Siarczek magnezu: właściwości, zastosowania i wzór chemiczny

Siarczek magnezu, wszechstronny związek o wzorze MgS, odgrywa istotną rolę w różnych gałęziach przemysłu i zastosowaniach. Ten biały krystaliczny materiał często występuje w postaci zanieczyszczonego brązowego proszku i wykazuje właściwości, które przyczyniają się do jego szerokiego zakresu zastosowań – od optoelektroniki po procesy stalownicze.

Dołącz do nas, gdy zagłębiamy się w fascynujący świat siarczku magnezu i odkrywamy jego unikalne właściwości, znaczenie w różnych sektorach oraz potencjalne korzyści czekające na dalszą eksplorację.

Na wynos

• Siarczek magnezu to A wszechstronny i ważny związek stosowane w różnych gałęziach przemysłu, od produkcji półprzewodników po hutnictwo i produkcję fajerwerków.
• Ma potencjalne korzyści dla zdrowia skóry, gojenia się ran i walki z infekcjami bakteryjnymi właściwości przeciwdrobnoustrojowe.
• Siarczek magnezu może być pozyskiwane ze złóż naturalnych lub produkowane przemysłowo różnymi metodami, takimi jak elektroliza chlorku magnezu lub termiczna redukcja tlenku magnezu. Aby zapewnić wysoki poziom czystości, wymagane są procesy oczyszczania.
• Należy zachować ostrożność podczas obchodzenia się z siarczkiem magnezu ze względu na potencjalne ryzyko, takie jak podrażnienie oczu lub korozja.

Co to jest siarczek magnezu

Siarczek magnezu jest związkiem nieorganicznym, który ma wzór chemiczny MgS i jest białym krystalicznym materiałem, ale często pojawia się jako nieczysta postać w brązowym, niekrystalicznym proszku.

Właściwości chemiczne i fizyczne

Siarczek magnezu, często reprezentowany wzorem chemicznym MgS, jest związkiem nieorganicznym składającym się z magnezu i siarki. Ten związek jonowy wykazuje właściwości podobne do innych jonowych siarczków, takich jak sód, bar czy wapń.

Biorąc pod uwagę jego umiarkowaną rozpuszczalność w wodzie i kwasach, siarczek magnezu ma szereg praktycznych zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. Na przykład służy jako wygodne źródło magnezu, które można stosować w sposób zgodny z innymi związkami siarczanowymi.

Nazwa MgS IUPAC

Połączenia NAZWA IUPAC (Międzynarodowe Zrzeszenie Chemii Czystej i Stosowanej) MgS to siarczek magnezu sulfanylidenomagnez.

Wzór chemiczny MgS

Wzór chemiczny siarczku magnezu MgS.

Numer CAS MgS

Siarczek magnezu Numer rejestru CAS (autentyczny identyfikator numeryczny, który może zawierać do 10 cyfr)12032-36-9.

Identyfikator MgS ChemSpider

Siarczek magnezu ma Identyfikator ChemSpider (ChemSpider to bezpłatna baza danych struktur chemicznych) 8305407.

Klasyfikacja chemiczna MgS

Siarczek magnezu jest chemicznie sklasyfikowany jako;

• Nazwa chemiczna siarczku magnezu to Niningeryt.
• MgS to związek nieorganiczny powstały w wyniku reakcji siarki i magnezu.
• Siarczek magnezu jest kwasem Lewisa.
• Siarczek magnezu jest siarczkiem nieorganicznym.

masa molowa MgS

Masa molowa siarczku magnezu wynosi 56.38 g/mol. Masę molową można oszacować na podstawie sumy mas molowych jonów obecnych w cząsteczce. Zatem masy molowe Mg i S wynoszą 24.305u i 32.025u. Zatem masa molowa MgS wynosi (24.305+32.025) = 56.3 g/mol.

Kolor MgS

Siarczek magnezu jest białą krystaliczną substancją, która zwykle wygląda na nieczystą i brązową.

Lepkość MgS

Siarczek magnezu ma lepkość 26.7 centypuazów przy 200. Lepkość można scharakteryzować jako opór przepływu cieczy.

Gęstość molowa MgS

Gęstość molowa MgS wynosi 0.0475mol/cm³. Możemy obliczyć gęstość molową, dzieląc masę molową przez gęstość. Gęstość i masa molowa MgS wynoszą 2.68 g/cm³ i 56u.Dlatego gęstość molowa MgS wynosi 38/2.68=56.38mol/cm³.

Temperatura topnienia MgS

Siarczek magnezu ma najwyższą temperaturę topnienia 20000 XNUMX C. Ta najwyższa temperatura topnienia wynika z krystalicznej struktury MgS. Tak silne siły wiążące występują między atomami.

Temperatura wrzenia MgS

Temperatura wrzenia nie dotyczy siarczku magnezu.

Stan MgS w temperaturze pokojowej

W temperaturze pokojowej siarczek magnezu jest stały ze względu na wysoką temperaturę topnienia.

wiązanie jonowe MgS

Związek MgS ma charakter jonowy. Jony magnezu oddają swoje dwa elektrony atomowi siarczku, tworząc wiązanie jonowe.

Promień jonów MgS

W MgS promień jonowy magnezu i siarki wynosi 66pm i 184pm.

Konfiguracje elektronów MgS

Reprezentacja pokazuje układ elektronów w orbitale atomowe, znany jako konfiguracja elektroniczna. Zobaczmy elektroniczną konfigurację MgS;

Konfiguracja elektronowa Mg i S w MgS to [Ne]3s2 i [Ne]3s2 3p4. Jon magnezu ma tylko dwa elektrony walencyjne, a atom siarki ma sześć elektronów walencyjnych na swoim najbardziej zewnętrznym orbicie. Tak więc jon Mg zawiera 2 elektrony wiążące, a jon siarczkowy ma 3 wolne pary elektronów i dwa elektrony wiążące.  

