ZINKNITRAT: STRUKTUR, EGENSKAPER, ERHÅLLANDE, ANVÄNDNING - KEMI - 2025

Den zinknitrat är en oorganisk förening bestående av elementen zink (Zn), kväve (N) och syre (O). Zinkets oxidationstillstånd är +2, kväve är +5 och syre är -2.

Dess kemiska formel är Zn (NO ₃ ) ₂ . Det är ett färglöst kristallint fast ämne som tenderar att absorbera vatten från miljön. Det kan erhållas genom behandling av zinkmetall med utspädd salpetersyra. Det är en starkt oxiderande förening.

Zinknitrat Zn (NO ₃ ) ₂ . Ondřej Mangl / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Det fungerar som en accelerator för organiska kemi-reaktioner och gör det möjligt att erhålla sammansatta polymerer med elektriskt ledande egenskaper. Det används för att bilda lager av material som är användbara inom elektronik.

Det är en del av vissa flytande gödningsmedel och vissa herbicider med långsam frisättning. Det hjälper till vid beredningen av komplexa oxider, förbättrar deras densitet och elektriska konduktivitet.

Det har framgångsrikt testats för att erhålla strukturer som fungerar som en bas för regenerering och tillväxt av benvävnad, förbättring av denna process och är effektiv som antibakteriell.

Även om det inte är brännbart kan det påskynda förbränningen av ämnen som är, till exempel kol eller organiska material. Det är irriterande för hud, ögon och slemhinnor och är mycket giftigt för vattenlevande liv.

Strukturera

Zinknitrat är en jonisk förening. Den har en tvåvärd katjon (Zn2 ⁺ ) och två monovalenta anjoner (NO ₃ ^- ). Nitratanjonen är en polyatomisk jon bildad av en kväveatom i dess oxidationstillstånd +5 kovalent bunden till tre syreatomer med en valens av -2.

Jonisk struktur av zinknitrat. Edgar181 / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Bilden nedan visar den rumsliga strukturen för denna förening. Den centrala grå sfären är zink, de blå sfärerna är kväve och de röda sfärerna representerar syre.

Rumslig struktur av Zn (NO ₃ ) ₂ . Zink är mitt i nitratjoner. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Zinknitrat
• Zinkdinitrat

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös eller vit kristallin fast substans.

Molekylvikt

189,40 g / mol

Smältpunkt

Cirka 110 ºC.

Kokpunkt

Cirka 125 ºC.

Densitet

2,065 g / cm ^{^}

löslighet

Löslig i vatten: 120 g / 100 g H ₂ O vid 25 ° C. Lösligt i alkohol.

pH

Dess vattenhaltiga lösningar är sura. En 5% -ig lösning har ett pH av cirka 5.

Kemiska egenskaper

Som en nitrat är denna förening en stark oxidant. Reagerar våldsamt med kol, koppar, metallsulfider, organiskt material, fosfor och svavel. Om det sprayas på hett kol exploderar det.

Å andra sidan är det hygroskopiskt och absorberar vatten från miljön. Vid uppvärmning bildar zinkoxid, kvävedioxid och syre:

2 Zn (NO ₃ ) ₂ + värme → 2 ZnO + 4 NO ₂ ↑ + O ₂ ↑

I alkaliska lösningar, såsom de från NaOH, bildar zink i denna förening dess hydroxid och andra komplexa arter:

Zn (NO ₃ ) ₂ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + 2 NO ₃ ^-

Zn (OH) ₂ + 2 OH ^- → ^2-

Erhållande

Det kan erhållas genom behandling av zink eller zinkoxid med utspädd salpetersyra. Vätgas bildas i denna reaktion.

Zn + 2 HNO ₃ → Zn (NO ₃ ) ₂ + H ₂ ↑

tillämpningar

Vid katalys av reaktioner

Det används som katalysator för att erhålla andra kemiska föreningar, såsom hartser och polymerer. Det är en syrakatalysator.

