Оксид цинка свойства химические


Оксид цинка, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Оксид цинка – неорганическое вещество, имеет химическую формулу ZnO.

Краткая характеристика оксида цинка

Физические свойства оксида цинка

Получение оксида цинка

Химические свойства оксида цинка

Химические реакции оксида цинка

Применение и использование оксида цинка

Краткая характеристика оксида цинка:

Оксид цинка – неорганическое вещество белого цвета.

Так как валентность цинка равна двум, то оксид цинка содержит один атом кислорода и один атом цинка.

Химическая формула оксида цинка ZnO.

При нагревании желтеет. При температуре 1800 оС сублимируется.

В воде не растворяется.

Оксид цинка относится к малотоксичным веществам. Его пыль вредна для органов дыхания.

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула ZnO
Синонимы и названия иностранном языке zinc oxide (англ.)

цинкит (рус.)

цинковые белила (рус.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид белые гексагональные кристаллы
Цвет белый
Вкус —*
Запах
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 5610
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 5,61
Температура сублимации, °C 1800
Температура плавления, °C 1975
Молярная масса, г/моль 81,408
Теплопроводность, Вт/(м·К) 54

* Примечание:

— нет данных.

Получение оксида цинка:

В природе встречается в виде минерала цинкита, который практически полностью состоит из оксида цинка.

Оксид цинка также получают в результате следующих химических реакций:

  1. 1. сжиганием цинка в кислороде:

2Zn + О2 → 2ZnО (t  > 250 oC).

  1. 2. путем термического разложения гидроксида цинка:

Zn(OH)2 → ZnO + h3О (t  = 100-250 oC).

  1. 3. путем термического разложения карбоната цинка:

ZnCO3  → ZnO + CO2 (t  = 200-300 oC).

  1.  4. путем термического разложения нитрата цинка:

2Zn(NO3)2 → 2ZnO + 4NO2 + O2 (t  = 300-500 oC).

  1. 5. путем окислительного обжига сульфида цинка:

2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2 (t  = 800-1000 oC).

  1.  6. путем термического разложения ацетата цинка.

Оксид цинка относится к амфотерным оксидам. Он проявляет в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства.

Химические свойства оксида цинка аналогичны свойствам амфотерных оксидов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция оксида цинка с углеродом:

ZnO + C → Zn + CO (t  = 1200-1300 oC).

В результате реакции образуется цинк и оксид углерода (II). Таким образом, цинк восстанавливается из оксида цинка коксом или углем при температуре 1200-1300 oC.

2. реакция оксида цинка с оксидом кремния:

ZnО + SiО2 → ZnSiО3 (t = 1200-1400 oC),

2ZnО + SiО2 → Zn2SiО4 (t = 900-1000 oC).

Оксид кремния является кислотным оксидом. В результате реакции в первом случае  образуется соль – метасиликат цинка, во втором – ортосиликат цинка.

3. реакция оксида цинка с оксидом серы: 

ZnО + SО2 → ZnSО3.

Оксид серы является кислотным оксидом. В результате реакции образуется соль – сульфит цинка.

4. реакция оксида цинка с оксидом бора: 

ZnО + B2О3 → Zn(BО2)2.

В результате реакции образуется соль – борат цинка.

5. реакция оксида цинка с оксидом углерода: 

ZnО + СО → Zn + CO2 (t = 700 oC).

В результате реакции образуется цинк и углекислый газ.

6. реакция оксида цинка с оксидом бария: 

ZnО + BaО → BaZnО2 (t = 1100 oC).

В результате реакции образуется соль – цинкат бария.

7. реакция оксида цинка с оксидом хрома: 

ZnО + CrО3 → ZnCrО4.

В результате реакции образуется соль – хромат цинка.

8. реакция оксида цинка с оксидом железа: 

ZnО + Fe2О3 → Fe2ZnО4 (t = 800-1000 oC),

ZnО + Fe2О3 → ZnFe2О4 (t = 800-1000 oC).

В результате реакции образуется оксид железа-цинка.

9. реакция оксида цинка с оксидом молибдена: 

ZnО + MoО3 → ZnMoО4.

В результате реакции образуется соль – молибдат цинка.

10. реакция оксида цинка с оксидом ванадия: 

2ZnО + VО2 → Zn2VО4 (t = 1500-1700 oC).

В результате реакции образуется соль – тетраоксованадат цинка.

11. реакция оксида цинка с оксидом марганца: 

3ZnО + MnО2 → MnZn3О5 (t = 700-800 oC),

ZnО + Mn2О3 → ZnMn2О4 (t = 900 oC).

В результате реакции образуется в первом случае – оксид марганца-трицинка, во втором – оксид марганца-цинка.

12. реакция оксида цинка с оксидом вольфрама: 

ZnО + WО3 → ZnWО4 (t = 600-800 oC).

В результате реакции образуется соль – вольфрамат цинка.

13. реакция оксида цинка с сульфидом цинка:

2ZnO + ZnS → 3Zn + SO2.

В результате химической реакции получается цинк и оксид цинка.

14. реакция оксида цинка с хлоридом цинка и водой:

ZnO + ZnCl2 + h3O → 2Zn(OH)Cl (t = 100-130 oC).

В результате химической реакции получается быстро (2-3 минуты) твердеющая масса – хлорид-гидроксид цинка (т.н. цинковый цемент). Хлорид цинка – концентрированный раствор.

15. реакция оксида цинка с плавиковой кислотой:

ZnO + 2HF → ZnF2 + h3O.

В результате химической реакции получается соль – фторид цинка и вода.

16. реакция оксида цинка с азотной кислотой:

ZnO + 2HNO3 → 2Zn(NO3)2 + h3O.

В результате химической реакции получается соль – нитрат цинка и вода.

