Cinka oksīda (ZnO) formula, īpašības un pielietojumi



The cinka oksīds ir ķīmisks savienojums ar ZnO formulu. Tā ir neorganiska ķīmiska viela, ko izmanto kā sastāvdaļu ārpusbiržas zālēm. To galvenokārt izmanto kā piedevu pigmentos un pusvadītājos dažādās nozarēs.

Cinka oksīds dabā sastopams cinkā, minerālvielā, kas galvenokārt atrodama Ņūdžersijā, ASV. Zincītei ir sešstūra kristāliska struktūra (mindat.org un Hudsonas minerālu institūts, 2017).

Cinka oksīda sintezēšanai ir vairāki procesi, galvenie maršruti ir franču un amerikāņu metode.

Franču procesā metāls cinks iztvaiko un tvaiks oksidējas ar iepriekš uzsildītu gaisu. Amerikāņu procesā tiek izmantoti dažādi neapstrādāti cinka savienojumi, kas samazināti ar oglekli, ražojot cinka tvaikus. Pēc tam cinka tvaiki oksidējas ar gaisā esošu skābekli, līdzīgi Francijas procesam.

Vēl viens veids, kā sintezēt cinka oksīdu, ir slapjš process, kas sastāv no sulfāta vai cinka hlorīda attīrīšanas, nogulsnējot ar karbonātu. Pēc tam nogulsnes kalcinē, lai iegūtu cinka oksīdu (cinka oksīds, S.F.)..

ZnSO4 + NaCO3 → ZnCO3 + NaSO4 → ZnO + CO2 (800 ° C).

Indekss

  • 1 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
  • 2 Reaktivitāte un bīstamība
  • 3 Nanodaļiņas
  • 4 Lietojumi
    • 4.1 - Medicīna
    • 4.2. Gumijas rūpniecība
    • 4.3. 3 - pigmenti un krāsas
    • 4.4. 4. Saules šūnas
    • 4.5 5- pjezoelektriskie
    • 4.6. 6 - Citi izmantošanas veidi
  • 5 Atsauces

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Cinka oksīds ir balta cieta viela bez aromāta un rūgtas garšas (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs., 2017). Tās izskats parādīts 2. attēlā.

Cinka oksīdam ir divas iespējamās struktūras: sešstūra un kubiskais, bet visizplatītākie ir sešstūra kristāli. Savienojuma molekulmasa ir 81,38 g / mol un blīvums ir 5,606 g / ml. Tās kušanas temperatūra ir 1975 ° C, kur tā sāk sadalīties (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO ir amfoteroksīds, kas, izmantojot reakcijas, var izšķīst skābēs vai sārmās:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2O

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2O

Cinka oksīds nešķīst ūdenī (0,0004 g uz 100 ml ūdens 17 ° C temperatūrā). Zema šķīdība, ko tā rada, rada ūdens šķīdumus, kas ir neitrāli pH. Reaģē spēcīgi ar alumīnija un magnija putekļiem, izraisot bīstamību.

Intensīvi cinka oksīda un hlorēta kaučuka maisījumi ar vai bez ogļūdeņražiem vai hlorētiem šķīdinātājiem uzliesmojoši reaģē spēcīgi, pat eksplozīvi..

Lēnā cinka oksīda pievienošana linu eļļas lakas segšanai izraisa siltuma veidošanos un aizdegšanos (CAMEO, 2016).

Reaktivitāte un apdraudējumi

Cinka oksīds ir stabils savienojums, kas nav uzliesmojošs un nesaderīgs ar citiem ķīmiskiem savienojumiem, bet, sakarsējot, izdala toksiskus dūmus. Savienojums nav toksisks vai bīstams, ja tas ir norīts vai nonāk saskarē ar ādu vai acīm, tomēr savienojums rada ieelpošanas risku.

Bīstamu daļiņu koncentrāciju gaisā var sasniegt ātri, jo īpaši cinka oksīda daļiņām. Tvaiku ieelpošana var izraisīt metāla dūmu drudzi ar šādiem simptomiem:

  • iekaisis kakls
  • galvassāpes
  • drudzis vai augsta ķermeņa temperatūra
  • slikta dūša
  • vemšana
  • Vājums
  • auksts
  • muskuļu sāpes.

