Zinkoxid (ZnO) Formel, Egenskaber og Anvendelser



den zinkoxid er en kemisk forbindelse af ZnO-formlen. Det er en uorganisk kemisk forbindelse, der anvendes som ingrediens i over-the-counter medicin. Det anvendes også primært som et additiv i pigmenter og halvledere i forskellige brancher.

Zinkoxid findes i naturen i zinkit, et mineral, der hovedsagelig findes i New Jersey, USA. Zinkit har en sekskantet krystallinsk struktur (mindat.org og Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Der er flere processer til syntetisering af zinkoxid, de vigtigste ruter er den franske og den amerikanske metode.

I den franske proces fordampes metallisk zink og dampen oxideres med forvarmet luft. Den amerikanske proces bruger forskellige rå zinkforbindelser, som reduceres med kulstof, der producerer zinkdampe. Derefter oxideres zinkdampe med ilt til stede i luften, svarende til den franske proces.

En anden måde at syntetisere zinkoxid på er den våde proces, som består i at rense sulfat eller zinkchlorid ved udfældning med carbonat. Bundfaldet kalcineres derefter for at opnå zinkoxid (zinkoxidformel, S.F.).

ZnSO4 + Naco3 → ZnCO3 + Naso4 → ZnO + CO2 (800 ° C).

indeks

  • 1 Fysiske og kemiske egenskaber
  • 2 Reaktivitet og farer
  • 3 nanopartikler
  • 4 anvendelser
    • 4.1 1- Medicin
    • 4.2 2- Gummiindustrien
    • 4.3 3- Pigmenter og maling
    • 4.4 4- Solceller
    • 4,5 5- Piezoelektriske
    • 4.6 6- Andre anvendelser
  • 5 referencer

Fysiske og kemiske egenskaber

Zinkoxid er et hvidt faststof uden aroma og bitter smag (National Center for Biotechnology Information., 2017). Dets udseende er vist i figur 2.

Zinkoxid har to mulige strukturer: hexagonale og kubiske, men hexagonale krystaller er de mest almindelige. Forbindelsen har en molekylvægt på 81,38 g / mol og en densitet på 5,606 g / ml. Dens smeltepunkt er 1975 ° C, hvor det begynder at nedbrydes (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO er et amfotert oxid, der kan opløses i syrer eller alkali gennem reaktionerne:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2O

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2O

Zinkoxid er uopløseligt i vand (0,0004 g pr. 100 ml vand ved 17 ° C). Den lave opløselighed, som den frembringer, frembringer vandige opløsninger, der er neutrale i pH. Reagerer voldsomt med aluminium og magnesiumstøv, der forårsager brand og eksplosionsfare.

Intime blandinger af zinkoxid og chloreret gummi med eller uden kulbrinter eller chlorerede opløsningsmidler reagerer voldsomt, selv eksplosivt ved opvarmning.

Den langsomme tilsætning af zinkoxid til at dække overfladen af ​​linolje lak forårsager varme generation og tænding (CAMEO, 2016).

Reaktivitet og farer

Zinkoxid er en stabil forbindelse, der ikke er brandfarlig og viser ingen uforenelighed med andre kemiske forbindelser, men udsendes giftige dampe ved opvarmning. Forbindelsen er ikke giftig eller farlig ved indtagelse eller i kontakt med hud eller øjne, men forbindelsen udgør en fare ved indånding.

En skadelig koncentration af partikler i luften kan nås hurtigt, især for zinkoxidpartikler. Indånding af dampe kan forårsage metalrøgfeber med følgende symptomer:

  • ondt i halsen
  • hovedpine
  • feber eller høj kropstemperatur
  • kvalme
  • opkast
  • svaghed
  • kold
  • muskel smerte.

Stoffet som røg er irriterende for luftvejene. Virkningerne kan blive forsinket. Symptomerne på metallisk røgfeber manifesterer sig ikke før efter et par timer (NIOSH, 2015).

I tilfælde af indånding skal offeret have lov til at hvile i et godt ventileret område. Hvis indåndingen er alvorlig, skal ofret evakueres til et sikkert område hurtigst muligt.

Løsn stramme tøj som f.eks. Trøje, bælter eller slips. Hvis offeret finder det vanskeligt at trække vejret, skal der gives ilt.

Hvis offeret ikke trækker vejret, udføres en mund-til-mund-genoplivning. Vær altid opmærksom på, at det kan være farligt for den person, der yder hjælp til at give mund til mund-genoplivning, når det indåndede materiale er giftigt, smitsomt eller ætsende (Material Safety Data Sheet Zinc oxide, 2013).

