Polisülfit

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

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]

_ngenel formülüne sahiptir. Bu anyonlar hidrojen polisülfitlerin H₂S_n konjüge bazlarıdır. Organik polisülfitler genellikle RS_nR formülüne sahiptir, burada R = alkil veya arildir.[2]

Polisülfit tuzları ve bileşikleri

Katı Na₂S₅ parçası. 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 polisülfitler

Lenthionine, şitaki mantarında bulunan bir polisülfittir.

Ticarette, "polisülfit" terimi genellikle değişken kükürt atomu ve hidrokarbon zincirlerinden oluşan bir sınıf polimer için kullanılır. Formülü R₂S_x olarak 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 + H₂S_x → (RCH₂CH₂)₂S_x

Gerçekte, homojen H₂S_x 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 polisülfitler

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 oluşumu

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]

Özellikleri

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

Kaynakça

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.