Exempel på harts. Bugman på engelska Wikipedia / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Strukturmodell för en polymer. Ilmari Karonen / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Ett annat fall av reaktions accelerationen är Zn (NO ₃ ) ₂ / VOC ₂ O ₄ katalytiskt system _, som tillåter oxidation av a-hydroxiestrar till a-ketoestrar med en omvandling 99% även vid omgivande tryck och temperatur.

I sammansatta polymerer

Polymetylmetakrylat och Zn (NO ₃ ) _2- filmer har utvecklats med elektriska ledningsegenskaper som gör dem lämpliga kandidater för användning i superkapacitatorer och höghastighetsdatorer.

I oxisales cement

Med vattenhaltiga lösningar av zinknitrat och zinkoxidpulver erhålls material som hör till klassen av cement som genereras genom en syrabasreaktion.

Dessa uppvisar en rimlig motståndskraft mot upplösning i utspädda syror och alkalier, och utvecklar en motståndskraft mot kompression som är jämförbar med den för andra cement, såsom för zinkoxiklorider.

Denna egenskap ökar när ZnO / Zn (NO ₃ ) ₂ -förhållandet ökar och när koncentrationen av Zn (NO ₃ ) ₂ i lösningen ökar. De erhållna cementen är helt amorfa, det vill säga att de inte har kristaller.

Med zinknitrat har tester genomförts för att erhålla cement. Författare: Kobthanapong. Källa: Pixabay.

I zinkoxidbeläggningar och nanomaterial

Zn (NO ₃ ) ₂ används för elektrolytisk avsättning av mycket tunna lager av zinkoxid (ZnO) på olika underlag. Nanostrukturer av denna oxid bereds också på ytorna.

Nanopartiklar av zinkoxid. Vissa ZnO-nanostrukturer kan framställas med Zn (NO ₃ ) ₂ . Verena Wilhelmi, Ute Fischer, Heike Weighardt, Klaus Schulze-Osthoff, Carmen Nickel, Burkhard Stahlmecke, Thomas AJ Kuhlbusch, Agnes M. Scherbart, Charlotte Esser, Roel PF Schins, Catrin Albrecht / CC BY (https://creativecommons.org/ licenser / med / 2,5). Källa: Wikimedia Commons.

ZnO är ett material av stort intresse på grund av mängden applikationer inom optoelektronik, det har också halvledaregenskaper och används i sensorer och givare.

I herbicider

Zinknitrat har använts i samband med vissa organiska föreningar för att bromsa utsläppshastigheten för vissa herbicider i vatten. Den långsamma frisättningen av dessa produkter gör att de kan vara tillgängliga längre och färre applikationer krävs.

Inom anodstillverkning

Det stimulerar sintringsprocessen och förbättrar densiteten hos vissa oxider som används för att skapa anoder för bränsleceller. Sintring erhåller ett fast material genom att värma och komprimera ett pulver utan att nå sin fusion.

Ritning av hur sintringen av två korn inträffar. Zn (NO ₃ ) ₂ hjälper till att genomföra denna process på vissa komplexa oxider. Cdang / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

De testade materialen är komplexa oxider av strontium, iridium, järn och titan. Närvaron av zink ökar avsevärt den elektriska ledningsförmågan hos dessa.

Andra appar

Det används för att få läkemedel. Det fungerar som en mordant vid applicering av bläck och färgämnen. Fungerar som en latexkoagulant. Det är en källa till zink och kväve i flytande gödningsmedel.

Potentiell användning inom benvävnadsteknik

Denna förening har använts som ett tillsatsmedel vid utarbetandet av förstärkningar eller ramar för regenereringen av benfibrer, eftersom det gör det möjligt att förbättra den mekaniska resistensen hos dessa strukturer.

Det zinkinnehållande ställningen har visat sig vara icke-toxiskt för osteoprogenitorceller, stöder aktiviteten hos osteoblaster, de benframande cellerna och förbättrar deras vidhäftning och spridning.