17. реакция оксида цинка с ортофосфорной кислотой:

3ZnO + 2h4PO4 → Zn3(PO4)2 + 3h3O.

В результате химической реакции получается соль – ортофосфат цинка и вода. Ортофосфорная кислота изначально растворена в воде.

Аналогично проходят реакции оксида цинка и с другими кислотами.  

18. реакция оксида цинка с бромистым водородом (бромоводородом):

ZnO + 2HBr → ZnBr2 + h3O.

В результате химической реакции получается соль – бромид цинка и вода.

19. реакция оксида цинка с йодоводородом:

ZnO + 2HI → ZnI2 + h3O.

В результате химической реакции получается соль – йодид цинка и вода.

20. реакция оксида цинка с сероводородом:

ZnO + h3S → ZnS + h3O (t = 450-550 oC).

В результате химической реакции получается соль – сульфид цинка и вода.

21. реакция оксида цинка с гидроксидом натрия:

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + h3O (t = 500-600 oC).

В результате химической реакции получается соль – цинкат натрия и вода.

22. реакция оксида цинка с гидроксидом натрия и водой:

ZnO + NaOH + h3O → Na[Zn(OН)3] (t = 100 oC),

ZnO + 2NaOH + h3O → Na2[Zn(OН)4] (t = 90 oC).

В результате химической реакции в первом случае получается тригидроксоцинкат натрия. Гидроксид натрия изначально растворен в воде. Раствор гидроксида натрия в воде 40 %. Реакция протекает при кипении.

В результате химической реакции во втором случае получается тригидроксоцинкат натрия. Гидроксид натрия изначально растворен в воде. Раствор гидроксида натрия в воде 60 %. Реакция протекает при температуре 90 oC.

23. реакция оксида цинка с гидратом аммиака:

ZnО + 4(Nh4•h3O) → [Zn(Nh4)4](OH)2 + 3h3O.

В результате реакции образуются гидроксид тетраамминцинка и вода. Гидрат аммиака – концентрированный раствор.

24. реакция оксида цинка с хлоридом аммония:

ZnО + 2Nh5Cl → ZnCl2 + 2Nh4 + h3O (t°).

В результате реакции образуются хлорид цинка, аммиак и вода.

Применение и использование оксида цинка:

Оксид цинка применяется в качестве наполнителя, компонента или катализатора в химической, фармацевтической, резинотехнической, лакокрасочной и нефтеперерабатывающей промышленности, в производстве стекла и керамики, а также медицине.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

карта сайта

оксид цинка реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода уравнение реакций соединения масса взаимодействие оксида цинка реакции с оксидом цинка

comments powered by HyperComments

IV. Химия элементов-металлов

Оксид цинка (II) ZnO – белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску, кристаллизуются в гексагональной сингонии. Плотность 5,7 г/см3, температура возгонки 1800°С.

При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:

    ZnO + C = Zn + CO;

    ZnO + CO = Zn + CO2;

    ZnO + h3 = Zn + h3O.

С водой не взаимодействует. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с растворами кислот и щелочей:

    ZnO + 2HCl = ZnCl2 + h3O;

    ZnO + 2NaOH + h3O = Na2[Zn(OH)4].

При сплавлении с оксидами металлов образует цинкаты:

При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:

    2ZnO + SiO2 = Zn2SiO4,

    ZnO + B2O3 = Zn(BO2)2.

Получается при горении металлического цинка:

при термическом разложении солей:

Гидроксид цинка (II) Zn(OH)2 – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество, существует в пяти полиморфных модификациях, устойчивой является только ромбическая ε-Zn(OH)2. Плотность 3,05 г/см3, при температуре выше 125°С разлагается:

Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах :

    Zn(OH)2 + h3SO4 = ZnSO4 + 2h3O;

    Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4];

также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:

    Zn(OH)2 + 4Nh4 = [Zn(Nh4)4](OH)2.

Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:

    ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2NaCl.

Оксид цинка

Рейтинг:   / 3 Подробности Просмотров: 7964

Белила цинковые

Оксид цинка.

Химическая формула продукта: ZnO

Торговые обозначения продукта:

  • Zinc white
  • Белила цинковые
  • Оксид цинка
  • Zinc flowers
  • C.I. pigment white 4
  • Oxozinc
  • Zincite
  • Lassar Paste

Описание продукта:

Оксид цинка представляет собой неорганическое соединение с формулой ZnO. Оксид цинка представляет собой белый порошок, который нерастворим в воде и широко используется в качестве добавки во многих материалах и изделиях, включая каучуки, пластмассы, керамику, стекло, цемент, смазки, краски, мази, клеи, герметики, пигменты, продукты питания, аккумуляторы, ферриты, антипирены и скотч-пленки. Хотя это происходит естественным образом как минеральный цинцит, большая часть оксида цинка получается синтетически. Белила цинковые является широкозонным полупроводником полупроводниковой группы II-VI. Природное легирование полупроводника из-за кислородных вакансий или междоузлий цинка n-типа. Этот полупроводник обладает рядом благоприятных свойств, включая хорошую прозрачность, высокую подвижность электронов, широкую запрещенную зону и сильную люминесценцию при комнатной температуре. Эти свойства ценны в новых применениях для: прозрачных электродов в жидкокристаллических дисплеях, энергосберегающих или теплозащитных окнах, а электроника - в виде тонкопленочных транзисторов и светоизлучающих диодов. Оксид цинка (также называемый белым цинком) представляет собой аморфный белый или желтоватый порошок, нерастворимый в воде и спирте, но растворимый в кислоте и щелочи. Частицы оксида цинка могут быть сферическими, игольчатыми или шаровидными в зависимости от производственного процесса. Форма частиц важна для максимизации физических свойств. Оксид цинка поглощает практически все ультрафиолетовое излучение на длинах волн ниже 360 нм и обеспечивает превосходную защиту связующих. Оксид цинка реагирует с кислотными компонентами покрытий и образует цинковые мыла. Цинковые мыла улучшают гибкость и твердость покрытий. Он используется в качестве пигмента в рецептуре резины, в качестве белого пигмента в керамической промышленности, в качестве непрозрачной основы в косметике, и имеет другие применения в бумаге, красках и отраслях оптического стекла.

