UHLIČITAN ZINEČNATÝ (ZNCO3): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Uhličitan zinečnatý je anorganická sloučenina skládající se z prvků zinek (Zn), uhlíku (C) a kyslík (O). Jeho chemický vzorec je ZnCO ₃. Zinek má oxidační stav +2, uhlík +4 a kyslík -2.

Je to bezbarvá nebo bílá pevná látka, která se nachází v přírodě a tvoří minerální smithsonit, ve kterém může být samotná nebo s dalšími prvky, jako je kobalt nebo měď, což jí dodává fialovou nebo zelenou barvu.

Smithsonite, minerál ZnCO ₃. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

ZnCO ₃ je téměř nerozpustný ve vodě, ale je snadno rozpouští ve zředěných kyselinách, protože uhličitanových iontů v kyselém prostředí tvoří kyselina uhličitá (H ₂ CO ₃), který se pak stává CO ₂ plynu a vody.

Používá se jako antiseptikum v ranách na zvířatech a někdy se dodává ve stravě, aby se zabránilo chorobám způsobeným nedostatkem zinku.

Slouží ke zpoždění spalování některých vláken, plastů a gumy, když přicházejí do styku s ohněm. Umožňuje bezpečně oddělit toxické arsenové minerály od ostatních hornin.

Používá se v zubních pastách k obnovení dentinu na zubech podstupujících bělení.

Struktura

ZnCO ₃ je tvořen Zn ²⁺ kation a CO ₃ ^2- aniontu. Uhlík v uhličitanovém iontu má oxidační stav +4. Tento ion má plochou strukturu se třemi atomy kyslíku obklopující atom uhlíku.

Chemická struktura uhličitanu zinečnatého. Neznámý autor / veřejná doména. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

• Uhličitan zinečnatý
• Monokarbonát zinečnatý
• Zinečnatá sůl kyseliny uhličité
• Smithsonite
• Zinek spar

Vlastnosti

Fyzický stav

Bezbarvá nebo bílá krystalická pevná látka. Kosočtverečné krystaly.

Uhličitan zinečnatý. Ondřej Mangl / Public domain. Zdroj: Wikimedia Commons.

Molekulární váha

125,4 g / mol

Bod tání

Při 140 ° C se rozkládá bez tání.

Hustota

4,398 g / cm ³ při 20 ° C

Rozpustnost

Je prakticky nerozpustný ve vodě: 0.000091 g / 100 g H ₂ O při 20 ° C Rozpustný ve zředěných kyselinách, zásadách a roztokech amonné soli. Nerozpustný v amoniaku, alkoholu a acetonu.

Chemické vlastnosti

Reaguje s kyselinami vytvářejícími oxid uhličitý:

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

Rozpouští se v zásadách za vzniku hydroxidu, který se částečně rozpouští za vzniku zincate iontu:

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

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Není hořlavý. Když je zahřátý na rozklad, produkuje oxid zinečnatý a oxid uhličitý, ale může dokonce emitovat oxid uhelnatý (CO).

ZnCO ₃ + teplo → ZnO + CO ₂ ↑

Získání

Získává se mletím minerálního smithsonitu, dříve nazývaného zinek.

Může být také připraven smícháním roztoku uhličitanu sodného se solí zinku, jako je síran zinečnatý. Síran sodný zůstává rozpuštěn a uhličitan zinečnatý se vysráží:

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

Aplikace

Při lékařských ošetřeních

Tato sloučenina umožňuje získat některé farmaceutické výrobky. Používá se na zanícenou pokožku jako prášek nebo krém.

Ve veterinárních aplikacích

ZnCO ₃ slouží jako zvíravý, antiseptický a lokální chránič rány u zvířat.

Pomáhá také předcházet chorobám způsobeným nedostatkem zinku, a proto se používá jako doplněk ve stravě některých zvířat za předpokladu, že podávaná množství odpovídají normám stanoveným zdravotnickými agenturami.

Uhličitan zinečnatý se někdy podává jako mikronutrient, aby se předešlo onemocnění u prasat. Neznámý autor / CC0. Zdroj: Wikimedia Commons.

Při vypuknutí parakeratózy u prasat se přidává do jejich stravy. Toto onemocnění je změna kůže, ve které není nadržená vrstva správně vytvořena.

Jako retardér hoření

Používá se jako ohnivzdorné plnivo pro kaučuky a plasty, které jsou vystaveny vysokým teplotám. Chrání textilní vlákna před ohněm.

V případě bavlněných textilií se aplikuje na látku spolu s některými zásadami. To přímo útočí na primární hydroxylové skupiny (-CH ₂ OH), celulózy a převádí je na sodnou sůl (CH ₂ ONa).

Přerušení celulózy vazeb alkalickými upřednostňuje vyšší prostupnost řetězců kompaktní celulózové struktury, takže se ho více ZnCO ₃ podaří vstoupit amorfní zóny tohoto a jeho rozptyl je usnadněno.

