পারদ (II) সালফাইড (HgS), সাধারণত সিনাবার বা চ্যালকোসিস নামে পরিচিত, একটি উজ্জ্বল লাল ষড়ভুজাকার স্ফটিক যৌগ যা পারদ এবং সালফার উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত। এটি প্রকৃতিতে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পারদ আকরিক। এটি অত্যন্ত উজ্জ্বল লাল রঙ এবং চমৎকার রাসায়নিক স্থিতিশীলতার জন্য বিখ্যাত। প্রাচীন চীনে, এটি সিঁদুরের রঙ্গক এবং কালি হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত এবং এটি পারদ নিষ্কাশনের প্রধান কাঁচামালও ছিল। এটি জল এবং বেশিরভাগ অ্যাসিডে দ্রবণীয়, তবে অ্যাকোয়া রেজিয়ায় দ্রবণীয়। HgS দুটি আইসোমরফাস আকারে বিদ্যমান: স্থিতিশীল লাল -ফর্ম (ষড়ভুজ স্ফটিক সিস্টেম) ছাড়াও একটি কালো -ফর্ম (কিউবিক ক্রিস্টাল সিস্টেম) রয়েছে, যা কালো সিনাবার নামে পরিচিত, যার স্থিতিশীলতা কম এবং আলো বা তাপের অধীনে লাল রূপান্তরিত হতে পারে। এই যৌগ একটি উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক সূচক এবং উচ্চ ঘনত্ব আছে. এর উজ্জ্বল লাল রঙের কারণে, এটি ইতিহাস জুড়ে অত্যন্ত মূল্যবান। যাইহোক, এর বিষাক্ততা প্রধানত এতে থাকা পারদ উপাদান থেকে উদ্ভূত হয় এবং এটি ব্যবহার করার সময় যথাযথ সুরক্ষা প্রয়োজন। খনিজবিদ্যা এবং রঙ্গক ইতিহাস গবেষণা ছাড়াও, আধুনিক সময়ে এটির অর্ধপরিবাহী এবং ইনফ্রারেড অপটিক্যাল সামগ্রীতে সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে।
|
|
|
|
|
|
|
|
রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
স্থিতিশীলতা এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা
বুধ (II) সালফাইড উল্লেখযোগ্য রাসায়নিক স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে এবং বেশিরভাগ অ্যাসিড এবং ঘাঁটির প্রতি জড়তা দেখায়। উদাহরণস্বরূপ, ঘরের তাপমাত্রায়, এটি পাতলা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড বা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে না। যাইহোক, উচ্চ-তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে, এর স্থায়িত্ব ব্যাহত হয়: যখন তাপমাত্রা 100-150 ডিগ্রী ছাড়িয়ে যায়, যদি এটি অক্সিডেটিভ মিশ্রণের সংস্পর্শে আসে (যেমন অ্যাসিডিফাইড পটাসিয়াম ডাইক্রোমেট দ্রবণ এবং ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিড), HgS একটি পচনশীল প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়, অন্যান্য লবণাক্ত পদার্থ তৈরি করে। পণ্য এই সম্পত্তি নির্দিষ্ট শিল্প প্রক্রিয়াকরণে প্রতিক্রিয়া অবস্থা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক করে তোলে।
আইসোমরফাস ভ্যারিয়েন্ট এবং ফেজ ট্রানজিশন
