- Struktur
- nomenklatur
- Ejendomme
- Fysisk tilstand
- Molekylær vægt
- Smeltepunkt
- Kogepunkt
- Massefylde
- Opløselighed
- pH
- Kemiske egenskaber
- Indhentning
- Applikationer
- Ved katalyse af reaktioner
- I sammensatte polymerer
- I oxisales cement
- I zinkoxidbelægninger og nanomaterialer
- I herbicider
- I anodefremstilling
- Andre apps
- Potentiel anvendelse i knoglevævsteknik
- Risici
- Referencer
Den zinknitrat er en uorganisk forbindelse, der består af grundstofferne zink (Zn), kvælstof (N) og oxygen (O). Zinks oxidationstilstand er +2, nitrogenens +5, og iltmængden er -2.
Dens kemiske formel er Zn (NO 3) 2. Det er et farveløst krystallinsk fast stof, der har en tendens til at absorbere vand fra miljøet. Det kan opnås ved behandling af zinkmetal med fortyndet salpetersyre. Det er en stærkt oxiderende forbindelse.
Zinknitrat Zn (NO 3) 2. Ondřej Mangl / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.
Det tjener som en accelerator for organiske kemi-reaktioner og tillader opnåelse af sammensatte polymerer med elektrisk ledende egenskaber. Det bruges til at danne lag af materialer, der er nyttige i elektronik.
Det er en del af nogle flydende gødningsstoffer og visse langsomfrigivende herbicider. Det hjælper med at fremstille komplekse oxider, forbedre deres tæthed og elektriske ledningsevne.
Det er med succes testet til opnåelse af strukturer, der tjener som et grundlag for regenerering og vækst af knoglevæv, forbedring af denne proces og er effektiv som antibakteriel.
Selvom det ikke er brændbart, kan det fremskynde forbrænding af stoffer, der er, såsom kul eller organiske materialer. Det er irriterende for hud, øjne og slimhinder, og det er meget giftigt for vandlevende organismer.
Struktur
Zinknitrat er en ionforbindelse. Den har en bivalent kation (Zn 2+) og to monovalente anioner (NO 3 -). Nitratanion er en polyatomisk ion dannet af et nitrogenatom i dens oxidationstilstand +5 kovalent bundet til tre oxygenatomer med en valens på -2.
Ionisk struktur af zinknitrat. Edgar181 / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.
Billedet herunder viser den rumlige struktur af denne forbindelse. Den centrale grå sfære er zink, de blå kugler er nitrogen, og de røde kugler repræsenterer ilt.
Rumlig struktur af Zn (NO 3) 2. Zink er midt i nitrationer. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.
nomenklatur
- Zinknitrat
- Zinkdinitrat
Ejendomme
Fysisk tilstand
Farveløst eller hvidt krystallinsk fast stof.
Molekylær vægt
189,40 g / mol
Smeltepunkt
Cirka 110 ºC.
Kogepunkt
Cirka 125 ºC.
Massefylde
2.065 g / cm 3
Opløselighed
Opløselig i vand: 120 g / 100 g H 2 O ved 25 ° C. Opløselig i alkohol.
pH
Dens vandige opløsninger er sure. En 5% opløsning har en pH på cirka 5.
Kemiske egenskaber
Som en nitrat er denne forbindelse en stærk oxidant. Reagerer voldsomt med kulstof, kobber, metallsulfider, organisk stof, fosfor og svovl. Hvis det sprøjtes på varmt kul, eksploderer det.
På den anden side er det hygroskopisk og absorberer vand fra miljøet. Ved opvarmning dannes zinkoxid, nitrogendioxid og ilt:
2 Zn (NO 3) 2 + varme → 2 ZnO + 4 NO 2 ↑ + O 2 ↑
I alkaliske opløsninger, såsom dem fra NaOH, danner zink i denne forbindelse dets hydroxid og andre komplekse arter:
Zn (NO 3) 2 + 2 OH - → Zn (OH) 2 + 2 NO 3 -
Zn (OH) 2 + 2 OH - → 2-
Indhentning
Det kan opnås ved behandling af zink eller zinkoxid med fortyndet salpetersyre. Hydrogengas dannes i denne reaktion.
