Formula cink oksida (ZnO), svojstva i upotreba



cinkov oksid je kemijski spoj formule ZnO. To je anorganski kemijski spoj koji se koristi kao sastojak u lijekovima bez recepta. Koristi se uglavnom kao aditiv u pigmentima i poluvodičima u raznim industrijama.

Cink oksid se nalazi u prirodi u cinkitima, mineralima koji se nalaze uglavnom u New Jerseyju, SAD. Zinkit ima heksagonalnu kristalnu strukturu (mindat.org i Hudsonov institut za mineralogiju, 2017.) \ T.

Postoji nekoliko procesa za sintezu cinkovog oksida, a glavni putevi su francuska i američka metoda.

U francuskom procesu, metalni cink se isparava i para se oksidira s prethodno zagrijanim zrakom. Američki proces koristi različite sirove spojeve cinka, koji su reducirani ugljikom, proizvodeći pare cinka. Zatim se cinkove pare oksidiraju kisikom koji je prisutan u zraku, slično kao u francuskom procesu.

Drugi način za sintezu cinkovog oksida je mokri postupak, koji se sastoji u pročišćavanju sulfata ili cinkovog klorida putem taloženja s karbonatom. Talog se zatim kalcinira da se dobije cinkov oksid (cink oksid Formula, S.F.).

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

indeks

  • 1 Fizikalna i kemijska svojstva
  • 2 Reaktivnost i opasnosti
  • 3 Nanočestice
  • 4 Upotreba
    • 4.1 1- Lijekovi
    • 4.2 2- Gumarska industrija
    • 4.3 3- Pigmenti i boje
    • 4.4 4 - Solarne stanice
    • 4.5 5 Piezoelektrični
    • 4.6 6- Ostale namjene
  • 5 Reference

Fizikalna i kemijska svojstva

Cink oksid je bijela krutina bez arome i gorkog okusa (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., 2017.). Njegov je izgled prikazan na slici 2.

Cink oksid ima dvije moguće strukture: heksagonalne i kubične, ali su najčešći heksagonalni kristali. Spoj ima molekulsku masu od 81,38 g / mol i gustoću od 5,606 g / ml. Točka taljenja je 1975 ° C, gdje počinje razgradnja (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO je amfoterni oksid koji se reakcijama može otopiti u kiselinama ili lužinama:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2O

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2O

Cink oksid je netopljiv u vodi (0,0004 g na 100 ml vode na 17 ° C). Niska topivost koju proizvodi proizvodi vodene otopine koje su neutralne u pH. Burno reagira s aluminijskom i magnezijevom prašinom koja uzrokuje opasnost od požara i eksplozije.

Intimne smjese cinkovog oksida i klorirane gume sa ili bez ugljikovodika ili kloriranih otapala reagiraju burno, čak i eksplozivno kada se zagrijavaju.

Sporo dodavanje cinkovog oksida radi prekrivanja površine laznog ulja uzrokuje stvaranje topline i paljenje (CAMEO, 2016).

Reaktivnost i opasnosti

Cink oksid je stabilan spoj koji nije zapaljiv i ne pokazuje nekompatibilnost s drugim kemijskim spojevima, ali kad se zagrije, ispušta otrovne pare. Spoj nije otrovan ili opasan kada se proguta ili u dodiru s kožom ili očima, međutim spoj predstavlja opasnost pri udisanju.

Štetne koncentracije čestica u zraku mogu se brzo postići, osobito za čestice cinkovog oksida. Udisanje dima može izazvati groznicu metalnih dimova sa sljedećim simptomima:

  • grlobolja
  • glavobolja
  • groznica ili visoka tjelesna temperatura
  • mučnina
  • povraćati
  • slabost
  • hladno
  • bol u mišićima.

Tvar poput dima iritira dišne ​​puteve. Učinci mogu biti odgođeni. Simptomi metalne dimne groznice se ne pojavljuju tek nakon nekoliko sati (NIOSH, 2015).

U slučaju udisanja, žrtvi treba omogućiti odmor u dobro prozračenom prostoru. Ako je udisanje ozbiljno, žrtvu treba što prije evakuirati na sigurno područje.

Otpustite uske odjeće, poput ovratnika za košulje, remena ili kravate. Ako je žrtvi teško disati, treba dati kisik.

Ako žrtva ne diše, provodi se reanimacija usta na usta. Uvijek uzimajući u obzir da to može biti opasno za osobu koja pruža pomoć za oživljavanje usta na usta kada je inhalirani materijal otrovan, zarazan ili korozivan (Sigurnosno-tehnički list materijala Cink oksid, 2013).

Unatoč uporabi cinkovog oksida kao lijeka, vrlo je toksičan za okoliš, osobito za vodene organizme. Potrebno je odmah poduzeti mjere kako bi se njihovo širenje ograničilo na okoliš u skladu s utvrđenim propisima.

nanočestice

Danas, nanotehnologija djeluje u različitim područjima znanosti kroz svoje djelovanje na materijale i uređaje koristeći različite tehnike nanometarskog mjerenja (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Nanočestice su dio nanomaterijala koji su definirani kao pojedinačne čestice promjera 1-100 nm.

