- Strukturera
- Egenskaper hos zinkfosfat
- Fysiskt utseende
- Molmassa
- Smältpunkt
- Kokpunkt
- Densitet
- Brytningsindex
- Vattenlöslighet
- Flampunkt
- tillämpningar
- kosmetika
- Antibakteriellt medel
- Tandcement
- Antikorrosiv beläggning
- referenser
Den zinkfosfat är en oorganisk förening med den kemiska formeln Zn 3 (PO 4 ) 2 , men det förekommer i naturen i sin tetrahydrat form, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O i mineral hopeite och parahopeíta . På samma sätt finns en grundläggande variation av den i mineraltarbutiten, Zn 2 (PO 4 ) (OH). Dessa mineraler bildas genom oxidation av sfalerit i fosfatrika vatten.
Alla de kända användningarna av denna förening är baserade på Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, eftersom dess vattenmolekyler ge den egenskapen att vara en god fixeringsmedel. Därför saknar dess vattenfria form som sådan användning av stor ekonomisk efterfrågan.
Fragment av zinkfosfat. Källa: Chemical interesse
Som framgår av bilden ovan är zinkfosfat ett vitt fast ämne, närvarande i form av ett pulver eller torkat i små bitar. Den vita färgen har använts vid formulering av kosmetiska produkter samt för beredning av tandcement och fosfatpozolancement.
Zinkfosfat är ett korrosionsskyddande medel som har använts i processer för elektroavsättning av zinkmineraler (hopit och fosfofyllit) på ytan av stål.
Strukturera
Formeln Zn 3 (PO 4 ) 2 indikerar att Zn 2+ och PO 4 3- joner utgör saltet i en 3: 2-förhållande, vilket innebär att för varje tre Zn 2+ katjoner det finns två PO 4 3- anjoner . Dessa joner interagerar elektrostatiskt med varandra och skapar således en stark jonisk bindning på grund av storleken på deras laddningar. Båda jonerna är flervärda.
Således hamnar Zn 2+ och PO 4 3- med att orientera sig i rymden tills de definierar en ordnad och repetitiv struktur: en kristall av zinkfosfat. Denna kristall antar en monoklinisk struktur, α-Zn 3 (PO 4 ) 2 . Det verkar vara i stånd att undergå fasövergångar till andra polymorfa former: β-Zn 3 (PO 4 ) 2 och γ- Zn 3 (PO 4 ) 2 , alla beroende av temperaturen.
De tre polymorferna är isostrukturella och skiljer sig bara i deras rumsliga orientering; de har olika rumsliga grupper.
Å andra sidan tenderar zinkfosfat att framträda huvudsakligen som ett hydrat: Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, vars kristallina struktur är också monoklin. Denna gång åtföljs jonerna av fyra vattenmolekyler, som interagerar med dem genom dipoljonkrafter och vätebindningar.
Egenskaper hos zinkfosfat
Zinkfosfat. Ondřej Mangl
Fysiskt utseende
Dammigt vitt fast ämne.
Molmassa
454,11 g / mol
Smältpunkt
900 ºC
Kokpunkt
Ingen information. Detta kan bero på en eventuell termisk sönderdelning eller av att tillgängliga tryckförhållanden för saltlösningsmedlet kan koka.
Densitet
3,998 g / cm ^
Brytningsindex
1595.
Vattenlöslighet
Olöslig. Detta beror delvis på den jonbindning mellan Zn 2+ och PO 4 3- joner , vilket ökar den kristallina gitterenergi mot upplösning av saltet i vatten.
