Polisülfit

Tek duvarlı karbon nanotüp (CNT) içerisinde iki paralel monatomik kükürt zinciri (CNT). Zik-zak (b) ve düz (c) çift duvar CNT içinde S zincirleri.[1]

Polisülfitler kükürt atom zincirleri içeren bir sınıf kimyasal bileşiklerdir. Polisülfitler iki ana sınıfa ayrılır: anyonlar ve organik polisülfitler. Anyonlar  S2−

ngenel formülüne sahiptir. Bu anyonlar hidrojen polisülfitlerin H2Skonjüge bazlarıdır. Organik polisülfitler genellikle RSnR formülüne sahiptir, burada R = alkil veya arildir.[2]

Polisülfit tuzları ve bileşikleriDüzenle

 
Katı Na2Sparçası. S2−

5 zinciri belirgin.[3]

Alkali metal polisülfitler, bir sülfür çözeltisinin işlenmesi ile elde edilir, örneğin sodyum sülfat, elemental kükürt:

S2− + n S →S2−n+1

Bazı durumlarda, bu anyonlar organik çözücülerde eriyebilen organik tuzlar olarak elde edilir.[4]

Sodyum ve elemental kükürt reaksiyonu sırasında açığa çıkan enerji pil teknolojisinin temelidir. Sıvı polisülfit ve Na+ -sodyum, kükürt ve sodyum sülfite kayıtsız zarları koruyabilmek için Sodyum–sülfür ve lityum–sülfür piller yüksek enerjiye ihtiyaç duyarlar.

 
The compound (C5H5)2TiS5 is an example of a polysulfide complex.

Polisülfitler koordinasyon kimyasında ligand olarak sınıflandırılırlar. Geçiş elementleri - polisülfido bileşiklere örnek (C5H5)2TiS5, [Ni(S4)2]2−ve [Pt(5)3]2−.[5] Ana grup elementleri de polisülfit oluştururlar.[6]

Organik polisülfitlerDüzenle

 
Lenthionineşitaki mantarında bulunan bir polisülfittir.

Ticarette, "polisülfit" terimi genellikle değişken kükürt atomu ve hidrokarbon zincirlerinden oluşan bir sınıf polimer için kullanılır. Formülü R2Solarak gösterilir. Bu formülde x kükürt atomlarının sayısını (veya "rütbe") gösterir. Polisülfit polimerler, organik dihalojenler ve alkali metallerin polisülfit anyonları ile yaptığı tuzların yoğunlaşma polimerizasyon reaksiyonuna girmesi ile sentezlenebilirler.

n Na2S5 + n ClCH2CH2Cl → [CH2CH2S5]n + 2n NaCl

Bu yoğunlaşma reaksiyonlarında kullanılan dihalojenler dikloroalkanlardır (örneğin, 1,2-dichloroethane, bis-(2-chloroethyl)resmi (ClCH2CH2OCH2OCH2CH2Cl) ve 1,3-dichloropropane). Bu polimerlere tiyokol denir. Bazı durumlarda, polisülfit polimerler halka-açma polimerizasyon reaksiyonları ile de oluşabilir.

Polisülfit polimerler ayrıca alkinlere polisülfan ilavesi ile de hazırlanabilir. İdeal denklem şu şekildedir:

2 RCH=CH2 + H2Sx → (RCH2CH2)2Sx

Gerçekte, homojen H2Sx örneklerini hazırlaması zordur.

Polisülfit polimerler suda, yağlarda ve pek çok organik çözücüde çözünmez. Solvent direnci sebebiyle, bu malzemeler kaldırım aralarında dolgu olarak, otomotiv pencere camı ve uçak yapılarında kullanılır.

Bir veya iki kükürt atomu içerip hidrokarbon dizileriyle ayrılan polimerler polisülfit olarak sınıflandırılmazlar, örneğin poly(p-phenylene) sülfür (C6H4S)n.

Vulkanize kauçuklarda polisülfitlerDüzenle

 
İki sıra (mavi ve yeşil) doğal kauçuğun elemental kükürtle sertleştirilmesinden (vulkanizasyon) sonra idealize yapıları, polisülfit bağları oluşturur.

