सल्फाइड, खनिज: भौतिक गुण, अनुप्रयोग उदाहरण

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

हाइड्रोजन सल्फाइड मैग्मा के मुख्य वाष्पशील घटकों में से एक है। धातुओं के साथ सक्रिय रूप से बातचीत करते हुए, यह कई यौगिक बनाता है। हाइड्रोजन सल्फाइड के डेरिवेटिव को 200 से अधिक खनिजों - सल्फाइड द्वारा पृथ्वी की पपड़ी में दर्शाया जाता है, जो रॉक-फॉर्मिंग नहीं होते हैं, आमतौर पर कुछ चट्टानों के साथ होते हैं, जो मूल्यवान कच्चे माल का स्रोत होते हैं। नीचे हम सल्फाइड और उनके निकट यौगिकों के मुख्य गुणों पर विचार करेंगे, और उनके उपयोग के क्षेत्रों पर भी ध्यान देंगे।

रचना और संरचना की सामान्य विशेषताएं

आवर्त सारणी के 40 से अधिक तत्व (आमतौर पर धातु) सल्फर के साथ यौगिक बनाते हैं। ऐसे यौगिकों में कभी-कभी इसकी जगह आर्सेनिक, सुरमा, सेलेनियम, बिस्मथ या टेल्यूरियम मौजूद होते हैं। तदनुसार, ऐसे खनिजों को आर्सेनाइड्स, एंटीमोनाइड्स, सेलेनाइड्स, बिस्मथाइड्स और टेल्यूराइड्स कहा जाता है। हाइड्रोजन सल्फाइड के डेरिवेटिव के साथ, गुणों की समानता के कारण वे सभी सल्फाइड के वर्ग में शामिल हैं।

इस वर्ग के खनिजों के लिए विशेषता रासायनिक बंधन सहसंयोजक है, साथधातु घटक। सबसे आम संरचनाएं समन्वय, द्वीप (क्लस्टर), कभी-कभी स्तरित या श्रृंखला हैं।

सल्फाइड के भौतिक गुण

व्यावहारिक रूप से सभी सल्फाइड को उच्च विशिष्ट गुरुत्व की विशेषता होती है। समूह के विभिन्न सदस्यों के लिए मोह पैमाने पर कठोरता का मान व्यापक रूप से भिन्न होता है और 1 (मोलिब्डेनाइट) से 6.5 (पाइराइट) तक हो सकता है। हालांकि, अधिकांश सल्फाइड काफी नरम होते हैं।

कुछ अपवादों के साथ, क्लियोफेन एक प्रकार का जस्ता मिश्रण या स्फैलेराइट है, इस वर्ग के खनिज अपारदर्शी, अक्सर गहरे, कभी-कभी उज्ज्वल होते हैं, जो एक महत्वपूर्ण नैदानिक विशेषता (साथ ही चमक) के रूप में कार्य करता है। परावर्तन मध्यम से उच्च तक हो सकता है।

अधिकांश सल्फाइड अर्धचालक विद्युत चालकता वाले खनिज हैं।

पारंपरिक वर्गीकरण

आधारभूत भौतिक गुणों की समानता के बावजूद, सल्फाइड, निश्चित रूप से, बाहरी नैदानिक अंतर हैं, जिसके अनुसार उन्हें तीन प्रकारों में विभाजित किया गया है।

1. पाइराइट्स। यह सल्फाइड के समूह से खनिजों का सामूहिक नाम है, जिसमें एक धातु की चमक होती है और एक रंग जिसमें पीले या पीले रंग के रंग होते हैं। पाइराइट का सबसे प्रसिद्ध प्रतिनिधि पाइराइट FeS₂ है, जिसे सल्फर या आयरन पाइराइट भी कहा जाता है। इनमें चेल्कॉपीराइट CuFeS₂ (कॉपर पाइराइट), आर्सेनोपाइराइट FeAsS (आर्सेनिक पाइराइट, उर्फ ताल्हेमाइट या मिसपिकेल), पाइरोटाइट Fe₇S भी शामिल हैं। 8 _{(चुंबकीय पाइराइट, मैग्नेटोपाइराइट) औरअन्य।}
2. चमक। यह एक धातु चमक और भूरे से काले रंग के साथ सल्फाइड को दिया गया नाम है। ऐसे खनिजों के विशिष्ट उदाहरण हैं गैलेना पीबीएस (सीसा चमक), चेल्कोसाइट Cu₂S (तांबे की चमक), मोलिब्डेनाईट MoS₂, एंटीमोनाइट Sb2_एस3 _{(एंटीमनी शीन)।}
3. नकली। यह सल्फाइड के समूह से खनिजों का नाम है, जो गैर-धातु चमक द्वारा विशेषता है। ऐसे सल्फाइड के विशिष्ट उदाहरण हैं स्पैलेराइट ZnS (जिंक ब्लेंड) या सिनाबार HgS (पारा मिश्रण)। ये भी जाने जाते हैं रियाल्गर जैसे₄S₄ - लाल आर्सेनिक मिश्रण, और orpiment As₂S3 _{- पीला आर्सेनिक मिश्रण।}