Od posljednjih godina nanočestice su zajednički materijal za razvoj novih najsuvremenijih primjena u komunikacijama, pohranjivanju energije, otkrivanju, pohranjivanju podataka, optici, prijenosu, zaštiti okoliša, kozmetici, biologiji i medicini zbog njihove važna optička, električna i magnetska svojstva.

Posebno, jedinstvena svojstva i korisnost nanočestica također proizlaze iz različitih atributa, uključujući sličnu veličinu nanočestica i biomolekula kao što su proteini i polinukleotidne kiseline. Osim toga, nanočestice se mogu izraditi sa širokim rasponom metala.

Nanočestice metalnih oksida, uključujući cinkov oksid, su svestrane platforme za biomedicinske primjene i terapijsku intervenciju.

Postoji hitna potreba za razvojem novih klasa antikancerogenih sredstava, a nedavne studije pokazuju da su ZnO nanomaterijali vrlo obećavajući (John W. Rasmussen, 2010).

Ove nanočestice imaju antibakterijska, antikorozivna, antifungalna i UV filtrirajuća svojstva. Neki od sinonima nanočestica cinkovog oksida su oksidatum, cinci oksikum, trajna bijela, ketocinka i oksocinka (AZoNano, 2013)..

aplikacije

1 - Medicina

Cink oksid je proizvod koji se široko koristi u dermatologiji za njegu kože. U Sjedinjenim Državama ona je glavna komponenta kreme za sunčanje zbog svojih reflektirajućih svojstava.

Cink oksid je jedan od najsigurnijih sastojaka koji štiti kožu od štetnih učinaka ultraljubičastih (UV) zraka. UV zrake prodiru kroz kožu i oštećuju tkivo, ubrzavajući proces starenja i sušenja kože.

Ove zrake također povećavaju rizik od raka kože. Kreme za sunčanje koje sadrže UV zrake cinkovog oksida, sprečavajući ih da prodru u kožu i uzrokuju oštećenje stanica.

Cink oksid je također učinkovit u liječenju kože. Može se koristiti za zacjeljivanje rana, smanjenje osjetljivosti povezane s opeklinama i omekšavanje ispucale kože.

Osobe s nedostatkom cinka imaju tendenciju da sporo doživljavaju cikluse ozdravljenja rana. Kada se cinkov oksid nanese na područje rane, on daje tijelu dodatni cink koji je potreban za popravak stanica kože. Cink oksid pomaže održavanju vlažnog i čistog područja rane.

Losioni i kreme koje sadrže cinkov oksid djelotvorni su adstrigenti za kožu. Cink oksid se može primijeniti kako bi se spriječilo stvaranje viška ulja na površini.

Ponekad se koristi kao tretman za akne - vjeruje se da smanjuje pojavu mrlja i smanjuje iritaciju i upalu kože, smanjujući broj i težinu akni.

Nacionalni institut za zdravlje navodi da je lokalni i oralni cink siguran i učinkovit tretman za akne (PEARSON, 2015).

Cink pomast može najbolje funkcionirati za ovo uobičajeno stanje kože kada se koristi u kombinaciji s topikalnim antibiotikom eritromicinom.

Zbog svojih antibakterijskih i dezodorantnih svojstava, liječnici obično tretiraju osip od pelena mastom za cink oksid. Obično se primjenjuje pri svakoj promjeni pelena radi optimalne učinkovitosti.

Održavanje područja pelena čistim i omogućavanje da se koža potpuno osuši prije nanošenja masti cinkovog oksida može pomoći u smanjenju ozbiljnosti osipanja pelena..

Prema podacima Američke akademije za dermatologiju, krema s cinkovim oksidom može ublažiti simptome melazme. Melasma je uobičajeno stanje kože koje uzrokuje smeđe mrlje na licu, osobito na nosu, obrazima, usnama i čelu brade..

Oko 90 posto slučajeva melazme javlja se kod žena. Najčešći je kod osoba s tamnijom kožom.

Male iritacije kože kao što su posjekotine, opekotine, ogrebotine i otrovni bršljan često imaju koristi od protuupalnih svojstava sadržanih u cinkovom oksidu. Možete nanijeti tanki sloj cinkovog oksida na zahvaćenu kožu onoliko često koliko je potrebno za ublažavanje iritacije i promicanje ozdravljenja.

Zaštitni učinci cinkove oksidne masti na kožu čine ga jednim od najboljih tretmana za hemoroide bez recepta.

Hemoroidi su otečene vene u analnom kanalu koje su uzrokovane prekomjernim tlakom u zdjelici i rektalnom području. Hemoroidi obično nisu ozbiljni, ali mogu izazvati značajnu nelagodu (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2 - Gumena industrija

Više od 50% cinkovog oksida koristi se u gumarskoj industriji. Procesom vulkanizacije, završna obrada ima veću čvrstoću na rastezanje i otpornost na bubrenje i abraziju, te je elastična u širem temperaturnom rasponu.