Tādas vielas kā dūmi kairina elpceļus. Ietekme var aizkavēties. Metāla dūmu drudža simptomi neizpaužas tikai pēc dažām stundām (NIOSH, 2015).

Ieelpojot, cietušajam jāļauj atpūsties labi vēdināmā vietā. Ja ieelpošana ir smaga, cietušajam pēc iespējas ātrāk jāizvada drošā zonā.

Atbrīvojiet saspringto apģērbu, piemēram, kreklu apkakli, jostas vai kaklasaiti. Ja cietušajam ir grūti elpot, jāievada skābeklis.

Ja cietušais nav elpojis, tiek veikta atdzīvināšana no mutes-mutes. Vienmēr ņemot vērā to, ka personai, kas sniedz palīdzību, var būt bīstami atdzīvināt no mutes-mutes, ja ieelpots materiāls ir toksisks, infekciozs vai kodīgs (Materiālu drošības datu lapa Cinka oksīds, 2013).

Neskatoties uz cinka oksīda kā narkotiku lietošanu, tas ir ļoti toksisks videi, jo īpaši ūdens organismiem. Ir jāveic tūlītēji pasākumi, lai ierobežotu to izplatīšanos vidē saskaņā ar spēkā esošajiem noteikumiem.

Nanodaļiņas

Šodien nanotehnoloģijas darbojas dažādās zinātnes jomās, veicot darbības ar materiāliem un ierīcēm, kurās izmanto dažādas nanometru metodes (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Nanodaļiņas ir daļa no nanomateriāliem, kas definēti kā atsevišķas daļiņas ar diametru 1-100 nm.

Kopš pēdējiem gadiem nanodaļiņas ir kopīgs materiāls jaunu progresīvu lietojumprogrammu izstrādei komunikāciju, enerģijas uzglabāšanas, atklāšanas, datu uzglabāšanas, optikas, pārraides, vides aizsardzības, kosmētikas, bioloģijas un medicīnas jomā, pateicoties to svarīgas optiskās, elektriskās un magnētiskās īpašības.

Jo īpaši nanodaļiņu unikālās īpašības un lietderība rodas arī no dažādiem atribūtiem, ieskaitot līdzīgu nanodaļiņu un biomolekulu lielumu, piemēram, olbaltumvielas un polinukleotīdu skābes. Turklāt nanodaļiņas var izgatavot ar plašu metālu klāstu.

Metāla oksīda nanodaļiņas, tostarp cinka oksīds, ir universālas platformas biomedicīnas lietojumam un terapeitiskai iejaukšanai.

Ir steidzami jāizstrādā jaunas pretvēža līdzekļu grupas, un jaunākie pētījumi liecina, ka ZnO nanomateriāli ir ļoti daudzsološi (John W. Rasmussen, 2010)..

Šīm nanodaļiņām piemīt antibakteriālas, pretkorozijas, pretsēnīšu un UV filtrācijas īpašības. Daži cinka oksīda nanodaļiņu sinonīmi ir oksidāts, cinci oxicum, pastāvīgs balts, ketocīns un oksocīns (AZoNano, 2013).

Lietojumi

1. Medicīna

Cinka oksīds ir produkts, ko plaši izmanto lokāli ādas kopšanai. Amerikas Savienotajās Valstīs tā ir saules aizsarglīdzekļu galvenā sastāvdaļa, pateicoties tā atstarojošajām īpašībām.

Cinka oksīds ir viena no drošākajām sastāvdaļām, lai aizsargātu ādu no ultravioleto (UV) staru kaitīgās ietekmes. UV starus iekļūst ādā un sabojā audus, paātrina novecošanās procesu un žāvē ādu.

Šie stari arī palielina ādas vēža risku. Saules aizsarglīdzekļi, kas satur cinka oksīda filtru UV starus, neļaujot tiem iekļūt ādā un izraisīt šūnu bojājumus.

Cinka oksīds ir arī efektīvs ādas sadzīšana. To var izmantot, lai dziedētu brūces, mazinātu jutīgumu, kas saistīts ar saules apdegumiem, un mīkstina ādas bojājumus.