På trods af brugen af ​​zinkoxid som et lægemiddel er det meget giftigt for miljøet, især for vandorganismer. Umiddelbare foranstaltninger skal træffes for at begrænse deres spredning til miljøet i henhold til de etablerede regler.

nanopartikler

I dag opererer nanoteknologi inden for forskellige fagområder gennem sin indsats på materialer og enheder ved hjælp af forskellige nanometerskala teknikker (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Nanopartikler er en del af nanomaterialer, der defineres som individuelle partikler med 1-100 nm i diameter.

Siden de seneste år har nanopartikler været et fælles materiale til udvikling af nye banebrydende applikationer inden for kommunikation, energilagring, detektion, datalagring, optik, transmission, miljøbeskyttelse, kosmetik, biologi og medicin på grund af deres vigtige optiske, elektriske og magnetiske egenskaber.

Specielt stammer de unikke egenskaber og anvendelighed af nanopartikler også fra en række egenskaber, herunder den tilsvarende størrelse af nanopartikler og biomolekyler, såsom proteiner og polynukleotidsyrer. Derudover kan nanopartikler fremstilles med en bred vifte af metaller.

Metaloxid nanopartikler, herunder zinkoxid, er alsidige platforme til biomedicinske applikationer og terapeutisk intervention.

Der er et presserende behov for at udvikle nye klasser af kræftmidler, og nyere undersøgelser viser, at ZnO nanomaterialer er meget lovende (John W. Rasmussen, 2010).

Disse nanopartikler har antibakterielle, anti-ætsende, antifungale og UV filtreringsegenskaber. Nogle af synonymerne af zinkoxid nanopartikler er oxydatum, cincioxicum, permanent hvidt, ketocinc og oxocinc (AZoNano, 2013).

applikationer

1- medicin

Zinkoxid er et produkt, der i vid udstrækning anvendes topisk i dermatologi til hudpleje. I USA er det den vigtigste komponent af solcreme på grund af dets reflekterende egenskaber.

Zinkoxid er et af de sikreste ingredienser for at beskytte huden mod de skadelige virkninger af ultraviolette (UV) stråler. UV stråler trænger ind i huden og beskadiger vævet, fremskynder aldringsprocessen og tørrer huden.

Disse stråler øger også risikoen for hudkræft. Solcreme, der indeholder zinkoxidfilter UV-stråler, der forhindrer dem i at trænge ind i huden og forårsager celleskader.

Zinkoxid er også effektiv til helbredelse af huden. Det kan bruges til at helbrede sår, reducere følsomheden forbundet med solskoldning og blødgøre tynd hud.

Personer, der er zinkmangel, har tendens til at opleve langsomt helbredende cyklusser af sår. Når zinkoxid påføres sårområdet, giver det kroppen det ekstra zink, der er nødvendigt for at reparere hudceller. Zinkoxid hjælper med at holde sårområdet fugtigt og rent.

Lotioner og cremer, der indeholder zinkoxid, er effektive astringents i huden. Zinkoxid kan påføres for at forhindre overskydende olie at danne på overfladen.

Det bruges nogle gange som en behandling for acne - det antages at reducere udseendet af pletter og reducere hudirritation og betændelse, hvilket reducerer antallet og sværhedsgraden af ​​acne udbrud.

National Institutes of Health rapporterer, at topisk og oral zink synes at være en sikker og effektiv behandling for acne (PEARSON, 2015).

Zinksalve kan virke bedst for denne almindelige hudtilstand, når den anvendes i kombination med topisk antibiotisk erythromycin.

På grund af dets antibakterielle og deodorante egenskaber behandler lægerne sædvanligvis blæseudslætet med en zinkoxidsalve. Det anvendes normalt ved hver blebygnance for optimal effektivitet.

Blødningsområdet holdes rent og giver huden mulighed for at tørre helt før påføring af zinkoxidsalve kan medvirke til at minimere sværhedsgraden af ​​blæseudslæt.

Zinkoxidsalve kan lindre symptomerne på melasma, ifølge American Academy of Dermatology. Melasma er en almindelig tilstand i huden, der forårsager brune pletter på ansigtet, især på hagenes næse, kinder, læber og pande..

Ca. 90 procent af tilfælde af melasma forekommer hos kvinder. Dens hyppigste hos mennesker med mørkere hud.

Små hudirritationer såsom udskæringer, forbrændinger, skraber og giftig ivy har ofte gavn af de antiinflammatoriske egenskaber indeholdt i zinkoxidsalven. Du kan anvende et tyndt lag zinkoxid til den berørte hud, så ofte som nødvendigt for at lindre irritation og fremme helbredelse.

De beskyttende virkninger af zinkoxidsalve på huden gør det til en af ​​de bedste over-the-counter behandlinger for hæmorider

Hæmorider er hævede vener i den analkanal, der skyldes overtryk i bækken og rektalområder. Hæmorider er normalt ikke alvorlige, men kan forårsage betydeligt ubehag (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2- Gummiindustrien

Mere end 50% zinkoxid anvendes i gummiindustrien. Gennem vulkaniseringsprocessen har finishen højere trækstyrke og modstandsdygtighed mod hævelse og slid og er elastisk i et bredere temperaturområde.