Оксид цинка кристаллизуется в двух основных формах: гексагональном вюрците и кубической оцинкованной обманке. Структура вюрцита наиболее стабильна при окружающих условиях и, следовательно, наиболее распространена. Форма цинковой обманки может быть стабилизирована путем выращивания оксида цинка на подложках с кубической структурой решетки. В обоих случаях центры цинка и оксида являются тетраэдрическими, наиболее характерной геометрией для Zn (II). Оксид цинка превращается при относительно высоких давлениях, около 10 ГПа. Гексагональные и оцинкованные полиморфы не имеют инверсионной симметрии (отражение кристалла относительно любой данной точки не превращает ее в себя). Это и другие свойства симметрии решетки приводят к пьезоэлектричеству гексагональной и оцинкованных белил цинковых и пироэлектричеству гексагонального оксида цинка. Как и в большинстве материалов группы II-VI, связывание атомарных структур в оксиде цинка является в значительной степени ионным (Zn2+ -O2- ) с соответствующими радиусами 0,074 нм для Zn2+ и 0,140 нм для O2- . Это свойство объясняет преимущественное образование структуры вюрцита, а не цинковой обманки, а также сильное пьезоэлектричество оксида цинка. Из-за полярных связей Zn-O, цинк и кислородные плоскости электрически заряжены. Для поддержания электронейтральности эти плоскости восстанавливаются на атомном уровне в большинстве относительных материалов, но не в оксиде цинка - его поверхности являются атомарно плоскими, стабильными и не имеют реконструкции. Эта аномалия оксида цинка полностью не объяснена.

Оксид цинка - относительно мягкий материал с приблизительной твердостью 4,5 по шкале Мооса. Его упругие постоянные меньше, чем у соответствующих полупроводников III-V, таких как GaN . Высокая теплоемкость и теплопроводность, низкое тепловое расширение и высокая температура плавления оксида цинка выгодны для керамики. Из тетраэдрически связанных полупроводников было заявлено, что оксид цинка имеет самый высокий пьезоэлектрический тензор или, по крайней мере, сравнимый с GaN и AlN. Это свойство делает его технологически важным материалом для многих пьезоэлектрических применений, для которых требуется большое электромеханическое соединение. Оксид цинка имеет относительно большую прямую запрещенную щель ~ 3.3 эВ при комнатной температуре. Преимущества, связанные с большим зазором диапазона, включают в себя более высокие напряжения пробоя, способность выдерживать большие электрические поля, более низкий электронный шум и работу при высоких температурах и высокой мощности. Зазор оксида цинка может быть дополнительно настроен на ~ 3-4 эВ путем его легирования оксидом магния или оксидом кадмия. Большинство оксида цинка имеет n -типный характер, даже при отсутствии преднамеренного легирования. Нестехиометрия, как правило, является источником характера n-типа, но субъект остается спорным. Было предложено альтернативное объяснение, основанное на теоретических расчетах, что причиной являются непреднамеренные замещающие водородные примеси. Управляемое легирование n-типа легко достигается заменой Zn элементами группы III, такими как Al, Ga, In, или заменой кислорода элементами VII группы хлором или иодом.

В производстве оксида цинка выделяют три основных метода.

  1. Косвенный метод. В непрямом или французском процессе металлический цинк плавится в графитовом тигле и испаряется при температурах выше 907 ° С (обычно около 1000 ° С). Пары цинка реагируют с кислородом в воздухе, что приводит к образованию ZnO, сопровождаемому падением его температуры и яркой люминесценции. Частицы оксида цинка транспортируются в охлаждающий канал и собираются в мешочек. Этот косвенный метод был популяризирован LeClaire (Франция) в 1844 году и поэтому широко известен как французский процесс. Его продукт обычно состоит из агломерированных частиц оксида цинка со средним размером от 0,1 до нескольких микрометров. По весу большая часть оксида цинка в мире производится по французскому методу.
  2. Прямой процесс. Прямой или американский процесс начинается с разнообразных контаминированных цинковых композитов, таких как цинковые руды или побочные продукты плавильной печи. Прекурсоры цинка восстанавливаются (карботермическое восстановление) путем нагревания с источником углерода, такого как антрацит, с получением паров цинка, который затем окисляется, как в случае косвенного процесса. Из-за меньшей чистоты исходного материала, конечный продукт также имеет более низкое качество в прямом процессе по сравнению с косвенным.
  3. Мокрый химический процесс. Небольшое количество промышленного производства связано с влажными химическими процессами, которые начинаются с водных растворов солей цинка, из которых осаждается карбонат цинка или гидроксид цинка. Твердый осадок затем прокаливают при температурах около 800 ° С.

Существуют многочисленные специализированные методы для получения оксида цинка для научных исследований и применения в нишевых областях. Эти методы можно классифицировать по полученной форме ZnO (объемная, тонкая пленка, нанопроволока), температура («низкая», близкая к комнатной температуре или «высокой», т.е. T ~ 1000 ° C), тип процесса (осаждение из паровой фазы или рост из раствора) и другие параметры. Крупные монокристаллы (многие кубические сантиметры) могут быть выращены в результате переноса газа (парофазное осаждение), гидротермального синтеза или роста расплава. Однако из-за высокого давления паров оксида цинка рост из расплава является проблематичным. Трудно контролировать рост транспорта газа, оставляя предпочтение гидротермальному методу. Тонкие пленки могут быть получены химическим осаждением из паровой фазы, эпитаксией из паровой фазы с металлической структурой, электроосаждением, импульсным лазерным осаждением, распылением, золь-гель- синтезом, нанесением атомного слоя, пиролизом распылением и т.д. Обычная белая порошковая окись цинка может быть получена в лаборатории путем электролиза раствора бикарбоната натрия с цинковым анодом. Производятся гидроксид цинка и водород. Гидроксид цинка при нагревании разлагается до оксида цинка. Наноструктуры оксида цинка могут быть синтезированы в различные морфологии, в том числе нанопроволоки, наностержни, тетраподы, нанообъекты, нановолокна, наночастицы и т.д. Наноструктуры могут быть получены с помощью большинства вышеупомянутых методов при определенных условиях, а также с использованием метода «пар-жидкость-твердое тело». Синтез обычно проводят при температурах около 90 ° С в эквимолярном водном растворе нитрата цинка и гексамина, причем последний обеспечивает основную среду. Некоторые добавки, такие как полиэтиленгликоль или полиэтиленимин, могут улучшить соотношение размеров нанонитей оксида цинка. Допирование нанопроволок оксида цинка было достигнуто добавлением других нитратов металлов к раствору для выращивания. Морфология полученных наноструктур может быть настроена путем изменения параметров, относящихся к составу предшественников (таких как концентрация цинка и рН) или к термической обработке (такой как температура и скорость нагрева).

Физико-химические свойства Оксид цинка.

показатели

значение

1

Физическое состояние и внешний вид оксид цинка

Твердый (Порошковое твердое вещество)

2

Запах оксид цинка

Без запаха

3

Вкус оксид цинка

Горький

4

Молекулярный вес оксид цинка

81,38 г / моль

5

Цвет оксид цинка

от белого до желтовато-белого

6

Температура плавления оксид цинка

1975 ° C (3587 ° F)

7

Удельный вес оксид цинка

5,607 (вода = 1)

8

Дисперсионные свойства оксид цинка

Не диспергируется в холодной воде, горячей воде.

9

Растворимость оксид цинка

Не растворяется в холодной воде, горячей воде. Растворим в разбавленной уксусной кислоте или минеральных кислотах, аммиаке, карбонате аммония, фиксированной щелочи.

10

Стабильность оксид цинка

стабилен

Хранение и транспортировка оксид цинка:

Меры предосторожности:

Хранить в закрытом состоянии. Не глотать. Не вдыхать пыль. Носить соответствующую защитную одежду. В случае недостаточной вентиляции, наденьте подходящее респираторное оборудование. При проглатывании немедленно обратитесь к врачу и покажите контейнер или этикетку. Беречь от несовместимых веществ, таких как кислоты.

Хранение: Держать контейнер плотно закрытым. Хранить контейнер в прохладном, хорошо проветриваемом помещении. Не храните при температуре выше 25 ° C (77 ° F).

Области применения оксид цинка:

  1. Применения порошка оксида цинка многочисленны, а основные из них приведены ниже. Большинство применений используют реакционную способность оксида в качестве предшественника к другим соединениям цинка. Для применений в материаловедении оксид цинка обладает высоким показателем преломления, высокой теплопроводностью, связующими, антибактериальными и УФ-защитными свойствами. Следовательно, его добавляют в материалы и изделия, в том числе пластмассы, керамику, стекло, цемент, каучук, смазки, краски, мази, клеи, герметики, бетонное производство, пигменты, пищевые продукты, батареи, ферриты.
  2. Производство резины. В резиновой промышленности используется от 50% до 60% оксида цинка. Оксид цинка вместе со стеариновой кислотой используют для вулканизации каучука Добавка оксида цинка также защищает каучук от грибков и ультрафиолетового излучения.
  3. Керамическая промышленность. Керамическая промышленность потребляет значительное количество оксида цинка, в частности, в керамической глазури и фритт-композициях. Относительно высокая теплоемкость, теплопроводность и высокая температурная стабильность оксида цинка в сочетании со сравнительно низким коэффициентом расширения являются желательными свойствами в производстве керамики. Оксид цинка влияет на температуру плавления и оптические свойства глазурей, эмалей и керамических составов. Оксид цинка в виде низкого расширения, вторичный поток улучшает эластичность глазурей, уменьшая изменение вязкости в зависимости от температуры и предотвращая появление трещин.
  4. Медицина. Оксид цинка широко используется для лечения различных заболеваний кожи, включая дерматит, зуд из-за экземы, подгузников и прыщей. Он используется в таких продуктах, как детская пудра и барьерные кремы для лечения подгузников, кремов от каламина, шампуней против перхоти и антисептических мазей. Оксид цинка можно использовать в мазях, кремах и лосьонах для защиты от солнечных ожогов и других повреждений кожи, вызванных ультрафиолетовым светом. Многие солнцезащитные кремы используют наночастицы оксида цинка (наряду с наночастицами диоксида титана), потому что такие мелкие частицы не рассеивают свет и поэтому не кажутся белыми. Наночастицы оксида цинка могут усиливать антибактериальную активность ципрофлоксацина.
  5. Табачная индустрия. Оксид цинка является составной частью сигаретных фильтров. Фильтр, состоящий из угля, пропитанного оксидом цинка и оксидом железа, удаляет из табачного дыма значительные количества цианистого водорода  и сероводорода, не влияя на его аромат.
  6. Пищевая добавка. Окись цинка добавляется ко многим пищевым продуктам, включая зерновые завтраки, в качестве источника цинка, необходимое питательное вещество.  Сульфат цинка также используется для той же цели.
  7. Производство пигментов. Оксид цинка белый используется в качестве пигмента в красках и является более непрозрачным, чем литопон, но менее непрозрачным, чем диоксид титана Он также используется в покрытиях для бумаги. Китайский белый - это особый сорт цинкового белого, который используется в пигментах художников. Использование цинка белого цвета (оксид цинка) в качестве пигмента в масляной живописи началось в середине 18 века. Он частично заменил ядовитый белый свинец и был использован художниками, такими как Беклин, Ван Гог, Мане, Мунк. Это также основной ингредиент минерального макияжа.
  8. Покрытия. Краски, содержащие порошок оксида цинка, уже давно используются в качестве антикоррозионных покрытий для металлов. Они особенно эффективны для оцинкованного железа. Железо трудно защитить, потому что его реакционная способность с органическими покрытиями приводит к хрупкости и отсутствию адгезии. Краски на основе оксида цинка сохраняют свою гибкость и адгезию на таких поверхностях в течение многих лет. Пластмассы, такие как полиэтиленнафталат (PEN), могут быть защищены нанесением покрытия из оксида цинка. Покрытие уменьшает диффузию кислорода с помощью PEN. Слои оксида цинка могут также использоваться на поликарбонате (ПК) в наружных применениях. Покрытие защищает ПК от солнечной радиации и снижает скорость окисления и фото-пожелтение ПК.
  9. Предотвращение коррозии в ядерных реакторах. Оксид цинка, обедненный в 64Zn (изотоп цинка с атомной массой 64), используется для предотвращения коррозии в ядерных реакторах с водой под давлением. Истощение необходимо, поскольку 64Zn превращается в радиоактивный 65Zn при облучении нейтронами реактора.
  10. Реформа метана. Оксид цинка используют в качестве стадии предварительной обработки для удаления сероводорода из природного газа после гидрирования любых соединений серы до установки риформинга метана , которая может отравлять катализатор .

IV. Химия элементов-металлов

  • Взаимодействие с неметаллами

    При сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:

    При поджигании энергично реагирует с серой:

    С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:

    При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды:

      Zn + 2P = ZnP2

      или 3Zn + 2P = Zn3P2.

    С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк не взаимодействует.

  • Взаимодействие с водой

    Реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:

  • Взаимодействие с кислотами

    В электрохимическом ряду напряжений металлов цинк находится до водорода и вытесняет его из неокисляющих кислот:

      Zn + 2HCl = ZnCl2 + h3;

      Zn + h3SO4 = ZnSO4 + h3.

    Взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, образуя нитрат цинка и нитрат аммония:

      4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + Nh5NO3 + 3h3O.

    Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами с образованием соли цинка и продуктов восстановления кислот:

      Zn + 2h3SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2h3O;

      Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2h3O

  • Взаимодействие со щелочами

    Реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:

      Zn + 2NaOH + 2h3O = Na2[Zn(OH)4] + h3

    при сплавлении образует цинкаты:

  • Взаимодействие с аммиаком

    С газообразным аммиаком при 550–600°С образует нитрид цинка:

      3Zn + 2Nh4 = Zn3N2 + 3h3;

    растворяется в водном растворе аммиака, образуя гидроксид тетраамминцинка:

      Zn + 4Nh4 + 2h3O = [Zn(Nh4)4](OH)2 + h3.

  • Взаимодействие с оксидами и солями

    Цинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:

      Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4;

      Zn + CuO = Cu + ZnO.

  • Цинка Оксид

    Цинка оксид

    Химические свойства

    Согласно фармакопее, Цинка Оксид или окись цинка – это кристаллический порошок без цвета, который не растворим в воде, этиловом спирте. Хорошо растворяется в разведенной минеральной кислоте и уксусной к-те. Под действием высокой температуры желтеет (из-за смещения края в спектре поглощения до синей области), сублимируется при 1800 градусах Цельсия. Молярная масса = 81,4 грамма на моль. Формула Оксида Цинка: ZnO. Обладает свойством поглощать углекислый газ из воздуха.

    С чем реагирует вещество? По химическим свойствам – это амфотерное соединение, реагирует с кислотами, образуя соли, вступает в реакцию с кислотными и основными оксидами, а с растворами щелочей образует комплексные соединения. Оксид растворяется в р-ре аммиака в воде, при этом образуется комплексный аммиакат. Средство вступает в реакцию с оксидами металлов и щелочью, образуя цинкаты; с оксидом кремния и бора – силикаты и бораты. Оксид Цинка не реагирует с медью, кислородом, водой. Химическое соединение получают из природного минерала цинкита, при сжигании паров Zn в кислороде; при термическом разложении гидроксида, карбоната и нитрата Zn; с помощью гидротермального синтеза и оксилительного обжига сульфида.

    Средство нашло широкое применение в фармацевтической и химической промышленности; при создании зубной пасты, цемента в стоматологии; вещество добавляют в состав косметики и кремов для загара; применяют в нефтеперерабатывающей, шинной и лакокрасочной промышленности; используют во время производства керамики и стекла, в электронике; добавляют в корм для животных; используют для преобразования ржавчины. Вещество слабо токсично. При вдыхании пыли с оксидом может развиться литейная лихорадка.

    Фармакологическое действие

    Антисептическое, подсушивающее, вяжущее, адсорбирующее.

    Фармакодинамика и фармакокинетика

    Вещество обладает способностью при нанесении на поверхность кожи и раневую поверхность денатурировать белки и образовывать альбуминаты. Средство значительно уменьшает выраженность процесса экксудации, снимает воспаление и раздражение. Образует барьерную пленку на коже, которая защищает ее от действия неблагоприятных факторов, обладает абсорбирующим эффектом.

    Лекарство используют в виде присыпок, паст и мазей, линимента.