Cilvēki, kas ir cinku trūkumi, mēdz piedzīvot lēnus brūču dzīšanas ciklus. Kad cinka oksīds tiek uzklāts uz brūces zonu, tas nodrošina ķermenim papildu cinku, kas nepieciešams ādas šūnu remontam. Cinka oksīds palīdz saglabāt brūces zonu mitru un tīru.

Losjoni un krēmi, kas satur cinka oksīdu, ir efektīvas ādas sašaurināšanās. Cinka oksīdu var izmantot, lai novērstu virsmas eļļas veidošanos uz virsmas.

Dažreiz to lieto kā pinnes ārstēšanu - tiek uzskatīts, ka tas samazina plankumu izskatu un mazina ādas kairinājumu un iekaisumu, samazinot akne izlaušanos skaitu un smagumu..

Nacionālie veselības institūti ziņo, ka aktuāls un orālais cinks, šķiet, ir droša un efektīva pinnes ārstēšana (PEARSON, 2015).

Cinka ziede var vislabāk izmantot šo kopīgo ādas stāvokli, ja to lieto kombinācijā ar lokālu antibiotiku eritromicīnu.

Pateicoties antibakteriālajām un dezodoranta īpašībām, ārsti parasti lieto autiņbiksīšu izsitumus ar cinka oksīda ziedi. Tā parasti tiek izmantota katrā autiņbiksīšu maiņā, lai nodrošinātu optimālu efektivitāti.

Ja pelējuma platība ir tīra un ļauj ādai pilnībā izžūt pirms cinka oksīda ziedes, tas var samazināt autiņbiksīšu izsitumu smagumu..

Cinka oksīda ziede var mazināt melasmas simptomus saskaņā ar Amerikas Dermatoloģijas akadēmiju. Melasma ir kopīgs ādas stāvoklis, kas uz sejas izraisa brūnus plankumus, it īpaši uz deguna, vaigiem, lūpām un zoda pieres..

Apmēram 90 procenti melasmas gadījumu sastopami sievietēm. Tās visbiežāk sastopamas cilvēkiem ar tumšāku ādu.

Nelieli ādas kairinājumi, piemēram, izcirtņi, apdegumi, skrāpējumi un indes efeja, bieži gūst labumu no pretiekaisuma īpašībām, kas ir cinka oksīda ziedē. Jūs varat uzlikt plānā cinka oksīda slāni skartajai ādai tik bieži, cik nepieciešams, lai mazinātu kairinājumu un veicinātu dzīšanu.

Cinka oksīda ziedes aizsargājošā iedarbība uz ādu padara to par vienu no labākajiem hemoroja ārstēšanas līdzekļiem.

Hemoroīdi ir tūskas vēnas anālais kanāls, ko izraisa pārmērīgs spiediens iegurņa un taisnās zarnas zonā. Hemoroīdi parasti nav nopietni, bet var izraisīt ievērojamu diskomfortu (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2 - Gumijas rūpniecība

Vairāk nekā 50% cinka oksīda izmanto gumijas rūpniecībā. Izmantojot vulkanizācijas procesu, apdarei ir lielāka stiepes izturība un izturība pret pietūkumu un nobrāzumu, un tā ir elastīga plašākā temperatūras diapazonā.

Vienkāršākajā veidā vulkanizācija tiek veikta, sildot gumiju ar sēru (Encyclopædia Britannica, 2018).

Divas sastāvdaļas, kurām ir svarīga loma vulkanizācijas ķīmijā, ir pazīstamas kā "aktivatori", parasti cinka oksīds un stearīnskābe..

Šie savienojumi reaģē kopā un ar paātrinātājiem, lai izveidotu cinka sulfīda savienojumu, kas savukārt ir galvenais starpprodukts sēra pievienošanā diēna elastomēram un sēra savienojumu izveide, lai iegūtu tādus elementus kā riepas, zoles apavu un pat hokeja riteni (Gent, 2016).

3 - pigmenti un krāsas

Kopā ar linsēklu eļļu (žāvēšanas eļļu, kas ir noderīga kā transportlīdzeklis), cinka oksīds tiek izmantots kā pigments kopš 18. gadsimta, kas izraisīja strauju Eiropas krāsu industrijas paplašināšanos. Baltajiem baltajiem pigmentiem ir cinka oksīds, cinka sulfīds, litopons un titāna dioksīds (Encyclopædia Britannica, 1998)..