Stopień utlenienia MgS

Stan utlenienia magnezu w MgS wynosi +2, ponieważ oddaje on dwa elektrony do jonu siarczkowego i otrzymuje ładunek dodatni. Jednocześnie stopień utlenienia siarki w MgS wynosi -2, ponieważ otrzymuje ona dwa elektrony z jonu magnezu i ładunek ujemny.

Kwasowość/zasada MgS

MgS jest lekko kwaśny, ponieważ jest rozpuszczalny w wodzie i może reagować z kwasami, takimi jak HCl. Ta reaktywność wynika z tego, że jon siarczkowy ciągnie jon magnezu w celu uzyskania elektronów. Tak więc MgS może przyjmować elektrony ze względu na jego elektrododatni

Charakterystyki elektryczne i optyczne

Siarczek magnezu ma unikalne właściwości elektryczne i optyczne, które czynią go użytecznym w różnych zastosowaniach. 

• Jako związek jonowy, MgS wykazuje wysoką przewodność elektryczną po stopieniu lub rozpuszczeniu w wodzie. Ma również energia szerokiego pasma wzbronionego około 6 eV, co oznacza, że ​​może absorbować światło o krótkich falach, takie jak promieniowanie ultrafioletowe.
• Siarczek magnezu ma również interesujące właściwości optyczne. Pod wpływem światła, to emituje niebiesko-zieloną luminescencję z uwagi na obecność luk siarkowych w strukturze krystalicznej które tworzą „stany defektu„. Te stany defektu wychwytują wzbudzone elektrony, powodując, że uwalniają nadmiar energii w postaci fotonów o charakterystycznym zakresie długości fal.

Czy MgS jest bezwonny?

Zapach MgS jest jak zgniłe jajko, które jest bardzo drażniące.

Czy MgS jest paramagnetykiem?

Magnetyzm para jest właściwością wykazywaną przez związki z niesparowanymi elektronami w ich powłoce walencyjnej. Zobaczmy, czy MgS jest paramagnetyczny, czy nie.

Siarczek magnezu nie jest paramagnetyczny związek, ponieważ nie zawiera żadnych niesparowanych elektronów na swoim zewnętrznym orbicie.

Hydraty MgS

MgS nie występuje w postaci hydratu ze względu na wysoką temperaturę topnienia, ale może reagować z wodą, tworząc siarkowodór i wodorotlenek magnezu.

Struktura krystaliczna MgS

Siarczek magnezu ma sześcienną strukturę krystaliczną o sześciennych parametrach sieci. Grupa punktowa kryształu siarczku magnezu jest sześciokątna, ma wymiary a=b=c= 5.23 Å i α=β=ɣ= 90.000, a objętość wynosi 142.97 ų.     

Struktura MgS Lewisa

Polaryzacja i przewodność MgS

• MgS jest polarną cząsteczką kowalencyjną, ponieważ różnica elektroujemności między magnezem a siarką jest mniejsza niż 1.8.
• MgS przewodzi prąd, ale może starannie przygotować swoją przewodność elektroniczną, aby uniknąć zarażenia w temperaturze od 973 do 1223 K.

Reakcja MgS z kwasem

MgS może ulegać reakcji z wieloma kwasami, takimi jak kwas solny, kwas azotowy i kwas fosforowy, w celu wytworzenia najbardziej groźnego gazowego siarkowodoru.

3MgS + 2H₃PO₄ = mg₃(PO4)₂ + 3H₂S

MgS + 2HCl = MgCl₂ + H₂S

MgS + 2HNO₃ = Mg (NIE₃)₂ + H₂S

Reakcja MgS z zasadą

MgS może reagować z zasadami, takimi jak NaOH, tworząc wodorotlenek magnezu i siarczek sodu.

MgS + 2NaOH → H₂MgO₂ + Nie₂S

Reakcja MgS z tlenkiem

MgS może reagować z wieloma tlenkami, tworząc tlenek magnezu. Na przykład MgS reaguje z tlenkiem sodu, tworząc siarczek sodu i tlenek magnezu.

MgS + Na₂O = Nie₂S + MgO

Reakcja MgS z metalem

Jeden mol wodnego siarczku magnezu reaguje ze stałą miedzią, tworząc jeden mol stałego kowelitu i jeden mol stałego magnezu.

MgS(aq) + Cu(s) = CuS(s) + Mg(s)

Przemysłowe metody produkcji

Przemysłowa produkcja siarczku magnezu obejmuje różne metody, które zaspokajają określone wymagania i zastosowania. Metody te obejmują:

1. Elektroliza chlorku magnezu: Proces ten polega na oddzieleniu magnezu od jego chlorku poprzez przepuszczenie prądu elektrycznego przez stopioną mieszaninę.
2. Redukcja termiczna tlenku magnezu w procesie Pidgeon: W tej metodzie tlenek magnezu jest redukowany za pomocą krzemu w celu wytworzenia magnezu i dwutlenku krzemu.
3. Połączenie siarki z magnezem: Mieszanie siarki i magnezu w wysokich temperaturach pozwala na bezpośrednie tworzenie się siarczku magnezu.
4. Reakcja siarkowodoru z magnezem: W tej technice gazowy siarkowodór reaguje ze stałym lub stopionym magnezem, co prowadzi do syntezy siarczku magnezu.

Te procesy produkcyjne zapewniają dostępność siarczku magnezu w różnych postaciach i stopniach czystości wszechstronne zastosowania w różnych gałęziach przemysłu.

Formy I Kolory Siarczku Magnezu

siarczek magnezu, ok związek nieorganiczny często pojawia się jako proszek o barwie białej do czerwonobrązowej. Substancję tę często można znaleźć w nieczystej postaci, która ma brązowy kolor.