Některé bavlněné tkaniny mohou obsahovat ZnCO ₃ ve svých vláknech, aby byly ohnivzdorné. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivativní práce: Socky / Public domain. Zdroj: Wikimedia Commons.

V důsledku toho se snižuje množství hořlavého plynu, který by mohl vzniknout ohněm.

Při zubním ošetření

Některé zubní pasty založené na nanokrystalech uhličitanu zinečnatého a hydroxyapatitu, které se pravidelně aplikují na zuby, snižují hypersenzitivitu účinněji než ty na bázi fluoridu.

Nanokrystaly ZnCO ₃ a hydroxyapatitu mají velikost, tvar, chemické složení a krystalinitu podobnou jako dentin, takže dentinové tubuly mohou být uzavřeny použitím těchto materiálů.

ZnCO ₃ -hydroxyapatite nanočástice byly úspěšně testovány snížit citlivost vybělených zubů. Autor: Photo Mix. Zdroj: Pixabay.

Tento typ zubní pasty se osvědčil po procesu bělení zubů.

Oddělit nebezpečné minerály od arsenu

_Byly testovány způsoby oddělování arsenových minerálů od sulfidických hornin (jako je galena, chalcopyrit a pyrit) pomocí ZnCO ₃. Minerál bohatý na arzén musí být oddělen od ostatních, protože tento prvek je pro živé bytosti velmi toxický a jedovatý.

Aby se toho dosáhlo, směs rozemletých hornin se zpracuje roztokem síranu zinečnatého a uhličitanu sodného při pH 7,5 až 9,0 a xanthátovou sloučeninou.

Arsenopyrit. Tento minerál musí být oddělen od ostatních, protože obsahuje toxický arsen. Oddělení lze dosáhnout uhličitanem zinečnatým. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Účinnost vzorce je přičítána tvorbě malých částic ZnCO ₃ na povrchu arsenopyritu, díky čemuž je hydrofilní (podobně jako voda), takže nemůže ulpívat na vzduchových bublinách a nemůže se vznášet, vysrážet a separovat ostatních minerálů.

Při získávání dalších sloučenin zinku

Uhličitan zinečnatý byl použit k získání hydrofobních boritanu zinečnatého nanostruktur vzorce 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3,5H ₂ O. Tento materiál může být použit jako přísada zpomalující hoření v polymerech, dřeva a textilu.

Při regeneraci zinku z odpadních vod

Syntetické vody bohaté na zinek ionty odstraňují elektrolytické pokovování procesy mohou být léčeny technologie ve fluidním loži za použití uhličitanu sodného, aby se vysrážel ZnCO ₃.

Když se Zn ²⁺ vysráží ve formě uhličitanu, jeho koncentrace se sníží, získaná pevná látka se filtruje a vody lze bezpečně odstranit. Vysráží ZnCO ₃ má vysokou čistotu.

Další aplikace

Umožňuje přípravu dalších sloučenin zinku. Používá se v kosmetice. Slouží jako pigment a používá se při výrobě porcelánu, keramiky a keramiky.

Rizika

Vdechnutí prachu ZnCO ₃ může způsobit sucho v krku, kašel, nepohodlí na hrudi, horečku a pocení. Jeho požití způsobuje nevolnost a zvracení.

Účinky na životní prostředí

Hlavním rizikem je jeho vliv na životní prostředí, proto je třeba se vyvarovat jeho šíření v něm. Je velmi toxický pro vodní život, jehož důsledky přetrvávají v živých organismech.

Reference

1. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Uhličitan zinečnatý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (editor) (2003). CRC Příručka chemie a fyziky. 85 ^th CRC Press.
3. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
4. Sharma, V. a kol. (2018). Syntéza nanonedel uhličitanu zinečnatého, potenciální retardér hoření pro bavlněné textilie. Cellulose 25, 6191-6205 (2018). Obnoveno z odkazu.springer.com.
5. Guan, Y. et al. (2020). Koloidní ZnCO3 jako silný tlumič arsenopyritu ve slabě alkalické buničině a mechanismu interakce. Minerály 2020, 10, 315. Obnoveno z mdpi.com.
6. Onemocnění kůže, očí, spojivek a vnějšího ucha. (2017). Ve veterinární medicíně (jedenácté vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
7. Hannig, M. a Hannig, C. (2013). Nanobiomateriály v preventivním zubním lékařství. V nanobiomateriálech v klinické stomatologii. Kapitola 8. Obnoveno z sciposedirect.com.
8. Tugrul, N. a kol. (2015). Syntéza hydrofobních nanostruktur boritanu zinečnatého z uhličitanu zinečnatého a charakterizace produktu. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. Obnoveno z odkazu.springer.com.
9. de Luna, MDG, et al. (2020). Získání zinkových granulí ze syntetické galvanické odpadní vody pomocí homogenního krystalizačního procesu na fluidním loži. Int. J. Environ. Sci. Technol. 17, 129 - 142 (2020). Obnoveno z odkazu.springer.com.