HgS-এর দুটি স্থিতিশীল আইসোমরফাস রূপ রয়েছে: -HgS (লাল হেক্সাগোনাল ক্রিস্টাল সিস্টেম, সিনাবার) এবং -HgS (ব্ল্যাক কিউবিক ক্রিস্টাল সিস্টেম, কালো সিনাবার)। এই দুটি বৈকল্পিক তাপমাত্রা দ্বারা প্রবর্তিত বিপরীতমুখী পর্যায় পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে: যখন -HgS 250 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত হয়, তখন এর রঙ ধীরে ধীরে বাদামী হয়ে যায় এবং এটি সম্পূর্ণরূপে 386 ডিগ্রিতে -HgS-এ রূপান্তরিত হয়; যখন -HgS ঠাণ্ডা হয়ে যায়, তখন এটি লাল হয়ে যায় -HgS। এই ফেজ ট্রানজিশন বৈশিষ্ট্যের পদার্থ বিজ্ঞানে সম্ভাব্য প্রয়োগ রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, তাপমাত্রার সংবেদনশীল অপটিক্যাল সামগ্রীর বিকাশের জন্য{10}।
সেমিকন্ডাক্টর বৈশিষ্ট্য
-HgS 2.1 eV এর শক্তি ব্যবধান সহ 300K তে সরাসরি অর্ধপরিবাহী বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। এই সম্পত্তিটি অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসের ক্ষেত্রে অন্বেষণের জন্য মূল্যবান করে তোলে, যেমন ইনফ্রারেড ডিটেক্টর বা ফটোক্যাটালিস্ট তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, পারদের বিষাক্ততার কারণে, এর অর্ধপরিবাহী প্রয়োগ এখনও পরীক্ষাগার গবেষণার পর্যায়ে রয়েছে এবং এখনও বাণিজ্যিকীকরণ অর্জন করতে পারেনি।
ভৌত বৈশিষ্ট্য
চেহারা এবং রঙ
বুধ (II) সালফাইডের দুটি রূপের উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন চেহারা রয়েছে: -HgS একটি উজ্জ্বল লাল রঙ উপস্থাপন করে এবং এটি প্রায়শই একটি রঙ্গক হিসাবে ব্যবহৃত হয়; -HgS হল কালো পাউডার এবং এর আরও ব্যাপক শিল্প প্রয়োগ রয়েছে৷ রঙের পার্থক্যটি স্ফটিক কাঠামোতে Hg-S বন্ধনের বিন্যাস থেকে উদ্ভূত হয়: -HgS-এ, Hg-S বন্ধনগুলি একটি হেলিকাল পদ্ধতিতে সাজানো হয়, যার ফলে দৃশ্যমান আলোর নির্বাচনী শোষণ হয়; যখন -HgS, কিউবিক গঠন তার শোষণ বর্ণালীকে একটি বিস্তৃত পরিসর কভার করার অনুমতি দেয়।
ঘনত্ব এবং গলনাঙ্ক
HgS এর ঘনত্ব হল 8.10 g/cm³, একটি উচ্চ-ঘনত্বের যৌগের অন্তর্গত। এর গলনাঙ্ক 583.5 ডিগ্রী, তবে এটি গলানোর আগে প্রথমে পচে যাবে, পারদ বাষ্প এবং সালফার বাষ্প তৈরি করবে। পারদ বাষ্পের ফুটো প্রতিরোধ করার জন্য উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়াকরণের সময় এই বৈশিষ্ট্যটির জন্য বিশেষ প্রতিরক্ষামূলক ব্যবস্থার প্রয়োজন।
দ্রাব্যতা