Birçok ticari elastomer çapraz bağları olarak polisülfit içerir. Bu çapraz bağları komşu polimer zincirleri birbirine bağlar, böylece sertlik verir. Sertlik derecesi çapraz bağları sayısı ile ilgilidir. Elastomerler bu nedenle sıkıştırılınca veya esnetilince eski haline gelme özelliğine sahiptir. Özgün hallerine dönme hafızları sebebiyle genellikle lastik olarak bilinirler. Polimer zincirlerinin kükürt çapraz bağları oluşturması sertleştirme (vulkanizasyon) olarak adlandırılır. Kükürt zincirleri kendilerini alil karbon atomlarına, C=C bağlarını bitişik olan linklere bağlarlar. Vulkanizasyon polikloropren (Neopren), stiren-bütadien ve doğal kauçuğa kimyasal olarak çok benzeyen poliizopren gibi çeşitli sınıf lastiklerin işlenmesinde kullanılan bir adımdır. Charles Goodyear'ın poliizoprenin kükürt ile ısıtılmasını içeren vulkanizasyon keşfi oldukça devrimci bir buluştur, zira yapışkan ve neredeyse işe yaramaz bir malzemeyi yararlı ürünlerin üretilmesine olanak sağlayacak olan  elastomere dönüştürmüştür.

Gaz devlerinde oluşumuDüzenle

Su ve amonyağa ek olarak, gaz devi gezegenlerin atmosferindeki bulutlar amonyum sülfit içerir. Kızıl-kahve bulutlar, amonyum sülfitin ışığa maruz kalmasına istinaden polisülfit bulutları olarak atfedilir.[7]

ÖzellikleriDüzenle

Polisülfitler, sülfür gibi karbon çelik ve paslanmaz çelik'te gerilimli yenim çatlamasını tetikleyebilir..

KaynakçaDüzenle

  1. ^ Fujimori, Toshihiko; Morelos-Gómez, Aarón; Zhu, Zhen; Muramatsu, Hiroyuki; Futamura, Ryusuke; Urita, Koki; Terrones, Mauricio; Hayashi, Takuya; Endo, Morinobu; Young Hong, Sang; Chul Choi, Young; Tománek, David; Kaneko, Katsumi (2013). "Conducting linear chains of sulphur inside carbon nanotubes". Nature Communications. Cilt 4. s. 2162. Bibcode:2013NatCo...4E2162F. doi:10.1038/ncomms3162. PMC 3717502 $2. PMID 23851903. 
  2. ^ Steudel, Ralf (2007). "Sulfur: Organic Polysulfanes". Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/0470862106.ia233.pub2. ISBN 0470860782. 
  3. ^ Rosén, E.; Tegman, R. (1988). "Preparative and X-ray powder diffraction study of the polysulfides Na2S2, Na2S4 and Na2S5". Acta Chem. Scand. Cilt 25. ss. 3329–3336. doi:10.3891/acta.chem.scand.25-3329. 
  4. ^ Dev, S.; Ramli, E.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R. (1991). "Synthesis and Structure of [M(N-Methylimidazole)6]S8: Polysulfide Salts Prepared by the Reaction N-Methylimidazole + Metal Powder + Sulfur". Inorg. Chem. 30 (11). s. 2514. doi:10.1021/ic00011a011. 
  5. ^ Draganjac, M. E.; Rauchfuss, T. B. (1985). "Transition Metal Polysulfides: Coordination Compounds with Purely Inorganic Chelate Ligands". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 24 (9). s. 742. doi:10.1002/anie.198507421. 
  6. ^ Takeda, N.; Tokitoh, N.; Okazaki, R. (2003). "Polysulfido Complexes of Main Group and Transition Metals". Topics in Current Chemistry. Topics in Current Chemistry. Cilt 231. ss. 153–202. doi:10.1007/b13184. ISBN 3-540-40378-7. 
  7. ^ "Jupiter: Cloud composition". Encyclopædia Britannica. 5 Haziran 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Kasım 2018.