Kwik(II)sulfide

Kwik(II)sulfide, vroeger bekend als mercurisulfide, is een chemische verbinding van de elementen kwik en zwavel. De formule HgS. De verbinding is vrijwel onoplosbaar in water.^[5]

Kwik(II)sulfide
Structuurformule en molecuulmodel
Kristalstructuur van α-kwik(II)sulfide
Alchemistensymbool voor cinaber
Algemeen
Molecuul­formule	HgS
IUPAC-naam	kwik(II)sulfide
Andere namen	mercurisulfide, ICSD 70054, PDF 42-1408 αHgS: Cinnaber (cinnabar, zinnober), Vermiljoen (vermilion), Chinees rood, Pigment Red 106, C.I.77766, kwikzilver vermilion, Chinees vermilion, artificial cinnaber red mercury sulfuret βHgS: etiops mineraal
Molmassa	232.66 g/mol
SMILES	HgS
CAS-nummer	1344-48-5
EG-nummer	080-002-00-6
PubChem	62402
Wikidata	Q179518
Waarschuwingen en veiligheids­maatregelen
Waarschuwing
H-zinnen	H317[1]
EUH-zinnen	EUH031
P-zinnen	P280
EG-Index-nummer	215-696-3
Fysische eigenschappen
Dichtheid	8,10 g/cm³
Smeltpunt	(ontleed) 580 °C
Sublimatiepunt	[2](α-HgS) 583 °C (β-HgS) 446 °C
Goed oplosbaar in	(α-HgS) koningswater[2]
Onoplosbaar in	(β-HgS) water, ethanol
Brekingsindex	w=2,905, e=3,256, bire=0,3510 (α-HgS)[3]
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHos	[4]−58 kJ/mol
Sos	[4] 78 J/mol·K
Analytische methoden
Klassieke analyse	Hg: 86,22%, S: 13,78%[3]
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Kristalstructuur

Cinnaber uit Nevada, USA

HgS vertoont polymorfie, het komt in twee verschillende kristalvormen voor:

• rode cinnaber of α-HgS. De kristallen zijn hexagonaal (hP6, P3221). Als kwik in de natuur wordt aangetroffen is het doorgaans in deze vorm. Rood kwik(II)sulfide vertoont optische activiteit. Deze wordt veroorzaakt door de helices in de kristalstructuur.^[6] Bij 386 °C wordt roodgekleurd αHgS omgezet in zwart βHgS.^[2]
• zwarte metacinnaber, of β-HgS. Deze vorm komt minder vaak in de natuur voor. β-HgS heeft de kubische kristalstructuur van Zinkblendestructuur (T²_d-F43m).

Synthese en chemische eigenschappen

Rood HgS

De rode variant, α-HgS, kan bereid worden door kwik(II)acetaat en heet azijnzuur te laten reageren met H₂S.^[7]

${\displaystyle {\ce {Hg(CH3COO)2 + H2S -> HgS + 2CH3COOH}}}$

Hoewel β-HgS kan worden neergeslagen uit een willekeurige oplossing van een kwik(II)-zout door daar H₂S doorheen te leiden,^[8] wordt voor de productie van β-HgS gebruikgemaakt van de reactie tussen een waterige oplossing van kwik(II)chloride en H₂S in aanwerzigheid van EDTA, ammoniak en ammoniumnitraat.^[7] β-HgS reageert met uitzondering van geconcentreerde zuren, vrijwel nergens mee.^[5]

${\displaystyle {\ce {HgCl2 + H2S + 2NH3 -> HgS + 2 NH4Cl}}}$

Metallisch kwik wordt gewonnen door het roosten van cinnaber en de daarbij ontstane dampen te condenseren.^[5]

Toepassingen

• α-HgS heeft een band gap van 2,1 eV (direct, α-HgS), en is daarmee als halfgeleider vergelijkbaar met cadmiumsulfide.^[9] α-HgS in de vorm van vermiljoen wordt gebruikt als rode kleurstof. Van vermiljoen is bekend dat het in de loop van de tijd donkerder wordt, dit werd toegeschreven aan de langzame omzetting van rood α-HgS in zwart β-HgS. In onderzoek naar de verkleuring van in Pompeï gevonden, met vermiljoen gekleurde rode muren, kon deze verkleuring toegeschreven worden aan de vorming van verbindingen van op basis van kwik en chloor (bijvoorbeeld corderoiet, calomel en terlinguaiet) in combinatie met gips. β-HgS kon niet worden aangetoond.^[10]