    Показания к применению

    Применение окиси цинка:

    • при дерматитах, от потницы и опрелостей;
    • для лечения поверхностных ран и ожогов, порезов, ссадин, царапин;
    • при лечении пролежней, трофических язв, экземы, герпеса, стрептодермии.

    Противопоказания

    Окись Цинка нельзя использовать на наличии аллергии на активный компонент.

    Побочные действия

    Редко возникают зуд, аллергические высыпания на коже, гиперемия.

    Инструкция по применению (Способ и дозировка)

    Цинка Оксид используют местно, наружно. В зависимости от лекарственной формы и болезни применяют разные схемы лечения.

    Передозировка

    Нет сведений о передозировке. Возможно развитие аллергических реакций.

    Взаимодействие

    Окись Цинка несовместима с ихтаммолом в составе мази.

    Особые указания

    Препараты на основе Цинка Оксида следует применять в соответствии с рекомендациями врача.

    Нельзя допускать попадания лекарства в глаза.

    Детям

    Средство можно использовать при лечении пациентов всех возрастных категорий.

    При беременности и лактации

    Вещество разрешено к использованию во время беременности и при лактации.

    Препараты, в которых содержится (Аналоги)

    Торговые названия средства: Циндол, Цинковая мазь, Паста Лассара, Цинка окись, Деситин, Цинковая паста. Является компонентом следующих средств: Судокрем, Кетоцин, Валискин, Паста Теймурова, Салицилово-Цинковая мазь и другие.

    Отзывы

    Отзывы о применении вещества оставляют в основном девушки, желающие избавится от акне. Лечебный эффект наступает достаточно быстро, средство хорошо переносится, при соблюдении рекомендаций по применению не пересушивает кожу. На форумах также активно обсуждается вред Оксида Цинка в косметике. Следует отметить, что данное вещество вреда коже не приносит, а напротив, улучшает ее состояние, обладает антиоксидантным действием, защищает от воздействия неблагоприятных факторов. Поэтому при грамотном применении средства, оно редко вызывает аллергические или другие побочные реакции.

    Цена Оксида Цинка, где купить

    Купить Оксид Цинка в аптеке можно в виде Цинковой Мази, стоимостью 30 рублей за 50 граммовый флакон. Приблизительная цена на мазь Деситин, 40% составляет 230 рублей за 57 тубу.

    ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Информация о действующих веществах на сайте является справочно-обобщающей, собранной из общедоступных источников и не может служить основанием для принятия решения об использовании данных веществ в курсе лечения. Перед применением вещества Цинка Оксид обязательно проконсультируйтесь с лечащим врачом.

    Оксид цинка — важное в промышленности и медицине соединение

    • Оксид, или окись цинка — неорганическое вещество, востребованное в разных областях производства, в медицине и в быту. Формула ZnO. Встречается в природе в виде минерала цинкита.

      Свойства

      Белый мелкий кристаллический порошок, не растворимый в воде. Возгоняется при t +1800 °C, плавится при 2000 °C. Обладает полупроводниковыми свойствами, низкой теплопроводностью, поглощает ультрафиолет. Тонкие пленки обладают пьезоэлектрическими качествами. При нагревании становится желтым, после остывания опять белеет. Не горит. При контакте с кожей не вызывает раздражения, наоборот, обладает противовоспалительным и обеззараживающим действием.

      Цинк окись — амфотерный оксид, вступающий в реакцию и с кислотами, и со щелочами. Реакция с кислотами приводит к получению солей, со щелочами — комплексных соединений гидроксоцинкатов. Взаимодействует с водородом, углеродом, раствором аммиака, угарным газом, метаном, карбидом кальция, ферросилицием. В результате сплавления с оксидами и гидроксидами металлов получаются цинкаты, а если сплавлять реагент с оксидом бора или оксидом кремния, то образуются борат и силикат цинка.

      Меры предосторожности

      Оксид цинка считается малоопасным и малотоксичным веществом, не огне- и не взрывоопасным, IV степени опасности. Но пыль, взвесь, аэрозоль окиси цинка вызывают раздражение дыхательных путей и «литейную лихорадку». Проглатывание приводит к заболеваниям ЖКТ. На производствах, имеющих дело с большими количествами сыпучего реактива, с обжигом латуни, работники должны пользоваться респираторами, защитными очками, перчатками и спецобувью.

      Хранить реагент следует в герметичной таре (полиэтиленовые и бумажные мешки или пакеты; стальные, картонные, фанерные бочки и контейнеры), так как доступ к углекислоте и влаге из воздуха может привести к перекристаллизации в углекислый цинк. Если из-за длительного неправильного хранения оксид цинка все же превратился в углекислый цинк, то ему можно вернуть первоначальные свойства, прокалив его. Окись цинка хранят в крытых, сухих складах без доступа солнечного света. Допустимый диапазон температур хранения — от -40 до +40 °С.

    Применение оксида цинка

    — Наполнитель и краситель для резины, полимеров, бумаги; вулканизирующий агент для некоторых видов каучуков; катализатор в производства метанола; пигмент для лакокрасочной промышленности (цинковые белила).— Используется при получении стекла и красок на базе жидкого стекла; составов-преобразователей ржавчины; фотокаталитических обеззараживающих покрытий стен и потолков в больницах; искусственной кожи, подошвенных резин.— Наполнитель кремов, мазей, пудр и присыпок в косметологии и фармацевтике. Ингредиент кремов для загара, зубных паст.— Минеральная добавка для животных кормов.— Сырье в стекольной и керамической индустрии.— В радиоэлектронной промышленности на основе окиси цинка изготавливают варисторы (полупроводниковые элементы, проводимость которых зависит от напряжения), люминофоры, голубые светодиоды, порошковые лазеры, тонкие пленки для сенсоров.— В металлургии — для изготовления электрокабеля.— В медицине применяется как антисептик, подсушивающее, вяжущее, адсорбирующее вещество. Его добавляют во многие наружные дерматологические средства для лечения экзем, пролежней, детской потницы, простого герпеса, ран, порезов, ожогов, язв.