Na przykład, gdy siarczek magnezu wejdzie w kontakt z wilgocią lub zareaguje z tlenem, jego wygląd może ulec zmianie. Co ciekawe, magnez jest błyszczącym i srebrzystym metalem należy do grupy 2 układu okresowego.

Zastosowania i zastosowania siarczku magnezu

• Siarczek magnezu jest szeroko stosowany w przemyśle półprzewodników do zastosowań optoelektronicznych i fotowoltaicznych ze względu na jego szerokie pasmo wzbronione właściwości bezpośredniego półprzewodnika.
• Jest również stosowany jako środek redukujący w hutnictwie i metalurgii
• Jest używany do produkcji fajerwerków.

Zastosowania w przemyśle półprzewodnikowym

Siarczek magnezu ma kilka zastosowań w przemyśle półprzewodników. Jednym z jego najbardziej obiecujących zastosowań jest optoelektronika i fotowoltaika, ponieważ MgS wykazuje niebiesko-zielone właściwości emisyjne.

Dzięki temu jest przydatny do tworzenia wysokowydajnych diod elektroluminescencyjnych (LED) i ogniw słonecznych.

Oprócz tych aplikacji Siarczek magnezu badano również pod kątem potencjalnego zastosowania w akumulatory magnezowo-siarkowe. Baterie te są opracowywane jako alternatywa dla akumulatorów litowo-jonowych ze względu na ich niższy koszt i większą obfitość surowców.

MgS mógłby potencjalnie zostać wykorzystany jako materiał katodowy ze względu na jego korzystne właściwości elektroniczne.

Zastosowanie W Produkcji Żelaza Metalicznego

Siarczek magnezu odgrywa kluczową rolę w produkcji metalicznego żelaza. W rzeczywistości jest to jeden z kluczowych surowców wykorzystywanych w tym procesie. Żelazo metaliczne powstaje w wyniku redukcji jego rudy środkiem redukującym, a siarczek magnezu działa jako doskonały środek redukujący ze względu na wysoką reaktywność z tlenkami metali.

Podczas procesu redukcji siarczek magnezu łączy się z tlenem obecnym w rudzie, tworząc gazowy tlenek magnezu i dwutlenek siarki.

Wykorzystanie siarczku magnezu w produkcji metalicznego żelaza jest nie tylko opłacalne, ale także przyjazne dla środowiska w porównaniu z innymi tradycyjnymi metodami, takimi jak wykorzystanie węgla lub koksu jako środka redukującego.

Produkcja Fajerwerków

• Magnez odgrywa kluczową rolę w wytwarzaniu jasnych świateł widocznych na pokazach sztucznych ogni. Po podgrzaniu pali się w ekstremalnie wysokich temperaturach i emituje jasne białe światło, co czyni go popularnym wyborem w pirotechnice.
• W procesie produkcji fajerwerków siarczan magnezu jest używany jako zaprawa, aby zapewnić stabilność kolorów wytwarzanych przez inne pierwiastki mineralne, takie jak stront (czerwony), bar (zielony) lub miedź (niebieski).
• Mieszanka źródeł paliwa, w tym siarka elementarna, węgiel, magnez lub aluminium, jest połączona z utleniaczami, takimi jak azotany lub chlorany, w celu wywołania reakcji wybuchowych, które tworzą olśniewający pokaz fajerwerkówwszyscy lubimy.

Korzyści dla zdrowia skóry

Siarczek magnezu, znany również jako siarczan magnezu, ma imponujące korzyści dla zdrowia skóry. 

• Stosowany w produktach do pielęgnacji skóry może pomóc zmniejszyć trądzik i uspokoić wrażliwą skórę i trądzik różowaty.
• Siarczan magnezu może poprawić ogólny wygląd skóry poprzez złuszczanie martwych komórek naskórka i zmniejszanie stanu zapalnego.

Ważne jest, aby pamiętać, że chociaż siarczan magnezu może być pomocny w przypadku niektórych chorób skóry, to może nie być odpowiedni dla każdego. Osoby ze skórą suchą lub skłonną do wyprysków mogą uznać ją za zbyt szorstką lub wysuszającą. Podobnie jak w przypadku każdego nowego produktu do pielęgnacji skóry lub zabiegu, zawsze najlepiej najpierw wykonać test płatkowy przed włączeniem go do swojej rutyny, aby zobaczyć, jak zareaguje Twoja skóra.

Właściwości przeciwdrobnoustrojowe

• Stwierdzono, że posiada siarczek magnezu potencjalne właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Oznacza to, że ma zdolność hamowania lub zabijania mikroorganizmów, takich jak bakterie, wirusy i grzyby.
• Zastosowanie siarczku magnezu może być korzystne w leczeniu różnych infekcji wywołanych przez te mikroorganizmy.
• Badania wykazały, że kationy magnezu mają naturalne właściwości przeciwzapalne i przeciwutleniające które mogą wspomóc układ odpornościowy organizmu.
• Siarczan magnezu był również stosowany do gojenia się ran ze względu na jego działanie przeciwdrobnoustrojowe i zdolność do promowania regeneracji tkanek.

Zastosowania w oczyszczaniu ścieków

Siarczek magnezu ma kilka zastosowań w procesie oczyszczania ścieków. Jednym z jego zastosowań jest zmniejszenie ładunku azotu i fosforu w ściekach poprzez tworzenie nierozpuszczalnego fosforanu magnezowo-amonowego z jonami fosforanowymi i amonowymi, który można usunąć w postaci osadu.

Alginianowe mikrokulki siarczku magnezu w klatkach zostały opracowane do oczyszczania jonów ołowiu obecnych w ściekach.

