Формула на цинков оксид (ZnO), свойства и приложения



на цинков оксид е химично съединение на формулата ZnO. Това е неорганично химично съединение, използвано като съставка в лекарствата, продавани без рецепта. Използва се главно като добавка в пигменти и полупроводници в различни индустрии.

Цинковият оксид се намира в природата в цинкит, минерал, който се намира главно в Ню Джърси, САЩ. Цинките имат хексагонална кристална структура (mindat.org и Института по минералогия на Хъдсън, 2017).

Има няколко процеса за синтезиране на цинков оксид, като основните пътища са френският и американският метод.

Във френския процес, метален цинк се изпарява и парата се окислява с предварително загрят въздух. Американският процес използва различни сурови цинкови съединения, които се намаляват с въглерод, произвеждайки цинкови пари. След това цинковите пари се окисляват с кислород във въздуха, подобно на френския процес.

Друг начин за синтезиране на цинков оксид е мокрият процес, който се състои в пречистване на сулфат или цинков хлорид чрез утаяване с карбонат. След това утайката се калцинира до получаване на цинков оксид (цинков оксид Формула, S.F.).

цинков4 + Нако3 → ZnCO3 + НАСО4 → ZnO + CO2 (800 ° С).

индекс

  • 1 Физични и химични свойства
  • 2 Реактивност и опасности
  • 3 Наночастици
  • 4 Използване
    • 4.1 1- Медицина
    • 4.2 2- Каучукова промишленост
    • 4.3 3- Пигменти и бои
    • 4.4 4- Слънчеви клетки
    • 4.5 5-пиезоелектричен
    • 4.6 6- Други употреби
  • 5 Препратки

Физични и химични свойства

Цинковият оксид е бяло твърдо вещество без аромат и горчив вкус (Национален център за биотехнологична информация., 2017). Външният му вид е показан на фигура 2.

Цинковият оксид има две възможни структури: хексагонални и кубични, но шестоъгълните кристали са най-често срещаните. Съединението има молекулно тегло 81,38 g / mol и плътност 5,606 g / ml. Точката на топене е 1975 ° С, където започва да се разлага (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO е амфотен оксид, който може да се разтвори в киселини или основи чрез реакциите:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + Н2О

ZnO + 2OH- → Zn+2 + Н2О

Цинковият оксид е неразтворим във вода (0,0004 g на 100 ml вода при 17 ° C). Ниската разтворимост, която тя произвежда, произвежда водни разтвори, които са неутрални по отношение на рН. Реагира бурно с алуминиева и магнезиева прах, причинявайки пожар и опасност от експлозия.

Интимните смеси на цинков оксид и хлориран каучук с или без въглеводороди или хлорирани разтворители реагират бурно, дори експлозивно при нагряване.

Бавното добавяне на цинков оксид за покриване на повърхността на лененото масло предизвиква отделяне на топлина и запалване (CAMEO, 2016).

Реактивност и опасности

Цинковият оксид е стабилно съединение, което не е запалимо и не показва несъвместимост с други химически съединения, но когато се нагрява, отделя токсични изпарения. Съединението не е токсично или опасно при поглъщане или при контакт с кожата или очите, но съединението представлява опасност при вдишване.

Вредна концентрация на частици във въздуха може да бъде достигната бързо, особено за частиците цинков оксид. Вдишването на изпарения може да предизвика треска с метални изпарения със следните симптоми:

  • възпалено гърло
  • главоболие
  • треска или висока телесна температура
  • гадене
  • бълвоч
  • слабост
  • студ
  • мускулни болки.

Веществото като дим е дразнещо за дихателните пътища. Ефектите могат да се забавят. Симптомите на метална димна треска не се проявяват след няколко часа (NIOSH, 2015).

В случай на вдишване, на пострадалия трябва да се позволи да почива в добре проветрено помещение. Ако инхалацията е тежка, жертвата трябва да бъде евакуирана в безопасна зона възможно най-скоро.

Разхлабете плътно облекло, като якичка за риза, колани или вратовръзка. Ако на жертвата е трудно да диша, трябва да се приложи кислород.

Ако жертвата не диша, се извършва реанимация от уста в уста. Винаги, като се има предвид, че може да е опасно за лицето, което оказва помощ, за да се постигне реанимация от устата в уста, когато вдишаният материал е токсичен, инфекциозен или корозивен (Информационен лист за безопасност на цинка, 2013).

Въпреки употребата на цинков оксид като лекарство, той е много токсичен за околната среда, особено за водните организми. Трябва да се вземат незабавни мерки за ограничаване на разпространението им в околната среда в съответствие с установените правила.

наночастици

Днес нанотехнологията работи в различни области на науката чрез своите действия върху материали и устройства, използващи различни нанометрови техники (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Наночастиците са част от наноматериалите, които се дефинират като отделни частици с диаметър 1-100 nm.

От последните години наночастиците са общ материал за разработването на нови авангардни приложения в комуникациите, съхранението на енергия, откриването, съхранението на данни, оптиката, преноса, опазването на околната среда, козметиката, биологията и медицината, благодарение на важни оптични, електрически и магнитни свойства.

По-специално, уникалните свойства и полезността на наночастиците също възникват от множество атрибути, включително сходен размер на наночастици и биомолекули като протеини и полинуклеотидни киселини. В допълнение, наночастици могат да бъдат направени с широка гама от метали.

Наночастици от метален оксид, включително цинков оксид, са универсални платформи за биомедицински приложения и терапевтични интервенции.

Съществува неотложна необходимост от разработване на нови класове противоракови агенти, а последните проучвания показват, че наноматериалите от ZnO са много обещаващи (John W. Rasmussen, 2010).

Тези наночастици имат антибактериални, антикорозионни, противогъбични и UV филтрационни свойства. Някои от синонимите на наночастиците на цинков оксид са оксидат, цинкс оксик, постоянен бял, кетоцинк и оксоцин (AZoNano, 2013).

приложения

1- Медицина

Цинковият оксид е продукт, широко използван локално в дерматологията за грижа за кожата. В Съединените щати той е основният компонент на слънцезащитните продукти поради своите отразяващи свойства.

Цинковият оксид е един от най-безопасните съставки за защита на кожата от вредното въздействие на ултравиолетовите (UV) лъчи. UV лъчите проникват в кожата и увреждат тъканите, ускорявайки процеса на стареене и изсушаването на кожата.

Тези лъчи също увеличават риска от рак на кожата. Слънцезащитни продукти, които съдържат UV лъчи от цинков оксид, което им пречи да проникнат в кожата и да причинят увреждане на клетките.

Цинковият оксид също е ефективен при лечението на кожата. Може да се използва за заздравяване на рани, намаляване на чувствителността, свързана със слънчево изгаряне и омекотяване на напуканата кожа.

Хората с дефицит на цинк са склонни да изпитват бавни лечебни цикли на рани. Когато цинковият оксид се нанася върху зоната на раната, тя осигурява на организма допълнителен цинк, от който се нуждае, за да възстанови клетките на кожата. Цинковият оксид помага да се запази влажната и чиста зона на раната.

Лосиони и кремове, които съдържат цинков оксид, са ефективни средства за стягане на кожата. Цинковият оксид може да се приложи, за да се предотврати образуването на излишно масло на повърхността.

Понякога се използва като лечение на акне - смята се, че намалява появата на петна и намалява дразненето и възпалението на кожата, намалявайки броя и тежестта на акнето..

Националният институт по здравеопазване съобщава, че локалният и пероралният цинк изглежда е безопасно и ефективно лечение на акне (PEARSON, 2015).

Цинковата маз може да работи най-добре за това общото състояние на кожата, когато се използва в комбинация с антибиотик еритромицин.

Поради своите антибактериални и дезодориращи свойства, лекарите обикновено лекуват обрива от пелени с цинков окисен мехлем. Обикновено се прилага при всяка промяна на пелените за оптимална ефективност.

Поддържането на площта на пелените е чисто и позволява на кожата да изсъхне напълно, преди да се приложи цинков оксид маз може да помогне за свеждане до минимум на тежестта на обривния обрив..

Мазният цинков оксид може да облекчи симптомите на мелазма, според Американската академия по дерматология. Melasma е често срещано състояние на кожата, което причинява кафяви петна по лицето, особено на носа, бузите, устните и челото на брадичката..

Около 90% от случаите на мелаза се срещат при жените. Най-честа при хора с по-тъмна кожа.

Малки кожни раздразнения като порязвания, изгаряния, ожулвания и отровен бръшлян често се възползват от противовъзпалителните свойства, съдържащи се в цинковия оксид. Можете да нанесете тънък слой цинков оксид към засегнатата кожа толкова често, колкото е необходимо, за да облекчите дразненето и да насърчите заздравяването.

Защитните ефекти на мазта от цинков оксид върху кожата го правят едно от най-добрите лечения за хемороиди без рецепта.

Хемороидите са подути вени в аналния канал, причинени от свръхналягане в тазовата и ректалната област. Хемороидите обикновено не са сериозни, но могат да причинят значителен дискомфорт (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2 - Каучукова промишленост

Повече от 50% от цинковия оксид се използва в каучуковата промишленост. Чрез процеса на вулканизация, покритието има по-висока якост на опън и устойчивост на набъбване и износване и е еластична при по-широк температурен диапазон.

В най-простата си форма, вулканизацията се получава чрез нагряване на каучука със сяра (Encyclopædia Britannica, 2018).

Две съставки, които играят важна роля в химия на вулканизацията, са известни като "активатори", обикновено цинков оксид и стеаринова киселина.

Тези съединения реагират заедно и с ускорители, за да образуват цинково сулфидно съединение, което от своя страна е ключовото междинно съединение при добавянето на сяра към диенов еластомер и създаването на серни връзки за производство на елементи като гуми, подметки обувки и дори хокейни шайби (Gent, 2016).

3- Пигменти и бои

Заедно с ленено масло (сушилно масло, използвано като средство), цинковият оксид се използва като пигмент още от 18-ти век, което доведе до бързо разширяване на европейската промишленост за бои. Основните бели пигменти включват цинков оксид, цинков сулфид, литопон и титанов диоксид (Encyclopædia Britannica, 1998).

4 - Слънчеви клетки

Много важно приложение е, че цинковият оксид се използва широко като буферен слой в CIGS слънчеви клетки (Copio Indio Gálio Selenido). Някои настоящи експерименти се фокусират върху ефекта на дебелината на ZnO върху максималната изходна мощност за клетките.

5 - пиезоелектричен

Цинковият оксид (ZnO) е интересен материал по отношение на проводимостта. Той кристализира в структурата на уурците, а неговото съединение е смес от йонни и ковалентни. Монокристалите с висока чистота са изолатори.

Цинковият оксид е най-пиезоелектрикът от всички материали и се използва широко като преобразувател в електронните устройства. (Пиезоелектричеството е свойство на кристала да се поляризира, когато е подложен на налягане.)

Цинковият оксид е добър полупроводник, когато алуминиевите примеси са включени в кристала. Поликристалната полупроводникова керамика от цинков оксид се справя добре и се подчинява на закона на Ом.

Добавянето на малки количества други оксиди, като барий и хром, прави цинковите оксидни керамики много неомични електрически свойства

6- Други приложения

Добавянето на цинков оксид спомага за обработката на бетона и също така подобрява водоустойчивостта.

Цинковият оксид се използва в цигарените филтри и като добавка в зърнените култури. Използва се и в ксерографията като фотопроводим лист и като антикорозионен.

Бъдещето на висококачествения цинков оксид без съмнение ще бъде очарователно. Потенциалният напредък за немедицинските приложения дори надвишава този на настоящите медицински цели.

Нанородните цинкови оксиди, спинтроните и пиезоелектричните сензори са многообещаващи полета и тези, които трябва да се вземат под внимание в не толкова далечното бъдеще.

препратки

  1. (2013, 10 юли). Наночастици от цинков оксид (ZnO) - свойства, приложения. Възстановен от azonano: azonano.com.
  2. (2016 г.). Цинк оксид, суров. Изтеглено от cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI. (2017, 22 февруари). цинков оксид. Възстановен от ЧЕБИ: ebi.ac.uk.
  4. Енциклопедия Британика. (1998, 7 юли). Paint. Възстановен от britannica.com.
  5. Енциклопедия Британика. (2018, 15 септември). ВУЛКАНИЗИРАНЕ НА ГУМЕНО ПРОИЗВОДСТВО. Възстановен от Britannica.com.
  6. Gent, A.N. (2016, 21 април). Каучук. Възстановен от britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, 16 август). Използва се цинков оксиден маз. Изтеглено от livestrong.com.
  8. Джон У. Расмусен, Е. М. (2010). Наночастици от цинков оксид за селективно унищожаване на туморни клетки и потенциал за прилагане на лекарства. Expert Opin Drug Deliv. 7 (9):, 1063-1077.
  9. Информационен лист за безопасност на цинка Оксид на цинк. (2013 г., 21 май). Възстановен от sciencelab.com.
  10. орг и Института по минералогия на Хъдсън. (2017, 29 март). Zincite. Изтеглено от mindat.org.
  11. Национален център за биотехнологична информация ... (2017, 30 април). PubChem Compound Database; CID = 14806. Изтеглено от PubChem.
  12. (2015, 22 юли). ЦИНК ОКСИД. Възстановен от cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015, 18 февруари). Ползите от цинковия оксид за кожата. Изтеглено от livestrong.com
  14. Кралско химическо дружество. (2015). Цинков оксид. Извлечено от Chemspider. 
  15. Vaseem Mohammad (Ph.D.), A. U.-B. (2010 г.). Наночастици от ZnO: растеж, свойства и приложения. В наноструктури на метални оксиди и тяхното приложение (стр. 1-36). Американски научни издатели.
  16. Формула на цинков оксид. (S.F.). Взето от softschools.com.