रासायनिक विशेषताओं में अंतर

एक अधिक आधुनिक वर्गीकरण रासायनिक संरचना की विशेषताओं पर आधारित है और इसमें निम्नलिखित उपवर्ग शामिल हैं:

• साधारण सल्फाइड एक धातु आयन (धनायन) और सल्फर (आयन) के यौगिक होते हैं। ऐसे खनिजों के उदाहरणों में गैलेना, स्पैलेराइट और सिनाबार शामिल हैं। वे सभी हाइड्रोजन सल्फाइड के सरल व्युत्पन्न हैं।
• डबल सल्फाइड में भिन्नता है कि कई (दो या अधिक) धातु के पिंजरे सल्फर आयन के साथ बंधते हैं। ये हैं चेल्कोपीराइट, बोर्नाइट ("विभिन्न प्रकार का तांबा अयस्क") Cu₅FeS₄, स्टैनिन (टिन पाइराइट) Cu_{2 FeSnS}4 _{और इसी तरह के अन्य यौगिक।}
• डाइसल्फाइड ऐसे यौगिक हैं जिनमें धनायन आयनिक समूह S₂ या AsS से बंधे होते हैं। इनमें सल्फाइड और आर्सेनाइड्स (सल्फोआर्सेनाइड्स) के समूह से खनिज शामिल हैं, जैसे कि पाइराइट,सबसे आम, या आर्सेनिक पाइराइट आर्सेनोपाइराइट। इस उपवर्ग में कोबाल्टिन CoAsS भी शामिल है।
• जटिल सल्फाइड, या सल्फोसाल्ट। यह संरचना और गुणों में उनके करीब सल्फाइड, आर्सेनाइड और यौगिकों के समूह से खनिजों का नाम है, जो थायोएसिड के लवण हैं, जैसे कि थियोमार्सेनिक एच₃AsS ₃, थियोबिस्मथ एच₃बीआईएस₃ या थियोएंटिमोनी एच₃एसबीएस 3. इस प्रकार, सल्फोसाल्ट्स (थियोसाल्ट्स) के उपवर्ग में खनिज लिलियनाइट शामिल है Pb₃Bi₂S₆ या तथाकथित Fahlore Cu₃(Sb, As)S₃।

रूपात्मक विशेषताएं

सल्फ़ाइड और डाइसल्फ़ाइड बड़े क्रिस्टल बना सकते हैं: क्यूबिक (गैलेना), प्रिज़्मेटिक (एंटीमोनाइट), टेट्राहेड्रोन (स्पैलेराइट) और अन्य कॉन्फ़िगरेशन के रूप में। वे घने, दानेदार क्रिस्टलीय समुच्चय या फेनोक्रिस्ट भी बनाते हैं। एक स्तरित संरचना वाले सल्फाइड ने सारणीबद्ध या पत्तेदार क्रिस्टलों को चपटा कर दिया है, जैसे कि ऑर्पिमेंट या मोलिब्डेनाइट।

सल्फाइड की दरार अलग हो सकती है। यह पाइराइट में बहुत अपूर्ण से और चाल्कोपीराइट में अपूर्ण से एक (ऑर्पिमेंट) या कई (स्फलेराइट, गैलेना) दिशाओं में बहुत परिपूर्ण से भिन्न होता है। विभिन्न खनिजों के लिए फ्रैक्चर का प्रकार भी समान नहीं होता है।

सल्फाइड खनिजों की उत्पत्ति

अधिकांश सल्फाइड हाइड्रोथर्मल समाधानों से क्रिस्टलीकरण द्वारा बनते हैं। कभी-कभी इस समूह के खनिजों में एक मैग्मैटिक होता हैया स्कर्न (मेटासोमैटिक) मूल, और बहिर्जात प्रक्रियाओं के दौरान भी बन सकता है - माध्यमिक संवर्धन के क्षेत्रों में परिस्थितियों को कम करने के तहत, कुछ मामलों में तलछटी चट्टानों में, जैसे पाइराइट या स्फालराइट।