Techniki Produkcji I Przetwarzania Siarczku Magnezu

Siarczek magnezu jest zwykle wytwarzany w reakcji magnezu z siarką lub siarkowodorem, aw celu uzyskania czystych postaci tego związku stosuje się różne techniki oczyszczania i przetwarzania.

Źródło i ekstrakcja

Siarczek magnezu może być pozyskiwany ze złóż naturalnych lub produkowany przemysłowo. 

• Naturalny siarczek magnezu znajduje się w meteorytach i gwiazdach węglowych
• Produkcja przemysłowa polega na łączeniu siarki z magnezem. Ta reakcja zwykle zachodzi w podwyższonych temperaturach między 400-600°C.

Proces MAGRAM stanowi alternatywną metodę ekstrakcji magnezu z rudy dolomitu lub magnezytu. Proces ten polega na mieszaniu kalcynowanego dolomitu lub magnezytu z odpadami kopalnianymi azbestu i tlenkiem glinu w celu wydobycia cennych minerałów.

Po ekstrakcji zanieczyszczenia są usuwane w procesie oczyszczania, który obejmuje reakcję surowego produktu z kwasem chlorowodorowym w celu przekształcenia go w rozpuszczalne chlorki, które można łatwo oddzielić od innych pierwiastków obecnych w mieszaninie.

Metody produkcji

Komercyjną produkcję siarczku magnezu można osiągnąć dwoma różnymi metodami: Elektroliza chlorku magnezu or redukcja termiczna tlenku magnezu przez proces Pidgeona. 

Pierwsza polega na przepuszczaniu prądu elektrycznego przez stopiony chlorek magnezu i siarkowodór, co powoduje osadzanie się siarczku magnezu na katodzie. Ta ostatnia metoda wykorzystuje reakcję redukcji między tlenkiem magnezu a siarką w piecu w wysokich temperaturach, w wyniku której powstaje surowa mieszanina siarczku magnezu i siarczku wapnia.

• Źródło i ekstrakcja: Siarczek magnezu można wytworzyć w reakcji siarkowodoru z magnezem lub przez połączenie siarki z magnezem. Czystość otrzymanego związku zależy od źródła i jakości surowców. Zanieczyszczenia w produkcie końcowym mogą również wynikać z różnic w technikach przetwarzania.
• Techniki oczyszczania i przetwarzania: Aby uzyskać formy siarczku magnezu o wyższej czystości, kilka techniki oczyszczania i przetwarzania może być zatrudniony. Obejmują one rekrystalizacja z lotnych rozpuszczalników lub sublimacja w warunkach próżniowych. Niekrystaliczne postaci proszku można również wytwarzać za pomocą epitaksji z wiązki molekularnej.
• Formy nieczyste i odpowiadające im siarczany: Zanieczyszczone formy siarczku magnezu mogą zawierać różne ilości zanieczyszczeń wapnia, sodu lub baru. Mogą również tworzyć się odpowiednie siarczany, takie jak siarczan wapnia lub siarczan baru, które mają inne właściwości fizyczne niż czysty siarczek magnezu.
• Powiązane związki i pierwiastki: Magnez jest ważnym pierwiastkiem w produkcji metalicznego żelaza poprzez reakcje termitu z tlenkiem żelaza. Siarka jest wykorzystywana w różnych procesach przemysłowych, w tym jako składnik do produkcji kwasu siarkowego.

Ogólnie rzecz biorąc, zrozumienie różnych metod produkcji siarczku magnezu o różnych klasach i czystościach ma kluczowe znaczenie dla pełnego wykorzystania jego potencjału w wielu gałęziach przemysłu.

Techniki oczyszczania i przetwarzania

Aby zapewnić czystość siarczku magnezu, szereg technik oczyszczania i przetwarzanias są wykorzystywane. Niektóre z nich obejmują:

1. Rozpuszczenie siarczku magnezu w wodzie, a następnie filtracja lub sedymentacja w celu usunięcia zanieczyszczeń.
2. Wykorzystanie chemicznych procesów wzbogacania, w których siarczek magnezu rozpuszcza się w postaci soli i usuwa nierozpuszczalne zanieczyszczenia.
3. Obróbka elektrochemiczna, zaawansowana obróbka katalityczna i procesy fotokatalizy pomagają w degradacji wszelkich zanieczyszczeń w siarczku magnezu.
4. Metoda produkcji polegająca na użyciu związków magnezu i siarki w celu wywołania reakcji, w wyniku której powstaje siarczyn magnezu, który jest następnie oczyszczany.
5. Inną techniką przetwarzania jest stosowanie procesów przemywania zawiesiny lub ciągłego mieszania w celu przereagowania siarczku magnezu z wodą w celu uwolnienia wodoru.

Wykorzystując te techniki, można wytwarzać siarczek magnezu o wysokiej czystości do różnych zastosowań w branżach, takich jak półprzewodniki, hutnictwo i oczyszczanie ścieków.

Nieczyste Formy I Odpowiednie Siarczany

Zanieczyszczenia w siarczku magnezu mogą wpływać na jego właściwości i zastosowania, dlatego ważne jest, aby zwracać uwagę na stosowane techniki produkcji i przetwarzania. Na przykład, siarczek magnezu wytwarzany w bezpośredniej reakcji magnezu z siarką może zawierać zanieczyszczenia, takie jak wapń, sód i potas.

Powstałe związki siarczanowe mają inne zastosowania niż czysty siarczek magnezu. Siarczan magnezu jest powszechnie stosowany w medycynie jako środek przeczyszczający i do leczenia niektórych schorzeń, takich jak rzucawka u kobiet w ciąży.

W przemyśle ma różne zastosowania, takie jak produkcja nawozów, procesy barwienia tekstyliów i produkcja papieru.