I sin enkleste form fremstilles vulkanisering ved opvarmning af gummi med svovl (Encyclopædia Britannica, 2018).

To ingredienser, der spiller en vigtig rolle i vulkaniseringskemien, er kendt som "aktivatorer", almindeligvis zinkoxid og stearinsyre.

Disse forbindelser reagerer sammen og med acceleratorer til dannelse af en zinksulfidforbindelse, som igen er nøglemellemproduktet i tilsætning af svovl til en dienelastomer og dannelsen af ​​svovlbindinger til fremstilling af elementer som dæk, såler sko og lige hockey pucks (Gent, 2016).

3- Pigmenter og maling

Sammen med linolie (en tørringsolie, der er nyttig som et køretøj) anvendes zinkoxid som et pigment siden 18 århundrede, hvilket medførte en hurtig udvidelse af den europæiske malingsindustri. Grundlæggende hvide pigmenter indbefatter zinkoxid, zinksulfid, lithopon og titandioxid (Encyclopædia Britannica, 1998).

4- solceller

En meget vigtig anvendelse er, at zinkoxid i vid udstrækning anvendes som bufferlaget i CIGS solceller (Copio Indio Gálio Selenido). Nogle aktuelle eksperimenter fokuserer på effekten af ​​ZnO-tykkelsen på den maksimale udgangseffekt for cellerne.

5- Piezoelektriske

Zinkoxid (ZnO) er et interessant materiale med hensyn til ledningsevne. Den krystalliserer i wurtzitstrukturen, og dens union er en blanding af ionisk og kovalent. Monocrystals med høj renhed er isolatorer.

Zinkoxid er den mest piezoelektriske af alle materialer og anvendes i vid udstrækning som en transducer i elektroniske enheder. (Piezoelektricitet tilhører en krystal til at polarisere, når den udsættes for tryk.)

Zinkoxid er en god halvleder, når aluminium urenheder er inkluderet i krystallen. Polykrystallinsk halvleder-zinkoxid-keramik udfører godt og adlyder Ohms lov.

Tilsætningen af ​​små mængder af andre oxider, såsom barium og krom, gør zinkoxid-keramik har meget ikke-ohmiske elektriske egenskaber

6- Andre anvendelser

Tilsætningen af ​​zinkoxid hjælper med at forarbejde betonen og forbedrer også vandmodstanden.

Zinkoxid anvendes i cigaretfiltre og som additiv i korn. Det bruges også i xerografi som fotokonduktivt ark og som anticorrosiv.

Fremtiden for zinkoxid af høj kvalitet vil utvivlsomt være fascinerende. Potentielle fremskridt inden for ikke-medicinske applikationer overstiger endog den nuværende medicinske anvendelse.

Nanorod zinkoxid, spintroniske og piezoelektriske sensorer er meget lovende felter og dem der skal tage højde for i den ikke for fjerne fremtid.

referencer

  1. (2013, juli 10). Zinkoxid (ZnO) nanopartikler - Egenskaber, applikationer. Genoprettet fra azonano: azonano.com.
  2. (2016). ZINKOXIDE, KRUDE. Hentet fra cameokemikalier: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI. (2017, 22. februar). zinkoxid. Genoprettet fra ChEBI: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, juli 7). Paint. Gendannet fra britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018, september 15). Vulkanisering RUBBER FREMSTILLING. Genoprettet fra Britannica.com.
  6. Gent, A. N. (2016, 21 april). Gummi. Gendannet fra britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, 16. august). Zink Oxid Ointment Anvendelser. Hentet fra livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, E. M. (2010). Zinkoxid Nanopartikler til Selektiv Destruktion af Tumorceller og Potentiale for Drug Delivery Applications. Expert Opin Drug Deliv. 7 (9) :, 1063-1077.
  9. Sikkerhedsdatablad Zinkoxid. (2013, maj 21). Genoprettet fra sciencelab.com.
  10. org og Hudson Institute of Mineralogy. (2017, marts 29). Zincite. Hentet fra mindat.org.
  11. National Center for Bioteknologi Information ... (2017, april 30). PubChem Compound Database; CID = 14806. Hentet fra PubChem.
  12. (2015, 22. juli). Zinkoxid. Gendannet fra cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015, februar 18). Fordelene ved zinkoxid til huden. Hentet fra livestrong.com
  14. Royal Society of Chemistry. (2015). Zinkoxid. Hentet fra kemspider. 
  15. Vaseem Mohammad (Ph.D.), A. U.-B. (2010). ZnO Nanopartikler: Vækst, Egenskaber og applikationer. I metaloxid nanostrukturer og deres applikationer (s. 1-36). Amerikanske videnskabelige udgivere.
  16. Zinkoxidformel. (S.F.). Hentet fra softschools.com.