ZINKKARBONAT (ZNCO3): STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den zinkkarbonat är en oorganisk förening bestående av elementen zink (Zn), kol (C) och syre (O). Dess kemiska formel är ZnCO ₃ . Zink har ett oxidationstillstånd på +2, kol +4 och syre -2.

Det är ett färglöst eller vitt fast ämne som finns i naturen och bildar mineralen smithsonit, i vilken den kan vara ensam eller med andra element som kobolt eller koppar, vilket ger den en violet eller grön färg.

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

ZnCO ₃ är nästan olöslig i vatten, men den upplöses lätt i utspädda syror, eftersom karbonatjonen i ett surt medium bildar kolsyra (H ₂ CO ₃ ), som sedan blir CO ₂ -gas och vatten.

Det används som ett antiseptiskt medel i djursår och levereras ibland i kosten för att förhindra sjukdomar orsakade av zinkbrist.

Det tjänar till att fördröja förbränningen av vissa fibrer, plast och gummi när de kommer i kontakt med eld. Det gör det möjligt att separera giftiga arsenikmineraler från andra stenar på ett säkert sätt.

Det har använts i tandkrämer för att återställa dentin på tänder som genomgår blekning.

Strukturera

ZnCO ₃ består av en Zn 2 ⁺ -katjon och en CO ₃ ^2- anjon . Kolet i karbonatjonen har ett oxidationstillstånd på +4. Denna jon har en plan struktur med de tre syreatomerna som omger kolatomen.

Kemisk struktur av zinkkarbonat. Okänd författare / public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Zinkkarbonat
• Zinkmonokarbonat
• Kolsyrasinksalt
• Smithsonite
• Zink spar

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös eller vit kristallin fast substans. Rhombic kristaller.

Zinkkarbonat. Ondřej Mangl / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Molekylvikt

125,4 g / mol

Smältpunkt

Vid 140 ºC sönderdelas den utan att smälta.

Densitet

4,398 g / cm ³ vid 20 ° C.

löslighet

Praktiskt taget olöslig i vatten: 0.000091 g / 100 g H ₂ O vid 20 ° C. Lösliga i utspädda syror, alkalier och ammoniumsaltlösningar. Olöslig i ammoniak, alkohol och aceton.

Kemiska egenskaper

Reagerar med syror som bildar koldioxid:

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

Den upplöses i baser som bildar hydroxiden, som delvis upplöses och bildar en zinkatjon:

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

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Det är inte brandfarligt. När den upphettas till sönderdelning producerar den zinkoxid och koldioxid, men den kan till och med avge kolmonoxid (CO).

ZnCO ₃ + värme → ZnO + CO ₂ ↑

Erhållande

Det erhålls genom slipning av mineralen smithsonite, tidigare kallad zink spar.

Det kan också framställas genom att blanda en natriumkarbonatlösning med ett zinksalt, såsom zinksulfat. Natriumsulfatet förblir upplöst och zinkkarbonatet fälls ut:

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

tillämpningar

Vid medicinska behandlingar

Denna förening gör det möjligt att erhålla vissa farmaceutiska produkter. Det appliceras på betänd hud som ett pulver eller lotion.

För veterinära tillämpningar

ZnCO ₃ fungerar som ett sammandragande, antiseptiskt och topiskt sårskydd hos djur.

Det hjälper också till att förebygga sjukdomar orsakade av zinkbrist, så det används som ett tillskott i kosten för vissa djur, förutsatt att de mängder som administreras ligger inom de standarder som fastställts av hälsoorgan.

Zinkkarbonat ges ibland som ett mikronäringsämne för att förhindra sjukdom hos svin. Okänd författare / CC0. Källa: Wikimedia Commons.

Vid utbrott av parakeratos hos grisar läggs det till deras kost. Denna sjukdom är en förändring av huden där det kåta skiktet inte bildas korrekt.

Som en flamskyddsmedel

Det används som en brandsäker fyllmedel för gummi och plast som utsätts för höga temperaturer. Skyddar textilfibrer från eld.

När det gäller bomullstextilier appliceras det på tyget tillsammans med lite alkali. Detta angriper direkt de primära hydroxylgrupperna (-CH ₂ OH) av cellulosa och omvandlar dem till natriumcellulosa (-CH ₂ ONa).

Brytandet av cellulosabindningar genom alkali gynnar större penetrerbarhet av kedjorna av den kompakta cellulosahaltiga strukturen, så att mer ZnCOs ₃ lyckas ange den amorfa zonen av denna och dess dispersion underlättas.

Vissa bomullstyg kan innehålla ZnCO ₃ i fibrerna för att göra dem brandbeständiga. Socken_farbig.jpeg: Scott Ba Eraivative arbete: Socky / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Som ett resultat reduceras mängden brandfarlig gas som kan produceras genom brand.

