ZINKCARBONAT (ZNCO3): STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den zinkcarbonat er en uorganisk forbindelse, der består af elementerne zink (Zn), carbon (C) og oxygen (O). Dens kemiske formel er ZnCO ₃. Zink har en oxidationstilstand på +2, carbon +4 og ilt -2.

Det er et farveløst eller hvidt fast stof, der findes i naturen, og danner mineralet smithsonit, hvori det kan være alene eller med andre elementer såsom kobolt eller kobber, der giver det henholdsvis en violet eller grøn farve.

Smithsonite, ZnCO _3- mineral. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

ZnCO ₃ er næsten uopløselig i vand, men den opløses let i fortyndede syrer, da carbonationet i et syremedium danner kullsyre (H ₂ CO ₃), der derefter bliver CO ₂ -gas og vand.

Det bruges som antiseptisk middel i dyre sår og leveres undertiden i kosten for at forhindre sygdomme forårsaget af zinkmangel.

Det tjener til at forsinke afbrænding af visse fibre, plast og gummi, når de kommer i kontakt med ild. Det gør det muligt at adskille giftige arsenmineraler fra andre sten sikkert.

Det er blevet brugt i tandpastaer til at gendanne dentin på tænder, der gennemgår blegning.

Struktur

ZnCO ₃ består af en Zn ²⁺ -kation og en CO ₃ ^2- anion. Carbonet i carbonationen har en oxidationstilstand på +4. Denne ion har en flad struktur med de tre oxygenatomer, der omgiver carbonatomet.

Kemisk struktur af zinkcarbonat. Ukendt forfatter / offentligt domæne. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

• Zinkcarbonat
• Zinkmonocarbonat
• Kulsyre zinksalt
• Smithsonite
• Zinkspar

Ejendomme

Fysisk tilstand

Farveløst eller hvidt krystallinsk fast stof. Rhombiske krystaller.

Zinkcarbonat. Ondřej Mangl / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Molekylær vægt

125,4 g / mol

Smeltepunkt

Ved 140 ºC nedbrydes det uden at smelte.

Massefylde

4,398 g / cm ³ ved 20 ° C

Opløselighed

Praktisk taget uopløseligt i vand: 0.000091 g / 100 g H ₂ O ved 20 ° C. Opløselig i fortyndede syrer, alkalier og ammoniumsaltopløsninger. Uopløselig i ammoniak, alkohol og acetone.

Kemiske egenskaber

Reagerer med syrer, der danner kuldioxid:

ZnCO ₃ + 2 H ⁺ → Zn ²⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

Det opløses i baser, der danner hydroxid, som delvist opløses og danner en zinkation:

ZnCO ₃ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + CO ₃ ^2-

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Det er ikke brandfarligt. Når det opvarmes til nedbrydning, producerer det zinkoxid og kuldioxid, men det kan endda udsende kulilte (CO).

ZnCO ₃ + varme → ZnO + CO ₂ ↑

Indhentning

Det opnås ved formaling af mineralet smithsonit, tidligere kaldet zinkspar.

Det kan også fremstilles ved at blande en natriumcarbonatopløsning med et zinksalt, såsom zinksulfat. Natriumsulfat forbliver opløst, og zinkcarbonatet præcipiterer:

ZnSO ₄ + Na ₂ CO ₃ → ZnCO ₃ ↓ + Na ₂ SO ₄

Applikationer

I medicinske behandlinger

Denne forbindelse gør det muligt at opnå nogle farmaceutiske produkter. Det påføres betændt hud som et pulver eller en lotion.

Til veterinæranvendelser

ZnCO ₃ tjener som en snerpende, antiseptisk og topisk sårbeskytter hos dyr.

Det hjælper også med at forhindre sygdomme forårsaget af zinkmangel, hvorfor det bruges som et supplement i kosten for nogle dyr, forudsat at de indgivne mængder er inden for de standarder, der er fastlagt af sundhedsbureauer.

Zinkcarbonat gives undertiden som et mikronæringsstof for at forhindre sygdom hos svin. Ukendt forfatter / CC0. Kilde: Wikimedia Commons.

Ved udbrud af parakeratose hos svin føjes det til deres kost. Denne sygdom er en ændring af huden, hvor det liderlige lag ikke er dannet korrekt.

Som en brandhæmmer

Det bruges som et brandsikkert fyldstof til gummier og plast, der udsættes for høje temperaturer. Beskytter tekstilfibre mod brand.

For bomuldstekstiler påføres det på stoffet sammen med noget alkali. Dette angriber direkte de primære hydroxylgrupper (-CH ₂ OH) af cellulose og konverterer dem til natrium cellulose (-CH ₂ ONa).

Bruddet på cellulose bindinger ved alkali favoriserer en større penetrerbarhed af kæderne fra det kompakte celluloseholdige struktur, således at mere ZnCO ₃ formår at indtaste den amorfe zone af dette og dets dispersion lettes.

