Oxid zinečnatý (ZnO) vzorec, vlastnosti a použití



oxid zinečnatý je chemická sloučenina vzorce ZnO. Je to anorganická chemická sloučenina používaná jako přísada do volně prodejných léků. Používá se především jako přísada do pigmentů a polovodičů v různých průmyslových odvětvích.

Oxid zinečnatý se nachází v přírodě v zinku, minerálu, který se nachází hlavně v New Jersey, USA. Zincite má hexagonální krystalickou strukturu (mindat.org a Hudsonův institut mineralogie, 2017).

Tam je několik procesů syntetizovat oxid zinečnatý, hlavní cesty být francouzština a americká metoda.

Ve francouzském procesu se kovový zinek odpařuje a pára se oxiduje předehřátým vzduchem. Americký proces používá různé surové sloučeniny zinku, které jsou redukovány uhlíkem, produkující páry zinku. Pak se zinkové páry oxidují kyslíkem přítomným ve vzduchu, podobně jako francouzský proces.

Další způsob syntézy oxidu zinečnatého je mokrý proces, který spočívá v čištění síranu nebo chloridu zinečnatého srážením uhličitanem. Sraženina se potom kalcinuje, čímž se získá oxid zinečnatý (oxid zinečnatý, vzorec S.F.)..

ZnSO4 + NaCO3 → ZnCO3 + NaSO4 → ZnO + CO2 (800 ° C).

Index

  • 1 Fyzikální a chemické vlastnosti
  • 2 Reaktivita a nebezpečí
  • 3 Nanočástice
  • 4 Použití
    • 4.1
    • 4.2 2- Gumárenský průmysl
    • 4.3 3- Pigmenty a nátěry
    • 4.4 4- Solární články
    • 4,5 5- Piezoelektrické
    • 4.6 6- Jiná použití
  • 5 Odkazy

Fyzikální a chemické vlastnosti

Oxid zinečnatý je bílá pevná látka bez aroma a hořké chuti (Národní centrum pro biotechnologické informace, 2017). Jeho vzhled je znázorněn na obrázku 2.

Oxid zinečnatý má dvě možné struktury: hexagonální a kubické, ale nejběžnější jsou hexagonální krystaly. Sloučenina má molekulovou hmotnost 81,38 g / mol a hustotu 5,606 g / ml. Jeho bod tání je 1975 ° C, kde se začíná rozkládat (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO je amfoterní oxid, který se může v reakcích rozpouštět v kyselinách nebo zásadách:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2O

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2O

Oxid zinečnatý je nerozpustný ve vodě (0,0004 g na 100 ml vody při 17 ° C). Nízká rozpustnost, kterou produkuje, vytváří vodné roztoky, které jsou neutrální při pH. Prudce reaguje s prachem z hliníku a hořčíku, což může způsobit požár a výbuch.

Intimní směsi oxidu zinečnatého a chlorované pryže s nebo bez uhlovodíků nebo chlorovaných rozpouštědel reagují prudce, dokonce i výbušně při zahřátí..

Pomalé přidávání oxidu zinečnatého k pokrytí povrchu lněného oleje způsobuje tvorbu tepla a zapalování (CAMEO, 2016).

Reaktivita a nebezpečí

Oxid zinečnatý je stabilní sloučenina, která není hořlavá a nevykazuje žádnou neslučitelnost s jinými chemickými sloučeninami, ale při zahřívání vydává toxické výpary. Sloučenina není toxická nebo nebezpečná při požití nebo styku s kůží nebo očima, avšak tato sloučenina představuje nebezpečí při vdechování.

Škodlivé koncentrace částic ve vzduchu lze dosáhnout rychle, zejména u částic oxidu zinečnatého. Vdechování výparů může způsobit horečku s kovovým dýmem s následujícími příznaky:

  • bolest v krku
  • bolest hlavy
  • horečka nebo vysoká tělesná teplota
  • nevolnost
  • zvratky
  • Slabost
  • zima
  • svalová bolest.

Látka jako kouř dráždí dýchací cesty. Účinky mohou být zpožděny. Příznaky kovové horečky se projevují až po několika hodinách (NIOSH, 2015).

V případě vdechnutí by měl být oběť ponechána na dobře větraném místě. Pokud je inhalace těžká, oběť by měla být co nejdříve evakuována do bezpečné oblasti.

Uvolněte těsný oděv, například límec na košili, pásy nebo kravatu. Pokud oběť zjistí, že je těžké dýchat, je třeba podat kyslík.

Pokud oběť nedýchá, provádí se resuscitace z úst do úst. Vždy s přihlédnutím k tomu, že může být nebezpečné pro osobu poskytující pomoc při resuscitaci z úst do úst, když je inhalovaný materiál toxický, infekční nebo žíravý (Bezpečnostní list materiálu, oxid zinečnatý, 2013).

Navzdory použití oxidu zinečnatého jako léčiva je velmi toxický pro životní prostředí, zejména pro vodní organismy. Musí být přijata okamžitá opatření k omezení jejich šíření do životního prostředí podle stanovených předpisů.