4 - Saules baterijas

Ļoti svarīgs lietojums ir tas, ka cinka oksīds tiek plaši izmantots kā bufera slānis CIGS saules baterijās (Copio Indio Gálio Selenido). Daži pašreizējie eksperimenti koncentrējas uz ZnO biezuma ietekmi uz šūnu maksimālo izejas jaudu.

5- Pjezoelektriskie

Cinka oksīds (ZnO) ir interesants materiāls attiecībā uz vadītspēju. Tā kristalizējas wurtzite struktūrā, un tās savienojums ir jonu un kovalento maisījums. Augstas tīrības pakāpes monokristāli ir izolatori.

Cinka oksīds ir visvairāk pjezoelektriskais no visiem materiāliem un tiek plaši izmantots kā pārveidotājs elektroniskajās ierīcēs. (Pjezoelektriskums ir kristāla īpašība, lai polarizētos, ja to pakļauj spiedienam.)

Cinka oksīds ir labs pusvadītājs, ja kristālā ir iekļauti alumīnija piemaisījumi. Polikristāliskā pusvadītāju cinka oksīda keramika darbojas labi un pakļaujas Ohm likumam.

Citu oksīdu, piemēram, bārija un hroma, neliela daudzuma pievienošana padara cinka oksīda keramikas elektriskās īpašības ļoti nedrošas.

6 - Citi izmantošanas veidi

Cinka oksīda pievienošana palīdz apstrādāt betonu un uzlabo ūdens izturību.

Cinka oksīdu izmanto cigarešu filtros un kā piedevu labībā. To izmanto arī kserogrāfijā kā fotorezistoru un pretkoroziju.

Augstas kvalitātes cinka oksīda nākotne neapšaubāmi būs aizraujoša. Potenciālie avoti ne-medicīniskai lietošanai pat pārsniedz patreizējo zāļu lietojumu.

Nanoroda cinka oksīds, spintroniskie un pjezoelektriskie sensori ir ļoti daudzsološi lauki, un tiem, kuriem ir jāņem vērā ne pārāk tālā nākotnē.

Atsauces

  1. (2013. gada 10. jūlijs). Cinka oksīda (ZnO) nanodaļiņas - īpašības, lietojumi. Atgūts no azonano: azonano.com.
  2. (2016). Cinka oksīds, nokrāsots. Izgūti no cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI (2017. gada 22. februāris). cinka oksīds. Atgūts no ChEBI: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 7. jūlijs). Krāsa. Atgūts no britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018. gada 15. septembris). Vulkanizācijas RUBBER RAŽOŠANA. Atgūts no Britannica.com.
  6. Gents, A. N. (2016. gada 21. aprīlis). Gumija. Atgūts no britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013. gada 16. augusts). Cinka oksīda ziede. Izgūti no livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, E. M. (2010). Cinka oksīda nanodaļiņas selektīvai audzēja šūnu iznīcināšanai un narkotiku piegādes lietojumu potenciāls. Eksperts atzinums Drug Deliv. 7 (9) :, 1063-1077.
  9. Materiāla drošības datu lapa Cinka oksīds. (2013. gada 21. maijs). Atgūts no sciencelab.com.
  10. org un Hudsonas Mineralģijas institūts. (2017. gada 29. marts). Cinks Izgūti no mindat.org.
  11. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs ... (2017, 30. aprīlis). PubChem Compound datu bāze; CID = 14806. Izgūti no PubChem.
  12. (2015. gada 22. jūlijs). ZINOXĪDI. Atgūts no cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015. gada 18. februāris). Cinka oksīda priekšrocības ādai. Izgūti no livestrong.com
  14. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Cinka oksīds. Izgūti no chemspider. 
  15. Vaseem Mohammad (Ph.D.), A. U.-B. (2010). ZnO nanodaļiņas: augšana, īpašības un lietojumprogrammas. Metāla oksīda nanostruktūrās un to pielietojumos (1-36. Lpp.). Amerikāņu zinātniskie izdevēji.
  16. Cinka oksīds Formula. (S.F.). Izgūti no softschools.com.