Powiązane związki i pierwiastki

Siarczek magnezu należy do rodziny siarczków jonowych. Jego właściwości chemiczne są podobne do innych pokrewnych związków, takich jak siarczek wapnia i siarczek sodu.

Związki te są szeroko stosowane w różnych procesy przemysłowe, w tym oczyszczanie ścieków, produkcja półprzewodników i produkcja stali.

Inne pierwiastki często kojarzone z magnezem to siarka – która stanowi kluczowy składnik w tworzeniu siarczku magnezu – wodór, tlen i bar. Zrozumienie tych pierwiastków i ich związku z magnezem może pomóc odblokować nowe zastosowania tego ważnego związku.

Struktura krystaliczna i epitaksja

Siarczek magnezu ma unikalną strukturę krystaliczną, która odgrywa ważną rolę w jego właściwościach fizycznych i chemicznych. Związek ma sześcienną strukturę krystaliczną o parametrach sieci przypominających halit.

Oznacza to, że atomy magnezu i siarki tworzą regularny, powtarzający się wzór w całym krysztale.

Epitaksja siarczku magnezu odnosi się do zależności orientacji między dwoma kryształami: jednym podłożem i jednym osadzonym filmem. Wzrost epitaksjalny występuje, gdy cienka warstwa pojedynczego kryształu jest osadzona na podłożu monokrystalicznym mającym taką samą symetrię jak warstwa.

Siarczek magnezu można hodować na różnych podłożach, w tym na krzemie, arsenku galu i szafirze. To sprawia, że ​​to przydatne do zastosowań w przemyśle optoelektronicznym i półprzewodnikowym gdzie wymagane są wysokiej jakości cienkie folie.

Potencjalne zagrożenia i środki ostrożności związane z siarczkiem magnezu

Siarczek magnezu może potencjalnie podrażniać drogi oddechowe i skórę, dlatego ważne jest, aby zachować odpowiednie środki ostrożności, takie jak noszenie sprzętu ochronnego.

Potencjalne działanie drażniące na drogi oddechowe i skórę

Należy zauważyć, że siarczek magnezu może być potencjalnie drażniący drogi oddechowe i skórę, zwłaszcza jeśli nie zostaną podjęte odpowiednie środki ostrożności. 

• Narażenie na MgS może powodować podrażnienie oczu, skóry i dróg oddechowych, a nawet może się stać bardziej niebezpieczne w wilgotnych warunkach.
• Po podgrzaniu podczas spawania lub obróbki skrawaniem metaliczny magnez może uwalniać opary, które mogą podrażniać drogi oddechowe. 
• Wystawienie na wysokie dawki dwutlenku siarki (substancja chemiczna związana z siarczkiem magnezu) cprowadzić do obrzęku płuc, podrażnienia oskrzeli i podrażnienia skóry.

Środki ostrożności dotyczące obchodzenia się i przechowywania

Aby bezpiecznie obchodzić się i przechowywać siarczek magnezu, należy podjąć następujące środki ostrożności:

• Nosić odpowiednie środki ochrony osobistej (PPE), w tym rękawice i ochronę dróg oddechowych.
• Unikać tworzenia się pyłu i wdychania poprzez wentylację lub inne odpowiednie techniczne środki kontroli.
• Przechowywać w chłodnym, suchym, dobrze wentylowanym miejscu, z dala od niekompatybilnych materiałów, takich jak kwasy, utleniacze i woda.
• Przechowywać pojemniki szczelnie zamknięte, gdy nie są używane, aby zapobiec wchłanianiu wilgoci.
• Zminimalizować kontakt ze skórą i oczami oraz unikać połknięcia poprzez dokładne mycie rąk po użyciu.
• W przypadku rozlania lub wycieku należy niezwłocznie usunąć materiał odpowiednimi absorbentami i zutylizować go zgodnie z lokalnymi przepisami.
• W przypadku przenoszenia materiału między pojemnikami należy stosować odpowiednie techniki uziemienia i łączenia, aby zapobiec gromadzeniu się elektryczności statycznej.

Pamiętaj, że siarczek magnezu wydziela toksyczne opary wystawiony na działanie wody lub kwasów, dlatego należy obchodzić się z nim ostrożnie. Zawsze postępuj zgodnie z procedurami bezpieczeństwa przedstawionymi w kartach charakterystyki substancji niebezpiecznych (MSDS) i stosuj się do odpowiednich protokołów postępowania i przechowywania, aby chronić siebie i innych.

Środki bezpieczeństwa i wyposażenie ochronne

Ważne jest, aby podjąć odpowiednie środki bezpieczeństwa podczas obchodzenia się z siarczkiem magnezu ze względu na potencjalne zagrożenie dla zdrowia. Oto kilka środków ostrożności i wyposażenia ochronnego, które należy stosować:

1. Sprzęt ochrony osobistej (PPE): Nosić odzież ochronną, rękawice, okulary i ochronę dróg oddechowych (taką jak maska ​​oddechowa N95), aby zapobiec kontaktowi substancji ze skórą i oczami oraz wdychaniu oparów.
2. Przechowywanie: Przechowywać siarczek magnezu w chłodnym, suchym miejscu, z dala od materiałów palnych i źródeł zapłonu. Przechowywać w odpowiednio oznakowanym pojemniku.
3. Prowadzenie: Unikać tworzenia chmur pyłu poprzez delikatne obchodzenie się z substancją i używanie sprzętu takiego jak odkurzacze zamiast miotły lub sprężonego powietrza.
4. pierwsza pomoc: W razie przypadkowego narażenia natychmiast zasięgnąć porady lekarza. W przypadku kontaktu ze skórą lub oczami dokładnie płukać dotknięte obszary wodą przez co najmniej 15 minut.
5. Usuwanie wycieków: Stosować odpowiednie metody usuwania rozlanych substancji, takie jak odkurzacze lub techniki zamiatania na mokro; nigdy nie zamiataj na sucho ani nie używaj sprężonego powietrza do czyszczenia substancji.
6. Niebezpieczne mieszaniny: Nie mieszać siarczku magnezu z innymi chemikaliami, takimi jak aluminium, nadchloran potasu, azotan amonu lub azotan baru, ponieważ mogą one tworzyć niebezpieczne lub wybuchowe mieszaniny.