Nanočástice

V současné době působí nanotechnologie v různých vědních oborech prostřednictvím působení na materiály a zařízení používající různé techniky nanometrového měřítka (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Nanočástice jsou součástí nanomateriálů, které jsou definovány jako jednotlivé částice o průměru 1 až 100 nm.

Od nedávných let jsou nanočástice běžným materiálem pro vývoj nových špičkových aplikací v oblasti komunikace, skladování energie, detekce, ukládání dat, optiky, přenosu, ochrany životního prostředí, kosmetiky, biologie a medicíny díky jejich důležité optické, elektrické a magnetické vlastnosti.

Zejména jedinečné vlastnosti a užitečnost nanočástic také vznikají z různých atributů, včetně podobné velikosti nanočástic a biomolekul, jako jsou proteiny a polynukleotidové kyseliny. Kromě toho mohou být nanočástice vyrobeny ze široké škály kovů.

Nanočástice oxidů kovů, včetně oxidu zinečnatého, jsou všestranné platformy pro biomedicínské aplikace a terapeutické zásahy.

Existuje naléhavá potřeba vyvinout nové třídy protirakovinných látek a nedávné studie ukazují, že nanomateriály ZnO jsou velmi slibné (John W. Rasmussen, 2010).

Tyto nanočástice mají antibakteriální, antikorozní, protiplísňové a UV filtrační vlastnosti. Některé synonyma nanočástic oxidu zinečnatého jsou oxydatum, cinci oxicum, permanentní bílá, ketocinc a oxocinc (AZoNano, 2013).

Použití

1. Lékařství

Oxid zinečnatý je produkt, který se široce používá v dermatologii pro péči o pleť. Ve Spojených státech je hlavní složkou opalovacích krémů díky svým reflexním vlastnostem.

Oxid zinečnatý je jednou z nejbezpečnějších složek na ochranu kůže před škodlivými účinky ultrafialových (UV) paprsků. UV paprsky pronikají kůží a poškozují tkáň, urychlují proces stárnutí a suší pokožku.

Tyto paprsky také zvyšují riziko rakoviny kůže. Opalovací krémy, které obsahují oxid zinečnatý, filtrují UV paprsky, brání jim v pronikání do kůže a způsobují poškození buněk.

Oxid zinečnatý je také účinný při hojení kůže. Lze jej použít k hojení ran, snížení citlivosti spojené s popáleninami a zmírnění popraskané kůže.

Lidé, kteří trpí nedostatkem zinku, mají tendenci pociťovat pomalé hojení ran. Když se oxid zinečnatý aplikuje na oblast rány, poskytuje tělu další zinek, který potřebuje k opravě kožních buněk. Oxid zinečnatý pomáhá udržovat vlhkou a čistou oblast rány.

Pleťové vody a krémy, které obsahují oxid zinečnatý, jsou účinnými adstringenty kůže. Může se použít oxid zinečnatý, aby se zabránilo tvorbě nadbytečného oleje na povrchu.

To je někdy používáno jako léčba akné - to je věřil redukovat vzhled vady a snížit podráždění a zánět kůže, snížení počtu a závažnosti akné breakouts.

National Institutes of Health uvádí, že lokální a perorální zinek se jeví jako bezpečná a účinná léčba akné (PEARSON, 2015).

Zinková mast může pracovat nejlépe pro tento běžný stav kůže, pokud se používá v kombinaci s lokálním antibiotikem erythromycinem.

Vzhledem ke svým antibakteriálním a deodorantním vlastnostem ošetřují lékaři obvykle plenkovou vyrážku mastí z oxidu zinečnatého. Obvykle se aplikuje při každé změně pleny pro optimální účinnost.

Udržování oblasti pleny v čistotě a umožnění úplného zaschnutí pokožky před použitím masti z oxidu zinečnatého může pomoci minimalizovat závažnost vyrážky pleny.

Mast z oxidu zinečnatého může podle American Academy of Dermatology zmírnit příznaky melasmy. Melasma je běžný stav kůže, který způsobuje hnědé skvrny na obličeji, zejména na nose, tvářích, rtech a čele brady..

Asi 90 procent případů melasmy se vyskytuje u žen. Nejčastější u lidí s tmavší kůží.

Malé podráždění kůže, jako jsou řezy, popáleniny, škrábance a jedovatý břečťan, často těží z protizánětlivých vlastností obsažených v masti z oxidu zinečnatého. Tenkou vrstvu oxidu zinečnatého můžete aplikovat na postiženou kůži tak často, jak je to nutné, abyste zmírnili podráždění a podpořili hojení.

Ochranné účinky masti oxidu zinečnatého na pokožku z něj činí jeden z nejlepších způsobů léčby hemoroidů.

Hemoroidy jsou oteklé žíly v análním kanálu, které jsou způsobeny přetlakem v pánevních a rektálních oblastech. Hemoroidy obvykle nejsou vážné, ale mohou způsobit značné nepohodlí (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2 - Pryžový průmysl

Více než 50% oxidu zinečnatého se používá v gumárenském průmyslu. Díky vulkanizačnímu procesu má povrch vyšší pevnost v tahu a odolnost vůči bobtnání a otěru a je elastický v širším teplotním rozsahu..

