Polisülfür
Polisülfürler kükürt atom zincirleri içeren bir sınıf kimyasal bileşiklerdir. Polisülfürler iki ana sınıfa ayrılır: anyonlar ve organik polisülfürler. Anyonlar S2−ngenel formülüne sahiptir. Bu anyonlar hidrojen polisülfürlerin H2Sn konjüge bazlarıdır. Organik polisülfürler genellikle RSnR formülüne sahiptir, burada R = alkil veya arildir.[2]
Polisülfür tuzları ve bileşikleri
[değiştir | kaynağı değiştir]
5 zinciri belirgin.[3]
Alkali metal polisülfürler, bir sülfür çözeltisinin işlenmesi ile elde edilir, örneğin sodyum sülfür, 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 polisülfür ve Na+ -sodyum, kükürt ve sodyum sülfüre kayıtsız zarları koruyabilmek için Sodyum–sülfür ve lityum-sülfür piller yüksek enerjiye ihtiyaç duyarlar.
Polisülfürler 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 polisülfür oluştururlar.[6]
Organik polisülfürler
[değiştir | kaynağı değiştir]
Ticarette, "polisülfür" terimi genellikle değişken kükürt atomu ve hidrokarbon zincirlerinden oluşan bir sınıf polimer için kullanılır. Formülü R2Sx olarak gösterilir. Bu formülde x kükürt atomlarının sayısını gösterir. Polisülfür polimerler, organik dihalojenler ve alkali metallerin polisülfür 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-Dikloroetan, bis-(2-kloroetil)formal (ClCH2CH2OCH2OCH2CH2Cl) ve 1,3-dikloropropan). Bu polimerlere tiyokol denir. Bazı durumlarda, polisülfür polimerler halka-açma polimerizasyon reaksiyonları ile de oluşabilir.
Polisülfür polimerler ayrıca alkinlere polisülfan ilavesi ile de hazırlanabilir. İdeal denklem şu şekildedir:
- 2 RCH=CH2 + H2Sx → (RCH2CH2)2Sx
Gerçekte, homojen H2Sx örneklerini hazırlaması zordur.
Polisülfür polimerleri 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 polisülfür olarak sınıflandırılmazlar, örneğin poli(p-fenilen) sülfür (C6H4S)n.
Vulkanize kauçuklarda polisülfürler
[değiştir | kaynağı değiştir]
Birçok ticarî elastomer çapraz bağları olarak polisülfür 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 hâline gelme özelliğine sahiptir. Özgün hâllerine dönme hafızları sebebiyle genellikle lastik olarak bilinirler. Polimer zincirlerinin kükürt çapraz bağları oluşturması sertleştirme (vulkanizasyon) olarak adlandırılır. Kükürt zincirleri kendilerini allil 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 oluşumu
[değiştir | kaynağı değiştir]Su ve amonyağa ek olarak, gaz devi gezegenlerin atmosferindeki bulutlar amonyum sülfür içerir. Kızıl-kahve bulutlar, amonyum sülfürün ışığa maruz kalmasına istinaden polisülfür bulutları olarak atfedilir.[7]
Özellikleri
[değiştir | kaynağı değiştir]Polisülfürler, sülfür gibi karbon çelik ve paslanmaz çelik'te gerilimli yenim çatlamasını tetikleyebilir.
Kaynakça
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ "Jupiter: Cloud composition". Encyclopædia Britannica. 5 Haziran 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Kasım 2018.