सतह की परिस्थितियों में, सिनाबार, लॉराइट (रूथेनियम सल्फाइड) और स्पेरीलाइट (प्लैटिनम आर्सेनाइड) को छोड़कर सभी सल्फाइड बहुत अस्थिर होते हैं और ऑक्सीकरण के अधीन होते हैं, जिससे सल्फेट्स का निर्माण होता है। सल्फाइड बदलने की प्रक्रियाओं का परिणाम इस प्रकार के खनिज हैं जैसे ऑक्साइड, हैलाइड, कार्बोनेट। साथ ही इनके अपघटन से देशी धातुओं-चांदी या तांबे का निर्माण संभव है।

घटना की विशेषताएं

सल्फाइड ऐसे खनिज हैं जो अन्य खनिजों के साथ उनके अनुपात के आधार पर विभिन्न प्रकृति के अयस्क संचयन करते हैं। यदि सल्फाइड उन पर प्रबल होता है, तो यह बड़े पैमाने पर या निरंतर सल्फाइड अयस्कों की बात करने के लिए प्रथागत है। अन्यथा, अयस्कों को प्रसार या वेनलेट कहा जाता है।

अक्सर सल्फाइड को एक साथ जमा किया जाता है, जिससे पॉलीमेटेलिक अयस्कों का जमाव होता है। उदाहरण के लिए, तांबा-जस्ता-सीसा सल्फाइड अयस्क हैं। इसके अलावा, एक धातु के विभिन्न सल्फाइड अक्सर इसकी जटिल जमा राशि बनाते हैं। उदाहरण के लिए, चेल्कोपीराइट, कपराइट, बोर्नाइट तांबा युक्त खनिज हैं जो एक साथ पाए जाते हैं।

अक्सर सल्फाइड निक्षेपों के अयस्क पिंड शिराओं के रूप में होते हैं। लेकिन घटना के लेंटिकुलर, स्टॉक, जलाशय रूप भी हैं।

सल्फाइड का प्रयोग

सल्फाइड अयस्कों के स्रोत के रूप में अत्यंत महत्वपूर्ण हैंदुर्लभ, कीमती और अलौह धातुएँ। कॉपर, सिल्वर, जिंक, लेड, मोलिब्डेनम सल्फाइड से प्राप्त होते हैं। ऐसे अयस्कों से बिस्मथ, कोबाल्ट, निकल, साथ ही पारा, कैडमियम, रेनियम और अन्य दुर्लभ तत्व भी निकाले जाते हैं।

इसके अलावा, कुछ सल्फाइड का उपयोग पेंट (सिनेबार, ऑर्पिमेंट) और रासायनिक उद्योग (पाइराइट, मार्कासाइट, पाइरोटाइट - सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए) के उत्पादन में किया जाता है। Molybdenite, एक अयस्क के रूप में इस्तेमाल होने के अलावा, एक विशेष शुष्क गर्मी प्रतिरोधी स्नेहक के रूप में प्रयोग किया जाता है।

सल्फाइड अपने इलेक्ट्रोफिजिकल गुणों के कारण रुचि के खनिज हैं। हालांकि, सेमीकंडक्टर, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल, इंफ्रारेड-ऑप्टिकल तकनीक की जरूरतों के लिए, प्राकृतिक यौगिकों का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन उनके कृत्रिम रूप से विकसित एनालॉग एकल क्रिस्टल के रूप में होते हैं।

समैरियम-नियोडिमियम विधि का उपयोग करते हुए कुछ अयस्क चट्टानों की रेडियोआइसोटोप भू-कालानुक्रमिक डेटिंग एक अन्य क्षेत्र है जहां सल्फाइड आवेदन पाते हैं। इस तरह के अध्ययनों में क्लोकोपीराइट, पेंटलैंडाइट और अन्य खनिजों का उपयोग किया जाता है जिनमें दुर्लभ पृथ्वी तत्व होते हैं - नियोडिमियम और समैरियम।

इन उदाहरणों से पता चलता है कि सल्फाइड का दायरा बहुत व्यापक है। वे विभिन्न प्रौद्योगिकियों में कच्चे माल और स्वतंत्र सामग्री दोनों के रूप में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं।