Sulfure de magnésium
Le sulfure de magnésium est un composé inorganique de formule MgS. C'est un matériau cristallin blanc mais on le rencontre souvent sous une forme impure qui est une poudre non-cristalline brune. Il est produit industriellement lors de la fabrication de l'acier.
| Sulfure de magnésium | |
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| Structure cristalline du sulfure de magnésium | |
| Identification | |
|---|---|
| Synonymes | |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.597 |
| No CE | 234-771-1 |
| PubChem | |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | poudre blanche à brun-rougeâtre |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | MgS |
| Masse molaire[1] | 56,37 ± 0,006 g/mol Mg 43,12 %, S 56,89 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 2 000 °C environ |
| Solubilité | se décompose |
| Masse volumique | 2,84 g/cm3 |
| Thermochimie | |
| S0solide | 50,3 J/mol K |
| ΔfH0solide | -347 kJ/mol |
| Cp | 45,6 J/mol K |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Cubique |
| Symbole de Pearson | |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | Fm3m, No. 225 |
| Structure type | Halite |
| Composés apparentés | |
| Autres cations | Sulfure de calcium Sulfure de strontium Sulfure de baryum |
| Autres anions | Oxyde de magnésium |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
Préparation et propriétés générales
MgS est formé par réaction du soufre ou du sulfure d'hydrogène avec le magnésium. Il cristallise dans la structure sel gemme dans sa phase la plus stable, ses structures zinc-blende[2] et wurtzite[3] peuvent être préparées par épitaxie par jet moléculaire. Les propriétés chimiques de MgS ressemblent à celles de sulfures ioniques tels que les sulfures de sodium, de baryum ou de calcium. Il réagit avec l'oxygène pour former le sulfate correspondant, le sulfate de magnésium. MgS réagit avec l'eau pour donner du sulfure d'hydrogène et de l'hydroxyde de magnésium[4].
Applications
Dans le procédé de fabrication de l'acier LD, le soufre est le premier élément à être éliminé. Le soufre est éliminé de l'acier impur du four à arc par addition de plusieurs centaines de kilos de poudre de magnésium avec une lance. Le sulfure de magnésium se forme, il flotte ensuite sur l'acier en fusion et est éliminé[5].
MgS est un semi-conducteur direct à large bande d'intérêt en tant qu'émetteur bleu-vert, une propriété qui est connue depuis le début des années 1900[6]. Sa grande largeur de bande permet également l'utilisation de MgS comme photodétecteur pour la lumière ultraviolette de courte longueur d'onde[7].
Occurrence
En plus d'être un constituant de certains laitiers, MgS est un minéral rare extra-terrestre appelé niningérite détecté dans certaines météorites. MgS est également présent dans les enveloppes circumstellaires de certaines étoiles carbonées, celles dont le rapport C/O > 1[8].
Sécurité
MgS émet du sulfure d'hydrogène au contact avec l'humidité.
Références
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Magnesium sulfide » (voir la liste des auteurs).
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) C. Bradford, C. B. O'Donnell, B. Urbaszek, A. Balocchi, C. Morhain, K. A. Prior et B. C. Cavenett, « Growth of zinc blende MgS/ZnSe single quantum wells by molecular-beam epitaxy using ZnS as a sulphur source », Appl. Phys. Lett., vol. 76,‎ , p. 3929 (DOI 10.1063/1.126824, Bibcode 2000ApPhL..76.3929B)
- (en) Y. H. Lai, Q. L. He, W. Y. Cheung, S. K. Lok, K. S. Wong, S. K. Ho, K. W. Tam et I. K. Sou, « Molecular beam epitaxy-grown wurtzite MgS thin films for solar-blind ultra-violet detection », Applied Physics Letters, vol. 102,‎ , p. 171104 (DOI 10.1063/1.4803000, Bibcode 2013ApPhL.102q1104L)
- Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. (ISBN 0-12-352651-5).
- Irons, G. A.; Guthrie, R. I. L. "Kinetic aspects of magnesium desulfurization of blast furnace iron" Ironmaking and Steelmaking (1981), volume 8, pp.114-21.
- Tiede, E. "Reindarstellung von Magnesiumsulfid und seine Phosphorescenz. I (Preparation of pure magnesium sulfide and its phosphorescence. I)" Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (1916), volume 49, pages 1745-9.
- (en) Ying Hoi Lai, Wai-Yip Cheung, Shu-Kin Lok, George K.L. Wong, Sut-Kam Ho, Kam-Weng Tam et Iam-Keong Sou, « Rocksalt MgS solar blind ultra-violet detectors », AIP Advances, vol. 2,‎ , p. 012149 (DOI 10.1063/1.3690124, Bibcode 2012AIPA....2a2149L)
- (en) J. H. Goebel et S. H. Moseley, « MgS Grain Component in Circumstellar Shells », Astrophysical Journal Letters, vol. 290,‎ , p. L35 (DOI 10.1086/184437, Bibcode 1985ApJ...290L..35G)