UHLIČITAN ZINOČNATÝ (ZNCO3): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIA - CHÉMIA - 2026

Uhličitan zinočnatý je anorganická zlúčenina skladajúci sa z prvkov zinok (Zn), uhlíka (C) a kyslík (O). Jeho chemický vzorec je ZnCO ₃ . Zinok má oxidačný stav +2, uhlík +4 a kyslík -2.

Je to bezfarebná alebo biela tuhá látka, ktorá sa vyskytuje v prírode a tvorí minerálny smithsonit, v ktorom môže byť samotná alebo s inými prvkami, ako je kobalt alebo meď, čo jej dodáva fialovú alebo zelenú farbu.

Smithsonit, ZnCO ₃ minerálne . Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

ZnCO ₃ je takmer nerozpustný vo vode, ale je ľahko rozpúšťa v zriedených kyselinách, ako uhličitanových iónov v kyslom prostredí tvorí kyselina uhličitá (H ₂ CO ₃ ), ktorý sa potom stáva CO ₂ plynu a vody.

Používa sa ako antiseptikum v zraneniach zvierat a niekedy sa dodáva v potrave na prevenciu chorôb spôsobených nedostatkom zinku.

Slúži na oddialenie horenia určitých vlákien, plastov a gumy pri kontakte s ohňom. Umožňuje bezpečne oddeľovať toxické arzénové minerály od ostatných hornín.

Používa sa v zubných pástach na obnovenie dentínu na bieliacich zuboch.

štruktúra

ZnCO ₃ je tvorený Zn ²⁺ katión a CO ₃ ^2- aniónu . Uhlík v uhličitanovom ióne má oxidačný stav +4. Tento ión má plochú štruktúru s tromi atómami kyslíka obklopujúcimi atóm uhlíka.

Chemická štruktúra uhličitanu zinočnatého. Neznámy autor / verejná doména. Zdroj: Wikimedia Commons.

názvoslovie

• Uhličitan zinočnatý
• Monokarbonát zinočnatý
• Zinočnatá soľ kyseliny uhličitej
• Smithsonit
• Zinkový spar

vlastnosti

Fyzický stav

Bezfarebná alebo biela kryštalická tuhá látka. Kosočtvercové kryštály.

Uhličitan zinočnatý. Ondřej Mangl / Public Domain. Zdroj: Wikimedia Commons.

Molekulová hmotnosť

125,4 g / mol

Bod topenia

Pri 140 ° C sa rozkladá bez topenia.

Hustota

4,398 g / cm ³ pri 20 ° C

rozpustnosť

Je prakticky nerozpustný vo vode: 0.000091 g / 100 g H ₂ O pri 20 ° C Rozpustný v zriedených kyselinách, zásadách a roztokoch amónnych solí. Nerozpustný v amoniaku, alkohole a acetóne.

Chemické vlastnosti

Reaguje s kyselinami, ktoré tvoria oxid uhličitý:

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

Rozpúšťa sa v zásadách za vzniku hydroxidu, ktorý sa čiastočne rozpúšťa za vzniku zinátového iónu:

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

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Nie je horľavý. Po zahriatí na rozklad vzniká oxid zinočnatý a oxid uhličitý, ale môže dokonca emitovať oxid uhoľnatý (CO).

ZnCO ₃ + teplo → ZnO + CO ₂ ↑

získanie

Získava sa mletím minerálneho smithsonitu, predtým nazývaného zinkový spar.

Môže sa tiež pripraviť zmiešaním roztoku uhličitanu sodného so soľou zinku, ako je síran zinočnatý. Síran sodný zostáva rozpustený a uhličitan zinočnatý sa zráža:

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

aplikácia

Pri lekárskych ošetreniach

Táto zlúčenina umožňuje získať niektoré farmaceutické výrobky. Aplikuje sa na zapálenú pokožku ako prášok alebo krém.

Vo veterinárnych aplikáciách

ZnCO ₃ slúži ako zvieravý, antiseptický a lokálny chránič rán u zvierat.

Pomáha tiež predchádzať chorobám spôsobeným nedostatkom zinku, preto sa používa ako doplnok v potrave niektorých zvierat za predpokladu, že podávané množstvá sú v súlade s normami stanovenými zdravotníckymi agentúrami.

Uhličitan zinočnatý sa niekedy podáva ako mikronutrient na prevenciu chorôb ošípaných. Neznámy autor / CC0. Zdroj: Wikimedia Commons.

Pri vypuknutí parakeratózy u ošípaných sa pridáva do ich výživy. Toto ochorenie je zmena kože, v ktorej nie je horná vrstva správne vytvorená.

Ako spomaľovač horenia

Používa sa ako ohňovzdorné plnivo pre gumy a plasty, ktoré sú vystavené vysokým teplotám. Chráni textilné vlákna pred ohňom.

V prípade bavlnených textílií sa aplikuje na látku spolu s určitými zásadami. To priamo útočia na primárnej hydroxylovej skupiny (-CH ₂ OH), celulózy a prevádza ich na sodnú soľ (CH ₂ ONA).

Prerušenie celulózy väzieb alkalickými uprednostňuje vyššiu priepustnosť reťazcov kompaktný celulózovej štruktúry, takže sa ho viac ZnCO ₃ podarí vstúpiť amorfný zóny tohto a jeho rozptyl je uľahčené.

