Kadmium sulfida

Kadmium sulfida adalah senyawa anorganik dengan rumus CdS. Kadmium sulfida adalah garam berwarna kuning. Ia terdapat di alam dengan dua struktur kristal yang berbeda sebagai mineral langka greenockite dan hawleyite, tetapi lebih lazim sebagai substituen pengotor dalam bijih seng berstruktur serupa sfalerit dan wurtzit, yang merupakan sumber ekonomi utama kadmium. Sebagai senyawa yang mudah diisolasi dan dimurnikan, ia merupakan sumber utama kadmium untuk semua aplikasi komersial.Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier  Warna kuningnya yang cerah menyebabkan ia diadopsi sebagai pigmen untuk cat kuning cadmium yellow pada tahun 1800-an.
Produksi
Kadmium sulfida dapat dibuat dengan presipitasi garam kadmium(II) terlarut dengan ion sulfida. Reaksi ini telah digunakan untuk analisis gravimetri dan analisis anorganik kualitatif.Fred Ibbotson (2007), The Chemical Analysis of Steel-Works' Materials,Read Books,  Rute preparatif dan perlakuan produk selanjutnya memengaruhi bentuk polimorfik yang dihasilkan (yaitu, kubik vs heksagonal). Telah ditegaskan bahwa metode presipitasi kimia menghasilkan bentuk zincblende kubik.Paul Klocek (1991), Handbook of Infrared Optical Materials, CRC Press 

Produksi pigmen biasanya melibatkan presipitasi CdS, pencucian endapan padat untuk menghilangkan garam kadmium terlarut, diikuti dengan kalsinasi (pemanggangan) untuk mengubahnya menjadi bentuk heksagonal, diikuti dengan penggilingan untuk menghasilkan bubuk. Ketika kadmium sulfida selenida dibutuhkan, CdSe diendapkan bersama CdS dan kadmium sulfoselenida dihasilkan selama langkah kalsinasi.

Kadmium sulfida terkadang berasosiasi dengan bakteri pereduksi sulfat.Larry L. Barton 1995 Sulfate reducing bacteria, Springer, 

Rute untuk menghasilkan lapisan tipis CdS
Metode khusus digunakan untuk menghasilkan lapisan tipis CdS sebagai komponen dalam beberapa fotoresistor dan sel surya. Dalam metode deposisi bak kimia, lapisan tipis CdS telah disiapkan menggunakan tiourea sebagai sumber anion sulfida dan larutan dapar amonium untuk mengontrol pH:
Cd2+  + H2O   +  (NH2)2CS  +  2 NH3  →   CdS  +  (NH2)2CO   +  2 NH4+

Kadmium sulfida dapat diproduksi menggunakan teknik epitaksi fase uap logam-organik dan MOCVD melalui reaksi dimetilkadmium dengan dietil sulfida:
Cd(CH3)2  + Et2S  →   CdS  +  CH3CH3   +  C4H10

Metode lain untuk menghasilkan lapisan CdS termasuk
Teknik sol-gel
Sputtering
Deposisi elektrokimia
Penyemprotan dengan prekursor garam kadmium, senyawa belerang, dan dopan  Photovoltaic cells, J.F. Jordan, C.M. Lampkin Issue date: April 25, 1978
Sablon menggunakan bubur yang mengandung CdS terdispersi, High performance photoresistor, Y.T. Sihvonen, issue date: September 21, 1965

Reaksi
Kadmium sulfida dapat larut dalam asam.
CdS  +  2 HCl   →   CdCl2  +  H2S

Ketika larutan sulfida yang mengandung partikel CdS terdispersi diiradiasi dengan cahaya, gas hidrogen dihasilkan:Mario Schiavello (1985) Photoelectrochemistry, Photocatalysis, and Photoreactors: Fundamentals and Developments Springer 
 H2S → H2 + S       ΔfH = +9.4 kkal/mol

Mekanisme yang diusulkan melibatkan pasangan elektron/lubang yang terbentuk ketika cahaya datang diserap oleh kadmium sulfida, diikuti oleh reaksi dengan air dan sulfida:
CdS + hν → e− + h+
Reaksi elektron
2e− + 2H2O → H2 + 2OH−
Reaksi lubang
2h+ + S2− → S

Struktur dan properti fisik
Seperti halnya seng sulfida, kadmium sulfida memiliki dua bentuk kristal. Struktur wurtzit heksagonal yang lebih stabil (ditemukan dalam mineral Greenockite) dan struktur zinc blende kubik (ditemukan dalam mineral Hawleyit). Dalam kedua bentuk ini, atom kadmium dan belerang berada dalam koordinat empat. Terdapat pula bentuk tekanan tinggi dengan struktur garam batu NaCl.Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications 

