Kadmiumsulfidi

Kadmiumsulfidi (CdS) on kadmium- ja sulfidi-ionien muodostama epäorgaaninen ioniyhdiste. Yhdistettä voidaan käyttää pigmenttinä muun muassa taiteilijaväreissä ja keramiikan ja lasin värjäykseen sekä puolijohteena aurinkokennoissa. Luonnossa kadmiumsulfidia esiintyy harvinaisina greenockiitti- ja hawleyiittimineraaleina.

Ominaisuudet
Kadmiumsulfidi on huoneenlämpötilassa valmistusprosessista riippuen kirkkaan keltaista tai punertavankeltaista kiteistä ainetta. Yhdiste on polymorfista ja sillä on kaksi eri kiderakennetta. Huoneenlämpötilassa se esiintyy alkeiskopiltaan kuutiollisena ja tämä muoto muuntuu kuumennettaessa noin 700–800 °C:n lämpötilaan punaiseksi rakenteeltaan heksagoniseksi kadmiumsulfidiksi. Hapen läsnä ollessa yhdiste voi myös hapettua kuumennettaessa kadmiumsulfaatiksi tai kadmiumoksidiksi. Kadmiumsulfidi ei liukene veteen, mutta liukenee happoliuoksiin. Myös ammoniakkiliuokset liuottavat kadmiumsulfidia, koska muodostuu liukoinen kompleksi-ioni, jossa kadmium on keskusatomina. Kadmiumsulfidi on n-tyypin puolijohde ja sen valenssivyön ja johtavuusvyön välinen energiaero on 2,58 eV.

Koska kadmiumsulfidi on veteen liukenematonta, ei se ole muihin kadmiumyhdisteisiin nähden erityisen myrkyllistä akuutisti. Useat kadmiumyhdisteet ovat kuitenkin karsinogeenisia, minkä vuoksi myös kadmiumsulfidi luokitellaan todennäköisesti syöpää aiheuttavaksi aineeksi.

Valmistus ja käyttö
Tyypillisin tapa valmistaa kadmiumsulfidia on johtaa liukoisen kadmiumsuolan vesiliuokseen rikkivetyä tai jonkin alkalimetallin sulfidin kuten natriumsulfidin avulla. Neutraalissa pH:ssa saostettuna tuote on kirkkaan keltaista ja happamissa liuoksissa punertavaa. Yhdistettä valmistetaan myös kuumentamalla kadmiumoksidia tai -karbonaattia rikin kanssa.
Cd2+(aq) + Na2S(aq) → CdS + 2 Na+(aq)
2 CdO + 3 S → 2 CdS + SO2
2 CdCO3 + 3 S → 2 CdS + 2 CO2 + SO2

Kadmiumkeltaista käytetään taiteilijamaaleissa kadmiumkeltaisen nimellä ja lisäksi sitä käytetään värjäämään muun muassa laseja, lasitteita, keramiikkaa ja muoveja. Väriaineena yhdistettä on käytetty 1800-luvulta alkaen. Sitä voidaan sekoittaa muun muassa sinkkisulfidiin, kadmiumselenidiin ja bariumsulfaattiin tai muihin pigmentteihin tai sideaineisiin. Kadmiumsulfidimaalit säilyttävät kirkkautensa pitkään ja niillä on hyvä säänkesto. Sinkkisulfidin ja kadmiumsulfidin seos on loisteaine, jota on käytetty muun muassa kuvaputkitelevisioissa. Kadmiumsulfidi on puolijohde ja sitä käytetään muun muassa aurinkokennoissa, transistoreissa, diodeissa ja lasereissa.

Lähteet

Kadmiumyhdisteet
Sulfidit