V jeho nejjednodušší formě, vulkanizace je produkována ohřátím gumy se sírou (Encyclopædia Britannica, 2018) \ t.

Dvě složky, které hrají důležitou roli ve vulkanizační chemii, jsou známé jako "aktivátory", obvykle oxid zinečnatý a kyselina stearová..

Tyto sloučeniny reagují společně a s urychlovači za vzniku sloučeniny sulfidu zinečnatého, která je zase klíčovým meziproduktem při přidávání síry do dienového elastomeru a vytváření sírových vazeb za vzniku prvků, jako jsou pneumatiky, podešve boty a dokonce i hokejové puky (Gent, 2016).

3- Pigmenty a barvy

Spolu s lněným olejem (sušící olej užitečný jako vozidlo), oxid zinečnatý je používán jako pigment od 18. století, který přinesl rychlou expanzi evropského lakovacího průmyslu. Mezi základní bílé pigmenty patří oxid zinečnatý, sulfid zinečnatý, lithopon a oxid titaničitý (Encyclopædia Britannica, 1998).

4. Solární články

Velmi důležité použití je, že oxid zinečnatý je široce používán jako vrstva pufru v solárních článcích CIGS (Copio Indio Gálio Selenido). Některé současné experimenty se zaměřují na vliv tloušťky ZnO na maximální výstupní výkon článků.

5- Piezoelektrické

Oxid zinečnatý (ZnO) je zajímavý materiál s ohledem na vodivost. Krystalizuje ve struktuře wurtzitu a jeho spojení je směs iontové a kovalentní. Vysoce čisté monokrystaly jsou izolátory.

Oxid zinečnatý je nejvíce piezoelektrický všech materiálů a je široce používán jako převodník v elektronických zařízeních. (Piezoelectricity je vlastnost krystalu polarizovat když vystavený tlaku.) \ T

Oxid zinečnatý je dobrý polovodič, když jsou v krystalu obsaženy nečistoty hliníku. Polykrystalická polovodičová keramika oxidu zinečnatého dobře funguje a dodržuje Ohmův zákon.

Přidání malých množství jiných oxidů, jako je baryum a chrom, činí keramiku oxidu zinečnatého velmi neohmickými elektrickými vlastnostmi.

6- Ostatní použití

Přidání oxidu zinečnatého pomáhá zpracovat beton a také zlepšuje odolnost proti vodě.

Oxid zinečnatý se používá v cigaretových filtrech a jako přísada do obilovin. Používá se také v xerografii jako fotovodivé fólie a jako antikorozní.

Budoucnost vysoce kvalitního oxidu zinečnatého bude nepochybně fascinující. Potenciální pokroky v neléčebných aplikacích dokonce převyšují současná léčebná použití.

Nanorod oxid zinečnatý, spintronické a piezoelektrické senzory jsou velmi perspektivními poli a ty, které musí brát v úvahu v ne příliš vzdálené budoucnosti.

Odkazy

  1. (2013, 10. července). Oxid zinečnatý (ZnO) Nanočástice - vlastnosti, aplikace. Získané z azonano: azonano.com.
  2. (2016). ZINC OXIDE, CRUDE. Získaný od cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI (2017, 22. února). oxid zinečnatý. Obnoveno z ChEBI: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 7. července). Barva. Získané z britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018, 15. září). Vulkanizace RUBBER MANUFACTURING. Obnoveno z Britannica.com.
  6. Gent, A. N. (2016, 21. dubna). Guma. Získané z britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, 16. srpna). Použití oxidu zinečnatého. Zdroj: livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, E. M. (2010). Nanočástice oxidu zinečnatého pro selektivní destrukci nádorových buněk a potenciál pro aplikace podávání léčiv. Expert Opin Drug Deliv. 7 (9): 1063-1077.
  9. Bezpečnostní list materiálu Oxid zinečnatý. (2013, 21. května). Obnoveno z sciencelab.com.
  10. org a Mineralogický institut v Hudsonu. (2017, 29. března). Zinčitý Zdroj: mindat.org.
  11. Národní centrum pro biotechnologické informace ... (2017, 30. dubna). PubChem Compound Database; CID = 14806. Získáno z PubChem.
  12. (2015, 22. července). OXID ZINC. Obnoveno z cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015, 18. února). Výhody oxidu zinečnatého pro kůži. Zdroj: livestrong.com
  14. Královská chemická společnost. (2015). Oxid zinečnatý. Získáno z chemspideru. 
  15. Vaseem Mohammad (Ph.D.), A. U.-B. (2010). Nanočástice ZnO: růst, vlastnosti a aplikace. V nanostrukturách s oxidy kovů a jejich aplikacích (str. 1-36). Američtí vědečtí vydavatelé.
  16. Oxid zinečnatý. (S.F.). Zdroj: softschools.com.