Niektoré bavlnené tkaniny môžu obsahovať ZnCO ₃ vo svojich vláknach, aby boli odolné voči ohňu. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivatívna práca: Socky / Public Domain. Zdroj: Wikimedia Commons.

V dôsledku toho sa zníži množstvo horľavých plynov, ktoré by mohli vznikať pri požiari.

Pri zubných ošetreniach

Niektoré zubné pasty založené na nanokryštáloch uhličitanu zinočnatého a hydroxyapatite, ktoré sa pravidelne nanášajú na zuby, znižujú precitlivenosť efektívnejšie ako lieky na báze fluoridu.

ZnCO ₃ a hydroxyapatitu nanokryštály mať veľkosť, tvar, chemické zloženie a kryštalickosť, ktorá je podobná dentínu, takže dentálne tubuly môžu byť uzavreté s použitím týchto materiálov.

ZnCO ₃ -hydroxyapatite nanočastice boli úspešne testované znížiť citlivosť vybielených zubov. Autor: Photo Mix. Zdroj: Pixabay.

Tento typ zubnej pasty sa ukázal byť užitočný po procesoch bielenia zubov.

Oddeliť nebezpečné minerály od arzénu

_Boli testované metódy oddeľovania minerálov arzénu od sulfidických hornín (ako je galéna, chalkopyrit a pyrit) pomocou ZnCO3 . Minerál bohatý na arzén musí byť oddelený od ostatných, pretože tento prvok je veľmi toxickou a jedovatou znečisťujúcou látkou pre živé bytosti.

Aby sa to dosiahlo, zmes mletých hornín sa spracuje roztokom síranu zinočnatého a uhličitanu sodného pri pH 7,5 až 9,0 a xantátovej zlúčeniny.

Arsenopyrite. Tento minerál musí byť oddelený od ostatných, pretože obsahuje toxický arzén. Separáciu je možné dosiahnuť uhličitanom zinočnatým. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Účinnosť vzorca sa pripisuje tvorbe malých častíc ZnCO ₃ na povrchu arsenopyritu, čím sa stáva hydrofilným (podobným vode), takže nemôže priľnúť k vzduchovým bublinám a nemôže plávať, vyzrážať a separovať ostatných minerálov.

Pri získavaní ďalších zlúčenín zinku

Uhličitan zinočnatý bol použitý na získanie hydrofóbnych boritanu zinočnatého nanoštruktúr vzorca 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3,5 h ₂ O. Tento materiál môže byť použitý ako prísada spomaľujúca horenie v polyméroch, dreva a textilu.

Pri získavaní zinku z odpadových vôd

Syntetické vody bohaté na zinok ióny odstraňujú elektrolytické pokovovanie procesy môžu byť liečené technológie fluidného za použitia uhličitanu sodného, aby sa vyzrážal ZnCO ₃ .

Keď sa Zn2 ⁺ zráža vo forme uhličitanu, jeho koncentrácia klesá, získaná pevná látka sa filtruje a vody sa môžu bezpečne likvidovať. Vyzráža ZnCO ₃ má vysokú čistotu.

Ďalšie aplikácie

Umožňuje pripraviť ďalšie zlúčeniny zinku. Používa sa v kozmetike. Slúži ako pigment a používa sa pri výrobe porcelánu, keramiky a keramiky.

riziká

Vdýchnutie prachu ZnCO ₃ môže spôsobiť sucho v krku, kašeľ, nepríjemné pocity na hrudi, horúčku a potenie. Jeho požitie spôsobuje nevoľnosť a zvracanie.

Účinky na životné prostredie

Hlavným rizikom je jeho vplyv na životné prostredie, preto by sa malo zabrániť jeho rozšíreniu. Je veľmi toxický pre vodné organizmy, s dôsledkami, ktoré pretrvávajú v živých organizmoch.

Referencie

1. Americká národná lekárska knižnica. (2019). Uhličitan zinočnatý. Získané z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (editor) (2003). CRC Príručka chémie a fyziky. 85 ^th CRC Press.
3. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chémia. Štvrté vydanie. John Wiley a synovia.
4. Sharma, V. a kol. (2018). Syntéza nanočastíc uhličitanu zinočnatého, potenciálneho spomaľovača horenia bavlnených textílií. Cellulose 25, 6191-6205 (2018). Obnovené z odkazu.springer.com.
5. Guan, Y. a kol. (2020). Koloidný ZnCO3 ako silný tlmiaci prostriedok arzenopyritu v slabo alkalickej buničine a mechanizmus interakcie. Minerály 2020, 10, 315. Získané z mdpi.com.
6. Ochorenia kože, očí, spojiviek a vonkajšieho ucha. (2017). Vo veterinárnom lekárstve (jedenáste vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
7. Hannig, M. a Hannig, C. (2013). Nanobiomateriály v preventívnej stomatológii. V Nanobiomateriáloch v klinickej stomatológii. Kapitola 8. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
8. Tugrul, N. a kol. (2015). Syntéza hydrofóbnych nanoštruktúr boritanu zinočnatého z uhličitanu zinočnatého a charakterizácia produktu. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. Obnovené z odkazu.springer.com.
9. de Luna, MDG, a kol. (2020). Získanie zinkových granúl zo syntetickej galvanickej odpadovej vody pomocou homogenizovaného kryštalizačného procesu s fluidným lôžkom. Int. J. Environ. Sci. 17, 129 - 142 (2020). Obnovené z odkazu.springer.com.