বুধ (II) সালফাইড পানিতে প্রায় অদ্রবণীয় (মাত্র 0.00001 g/L এর দ্রবণীয়তা সহ) এবং বেশিরভাগ জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবীভূত করাও কঠিন। যাইহোক, এটি অ্যাকোয়া রেজিয়ায় দ্রবীভূত হতে পারে (ঘনবদ্ধ হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং ঘনীভূত নাইট্রিক অ্যাসিডের মিশ্রণ), দ্রবণীয় পারদ লবণ এবং সালফার অক্সিডেশন পণ্য তৈরি করে। পারদ দূষণের চিকিত্সায় এই দ্রবণীয় বৈশিষ্ট্যটি অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ, উদাহরণস্বরূপ, রাসায়নিক বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে পারদ আয়নগুলিকে বিষাক্ততা কমাতে এইচজিএস অবক্ষেপে রূপান্তর করা হয়।
প্রস্তুতির পদ্ধতি
সরাসরি সংশ্লেষণ পদ্ধতি
1:1 মোলার অনুপাতের সাথে সালফার পাউডারের সাথে মৌলিক পারদ মেশানো এবং উত্তাপের পরিস্থিতিতে প্রতিক্রিয়া সরাসরি HgS তৈরি করে। প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া ত্বরান্বিত করতে, দস্তা পাউডার একটি অনুঘটক হিসাবে যোগ করা যেতে পারে। এই পদ্ধতিটি পরিচালনা করা সহজ, কিন্তু পারদ বাষ্পের উদ্বায়ীকরণ এড়াতে প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রার কঠোর নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।
বৃষ্টিপাতের পদ্ধতি
হাইড্রোজেন সালফাইড গ্যাসকে পারদ লবণের দ্রবণে (যেমন নাইট্রিক পারদের দ্রবণ) প্রবেশ করলে কালো {{0}HgS অবক্ষেপণ তৈরি হয়। এই পদ্ধতিটি প্রতিক্রিয়ার অবস্থা (যেমন pH মান, তাপমাত্রা) নিয়ন্ত্রণ করে পণ্যের কণার আকার এবং রূপবিদ্যা সমন্বয় করতে পারে এবং ছোট-স্কেল পরীক্ষাগার প্রস্তুতির জন্য উপযুক্ত।
প্রাকৃতিক খনিজ পরিশোধন
সিনাবার আকরিক থেকে HgS নিষ্কাশন হল প্রধান শিল্প উৎপাদন পদ্ধতি। উপকারীকরণ, গ্রাইন্ডিং এবং ফ্লোটেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে উচ্চ-বিশুদ্ধতা HgS পিগমেন্ট বা রাসায়নিক কাঁচামাল পাওয়া যায়। চীনের হুনান এবং গুইঝো প্রদেশগুলি সিনাবারের প্রধান উৎপাদক, এবং তাদের পরিশোধন প্রযুক্তি আন্তর্জাতিক উন্নত স্তরে পৌঁছেছে।
আবেদন এলাকা
ঐতিহ্যগত রঙ্গক এবং আবরণ
-HgS, এর উজ্জ্বল লাল রঙ এবং চমৎকার আবহাওয়া প্রতিরোধের কারণে, তেল রং, সিরামিক গ্লেজ এবং কাঠের আবরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, রেনেসাঁর চিত্রশিল্পীদের দ্বারা ব্যবহৃত "সিনাবার রেড" রিয়েলগার থেকে উদ্ভূত হয়েছিল। যাইহোক, পারদের বিষাক্ততার কারণে, এর রঙ্গক প্রয়োগ ধীরে ধীরে জৈব রঙ্গক বা অ{3}}পারদ অজৈব রঙ্গক (যেমন আয়রন অক্সাইড লাল) দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে।
ট্র্যাডিশনাল মেডিসিন
ঐতিহ্যগত চীনা ওষুধ এবং ভারতীয় আয়ুর্বেদিক ওষুধে, রিয়েলগার একটি চেতনানাশক এবং ডিটক্সিফাইং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, "জেড রেড পিল" প্রধানত HgS দ্বারা গঠিত। যাইহোক, আধুনিক বিষাক্ত গবেষণাগুলি নিশ্চিত করেছে যে পারদ যৌগগুলি ত্বকের শোষণ বা পরিপাক ট্র্যাক্টের ইনজেশনের মাধ্যমে পারদের বিষক্রিয়া ঘটাতে পারে। অতএব, HgS ধারণকারী ওষুধগুলি কঠোরভাবে সীমাবদ্ধ বা ব্যবহারের জন্য নিষিদ্ধ করা হয়েছে।
