Zinkoxid

Zinkoxid
Generel
Systematisk navn	Zinkoxid
Chem. formel
Fysiske egenskaber
Stat	solid
Molar masse	81,408 g/ mol
Massefylde	5,61 g/cm³
Termiske egenskaber
Temperatur
•  smeltning	1975°C
• sublimering	1800°C
Mol. Varmekapacitet	40,28 J/(mol K)
Entalpi
•  uddannelse	-350,8 kJ/mol
Damptryk	0 ± 1 mmHg [en]
Optiske egenskaber
Brydningsindeks	2.015 og 2.068 CRC Handbook of Chemistry and Physics. — 92. - CRC Press , 2011. - ISBN 978-1439855119 .
Struktur
Krystal struktur	sekskantet system , a = 0,32495 nm, c = 0,52069 nm, z = 2
Klassifikation
Reg. CAS nummer	1314-13-2
PubChem	14806
Reg. EINECS nummer	215-222-5
SMIL	O=[Zn]
InChI	InChI=1S/O.ZnXLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N
RTECS	ZH4810000
CHEBI	ZH4810000
ChemSpider	14122
Sikkerhed
Begræns koncentrationen	aerosol i luften i arbejdsområdet 0,5 mg / m 3 i den atmosfæriske luft 0,05 mg / m 3
Toksicitet	Giftig, forårsager støberifeber ved indånding
Risikosætninger (R)	50/53 kr
Sikkerhedssætninger (S)	S60, S61
Kort karakter. fare (H)	H410
Forebyggende foranstaltninger. (P)	P273
signalord	omhyggeligt
GHS piktogrammer
NFPA 704	en 2 0W
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
Mediefiler på Wikimedia Commons

Zinkoxid ( zinkoxid )  er et hvidt krystallinsk pulver eller farveløse krystaller. Det krystalliserer i en sekskantet struktur af typen wurtzite . Uopløselig i vand, bliver gul ved opvarmning. Det forekommer naturligt som mineralet zincit .

Egenskaber

Fysiske egenskaber

• Termisk ledningsevne : 54 W/(m·K) [2] .

Zinkoxid er en direkte-gap- halvleder med et båndgab på 3,36 eV. Den naturlige forskydning af det støkiometriske forhold mod berigelse med oxygen giver det en elektronisk form for ledningsevne .

Effektiv masse af ladningsbærere m p 0,59m e ; m n 0,24 m e .

Ved opvarmning ændrer stoffet farve : hvidt ved stuetemperatur, zinkoxid bliver gult . Dette forklares ved et fald i båndgabet og et skift af kanten i absorptionsspektret fra UV-området til det blå område af det synlige spektrum.

Ved temperaturer på 1350-1800 °C sublimerer zinkoxid , sublimering forløber gennem mekanismen med nedbrydning af zinkoxid til zink og oxygen i højtemperaturzonen og dannelse af oxid i lavtemperaturzonen, sublimationshastigheder afhænger af sammensætningen af ​​det gasformige medium, hvori det udføres [3] .

Kemiske egenskaber

Kemisk reagerer zinkoxidamphoteren  med syrer for at danne de tilsvarende zinksalte; når det interagerer med alkaliske opløsninger, danner det komplekse tri-tetra- og hexahydroxozinkater (for eksempel osv.):

Zinkoxid opløses i vandig ammoniak og danner kompleks ammoniak :

Når det smelter sammen med alkalier og oxider af nogle metaller, danner zinkoxid zinkater :

Når zinkoxid smelter sammen med boroxid og silica , danner zinkoxid glasagtige borater og silikater :

Når zinkoxidpulver blandes med en koncentreret opløsning af zinkchlorid, dannes der hurtigt (på 2-3 minutter) en hærdende masse - zinkcement [4] .

At være i naturen

Kendt naturligt mineral zincit , bestående hovedsageligt af zinkoxid.

Henter

• Forbrænding af zinkdamp i oxygen ("fransk proces").
• Termisk nedbrydning af nogle zinksalte:
  • acetat ;
  • hydroxid ;
  • carbonat ;
  • nitrat .
• Oxidativ ristning af sulfid .
• Ved hjælp af hydrotermisk syntese [5] .
• Udvinding fra støv og slam fra jernholdige metallurgianlæg , især dem, der behandler metalskrot (det indeholder en betydelig del af galvaniseret jern).

Ansøgning

Zinkoxid er meget udbredt i den kemiske og farmaceutiske industri. Det bruges i sammensætningen af ​​tandpastaer og cementer i terapeutisk tandpleje, i kosmetiske solcremer og kosmetiske procedurer, i produktionen som fyldstof til gummi, kunstlæder og gummiprodukter. Det anvendes i dæk-, maling- og lak-, olieraffineringsindustrien. Zinkoxid bruges til fremstilling af glas og keramik.

I den kemiske industri

• Vulkaniseringsaktivator til nogle typer gummier .
• Vulkaniseringsmiddel til chloroprengummi .
• Katalysator til methanolproduktion .
• Hvidt pigment i produktionen af ​​maling og emaljer (i øjeblikket (2007) bliver erstattet af ugiftig titaniumdioxid ).
• Fyldstof og pigment i produktion:
  • gummi ;
  • plast ;
  • papir ;
  • parfumeri og kosmetik .
• Fodertilsætningsstof.
• Ved fremstilling af glas og maling baseret på flydende glas ;
• Som en af ​​rustkonverterens komponenter .

