfuro de plomo fue uno de los primeros materiales que se utilizaron como semiconductor. [10] El sulfuro de plomo cristaliza en el motivo de cloruro de sodio , a diferencia de muchos otros semiconductores IV-VI .
Dado que el PbS es el principal mineral de plomo, se han centrado muchos esfuerzos en su conversión. Un proceso importante implica la fundición de PbS seguida de la reducción del óxido resultante . Las ecuaciones idealizadas para estos dos pasos son: [11]
El dióxido de azufre se convierte en ácido sulfúrico .
Se han estudiado bien las nanopartículas que contienen sulfuro de plomo y los puntos cuánticos . [12] Tradicionalmente, estos materiales se producen combinando sales de plomo con una variedad de fuentes de sulfuro. [13] [14] En 2009, se examinó el uso de nanopartículas de PbS en células solares. [15]
PbS fue uno de los primeros materiales utilizados para diodos eléctricos que podían detectar radiación electromagnética, incluida la luz infrarroja . [16] Como sensor de infrarrojos, el PbS detecta directamente la luz, a diferencia de los detectores térmicos, que responden a un cambio en la temperatura del elemento detector causado por la radiación. Un elemento PbS se puede utilizar para medir la radiación de dos maneras: midiendo la pequeña fotocorriente que provocan los fotones cuando golpean el material PbS, o midiendo el cambio en la resistencia eléctrica del material que causan los fotones. Medir el cambio de resistencia es el método más utilizado. A temperatura ambiente , el PbS es sensible a la radiación en longitudes de onda entre aproximadamente 1 y 2,5 μm . Este rango corresponde a las longitudes de onda más cortas en la porción infrarroja del espectro , el llamado infrarrojo de longitud de onda corta (SWIR). Sólo los objetos muy calientes emiten radiación en estas longitudes de onda.
El enfriamiento de los elementos de PbS, por ejemplo con nitrógeno líquido o un sistema de elementos Peltier , desplaza su rango de sensibilidad entre aproximadamente 2 y 4 μm . Los objetos que emiten radiación en estas longitudes de onda todavía tienen que estar bastante calientes (varios cientos de grados Celsius ), pero no tanto como los detectables por sensores no refrigerados. (Otros compuestos utilizados para este propósito incluyen el antimonuro de indio (InSb) y el telururo de mercurio-cadmio (HgCdTe), que tienen propiedades algo mejores para detectar longitudes de onda IR más largas). La alta constante dieléctrica del PbS conduce a detectores relativamente lentos (en comparación con los del silicio). , germanio , InSb o HgCdTe).
Las elevaciones superiores a 2,6 km (1,63 millas) en el planeta Venus están recubiertas de una sustancia brillante. Aunque la composición de esta capa no es del todo segura, una teoría es que Venus " nieve " cristalizó sulfuro de plomo de la misma manera que la Tierra nieva agua congelada. De ser así, sería la primera vez que se identifica la sustancia en un planeta extraño. Otros candidatos menos probables para la "nieve" de Venus son el sulfuro de bismuto y el telurio . [17]
El sulfuro de plomo (II) es tan insoluble que casi no es tóxico, pero la pirólisis del material, como en la fundición, produce peligrosos vapores tóxicos de plomo y óxidos de azufre. [18] El sulfuro de plomo es un compuesto insoluble y estable en el pH de la sangre, por lo que probablemente sea una de las formas menos tóxicas de plomo. [19] Se produce un gran riesgo de seguridad en la síntesis de PbS utilizando carboxilatos de plomo, ya que son particularmente solubles y pueden causar condiciones fisiológicas negativas.