শিল্প অনুঘটক এবং উপকরণ বিজ্ঞান
-HgS, এর অনন্য স্ফটিক গঠন এবং অর্ধপরিবাহী বৈশিষ্ট্যের কারণে, অনুঘটক বিক্রিয়া এবং ফটোনিক ডিভাইসের জন্য অনুসন্ধান করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, এটি হাইড্রোজেন উত্পাদনের জন্য জলকে পচানোর জন্য ফটোক্যাটালিস্ট হিসাবে বা ইনফ্রারেড ডিটেক্টরগুলির জন্য একটি সংবেদনশীল স্তর উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, এর প্রয়োগ এখনও পারদের বিষাক্ততা এবং পরিবেশগত ঝুঁকি দ্বারা সীমিত।
পারদ দূষণ নিয়ন্ত্রণ
HgS হল পারদ নিষ্পত্তির চূড়ান্ত স্থিতিশীল রূপ। রাসায়নিক বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে বর্জ্য জলের পারদ আয়নগুলিকে HgS অবক্ষেপে রূপান্তর করে, পারদের বিষাক্ততা এবং গতিশীলতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা যেতে পারে। উপরন্তু, HgS মাটিতে পারদ দূষণ ঠিক করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, এটি বৃষ্টির জলের মাধ্যমে ভূগর্ভস্থ জলে প্রবেশ করা থেকে প্রতিরোধ করে।
নিরাপত্তা ঝুঁকি এবং পরিবেশগত ব্যবস্থা
পারদ (II) সালফাইড একটি অত্যন্ত বিষাক্ত যৌগ, যার বিষাক্ততা প্রধানত পারদ আয়ন (Hg²⁺) নিঃসরণ থেকে আসে। পারদের বাষ্পের শ্বাস নেওয়া বা HgS পাউডার গ্রহণের ফলে স্নায়বিক ক্ষতি, কিডনি ব্যর্থতা এবং শ্বাসযন্ত্রের ব্যর্থতা সহ লক্ষণ সহ তীব্র বা দীর্ঘস্থায়ী পারদের বিষক্রিয়া হতে পারে। ইন্টারন্যাশনাল এজেন্সি ফর রিসার্চ অন ক্যান্সার (IARC) পারদ এবং এর যৌগকে গ্রুপ 2B কার্সিনোজেন (সম্ভবত মানুষের জন্য কার্সিনোজেনিক) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করে।
HgS পরিবেশে ক্ষয় করা কঠিন এবং খাদ্য শৃঙ্খলের মাধ্যমে জমা হতে পারে, যা বাস্তুতন্ত্রের দীর্ঘমেয়াদী ক্ষতি- করে। উদাহরণস্বরূপ, জলাশয়ে HgS অণুজীব দ্বারা মিথাইলমারকিউরি (CH₃Hg⁺) তে রূপান্তরিত হতে পারে, যার শক্তিশালী জৈবিক বিষাক্ততা এবং নিউরোটক্সিসিটি রয়েছে এবং মাছের মাধ্যমে মানবদেহে প্রবেশ করতে পারে।
HgS পরিচালনা করার সময়, সরাসরি যোগাযোগ এড়াতে প্রতিরক্ষামূলক মুখোশ, গ্লাভস এবং গগলস পরিধান করা উচিত। বিপজ্জনক বর্জ্য ব্যবস্থাপনার নিয়ম অনুযায়ী বর্জ্য প্যাকেজ করা এবং নিষ্পত্তি করা উচিত, যেমন উচ্চ-তাপমাত্রা পোড়ানো বা পারদ নিঃসরণ কমাতে রাসায়নিক স্থিতিশীলতার মাধ্যমে। বিভিন্ন দেশের পরিবেশগত সুরক্ষা প্রবিধান (যেমন ইউরোপীয় ইউনিয়নের বিপজ্জনক পদার্থের নিষেধাজ্ঞার নির্দেশিকা RoHS) HgS এর ব্যবহার এবং নির্গমনের উপর কঠোর সীমা নির্ধারণ করেছে।