Flampunkt
Zinkfosfat är ett icke-brandfarligt ämne.
tillämpningar
Användningarna av zinkfosfat motsvarar de hos sin tetrahydrat, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, eftersom det är dess dominerande formen och även hittades i hopeite och parahopeite mineraler. Därför är det okänt om dess vattenfria form, Zn 3 (PO 4 ) 2 , har en specifik användning.
kosmetika
Zinkfosfat har använts som ett vitt pigment och ersätter zink- och titanoxider i kosmetiska och skönhetsprodukter. Materialet, mjuk vid beröring, av små och runda partiklar för att täcka ytan av huden utan sipprar genom dess porer, syntetiseras från en blandning av fosforsyra, H 3 PO 4 , och zinknitrat, Zn (NO 3 ) 2 .
Således framställs vita zinkfosfatpigment genom att variera Zn / P-förhållandena. För detta, vid blandning av reagensen, variabla mängder av H 3 PO 4 och Zn (NO 3 ) 2 tillsättes , tills produkten med de bästa kosmetiska egenskaper erhålles.
I en studie utförd av Kyoto Prefectural University fann de att pigment framställda med ett Zn / P-förhållande lika med 2/1, 1/1 och 3/2 visade de bästa reflektionerna; därför ljusade de ansikten på dem som applicerade det kosmetiska materialet jämfört med ljusstyrkan i andra formuleringar.
Antibakteriellt medel
Zinkfosfat-nanopartiklar är i arsenal avsett att bekämpa mikrober och därmed vara ett alternativ till användning av antibiotika. På detta sätt minskar den ständiga och progressiva resistensen som bakterier utvecklar mot antibiotika, samtidigt som den försöker minska kostnaderna för behandling av infektionssjukdomar.
Dessa nanopartiklar har visat stor antibakteriell aktivitet mot koliforma bakterier, en studie som bekräftades hos råttor utan att orsaka oxidativ stress.
Tandcement
Zinkfosfat används för att framställa fosfatcement, som används i restaureringar av många material; bland dem, våra egna tänder, uppför sig som en tandcement som har varit ganska populär inom tandvård under lång tid. Detta fosfatcement används för att fixera och sammanfoga flera fasta ämnen samtidigt.
Zinkfosfat används för tillverkning av tandcement.
Det framställs genom att lösa zink och magnesiumoxider i fosforsyra, varför Zn 2+ och Mg 2+ joner är närvarande och bildar komplexa strukturer. Denna tandcement är väsentlig för den slutliga cementeringen av tänderna. På grund av dess surhet används emellertid polykarboxylatcement istället för patienter som är för känsliga för det.
Antikorrosiv beläggning
I likhet med cement kan ytan på stål också fosfateras.
För detta, är stålstyckena införes i en alkalisk fosforsyrabadet, och efter tillförsel av en elektrisk ström, en skyddsfilm bestående av hopeite (Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O) och fosfofyllit bildas på deras yta. (Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O), den senare föreningen är den mest resistenta mot starkt alkaliska medier.
De kemiska reaktionerna som är involverade är följande:
3Zn 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O + 4H +
2Zn 2+ + Fe 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O + 4H +
Problemet med dessa beläggningar ligger i deras porositet, eftersom det lämnar utsatta flanker där stålet kan leda till korrosion.
Å andra sidan har pozzolancement som innehåller zinkfosfat använts för utveckling av mer korrosionsbeständiga betongar.
I allmänhet har den korrosionsskyddande egenskapen av zinkfosfat använts för att tjäna som beläggningar för väggarna innan applicering av färgskikten, så att de håller längre och visar bättre färger.
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi . (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Zinkfosfat. Återställd från: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (2020). Zinkfosfat. Science. Återställd från: sciencedirect.com
- National Center for Biotechnology Information. (2020). Zinkfosfat. PubChem-databas., CID = 24519. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. al-Swaidani. (2018). Hämningseffekt av naturliga pozzolan- och zinkfosfatbad på förstärkning av stålkorrosion. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Blandningsförhållande zinknitrat och fosforsyra för framställning av zinkfosfatvita pigment. Keramik, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. et al. (2019). Zinkfosfatbaserade nanopartiklar som ett nytt antibakteriellt medel: in vivo-studie på råttor efter exponering i kosten. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8