Zn + 2 HNO 3 → Zn (NO 3) 2 + H 2 ↑
Applikationer
Ved katalyse af reaktioner
Det bruges som katalysator til opnåelse af andre kemiske forbindelser, såsom harpikser og polymerer. Det er en syrekatalysator.
Eksempel på harpiks. Bugman på engelsk Wikipedia / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.
Strukturmodel for en polymer. Ilmari Karonen / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.
Et andet tilfælde af reaktion acceleration er Zn (NO 3) 2 / VOC 2 O 4 katalytiske system , der tillader oxidation af a-hydroxyestere til a-ketoestere med en 99% omdannelse endog ved omgivelsernes tryk og temperatur.
I sammensatte polymerer
Polymethylmethacrylat og Zn (NO 3) 2- film er udviklet med elektriske ledningsevneegenskaber, der gør dem til egnede kandidater til brug i superkapacitorer og højhastighedscomputere.
I oxisales cement
Med vandige opløsninger af zinknitrat og zinkoxidpulver opnås materialer, der hører til klassen af cement dannet ved en syre-base-reaktion.
Disse har en rimelig modstand mod opløsning i fortyndede syrer og alkalier og udvikler en modstand mod kompression, der kan sammenlignes med den for andre cement, såsom zinkoxychlorider.
Denne egenskab øges, når ZnO / Zn (NO 3) 2 -forholdet stiger, og når koncentrationen af Zn (NO 3) 2 i opløsningen øges. De opnåede cement er fuldstændigt amorf, dvs. de har ikke krystaller.
Med zinknitrat er der foretaget test for at få cement. Forfatter: Kobthanapong. Kilde: Pixabay.
I zinkoxidbelægninger og nanomaterialer
Zn (NO 3) 2 anvendes til elektrolytisk afsætning af meget tynde lag af zinkoxid (ZnO) på forskellige underlag. Nanostrukturer af dette oxid fremstilles også på overfladerne.
Nanopartikler af zinkoxid. Nogle ZnO-nanostrukturer kan fremstilles med Zn (NO 3) 2. Verena Wilhelmi, Ute Fischer, Heike Weighardt, Klaus Schulze-Osthoff, Carmen Nickel, Burkhard Stahlmecke, Thomas AJ Kuhlbusch, Agnes M. Scherbart, Charlotte Esser, Roel PF Schins, Catrin Albrecht / CC BY (https://creativecommons.org/ licenser / med / 2,5). Kilde: Wikimedia Commons.
ZnO er et materiale af stor interesse på grund af mangfoldigheden af applikationer inden for optoelektronik, det har også halvlederegenskaber og bruges i sensorer og transducere.
I herbicider
Zinknitrat er blevet anvendt i forbindelse med nogle organiske forbindelser til at nedsætte frigørelseshastigheden for visse herbicider i vand. Den langsomme frigivelse af disse produkter giver dem mulighed for at være tilgængelige i længere tid og færre applikationer er påkrævet.
I anodefremstilling
Det stimulerer sintringsprocessen og forbedrer densiteten af visse oxider, der bruges til at fremstille anoder til brændselsceller. Sintring opnår et fast materiale ved at opvarme og komprimere et pulver uden at nå dets fusion.
Tegning af, hvordan sintringen af to korn forekommer. Zn (NO 3) 2 hjælper med udførelsen af denne proces på nogle komplekse oxider. Cdang / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.
De testede materialer er komplekse oxider af strontium, iridium, jern og titan. Tilstedeværelsen af zink øger den elektriske ledningsevne signifikant.
Andre apps
Det bruges til at få medicin. Det fungerer som en mordant ved påføring af trykfarver og farvestoffer. Tjener som en latex koagulant. Det er en kilde til zink og nitrogen i flydende gødning.
Potentiel anvendelse i knoglevævsteknik
Denne forbindelse er blevet anvendt som et additiv til udarbejdelse af forstærkninger eller rammer til regenerering af knoglefibre, da det tillader at forbedre den mekaniske modstand af disse strukturer.
Det viste sig, at det zinkholdige stillads er ikke-toksisk over for osteoprogenitorceller, understøtter aktiviteten af osteoblaster, knogledannende celler og forbedrer deres vedhæftning og spredning.
Det favoriserer dannelsen af apatit, som er det mineral, der danner knogler, og som også har en antibakteriel virkning.
Zn (NO 3) 2 kan være meget nyttig til genopbygning af knoglemateriale hos mennesker, der har lidt ulykker. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.
Risici
Det er et materiale med en potentiel risiko for brand og eksplosion.
Det er ikke brændbart, men fremskynder afbrænding af brændbare materialer. Hvis en stor mængde af denne forbindelse er involveret i en brand, eller hvis det brændbare materiale er fint opdelt, kan der opstå en eksplosion.
Når de udsættes for stærk varme, produceres giftige gasser af nitrogenoxider. Og hvis eksponeringen udføres i lang tid, kan den eksplodere.
Det er irriterende på huden, kan forårsage alvorlig skade på øjnene, irritation i luftvejene, er giftigt ved indtagelse og forårsager skade på fordøjelseskanalen.
Meget giftig for vandlevende liv med langvarige virkninger.
Referencer
- Ju, Y. et al. (2019). Ny virkning af zinknitrat / vanadyloxalat til selektiv katalytisk oxidation af ALFA-hydroxyestere til ALFA-keto-estere med molekylær ilt: En in situ ATR-IR-undersøgelse. Molekyler 2019, 24, 1281. Gendannes fra mdpi.com.
- Mohd S., SN et al. (2020). Formulering med kontrolleret frigivelse af zinkhydroxidnitrat intercalated med natriumdodecylsulfat og bispyribac-anioner: En ny herbicid-nanokomposit til paddyrkning. Arabian Journal of Chemistry 13, 4513-4527 (2020). Gendannes fra sciencedirect.
- Mani, MP et al. (2019). Beriget mekanisk styrke og knoglemineralisering af elektrospun biomimetisk stillads belagt med Ylang Ylang olie og zinknitrat til benvævsteknik. Polymerer 2019, 11, 1323. Gendannes fra mdpi.com.
- Kim, KI et al. (2018). Virkninger af zinknitrat som sintringshjælpemiddel på de elektrokemiske egenskaber ved Sr 0,92 Y 0,08 TiO 3-DELTA og Sr 0,92 Y 0,08 Ti 0,6 Fe 0,4 O 3-DELTA Ceramics International, 44 (4): 4262-4270 (2018). Gendannes fra sciencedirect.com.
- Prasad, BE et al. (2012). Elektroaflejring af ZnO-coating fra vandig Zn (NO 3) 2 bade: virkning af Zn-koncentration, afsætningstemperatur og tid på orientering. J Solid State Electrochem 16, 3715-3722 (2012). Gendannes fra link.springer.com.
- Bahadur, H. og Srivastava, AK (2007). Morfologier af sol-gel afledte tynde film af ZnO ved hjælp af forskellige precursor-materialer og deres nanostrukturer. Nanoscale Res Lett (2007) 2: 469-475. Gendannes fra link.springer.com.
- Nicholson, JW og Tibaldi, JP (1992). Dannelse og egenskaber af cement fremstillet af zinkoxid og vandige opløsninger af zinknitrat. J Mater Sci 27, 2420-2422 (1992). Gendannes fra link.springer.com.
- Lide, DR (redaktør) (2003). CRC-håndbog om kemi og fysik. 85 th CRC Press.
- Maji, P. et al. (2015). Effekt af Zn (NO 3) 2- fyldstof på dielektrisk permittivitet og elektrisk modul af PMMA. Bull Mater Sci 38, 417-424 (2015). Gendannes fra link.springer.com.
- US National Library of Medicine. (2019). Zinknitrat. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Byju s. (2020). Zinknitrat - Zn (NO3) 2. Gendannes fra byjus.com.
- Amerikanske elementer. Zinknitrat. Gendannes fra americanelements.com.
- Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.