Nogle bomuldsstoffer kan indeholde ZnCO ₃ i deres fibre for at gøre dem brandbestandige. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivative arbejde: Socky / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Som et resultat reduceres mængden af ​​brandfarlig gas, der kunne produceres ved brand.

I tandbehandlinger

Visse tandpastaer baseret på zinkcarbonat nanokrystaller og hydroxyapatit, der påføres regelmæssigt på tænderne, reducerer overfølsomheden mere effektivt end dem, der er baseret på fluorid.

ZnCO ₃ og hydroxyapatit nanokrystaller har en størrelse, form, kemiske sammensætning og krystallinitet svarende til den i dentin, så dentintubulerne kan lukkes med anvendelsen af disse materialer.

ZnCO _3- hydroxyapatit- nanopartikler er med succes testet for at nedsætte følsomheden i blegede tænder. Forfatter: Photo Mix. Kilde: Pixabay.

Denne type tandpasta viste sig at være nyttig efter tandblekningsprocesser.

At adskille farlige mineraler fra arsen

Metoder til adskillelse af arsenmineraler fra sulfidbergarter (såsom galena, chalcopyrite og pyrit) under anvendelse af ZnCO3 _{er blevet} testet. Mineralet rig på arsen skal adskilles fra de andre, fordi dette element er et meget giftigt og giftigt forurenende stof for levende væsener.

For at opnå dette behandles blandingen af ​​malede sten med en opløsning af zinksulfat og natriumcarbonat ved en pH-værdi på 7,5-9,0 og en xanthatforbindelse.

Arsenkis. Dette mineral skal adskilles fra andre, fordi det indeholder den giftige arsen. Adskillelse kan opnås med zinkcarbonat. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Effektiviteten med formlen tilskrives dannelsen af små ZnCO ₃ partikler på overfladen af den arsenkis, hvilket gør det hydrofile (svarende til vand), så det ikke kan klæbe til luftbobler og kan ikke flyde, udfældning og adskillelse af de andre mineraler.

Ved opnåelse af andre zinkforbindelser

Zinkcarbonat er blevet brugt til at opnå hydrofobe zinkborat-nanostrukturer med formlen 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3,5H ₂ O. Dette materiale kan bruges som et flammehæmmende tilsætningsstof i polymerer, træ og tekstiler.

Ved nyttiggørelse af zink fra spildevand

Syntetiske farvande rige på zinkioner kasseret ved elektroafsætning processer kan behandles med fluidiseret leje teknologi under anvendelse af natriumcarbonat til udfældning ZnCO ₃.

Når Zn2 ⁺ udfældes i form af carbonat, falder dens koncentration, det opnåede faste stof filtreres, og vandene kan bortskaffes sikkert. Den udfældede ZnCO ₃ er af høj renhed.

Andre apps

Det gør det muligt at fremstille andre zinkforbindelser. Det bruges i kosmetik. Det fungerer som et pigment og bruges til fremstilling af porcelæn, keramik og keramik.

Risici

Indånding af ZnCO _3- støv kan forårsage tør hals, hoste, ubehag i brystet, feber og sved. Dens indtagelse forårsager kvalme og opkast.

Effekter på miljøet

Den største risiko er dens virkning på miljøet, så det bør undgås, at det spredes i det. Det er meget giftigt for akvatiske liv med konsekvenser, der vedvarer i levende organismer.

Referencer

1. US National Library of Medicine. (2019). Zinkcarbonat. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (redaktør) (2003). CRC-håndbog om kemi og fysik. 85 ^th CRC Press.
3. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
4. Sharma, V. et al. (2018). Syntese af zinkcarbonat-nanoletræer, en potentiel flammehæmmer for bomuldstekstiler. Cellulose 25, 6191-6205 (2018). Gendannes fra link.springer.com.
5. Guan, Y. et al. (2020). Kolloid ZnCO3 som en kraftig depressant af arsenopyrit i svagt alkalisk papirmasse og interaktionsmekanismen. Mineraler 2020, 10, 315. Gendannes fra mdpi.com.
6. Sygdomme i hud, øje, konjunktiva og det ydre øre. (2017). I veterinærmedicin (ellevte udgave). Gendannes fra sciencedirect.com.
7. Hannig, M. og Hannig, C. (2013). Nanobiomaterialer i forebyggende tandpleje. I nanobiomaterialer i klinisk tandpleje. Kapitel 8. Gendannes fra sciencedirect.com.
8. Tugrul, N. et al. (2015). Syntese af hydrofobe nanostrukturer zinkborat fra zinkcarbonat og karakterisering af produktet. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. Gendannes fra link.springer.com.
9. de Luna, MDG, et al. (2020). Genvinding af zinkgranulater fra syntetisk elektropletterende spildevand ved anvendelse af homogen krystallisationsproces med fluidiseret leje. Int. J. Environ. Sci. Technol. 17, 129-142 (2020). Gendannes fra link.springer.com.