Det er også kendt, at zinkoxid har fotokatalytisk aktivitet . , som i praksis bruges til at skabe selvrensende overflader, bakteriedræbende belægninger til vægge og lofter på hospitaler osv. Zinkoxid anvendes i dag ikke til fotokatalytisk vandrensning i industriel skala .

I elektronik

Zinkoxid bruges til produktion af varistorer , som bruges i moderne overspændingsafledere (OPN) til at erstatte forældede gasfyldte afledere.

Derudover er zinkoxidpulver et lovende materiale som arbejdsmedium til pulverlasere . . Baseret på zinkoxid i kombination med galliumnitrid blev der skabt en blå LED [6] [7] .

Tynde film og andre nanostrukturer baseret på zinkoxid kan bruges som følsomme gas- og biologiske sensorer [8] [9] .

Zinkoxid indgår også i sammensætningen af ​​varmeledende pastaer , for eksempel KPT-8 pasta.

I medicin

I medicin bruges det som en komponent i aktuelle lægemidler , der anvendes i dermatologi. Det har antiinflammatorisk, udtørrende, adsorberende, astringerende og antiseptisk virkning.

Påfør i form af pulver, salve, pasta, liniment . Det er en af ​​komponenterne i en række komplekse dermatologiske og kosmetiske præparater, såsom Zinksalve, Pasta Lassara osv.

Den farmakologiske virkning skyldes, at zinkoxid danner albuminater og denaturerer proteiner. Når det påføres den berørte overflade, reducerer det virkningerne af ekssudation , betændelse og vævsirritation, danner en beskyttende barriere mod virkningen af ​​irriterende faktorer.

Det kan bruges til dermatitis , herunder bleudslæt, bleudslæt , stikkende varme, overfladiske sår og forbrændinger (solskoldninger, snitsår, ridser), ulcerøse hudlæsioner ( trofiske sår ), liggesår , eksem i det akutte stadium, herpes simplex , streptoderma .

Sikkerhed og toksicitet

Forbindelsen har lav toksicitet, men dens støv er skadeligt for åndedrætssystemet og kan forårsage støberifeber , MPC i luften i arbejdsrum er 0,5 mg / m³ (ifølge GOST 10262-73). Fugestøv kan dannes ved varmebehandling af messingprodukter og støbegods af kobberlegeringer indeholdende zink.

Noter

1. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0675.html
2. ↑ Termiske puder . Hentet 8. juli 2012. Arkiveret fra originalen 15. marts 2011. (ubestemt)
3. ↑ Anthrop, Donald F.; Searcy, Alan W. (1964-08). "Sublimering og termodynamiske egenskaber af zinkoxid" . Journal of Physical Chemistry . 68 (8): 2335-2342. DOI : 10.1021/j100790a052 . eISSN  1541-5740 . ISSN  0022-3654 . Hentet 2020-09-22 . Tjek datoen på |date=( hjælp på engelsk )
4. ↑ Håndbog om en kemiker. zink cement.
5. ↑ S. Baruah og J. Dutta "Anmeldelse: Hydrotermisk vækst af ZnO nanostrukturer" Sci. Teknol. Adv. mater. 10 (2009) 013001 gratis download  (utilgængeligt link)
6. ↑ Liu XY, Shan CX, Zhu H, Li BH, Jiang MM, Yu SF, Shen DZ (september 2015). "Ultraviolette lasere realiseret via elektrostatisk dopingmetode" . videnskabelige rapporter . 5 : 13641. Bibcode : 2015NatSR...513641L . doi : 10.1038/ srep13641 . PMC 4555170 . PMID26324054 . _  
7. ↑ Bakin A, El-Shaer A, Mofor AC, Al-Suleiman M, Schlenker E, Waag A (2007). "ZnMgO-ZnO kvantebrønde indlejret i ZnO nanopillars: Mod realisering af nano-LED'er". Physica Status Solidi C. 4 (1): 158-161. Bibcode : 2007PSCR...4..158B . DOI : 10.1002/pssc.200673557 .
8. ↑ Wang HT, Kang BS, Ren F, Tien LC, Sadik PW, Norton DP, Pearton SJ, Lin J (2005). "Brint-selektiv sansning ved stuetemperatur med ZnO nanorods". Anvendt fysik bogstaver . 86 (24): 243503. Bibcode : 2005ApPhL..86x3503W . DOI : 10.1063/1.1949707 .
9. ↑ Tien LC, Sadik PW, Norton DP, Voss LF, Pearton SJ, Wang HT, et al. (2005). "Brintregistrering ved stuetemperatur med Pt-coated ZnO tynde film og nanorods". Anvendt fysik bogstaver . 87 (22): 222106. Bibcode : 2005ApPhL..87v2106T . DOI : 10.1063/1.2136070 .

Litteratur

• Perelman V. I. Kort opslagsbog af en kemiker. - M. - L .: Kemi, 1964.
• Bovina L. A. et al. Fysik af forbindelser AIIBVI / udg. A.N. Georgobiani, M.K. Sheinkman. — M.: Nauka, Ch. udg. Fysisk.-Matematik. lit., 1986. - 319, [1] s.: fig., tab. - 2600 eksemplarer.
• Artikel "Zinkoxid" i Great Soviet Encyclopedia .

Yderligere læsning

• Ozgür U., Alivov Ya. I., Liu C., Teke A., Reshchikov MA, Doğan S., Avrutin V., Cho S.-J., Morkoç H. En omfattende gennemgang af ZnO materialer og enheder // Journal of Applied Physics. - 2005. - Bd. 98. - P. 041301. - ISSN 00218979 . - doi : 10.1063/1.1992666 .