Kadmium sulfida adalah semikonduktor celah pita langsung (celah 2,42 eV).D. Lincot, Gary Hodes Chemical Solution Deposition of Semiconducting and Non-Metallic Films: Proceedings of the International Symposium The Electrochemical Society, 2006  Kedekatan celah pitanya dengan panjang gelombang cahaya tampak memberinya penampakan berwarna. Selain sifat yang jelas ini, terdapat sifat-sifat lain yang dihasilkan:
konduktivitas meningkat ketika diradiasi, (yang mengarah pada penggunaan sebagai fotoresistor)
ketika dikombinasikan dengan semikonduktor tipe-p, ia membentuk komponen inti sel fotovoltaik (sel surya) dan sel surya CdS/Cu2S merupakan salah satu sel efisien pertama yang dilaporkan (1954)Antonio Luque, Steven Hegedus, (2003), Handbook of Photovoltaic Science and Engineering John Wiley and Sons 
ketika didoping dengan misalnya Cu+ ("aktivator") dan Al3+ ("koaktivator") CdS berpendar di bawah eksitasi berkas elektron (katodoluminesensi) dan digunakan sebagai fosforC. Fouassier,(1994), Luminescence in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, John Wiley & Sons 
kedua polimorf tersebut bersifat piezoelektrik dan heksagonalnya juga bersifat piroelektrik
elektroluminesensi
Kristal CdS dapat bertindak sebagai media penguatan dalam keadaan padat  laser
Dalam bentuk film tipis, CdS dapat dikombinasikan dengan lapisan lain untuk digunakan dalam jenis sel surya tertentu. CdS juga merupakan salah satu bahan semikonduktor pertama yang digunakan untuk transistor film tipis (TFT). Namun, minat terhadap semikonduktor majemuk untuk TFT sebagian besar memudar setelah munculnya teknologi silikon amorf pada akhir tahun 1970-an.
Film tipis CdS dapat bersifat piezoelektrik dan telah digunakan sebagai transduser yang dapat beroperasi pada frekuensi di wilayah GHz.
Pita nano CdS menunjukkan pendinginan bersih akibat pemusnahan fonon, selama pendaran anti-Stokes pada ~510 nm. Hasilnya, penurunan suhu maksimum sebesar 40 dan 15 K telah ditunjukkan ketika pita nano dipompa dengan laser 514 atau 532 nm.

Penggunaan
Pigmen
CdS digunakan sebagai pigmen dalam plastik, menunjukkan stabilitas termal yang baik, tahan terhadap cahaya dan cuaca, tahan kimia, dan opasitas tinggi. Sebagai pigmen, CdS dikenal sebagai kadmium kuning (pigmen CI kuning 37).R. M. Christie 2001 Colour Chemistry, p. 155 Royal Society of Chemistry  Sekitar 2000 ton diproduksi setiap tahunnya pada tahun 1982, mewakili sekitar 25% dari kadmium yang diproses secara komersial.Karl-Heinz Schulte-Schrepping, Magnus Piscator "Cadmium and Cadmium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Wiley-VCH, Weinheim. .

Penggunaan historis dalam seni
Ketersediaan kadmium sulfida secara umum secara komersial sejak tahun 1840-an menyebabkan penggunaannya oleh para seniman, terutama Vincent Van Gogh, Claude Monet (dalam seri London dan karya-karyanya yang lain) dan Henri Matisse (Bathers by a River 1916–1919).Sidney Perkowitz, 1998, Empire of Light: A History of Discovery in Science and Art Joseph Henry Press,  Keberadaan kadmium dalam cat telah digunakan untuk mendeteksi pemalsuan lukisan yang diduga dibuat sebelum abad ke-19.W. Stanley Taft, James W. Mayer, Richard Newman, Peter Kuniholm, Dusan Stulik (2000) The Science of Paintings, Springer, 

Larutan CdS-CdSe
CdS dan CdSe membentuk larutan padat satu sama lain. Peningkatan jumlah kadmium selenida menghasilkan pigmen yang mendekati merah, misalnya pigmen CI jinggt 20 dan pigmen CI merah 108.

Keamanan
Kadmium sulfida bersifat toksik, terutama berbahaya jika terhirup sebagai debu, dan senyawa kadmium secara umum diklasifikasikan sebagai karsinogenik. Masalah biokompatibilitas telah dilaporkan ketika CdS digunakan sebagai pewarna pada tato. CdS memiliki LD50 sekitar 7.080 mg/kg pada tikus, yang lebih tinggi daripada senyawa kadmium lainnya karena kelarutannya yang rendah.

Referensi

Pranala luar

 Cadmium(II) sulphide information at Webelements
 IARC Monograph: "Cadmium and Cadmium Compounds" Last access November 2005.
 International Chemical Safety Card 0404
 National Pollutant Inventory - Cadmium and compounds
 Defence Internet | About Defence | Zinc Cadmium Sulphide Dispersion Trials Report by the Academy of Medical Sciences to the Chief Scientific Adviser, Ministry of Defence on the zinc cadmium sulphide dispersion trials undertaken in the United Kingdom between 1953 and 1964.

Kategori:Senyawa kadmium
Kategori:Monosulfida
Kategori:Senyawa anorganik
Kategori:Pigmen anorganik
Kategori:Semikonduktor II-VI
Kategori:Karsinogen IARC Golongan 1
Kategori:Fosfor dan sintilator
Kategori:Struktur kristal sfalerit
Kategori:Tipe struktur wurtzit
Kategori:Bahan pewarna kaca