Przestrzegając tych środków bezpieczeństwa i stosując odpowiedni sprzęt ochronny podczas obchodzenia się z siarczkiem magnezu, możesz zmniejszyć ryzyko narażenia na tę potencjalnie szkodliwą substancję.

Pierwsza pomoc i procedury awaryjne

W przypadku przypadkowego narażenia na siarczek magnezu ważne jest podjęcie natychmiastowych działań w celu zminimalizowania skutków. Poniżej przedstawiono procedury udzielania pierwszej pomocy i postępowania w sytuacjach awaryjnych, których należy przestrzegać:

• Inhalacja: W przypadku wdychania natychmiast przenieść poszkodowanego na świeże powietrze. Jeśli oddychanie jest utrudnione, podać tlen, jeśli jest dostępny lub zasięgnąć porady lekarza.
• Kontakt ze skórą: W przypadku kontaktu siarczku magnezu ze skórą, zdjąć zanieczyszczoną odzież i przemywać zanieczyszczone miejsce dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut. W przypadku utrzymywania się podrażnienia lub zaczerwienienia zasięgnąć porady lekarza.
• Kontakt wzrokowy: W przypadku dostania się siarczku magnezu do oczu należy je dokładnie płukać wodą przez co najmniej 15 minut, od czasu do czasu unosząc górną i dolną powiekę. Natychmiast zasięgnąć porady lekarza.
• Przyjmowanie pokarmu: W przypadku przypadkowego połknięcia nie wywoływać wymiotów, chyba że zaleci to lekarz. Przepłukać usta wodą i natychmiast zwrócić się o pomoc lekarską.

Ważne jest, aby powiadomić pracowników służby zdrowia o każdym potencjalnym narażeniu na siarczek magnezu i dostarczyć im kartę charakterystyki substancji niebezpiecznej (MSDS) w celu właściwego leczenia. 

Utylizacja i wpływ na środowisko

Właściwe techniki usuwania i zarządzania siarczkiem magnezu są ważne, aby zapobiec szkodom dla środowiska i zdrowia ludzkiego. Zgodnie z kartą charakterystyki siarczek magnezu jest uważany za niebezpieczne odpady.

Metody utylizacji muszą być przestrzegane lokalnymi przepisami i wytycznymi.

Aby zminimalizować wpływ na środowisko, siarczek magnezu należy poddać recyklingowi lub wyrzucić na licencjonowane wysypisko odpadów niebezpiecznych.

Inne opcje obejmują spalanie w zatwierdzonej spalarni wyposażonej w sprzęt do kontroli zanieczyszczenia powietrza lub oczyszczanie z wykorzystaniem procesów biologicznych, które przekształcą je w mniej szkodliwe związki.

Wytyczne prawne dotyczące obchodzenia się z siarczkiem magnezu

Podczas obchodzenia się z siarczkiem magnezu kluczowe znaczenie ma przestrzeganie wytycznych prawnych i podjęcie wszelkich niezbędnych środków bezpieczeństwa w celu uniknięcia potencjalnych podrażnień dróg oddechowych i skóry.

Zgodność z wytycznymi regulacyjnymi

Zgodność z wytycznymi regulacyjnymi ma kluczowe znaczenie, jeśli chodzi o obchodzenie się z siarczkiem magnezu. Oto kilka ważnych punktów, o których należy pamiętać:

• Przestrzegaj wszystkich federalnych i stanowych przepisów dotyczących używania, przechowywania i usuwania siarczku magnezu.
• Podczas pracy z siarczkiem magnezu zawsze noś odpowiednie środki ochrony osobistej (PPE), w tym rękawice, okulary i respirator, jeśli to konieczne.
• Przechowuj siarczek magnezu w dobrze wentylowanym miejscu, z dala od źródeł ciepła lub otwartego ognia.
• Przechowywać siarczek magnezu z dala od wilgoci i wody.
• W przypadku rozlania lub wycieku siarczku magnezu należy postępować zgodnie z odpowiednimi procedurami czyszczenia zgodnie z wytycznymi regulacyjnymi.
• Siarczek magnezu należy utylizować zgodnie z przepisami federalnymi i stanowymi.

Należy również zauważyć, że wytyczne ICH Q3D (R1) dotyczące zanieczyszczeń elementarnych zostały opracowane i konsultowane przez organy regulacyjne. Sugeruje to, że zgodność z wytycznymi regulacyjnymi dotyczącymi obchodzenia się z chemikaliami, takimi jak siarczek magnezu, może w przyszłości stać się bardziej rygorystyczna.

Właściwe metody utylizacji

Siarczek magnezu podlega przepisom ustawy o ochronie i odzyskiwaniu zasobów (RCRA), co oznacza, że ​​należy go odpowiednio utylizować. Oto kilka właściwych metod utylizacji:

1. Skontaktuj się z agencjami regulacyjnymi, aby uzyskać szczegółowe wytyczne dotyczące dopuszczalnych praktyk utylizacji.
2. Nie wyrzucaj siarczku magnezu na wysypisko lub do wód powierzchniowych, ponieważ może to negatywnie wpłynąć na środowisko.
3. W przypadku niewielkich ilości możliwe jest kontrolowane spalanie zgodnie z odpowiednimi normami spalania.
4. Skontaktuj się z certyfikowanymi firmami zajmującymi się gospodarką odpadami, aby uzyskać pomoc w bezpiecznym usuwaniu i utylizacji.
5. Podczas utylizacji siarczku magnezu należy podać informacje dotyczące klasyfikacji zagrożeń, aby zapewnić właściwe obchodzenie się z nim i jego uzdatnianie.
6. Unikaj mieszania siarczku magnezu z innymi chemikaliami, ponieważ może to powodować niebezpieczne reakcje podczas procesów utylizacji.
7. Bezpiecznie obchodzić się z siarczkiem magnezu i przechowywać go przed usunięciem, stosując środki ochrony osobistej i przestrzegając środków bezpieczeństwa i procedur awaryjnych określonych przez agencje regulacyjne.
8. Rozważ recykling lub ponowne użycie siarczku magnezu, jeśli to możliwe, zamiast go wyrzucać.

