Sulfuro de molibdeno (IV)
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|---|---|
| General | |
Nombre sistemático |
sulfuro de molibdeno(IV) |
| nombres tradicionales | disulfuro de molibdeno, disulfuro de molibdeno |
| química fórmula | MoS 2 |
| Propiedades físicas | |
| Estado | cristal negro, mineral, piedra |
| Masa molar | 160,07 g/ mol |
| Densidad | 4,68 ÷ 5,06 g/cm³ |
| Propiedades termales | |
| La temperatura | |
| • fusión | (dec.) 1185 °C, 2100 [1] |
| Propiedades químicas | |
| Solubilidad | |
| • en agua | prácticamente insoluble |
| Estructura | |
| Geometría de coordinación | prismático trigonal (Mo 4+ ), piramidal (S 2− ) |
| Estructura cristalina | hexagonal, hP6 , grupo espacial P6 3 /mmc, nº 194 |
| Clasificación | |
| registro número CAS | 1317-33-5 |
| PubChem | 14823 |
| registro Número EINECS | 215-263-9 |
| SONRISAS | S=[Meses]=S |
| InChI | InChI=1S/Mo.2SCWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N |
| RTECS | QA4697000 |
| CHEBI | 30704 |
| ChemSpider | 14138 |
| Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |
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El sulfuro de molibdeno (IV) ( disulfuro de molibdeno ) es un compuesto químico binario inorgánico de molibdeno tetravalente con azufre divalente . fórmula química .
Propiedades físicas
El disulfuro de molibdeno (IV) es un polvo cristalino pesado gris azulado o negro verdoso, grasoso al tacto (como el grafito ), dureza 1-1.5 en la escala de Mohs (deja una marca gris verdosa en el papel, en contraste con el negro rastro de grafito barato).
El disulfuro de molibdeno existe en dos modificaciones cristalinas:
- singonía hexagonal , grupo espacial P 6 3 /mmc, a = 0,316 nm, c = 1,229 nm, Z = 2;
- sistema romboédrico , grupo espacial R 3m, a = 0,3164 nm, c = 1,839 nm, Z = 3.
En el disulfuro de molibdeno, cada átomo de Mo (IV) está ubicado en el centro de un prisma trigonal y está rodeado por seis átomos de azufre . El prisma trigonal está orientado de manera que en el cristal los átomos de molibdeno se ubican entre dos capas de átomos de azufre [2] . Debido a las débiles fuerzas de interacción de van der Waals entre los átomos de azufre en MoS 2 , las capas pueden deslizarse fácilmente entre sí. Esto resulta en un efecto lubricante.
El disulfuro de molibdeno es un diamagneto y un semiconductor [3] .
Conseguir
En la naturaleza, el disulfuro de molibdeno se presenta en forma de un mineral: molibdenita . También se conoce la forma amorfa natural: jordisita ( jordisita en inglés ), que es mucho menos común. Los minerales de molibdenita siempre contienen una gran cantidad de impurezas, por lo que se enriquecen mediante flotación , obteniendo al final del proceso MoS 2 relativamente puro , la principal materia prima para la producción posterior de molibdeno [4] .
En la práctica de laboratorio, el disulfuro de molibdeno se puede obtener directamente de los elementos:
Interacción de molibdeno o su dióxido con sulfuro de hidrógeno:
Propiedades químicas
El disulfuro de molibdeno no se disuelve en agua, no reacciona con ácidos y álcalis diluidos .
Cuando se calienta sin acceso al aire, MoS 2 se descompone en varias etapas:
Cuando se calienta en el aire, el disulfuro de molibdeno se oxida:
El vapor sobrecalentado también interactúa con el disulfuro de molibdeno:
Los ácidos no oxidantes concentrados descomponen el MoS 2 en dióxido:
Los ácidos oxidantes calientes concentrados oxidan MoS 2 a trióxido:
El hidrógeno reduce el disulfuro de molibdeno:
Cuando el disulfuro de molibdeno se clora a temperaturas elevadas, se obtiene pentacloruro de molibdeno . :
El disulfuro de molibdeno reacciona con el litio para formar compuestos de intercalación:
Cuando se hace reaccionar con n-butillitio , se obtiene un compuesto con la fórmula LiMoS 2 [4] .
Cuando se fusiona con sulfuros de metales alcalinos, forma tiosales :
Utilizar como lubricante
MoS 2 con un tamaño de partícula en el rango de 1-100 µm es un lubricante seco. Existen pocas alternativas (incluido el disulfuro de tungsteno ) que puedan ser altamente lubricantes y estables hasta temperaturas de 350 °C en ambientes oxidantes y en vacío. Las pruebas de MoS 2 utilizando un tribómetro con cargas bajas (0,1-2 N ) dan un valor de coeficiente de fricción de menos de 0,1 [5] [6] .
El disulfuro de molibdeno suele ser un componente de mezclas y materiales compuestos de baja fricción. Dichos materiales se utilizan en componentes críticos como los motores de aeronaves. Cuando se agrega al plástico, MoS 2 forma un material compuesto con resistencia mejorada y fricción reducida. Como polímeros se utilizan nailon , teflón y vespel a los que se les añade MoS2 . Se desarrollaron recubrimientos compuestos autolubricantes para estructuras de alta temperatura, que consisten en disulfuro de molibdeno y nitruro de titanio utilizando tecnología CVD [7] .
Usos específicos
MoS 2 se usa a menudo como lubricante en motores de dos tiempos , como motores de motocicletas. También se utiliza en juntas de velocidad constante y en el eje cardán .
Desde la Guerra de Vietnam, el bisulfuro de molibdeno se ha utilizado para lubricar armas. Recubrir el cañón con dicho lubricante aumenta la precisión del disparo [8] . Actualmente, las balas están recubiertas directamente con disulfuro.
MoS 2 se utiliza en bombas turbomoleculares utilizadas en la obtención de vacío ultraalto con un valor de presión de hasta 10 -9 Torr (de -226 a 399 °C).
El lubricante de MoS 2 se utiliza en el bruñido para evitar la formación de acumulaciones en la superficie tratada [9] .
El sulfuro de molibdeno (IV) se utiliza en la fabricación de productos cerámicos, ya que, cuando se añade a las arcillas, puede darles un color azul o rojo (según el porcentaje) durante la cocción.
Uso en la industria petroquímica
El disulfuro de molibdeno sintético se utiliza como catalizador de desulfuración en las refinerías, por ejemplo, en la hidrodesulfuración [10] . La eficiencia de los catalizadores de MoS 2 aumenta cuando se dopan con una pequeña cantidad de cobalto o níquel , así como con mezclas a base de alúmina .
Uso en electrónica
El disulfuro de molibdeno es un semiconductor , por lo que, en principio, puede usarse para fabricar diodos, transistores y otros dispositivos electrónicos de estado sólido. Pero el MoS 2 a granel resultó, en términos de sus propiedades, ser un semiconductor bastante mediocre, inferior al silicio y otras sustancias ampliamente utilizadas. Por otro lado, las películas delgadas de MoS 2 con un espesor de un átomo tienen propiedades radicalmente diferentes [11] .
Las "películas bidimensionales de disulfuro de molibdeno" se consideran un material prometedor para la producción de detectores de alta frecuencia, rectificadores y transistores [11] [12] . MoS 2 coincide con materiales bidimensionales tan conocidos como el grafeno y el siliceno .
Uso futuro
Como fotocatalizador
En combinación con el sulfuro de cadmio , el disulfuro de molibdeno aumenta la tasa de producción de hidrógeno fotocatalítico [13] . Y cuando se mezcla con dióxido de titanio, se obtiene una masa de tinta que absorbe bien el vapor de agua en la oscuridad y se descompone al sol con la liberación de hidrógeno y oxígeno [14] .
Como generador de corriente de ósmosis entre agua dulce y salada
El disulfuro de molibdeno se puede utilizar para crear membranas osmóticas que permitan el paso de moléculas de cierto tamaño. [15] .
Véase también
Notas
- ↑ Los compuestos más importantes del molibdeno. (enlace no disponible) . Consultado el 17 de abril de 2010. Archivado desde el original el 3 de mayo de 2006.
- ↑ Wells, A.F. Química inorgánica estructural . - Oxford: Oxford University Press , 1984. - ISBN 0-19-855370-6 .
- ↑ W. Müller-Warmuth, R. Schöllhorn. Avances en la investigación de la intercalación (neopr.) . - Springer, 1994. - Pág. 50. - ISBN 0792323572 . Archivado el 27 de octubre de 2017 en Wayback Machine .
- ↑ 1 2 Patnaik, Pradyot. Manual de Compuestos Químicos Inorgánicos (indefinido) . - McGraw-Hill Education , 2003. - P. 587. - ISBN 0070494398 .
- ↑ G. L. Miessler y D. A. Tarr. Química inorgánica, 3.ª edición (sin especificar) . - Editorial Pearson/Prentice Hall, 2004. - ISBN 0-13-035471-6 .
- ↑ Shriver, DF; Atkins, PW; Overton, TL; Rourke, JP; Weller, MT; Armstrong, F.A. Química inorgánica (sin especificar) . Nueva York: WH Freeman, 2006. - ISBN 0-7167-4878-9 .
- ↑ ORNL desarrolla revestimiento autolubricante para piezas de motor (enlace no disponible) . Archivado desde el original el 12 de enero de 2010.
- ↑ Los barriles retienen la precisión por más tiempo con Diamond Line (enlace inaccesible - historial ) . Norma.
- ↑ Polvo de molibdeno Z de DOW CORNING (enlace no disponible - historial ) . Dow Corning. (enlace no disponible)
- ↑ Topsøe, H.; Clausen, BS; Massoth, F.E. Catálisis de hidrotratamiento, ciencia y tecnología . — Berlín: Springer-Verlag , 1996.
- ↑ 1 2 Los transistores de molibdeno reemplazarán al silicio en las pantallas LCD: científicos , RIA (21 de agosto de 2012). Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2014. Consultado el 8 de septiembre de 2014.
- ↑ Andréi Vasilkov . Electrónica avanzada de disulfuro de molibdeno , Computerra (5 de septiembre de 2014). Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2014. Consultado el 8 de septiembre de 2014.
- ↑ Los investigadores de CAS descubren un fotocatalizador de bajo costo para la producción de H2 (enlace descendente) . Academia china de ciencias. Archivado desde el original el 19 de junio de 2008. (enlace no disponible)
- ↑ Los científicos encuentran una forma de obtener combustible de hidrógeno del agua . Consultado el 16 de junio de 2017. Archivado desde el original el 18 de junio de 2017.
- ↑ ¿Cómo obtener electricidad del agua salada ordinaria? . mecánica popular. Archivado desde el original el 21 de agosto de 2016.
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