Det gynnar bildningen av apatit, som är det mineral som bildar ben och också har en antibakteriell effekt.

Zn (NO ₃ ) ₂ kan vara mycket användbart för rekonstruktion av benämnen hos personer som har drabbats av olyckor. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Källa: Wikimedia Commons.

risker

Det är ett material med en potentiell risk för brand och explosion.

Det är inte brännbart men påskyndar förbränningen av brännbara material. Om en stor mängd av denna förening är involverad i en brand eller om det brännbara materialet är fint uppdelat, kan en explosion uppstå.

När de utsätts för stark värme produceras giftiga gaser av kväveoxider. Och om exponeringen genomförs under lång tid kan den explodera.

Det är irriterande för huden, kan orsaka allvarliga skador på ögonen, irritation i luftvägarna, är giftigt vid förtäring och orsakar skada på matsmältningskanalen.

Mycket giftigt för vattenlevande liv med långvariga effekter.

referenser

1. Ju, Y. et al. (2019). Nya effekter av zinknitrat / vanadyloxalat för selektiv katalytisk oxidation av ALFA-hydroxiestrar till ALFA-ketoestrar med molekylärt syre: en ATR-IR-studie i situ. Molekyler 2019, 24, 1281. Återställs från mdpi.com.
2. Mohd S., SN et al. (2020). Formulering med kontrollerad frisättning av zinkhydroxidnitrat interkalerat med natriumdodecylsulfat och bispyribac-anjoner: En ny herbicid-nanokomposit för rovdyrkning. Arabian Journal of Chemistry 13, 4513-4527 (2020). Återställd från sciencedirect.
3. Mani, MP et al. (2019). Berikad mekanisk styrka och benmineralisering av elektrospun biomimetisk ställning laddad med Ylang Ylang olja och zinknitrat för benvävnadsteknik. Polymerer 2019, 11, 1323. Återställs från mdpi.com.
4. Kim, KI et al. (2018). Effekter av zinknitrat som sintringshjälpmedel på de elektrokemiska egenskaperna för Sr _0,92 Y _0,08 TiO _3-DELTA och Sr _0,92 Y _0,08 Ti _0,6 Fe _0,4 O _3-DELTA Ceramics International, 44 (4): 4262-4270 (2018). Återställs från sciencedirect.com.
5. Prasad, BE et al. (2012). Elektrodeponering av ZnO-beläggning från vattenhaltig Zn (NO ₃ ) ₂ bad: effekt av Zn-koncentration, avsättningstemperatur och tid på orientering. J Solid State Electrochem 16, 3715-3722 (2012). Återställdes från link.springer.com.
6. Bahadur, H. och Srivastava, AK (2007). Morfologier av sol-gel härledda tunna filmer av ZnO med användning av olika prekursormaterial och deras nanostrukturer. Nanoscale Res Lett (2007) 2: 469-475. Återställdes från link.springer.com.
7. Nicholson, JW och Tibaldi, JP (1992). Bildning och egenskaper hos cement framställd av zinkoxid och vattenhaltiga lösningar av zinknitrat. J Mater Sci 27, 2420-2422 (1992). Återställdes från link.springer.com.
8. Lide, DR (redaktör) (2003). CRC-handbok för kemi och fysik. 85: ^e CRC-tryck.
9. Maji, P. et al. (2015). Effekt av Zn (NO ₃ ) _2- fyllmedel på dielektrisk permittivitet och elektrisk modul för PMMA. Bull Mater Sci 38, 417-424 (2015). Återställdes från link.springer.com.
10. US National Library of Medicine. (2019). Zinknitrat. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
11. Byju talet. (2020). Zinknitrat - Zn (NO3) 2. Återställs från byjus.com.
12. Amerikanska element. Zinknitrat. Återställs från americanelements.com.
13. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.