Pamiętaj, że niewłaściwa utylizacja siarczku magnezu może mieć szkodliwy wpływ na zdrowie ludzi, środowisko i dziką przyrodę. Dlatego ważne jest, aby postępować zgodnie z odpowiednimi wytycznymi dotyczącymi jego bezpiecznego usuwania i utylizacji przez agencje regulacyjne.

Oceny oddziaływania na środowisko

Należy wziąć pod uwagę wpływ siarczku magnezu na środowisko, zwłaszcza w produkcji przemysłowej i przetwórstwie. Niestety, jest ograniczone informacje na temat wytycznych regulacyjnych do obchodzenia się z siarczkiem magnezu, który może prowadzić do potencjalnych zagrożeń, jeśli nie jest właściwie obsługiwany.

• Procesy produkcji i odlewania magnezu, w których wykorzystuje się siarkę, mogą również prowadzić do emisji związków siarki, takich jak dwutlenek siarki i siarkowodór, które mają negatywny wpływ na jakość powietrza.
• Podwyższony poziom siarczanu magnezu może być toksyczny dla drzew nadbrzeżnych, podkreślając potrzeba odpowiedniego planowania i monitorowania rekultywacji w środowiskach górniczych.

Korzyści z siarczku magnezu w przemyśle półprzewodnikowym

Siarczek magnezu to bezpośredni półprzewodnik o szerokim paśmie wzbronionym, który ma liczne zastosowania w przemyśle półprzewodnikowym, w tym w optoelektronice i fotowoltaice.

Zastosowania w przemyśle optoelektronicznym i półprzewodnikowym

Siarczek magnezu ma kilka zastosowań w przemyśle optoelektronicznym i półprzewodnikowym. 

• Jest powszechnie używany do tworzenia cienkich warstw, które są niezbędnymi elementami wielu urządzeń elektronicznych, takich jak ogniwa słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne i diody LED.
• Siarczek magnezu można również wykorzystać jako podłoże do wzrostu epitaksji innych materiałów, takich jak azotek galu (GaN), azotek indu i galu (InGaN) i azotek glinu (AlN).
• Materiały te charakteryzują się szerokim pasmem wzbronionym, co umożliwia ich zastosowanie w elektronice wysokotemperaturowej i dużej mocy.

Techniki wzrostu z wykorzystaniem siarczku magnezu

Siarczek magnezu ma kilka zastosowań w przemyśle półprzewodników, gdzie jest wykorzystywany do produkcji i wzrostu wysokiej jakości kryształów. Poniżej znajduje się kilka technik wzrostu wykorzystujących siarczek magnezu:

1. Epitaksja z fazy gazowej (VPE): Ta technika obejmuje reakcję oparów magnezu z gazowym siarkowodorem w celu wytworzenia siarczku magnezu. Otrzymany związek jest następnie używany jako materiał źródłowy do wzrostu innych kryształów.
2. Epitaksja z wiązki molekularnej (MBE): Ta technika wzrostu obejmuje osadzanie cienkich warstw monokrystalicznych siarczku magnezu na podłożu za pomocą epitaksji z wiązki molekularnej. Proces można prowadzić w niskich temperaturach iw warunkach ultrawysokiej próżni.
3. Chemiczne osadzanie z fazy gazowej metaloorganiczne (MOCVD): W tej technice wzrostu prekursory metaloorganiczne są rozkładane w reaktorze w celu osadzania warstw siarczku magnezu na podłożach.
4. Transport oparów chemicznych (CVT): Ta technika obejmuje transport oparów magnezu i siarki przez gradient temperatury w celu osadzania wysokiej jakości kryształów siarczku magnezu.

Te różne techniki wzrostu wykorzystujące siarczek magnezu doprowadziły do ​​znacznych postępów w badaniach nad półprzewodnikami i produkcji urządzeń, umożliwiając ulepszona wydajność i nowe zastosowania w optoelektronice i fotowoltaice. Dodatkowo teoretyczne pasma wzbronione siarczku magnezu soli kamiennej zostały obliczone i przetestowane, pokazując potencjał przyszłego postępu technologicznego w tej dziedzinie.

Zastosowania w fotowoltaice

Siarczek magnezu (MgS) stał się niezbędnym materiałem w dziedzinie fotowoltaiki. 

• Jest używany jako cel rozpylania do wytwarzania cienkich warstw do zastosowań w ogniwach słonecznych i znajduje się w syntezie materiału katolitu do akumulatory magnezowo-siarkowe.
• MgS znajduje zastosowanie w ogniwach słonecznych na bazie miedzi, indu, galu i selenku (CIGS), które zyskują znaczną popularność dzięki niskim kosztom produkcji, wysokim wskaźnikom wydajności i elastycznym możliwościom projektowania.

W szczególności MgS jest niezbędne do tworzenia wysoce wydajnych tandemowych urządzeń CIGS z wydajnością konwersji energii do 25%. Ponadto produkcja polikrzemu z około 12% światowego MgS służy jako kluczowy składnik w rafinacji płytek krzemowych podczas produkcji fotowoltaiki.