I tandbehandlingar

Vissa tandkrämer baserade på zinkkarbonat-nanokristaller och hydroxiapatit som appliceras regelbundet på tänderna minskar överkänsligheten mer effektivt än de som är baserade på fluorid.

ZnCOs ₃ och hydroxyapatit nanokristaller har en storlek, form, kemisk komposition och kristallinitet liknande den hos dentin, så dentinkanalerna kan stängas med tillämpningen av dessa material.

ZnCO _3- hydroxiapatit- nanopartiklar har framgångsrikt testats för att minska känsligheten hos blekta tänder. Författare: Photo Mix. Källa: Pixabay.

Denna typ av tandkräm visade sig vara användbar efter tandblekningsprocesser.

För att separera farliga mineraler från arsenik

Metoder för att separera arsenikmineraler från sulfidbergarter (såsom galena, chalcopyrite och pyrite) med användning av ZnCO _{3 har} testats . Det mineral som är rikt på arsenik måste separeras från de andra eftersom detta element är ett mycket giftigt och giftigt förorenande ämne för levande varelser.

För att uppnå detta behandlas blandningen av malda bergarter med en lösning av zinksulfat och natriumkarbonat vid ett pH av 7,5-9,0 och en xantatförening.

Arsenikkis. Detta mineral måste separeras från andra eftersom det innehåller den giftiga arseniken. Separation kan uppnås med zinkkarbonat. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Källa: Wikimedia Commons.

Formelens effektivitet tillskrivs bildningen av små ZnCO _3- partiklar på arsenopyritytan, vilket gör den hydrofil (liknande vatten), så den kan inte fästa vid luftbubblor och inte kan flyta, fälla ut och separera av de andra mineralerna.

Vid erhållande av andra zinkföreningar

Zinkkarbonat har använts för att erhålla hydrofoba zinkborat-nanostrukturer med formeln 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3.5H ₂ O. Detta material kan användas som ett flamskyddsmedel i polymerer, trä och textilier.

Vid utvinning av zink från avloppsvatten

Syntetiska rika vatten zinkjoner bortskaffas med elektro processer kan behandlas genom fluidiserad bädd-teknik med användning av natriumkarbonat för att fälla ZnCOs ₃ .

När Zn2 ⁺ fälls ut i form av karbonat minskar dess koncentration, det erhållna fasta ämnet filtreras och vattnet kan bortskaffas på ett säkert sätt. Den utfällda ZnCOs ₃ är av hög renhet.

Andra appar

Det gör det möjligt att framställa andra zinkföreningar. Det används i kosmetika. Det fungerar som ett pigment och används vid tillverkning av porslin, keramik och keramik.

risker

Inandning av ZnCO _3- damm kan orsaka torr hals, hosta, obehag i bröstet, feber och svettning. Intag orsakar illamående och kräkningar.

Effekter på miljön

Den huvudsakliga risken är dess påverkan på miljön, så det bör undvikas att den sprids i den. Det är mycket giftigt för vattenlevande liv med konsekvenser som kvarstår i levande organismer.

referenser

1. US National Library of Medicine. (2019). Zinkkarbonat. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (redaktör) (2003). CRC-handbok för kemi och fysik. 85: ^e CRC-tryck.
3. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
4. Sharma, V. et al. (2018). Syntes av zinkkarbonat-nanoletrar, ett potentiellt flamskyddsmedel för bomullstextil. Cellulosa 25, 6191-6205 (2018). Återställdes från link.springer.com.
5. Guan, Y. et al. (2020). Kolloidal ZnCO3 som en kraftfull depression av arsenopyrit i svagt alkalisk massa och interaktionsmekanismen. Mineraler 2020, 10, 315. Återställs från mdpi.com.
6. Sjukdomar i hud, öga, konjunktiva och yttre örat. (2017). In Veterinary Medicine (Elevenh Edition). Återställs från sciencedirect.com.
7. Hannig, M. och Hannig, C. (2013). Nanobiomaterial i förebyggande tandvård. I Nanobiomaterials in Clinical Dentistry. Kapitel 8. Återställs från sciencedirect.com.
8. Tugrul, N. et al. (2015). Syntes av hydrofoba nanostrukturer zinkborat från zinkkarbonat och karakterisering av produkten. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. Återställdes från link.springer.com.
9. de Luna, MDG, et al. (2020). Återvinning av zinkgranulat från syntetiskt elektropläterande avloppsvatten med homogen kristallisationsprocess med fluidiserad bädd. Int. J. Environ. Sci. Technol. 17, 129-142 (2020). Återställdes från link.springer.com.