El sulfuro de plomo (II) (también escrito sulfuro ) es un compuesto inorgánico con la fórmula Pb S . La galena es el mineral principal 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 en usarse 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 hecho muchos esfuerzos para convertirlo. Un proceso importante implica la fundición del 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 .
Las nanopartículas y los puntos cuánticos que contienen sulfuro de plomo han sido ampliamente estudiados. [12] Tradicionalmente, estos materiales se producen combinando sales de plomo con una variedad de fuentes de sulfuro. [13] [14] En 2009, se examinaron las nanopartículas de PbS para su uso en células solares. [15]
El PbS fue uno de los primeros materiales utilizados para diodos eléctricos que podían detectar radiación electromagnética, incluida la luz infrarroja . [16] Como sensor infrarrojo, 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 de PbS se puede utilizar para medir la radiación de dos formas: midiendo la pequeña fotocorriente que causan los fotones cuando golpean el material de PbS, o midiendo el cambio en la resistencia eléctrica del material que causan los fotones. Medir el cambio de resistencia es el método más comúnmente 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). Solo los objetos muy calientes emiten radiación en estas longitudes de onda.
El enfriamiento de los elementos de PbS, por ejemplo, utilizando nitrógeno líquido o un sistema de elementos Peltier , cambia su rango de sensibilidad a 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 tan calientes como los detectables por sensores no refrigerados. (Otros compuestos utilizados para este propósito incluyen antimoniuro de indio (InSb) y telururo de mercurio-cadmio (HgCdTe), que tienen propiedades algo mejores para detectar las longitudes de onda IR más largas). La alta constante dieléctrica del PbS conduce a detectores relativamente lentos (en comparación con el silicio , el germanio , el InSb o el HgCdTe).
Las elevaciones superiores a 2,6 km (1,63 mi) del planeta Venus están recubiertas de una sustancia brillante. Aunque la composición de esta capa no es del todo segura, una teoría es que Venus " nieva " sulfuro de plomo cristalizado de forma similar a como la Tierra "nieva" agua congelada. Si este es el caso, sería la primera vez que se identifica la sustancia en un planeta extranjero. 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 es casi no tóxico, pero la pirólisis del material, como en la fundición, produce humos tóxicos peligrosos de plomo y óxidos de azufre. [18] El sulfuro de plomo es insoluble y un compuesto estable en el pH de la sangre, por lo que probablemente sea una de las formas menos tóxicas del plomo. [19] Existe 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.