Siarczek magnezu w hutnictwie i metalurgii

Siarczek magnezu jest powszechnie stosowany w hutnictwie i metalurgii, ponieważ działa jako środek redukujący, pomagając usunąć zanieczyszczenia z produktu końcowego.

Użyj jako środka redukującego

Siarczek magnezu ma również znaczące zastosowania w metalurgii jako środek redukujący. Polega to na usuwaniu zanieczyszczeń z żelaza i stali.

Podczas procesu, proszek magnezu jest przedmuchiwany przez stopione żelazo, a siarka reaguje z magnezem, tworząc siarczek magnezu.

Ilość magnezu potrzebna do tego procesu zależy od temperatury obrabianego surówki. Im wyższa temperatura, tym większa ilość magnezu potrzebna do skutecznego usunięcia rozpuszczonej siarki.

Korzyści w procesie produkcji stali

Siarczek magnezu jest szeroko stosowany w hutnictwie jako m.in środek odsiarczający. 

• Podczas produkcji stali w metalu mogą pozostać niewielkie ilości siarki, co może osłabić jego właściwości mechaniczne i uczynić go bardziej podatnym na korozję.
• Zastosowanie siarczku magnezu jako odsiarczacza skutkuje wyższą jakością stali o lepszej wytrzymałości, plastyczności i odporności na korozję. 
• Magnez działa również jako rozdrabniacz ziarna, gdy jest dodawany w kontrolowanych ilościach, a uzyskana drobnoziarnista struktura poprawia zarówno wytrzymałość, jak i plastyczność produktu końcowego.

Wpływ na właściwości stopu

Magnez może mieć znaczący wpływ na właściwości stopów stali. 

• Dodanie niewielkich ilości magnezu do stali może poprawić jej właściwości mechaniczne i odporność na korozję.
• Ilość dodanego magnezu może wahać się od mniej niż 1% w przypadku stali o niskiej zawartości magnezu do około 10% w przypadku stopów o wysokiej wytrzymałości i wysokiej odporności na korozję. 
• Magnez pomaga również w ograniczeniu powstawania niektórych rodzajów mikropustek, które są częstymi wadami produktów żeliwnych.
• Za pomocą proszku magnezowego wdmuchiwanego przez stopione żelazo i siarkę, możliwe jest tworzenie stopów stali o ulepszonych właściwościach fizycznych, takich jak zwiększona plastyczność, udarność, wytrzymałość na rozciąganie bez utraty spawalności lub zmniejszenia ogólnej odkształcalności.

Często Zadawane Pytania

P: Co to jest siarczek magnezu?

Odp.: Siarczek magnezu jest związkiem chemicznym o wzorze cząsteczkowym MgS, który jest związkiem jonowym utworzonym przez połączenie pierwiastków magnezu i siarki.

P: Jaki jest wzór chemiczny siarczku magnezu?

Odp .: Wzór chemiczny siarczku magnezu to MgS.

P: Jak reprezentowany jest siarczek magnezu?

A: Siarczek magnezu jest reprezentowany jako związek jonowy, który powstaje w wyniku przeniesienia dwóch elektronów z atomu magnezu na atom siarki, tworząc odpowiednio jony Mg²⁺ i S²⁻.

P: Jaka jest ilość magnezu potrzebna do wytworzenia siarczku magnezu?

Odp.: To zależy od ilości siarki dostępnej do reagowania z magnezem. Do wytworzenia 1 mola siarczku magnezu potrzebne jest 24.3 grama Mg.

P: Jakie są właściwości siarczku magnezu?

Odp .: Siarczek magnezu jest białym krystalicznym proszkiem, który jest wysoce reaktywny i reaguje z wodą, tworząc gazowy siarkowodór. Jest to żrący i niebezpieczny związek, który może powodować uszkodzenia oczu i skóry.

P: Jakie są zastosowania siarczku magnezu?

Odp .: Siarczek magnezu jest używany do produkcji fotodetektorów oraz jako roztwór do wykrywania światła ultrafioletowego. Jest również używany do produkcji Niningerytu oraz w kopertach niektórych gwiazd.

P: Jaki jest wzór na siarczek magnezu?

Odp .: Wzór siarczku magnezu to MgS, który reprezentuje prawidłowy wzór chemiczny tego związku jonowego.

P: Jaki związek ma siarczek magnezu z chemią?

O: Siarczek magnezu jest jednym z przykładów związku jonowego, który powstaje, gdy metal i niemetal łączą się poprzez wiązanie jonowe. Pomaga zrozumieć reakcje chemiczne i właściwości związków jonowych.

P: Jaka jest prawidłowa reprezentacja związku siarczku magnezu?

A: Siarczek magnezu jest reprezentowany jako MgS, co wskazuje na wzór chemiczny związku. Składa się z jonów magnezu i jonów siarczkowych.

P: Jaki jest wzór chemiczny siarczku reprezentowanego przez MgS?

A: Siarczek reprezentowany przez MgS to S²⁻, który jest anionem utworzonym przez atom siarki w siarczku magnezu. Ma ładunek ujemny i jest przyciągany przez dodatni ładunek jonu Mg²⁺.

Wnioski

Podsumowując, siarczek magnezu jest związkiem nieorganicznym, który odgrywa kluczową rolę w różnych gałęziach przemysłu. Techniki produkcji zostały opracowane w celu zapewnienia wysokiego poziomu czystości, a środki ostrożności są niezbędne podczas pracy z tą substancją ze względu na potencjalne ryzyko. Siarczek magnezu jest szeroko stosowany jako półprzewodnik, odczynnik laboratoryjny i fotodetektor. Jak widzieliśmy w wielu procesach, jest on używany głównie do produkcji stali i do celów handlowych.