U svom najjednostavnijem obliku, vulkanizacija se proizvodi grijanjem gume sumporom (Encyclopædia Britannica, 2018).

Dva sastojka koji igraju važnu ulogu u kemiji vulkanizacije poznata su kao "aktivatori", obično cinkov oksid i stearinska kiselina..

Ovi spojevi reagiraju zajedno i s ubrzivačima u obliku spoja cink sulfida, koji je ključni međuprodukt u dodavanju sumpora u dienski elastomer i stvaranje sumpornih veza za proizvodnju elemenata kao što su gume, potplati cipele, pa čak i paketi za hokej (Gent, 2016).

3 - Pigmenti i boje

Uz laneno ulje (ulje za sušenje korisno kao sredstvo), cinkov oksid se koristi kao pigment još od 18. stoljeća, što je dovelo do brzog širenja europske industrije boje. Osnovni bijeli pigmenti uključuju cink oksid, cinkov sulfid, litopon i titanov dioksid (Encyclopædia Britannica, 1998).

4. Solarne ćelije

Vrlo važna primjena je da se cink oksid široko koristi kao pufer u CIGS solarnim ćelijama (Copio Indio Gálio Selenido). Neki trenutni eksperimenti usredotočeni su na učinak debljine ZnO na maksimalnu izlaznu snagu za stanice.

5 - Piezoelektrični

Cink oksid (ZnO) zanimljiv je materijal s obzirom na provodljivost. Kristalizira se u strukturi wurtzita, a njegov spoj je smjesa ionskog i kovalentnog. Monokristali visoke čistoće su izolatori.

Cink oksid je najprobojniji od svih materijala i široko se koristi kao pretvornik u elektroničkim uređajima. (Piezoelektricitet je svojstvo kristala da se polarizira kada je podvrgnut pritisku.)

Cink oksid je dobar poluvodič kada se aluminijske nečistoće uključe u kristal. Polikristalni poluvodički keramički cink oksid dobro se ponašaju i poštuju Ohmov zakon.

Dodavanje malih količina drugih oksida, kao što su barij i krom, čini keramiku cinkovog oksida vrlo nehomskim električnim svojstvima

6- Ostale namjene

Dodatak cinkovog oksida pomaže u obradi betona i također poboljšava otpornost na vodu.

Cink oksid se koristi u filterima cigareta i kao dodatak u žitaricama. Također se koristi u kserografiji kao fotoprovodna ploča i kao antikorozivna.

Budućnost visokokvalitetnog cinkovog oksida nesumnjivo će biti fascinantna. Potencijalni napredak za ne-medicinske primjene čak nadmašuje one trenutne medicinske uporabe.

Nanorodni cinkov oksid, spintronski i piezoelektrični senzori vrlo su perspektivna polja i ona koja se moraju uzeti u obzir u ne tako dalekoj budućnosti.

reference

  1. (2013., 10. srpnja). Nanočestice cinkovog oksida (ZnO) - svojstva, primjene. Oporavio se od azonana: azonano.com.
  2. (2016). CINK OKSID, SIRI. Preuzeto iz cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI. (2017., 22. veljače). cinkov oksid. Oporavio se od ChEBI: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 7. srpnja). Paint. Oporavio se od britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018., 15. rujna). Vulkanizacija GUMENA ​​PROIZVODNJA. Oporavio se od Britannica.com.
  6. Gent, A.N. (2016, 21. travnja). Gumena. Oporavio se od britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013., 16. kolovoza). Koristi se cinkov oksid mast. Preuzeto s livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, E.M. (2010). Nanočestice cinkovog oksida za selektivno uništavanje tumorskih stanica i potencijal za primjenu lijekova. Expert Opin Drug Deliv. 7 (9): 1063-1077.
  9. Sigurnosno-tehnički list materijala Cink oksid. (2013., 21. svibnja). Oporavio se od sciencelab.com.
  10. org i Hudsonov institut za mineralogiju. (2017., 29. ožujka). Cink-oksid. Preuzeto s mindat.org.
  11. Nacionalni centar za biotehnološke informacije ... (2017., 30. travnja). PubChem Compound Database; CID = 14806. Preuzeto iz usluge PubChem.
  12. (2015., 22. srpnja). CINK OKSID. Oporavio se od cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015., 18. veljače). Prednosti cinkovog oksida za kožu. Preuzeto s livestrong.com
  14. Kraljevsko kemijsko društvo. (2015). Cink oksid. Preuzeto iz chemspider-a. 
  15. Vaseem Mohammad (dr. Sc.), A. U.-B. (2010). ZnO nanočestice: rast, svojstva i primjene. U nanostrukturama metalnih oksida i njihovim primjenama (str. 1-36). Američki znanstveni izdavači.
  16. Cink oksid Formula. (S.F.). Preuzeto s softschools.com.