    — В стоматологии изготавливают абразивные материалы, добавляют в стоматологический цемент. В хирургии используются резинотехнические изделия на основе оксида цинка.

    В нашем интернет-магазине вы можете купить оксид цинка высокого качества по доступной цене. Есть доставка и возможность самовывоза. Покупать у нас удобно и выгодно!

    Химические свойства цинка и его соединений :

    Цинк является типичным представителем группы металлических элементов и обладает всем спектром их характеристик: металлическим блеском, пластичностью, электро- и теплопроводностью. Однако химические свойства цинка несколько отличаются от основных реакций, присущих большинству металлов. Элемент при определенных условиях может вести себя как неметалл, например, реагировать со щелочами. Такое явление называется амфотерностью. В нашей статье мы изучим физические свойства цинка, а также рассмотрим типичные реакции, характерные для металла и его соединений.

    Положение элемента в периодической системе и распространение в природе

    Металл располагается в побочной подгруппе второй группы периодической системы. В нее, кроме цинка, входят кадмий и ртуть. Цинк относится к d-элементам и находится в четвертом периоде. В химических реакциях его атомы всегда отдают электроны последнего энергетического уровня, поэтому в таких соединениях элемента, как оксид, средние соли и гидроксид, металл проявляет степень окисления +2. Строением атома объясняются все физико-химические свойства цинка и его соединений. Общее содержание металла в почве составляет примерно 0,01вес. %. Он входит в состав минералов, например, таких как галмей и цинковая обманка. Так как содержание цинка в них невысокое, сначала горные породы подвергаются обогащению, которое проводится в шахтных печах. Большинство цинксодержащих минералов представляют собой сульфиды, карбонаты и сульфаты. Это соли цинка, химические свойства которых лежат в основе процессов их переработки, например, таких как обжиг.

    Получение металла

    Реакция жесткого окисления карбоната или сульфида цинка приводит к получениюего оксида. Процесс происходит в кипящем слое. Это специальный метод, основанный на тесном контакте мелкоизмельченного минерала и струи горячего воздуха, движущейся с большой скоростью. Далее оксид цинка ZnO восстанавливают коксом и удаляют образовавшиеся пары металла из сферы реакции. Еще один способ получения металла, основанный на химических свойствах цинка и его соединений – это электролиз раствора сульфата цинка. Он представляет собой окислительно-восстановительную реакцию, проходящую под действием электрического тока. Металл высокой чистоты при этом осаждается на электроде.

    Физическая характеристика

    Голубовато-серебристый, при обычных условиях хрупкий металл. В интервале температур от 100° до 150° цинк становится гибким и его можно прокатывать в листы. При нагревании выше 200° металл становится необычайно хрупким. Под действием кислорода воздуха куски цинка покрываются тонким слоем оксида, а при дальнейшем окислении он превращается в гидроксокарбонат, который играет роль протектора и препятствует дальнейшему взаимодействию металла с кислородом воздуха. Физические и химические свойства цинка взаимосвязаны. Рассмотрим это на примере взаимодействия металла с водой и кислородом.

    Жесткое окисление и реакция с водой

    При сильном нагревании на воздухе цинковые стружки сгорают голубым пламенем, при этом образуется оксид цинка.

    2Zn + O₂ → 2ZnO

    Он проявляет амфотерные свойства. В парах воды, разогретых до температуры красного каления, металл вытесняет водород из молекул Н2О, кроме этого, образуется оксид цинка. Химические свойства вещества доказывают его способность взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.

    Окислительно-восстановительные реакции с участием цинка

    Так как элемент в ряду активности металлов стоит перед водородом, он способен вытеснять его из молекул кислот.

    Продукты реакции между цинком и кислотами будут зависеть от двух факторов:

    • вида кислоты
    • ее концентрации

    Разбавленная серная кислота, которая не проявляет ярко выраженных окислительных свойств, реагирует с металлом по схеме:

    H₂­SO₄ + Zn = Zn­SO₄ + H₂↑

    Таким же образом протекают реакции элемента с фосфорной и разбавленной серной кислотами. Химические свойства, реакции цинка с нитратной кислотой имеют свои особенности. Разбавленный раствор азотной кислоты средней концентрации и цинк взаимодействуют между собой с образованием оксида азота (II), воды и средней соли – нитрата цинка. Концентрированная нитратная кислота с металлом реагируют таким образом, что в продуктах можно обнаружить оксид азота (IV), среднюю соль и воду.

    Очень разбавленный раствор азотной кислоты и цинк в качестве восстановителя взаимодействуют между собой с образованием нитрата цинка, воды и нескольких возможных продуктов: аммиака, свободного азота или оксида азота (I).

    Химические свойства цинка

    Уравнения реакций взаимодействия металла с растворами щелочей являются подтверждением его амфотерных свойств. В продуктах обнаруживаются комплексные соли - тетрагидроксоцинкаты и водород.

    Zn + 2NaOH + 2h3O = Na2 [Zn(OH)4] + h3

    Сплавляя твердую щелочь и металл, получают соли другого вида – цинкаты. Побочным продуктом такого процесса также будет газообразный водород.

    Zn + 2KOH = K2ZnO2 + h3

    Металл активно взаимодействует с галогенами, например, хлором, бромом или йодом, а также с азотом, серой и углеродом. В результате образуются средние соли – нитриды, сульфиды или карбиды.

    В ряду активности металлов цинк располагается до водорода и, следовательно, является активным металлом. Однако он уступает по своим свойствам щелочным и щелочноземельным металлам.

    Использование цинка в гальванических элементах

    Химические свойства цинка лежат в основе принципа действия различных видов гальванических приборов. Марганцево-цинковый элемент является наиболее распространенным в технике. Он работает благодаря прохождению окислительно-восстановительной реакции между металлом и диоксидом марганца. Из них изготавливаются оба электрода и помещаются внутрь прибора. Действующее вещество - хлорид аммония - имеет вид пасты, или же им пропитываются пористые пластины, вставленные между катодом и анодом. Воздушно-цинковый элемент представлен отрицательным цинковым электродом – катодом. Анод - это угольно- графитовый стержень, заполненный воздухом. В качестве электролита используют растворы хлорида аммония или едкого натрия.

    Оксид цинка

    Белый пористый порошок, желтеющий при нагревании и возвращающий свой первоначальный цвет при охлаждении – это окись металла. Химические свойства оксида цинка, уравнения реакций его взаимодействия с кислотами и щелочами подтверждают амфотерный характер соединения. Так, вещество не может реагировать с водой, но взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами. Продуктами реакций будут средние соли (в случае взаимодействия с кислотами) или комплексные соединения – тетрагидроксоцинкаты.

    Оксид цинка применяют в производстве белой краски, которую называют цинковыми белилами. В дерматологии вещество входит в состав мазей, присыпок и паст, оказывающих на кожу противовоспалительное и подсушивающее действие. Большая же часть производимого оксида цинка применяется в качестве наполнителя для резины. Продолжая изучать химические свойства цинка и его соединений, рассмотрим гидроксид Zn(OH)2.

    Амфотерный характер гидроксида цинка

    Белый осадок, выпадающий под действием щелочи на растворы солей металла – это основание цинка. Соединение быстро растворяется под действием кислот или щелочей. Первый тип реакции заканчивается образованием средних солей, второй – цинкатов. В твердом виде выделены комплексные соли – гидроксоцинкаты. Особенностью гидроксида цинка является его способность растворяться в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка и воды. Основание цинка является слабым электролитом, поэтому как его средние соли, так и цинкаты в водных растворах поддаются гидролизу, то есть их ионы взаимодействуют с водой и образуют молекулы гидроксида цинка. Растворы таких солей металла, как хлорид или нитрат, будут иметь кислую реакцию вследствие накопления избытка ионов водорода.

    Характеристика сульфата цинка

    Рассмотренные нами ранее химические свойства цинка, в частности, его реакции с разбавленной сульфатной кислотой, подтверждают образование средней соли – сернокислого цинка. Это бесцветные кристаллы, нагревая которые до 600° и выше, можно получить оксосульфаты и трехокись серы. При дальнейшем нагревании сернокислый цинк преобразуется в оксид цинка. Соль растворима в воде и глицерине. Вещество выделяют из раствора при температуре до 39°C в виде кристаллогидрата, формула которого ZnSO4×7h3O. В этом виде его называют цинковым купоросом.

    В интервале температур 39°-70° получают шестиводную соль, а выше 70° в составе кристаллогидрата остается только одна молекула воды. Физико-химические свойства сульфата цинка позволяют применять его в качестве отбеливателя при изготовлении бумаги, в виде минерального удобрения в растениеводстве, как подкормку в рационе домашних животных и птицы. В текстильной промышленности соединение используют в производстве вискозной ткани, в окрашивании ситца.

    Сернокислый цинк входит также в состав раствора электролита, применяемого в процессе гальванического покрытия слоем цинка железных или стальных изделий диффузным способом или методом горячего оцинкования. Слой цинка в течение длительного времени защищает такие конструкции от коррозии. Учитывая химические свойства цинка, нужно отметить, что в условиях высокой солености воды, значительных колебаний температуры и влажности воздуха оцинкование не дает желаемого эффекта. Поэтому в промышленности нашли широкое применение сплавы металла с медью, магнием и алюминием.

    Применение сплавов, содержащих цинк

    Для транспортировки многих химических веществ, например, аммиака, по трубопроводам, необходимы особые требования к составу металла, из которого изготовлены трубы. Они изготавливаются на основе сплавов железа с магнием, алюминием и цинком и обладают высокой антикоррозионной устойчивостью к действию агрессивной химической среды. Кроме этого, цинк улучшает механические свойства сплавов и нивелирует вредное влияние таких примесей, как никель и медь. В процессах промышленного электролиза широкое применение получили сплавы меди и цинка. Для транспортировки продуктов нефтепереработки используют танкеры. Они построены из алюминиевых сплавов, содержащих, кроме магния, хрома и марганца, большую долю цинка. Материалы такого состава обладают не только высокими антикоррозионными свойствами и повышенной прочностью, но еще и криогенной стойкостью.

    Роль цинка в организме человека

    Содержание Zn в клетках составляет 0,0003%, поэтому его относят к микроэлементам. Химические свойства, реакции цинка и его соединений играют важную роль в обмене веществ и поддержании нормального уровня гомеостаза, как на уровне клетки, так и всего организма в целом. Ионы металла входят в состав важных ферментов и других биологически активных веществ. Например, известно, о серьезном влиянии цинка на формирование и функции мужской половой системы. Он входит в состав кофермента гормона тестостерона, отвечающего за фертильность семенной жидкости и формирование вторичных половых признаков. Небелковая часть еще одного важнейшего гормона - инсулина, вырабатываемого бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, также содержит микроэлемент. Иммунный статус организма тоже напрямую связан с концентрацией в клетках ионов Zn+2, которые находятся в гормоне тимуса – тимулине и тимопоэтине. Высокая концентрация цинка регистрируется в структурах ядра – хромосомах, содержащих дезоксирибонуклеиновую кислоту и участвующих в передаче наследственной информации клетки.

    В нашей статье мы изучили химические функции цинка и его соединений, а также определили его роль в жизнедеятельности организма человека.


    Смотрите также