CINK-KARBONAT (ZNCO3): ZGRADBA, LASTNOSTI, UPORABE - KEMIJA - 2026

Cinkov karbonat je anorganska spojina, sestavljena iz naslednjih elementov: cink (Zn), ogljik (C) in kisika (O). Njegova kemijska formula je ZnCO ₃ . Cink ima oksidacijsko stanje +2, ogljik +4 in kisik -2.

To je brezbarvna ali bela trdna snov, ki jo najdemo v naravi in ​​tvori mineral smithsonit, v katerem je lahko sam ali z drugimi elementi, kot sta kobalt ali baker, ki mu dajejo vijolično ali zeleno barvo.

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

ZnCO ₃ je skoraj netopna v vodi, vendar z lahkoto raztopi v razredčenimi kislinami, kot karbonatnega iona v kislinski obliki srednje ogljikove kisline (H ₂ CO ₃ ), ki nato postane CO ₂ plin in vodo.

Uporablja se kot antiseptik pri živalskih ranah in se včasih daje v prehrani za preprečevanje bolezni, ki jih povzroča pomanjkanje cinka.

Služi za zavlačevanje gorenja določenih vlaken, plastike in gume, ko pridejo v stik z ognjem. Omogoča varno ločevanje strupenih mineralov arzena od drugih kamnin.

Uporabljali so ga v zobnih pastah za obnavljanje dentina na zobeh, pri katerih se beli.

Struktura

ZnCO ₃ je sestavljen iz kationa Zn ²⁺ in aniona CO ₃ ^2- . Ogljik v karbonatnem ionu ima oksidacijsko stanje +4. Ta ion ima ravno strukturo s tremi atomi kisika, ki obdajajo atom ogljika.

Kemična zgradba cinkovega karbonata. Neznani avtor / Javna domena. Vir: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

• Cinkov karbonat
• Cinkov monokarbonat
• Cink sol ogljikove kisline
• Smithsonite
• Cink spar

Lastnosti

Fizično stanje

Brezbarvna ali bela kristalna trdna snov. Rombični kristali.

Cinkov karbonat. Ondřej Mangl / Javna last. Vir: Wikimedia Commons.

Molekularna teža

125,4 g / mol

Tališče

Pri 140 ° C razpade brez taljenja.

Gostota

4.398 g / cm ³ pri 20 ° C.

Topnost

Praktično netopen v vodi: 0.000091 g / 100 g H ₂ O pri 20 ° C. Topen v razredčenih kislinah, alkalijah in raztopinah amonijeve soli. Netopen v amoniaku, alkoholu in acetonu.

Kemijske lastnosti

Reagira s kislinami, ki tvorijo ogljikov dioksid:

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

Raztopi se v bazah, ki tvorijo hidroksid, ki delno raztopi in tvori zinkatni ion:

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

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Ni vnetljiv. Ko se segreje do razkroja, tvori cinkov oksid in ogljikov dioksid, lahko pa tudi sprošča ogljikov monoksid (CO).

ZnCO ₃ + toplota → ZnO + CO ₂ ↑

Pridobitev

Pridobivamo ga z mletjem mineralnega smitsonita, prej imenovanega cinkova lopatica.

Pripravimo ga lahko tudi z mešanjem raztopine natrijevega karbonata s cinkovo ​​soljo, kot je cinkov sulfat. Natrijev sulfat ostane raztopljen, cinkov karbonat pa se obori:

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

Prijave

Pri medicinskih postopkih

Ta spojina omogoča pridobivanje nekaterih farmacevtskih izdelkov. Nanese se na vneto kožo kot puder ali losjon.

V veterinarskih aplikacijah

ZnCO ₃ služi kot adstrigentno, antiseptično in topično zaščito rane pri živalih.

Pomaga tudi pri preprečevanju bolezni, ki jih povzroča pomanjkanje cinka, zato se uporablja kot dodatek v prehrani nekaterih živali, če so dane količine v skladu s standardi, ki jih določijo zdravstvene agencije.

Cinkov karbonat se včasih daje kot mikrohranilo za preprečevanje bolezni pri prašičih. Neznani avtor / CC0. Vir: Wikimedia Commons.

Pri izbruhih parakeratoze pri prašičih se doda v njihovo prehrano. Ta bolezen je sprememba kože, pri kateri pohotni sloj ni pravilno oblikovan.

Kot zaviralec gorenja

Uporablja se kot ognjevarno polnilo za gume in plastiko, ki so izpostavljeni visokim temperaturam. Tekstilna vlakna ščitijo pred ognjem.

Pri bombažnem tekstilu ga nanesemo na tkanino skupaj z nekaj alkalij. To neposredno napade primarne hidroksilne skupine (CH ₂ OH) celuloze in jih pretvori v natrijev celuloze (CH ₂ ONa).

Razpad celuloznih vezi z alkalijo spodbuja večjo prepustnost verig kompaktne celulozne strukture, tako da več ZnCO ₃ uspe vstopiti v amorfno območje tega in olajšati njegovo razprševanje.

Nekatere bombažne tkanine lahko vsebujejo ZnCO ₃ v svojih vlaknih, da so ognjevarne. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivativno delo: Socky / Public domain. Vir: Wikimedia Commons.

Posledično se zmanjša količina vnetljivega plina, ki bi ga lahko povzročil požar.

Pri zdravljenju zob

Določene zobne paste na osnovi nanokristalov cinkovega karbonata in hidroksiapatita, ki se redno uporabljajo na zobeh, zmanjšujejo preobčutljivost učinkoviteje kot tiste, ki temeljijo na fluoridu.

Nanokristali ZnCO ₃ in hidroksiapatiti so po velikosti, obliki, kemični sestavi in ​​kristalnosti podobni kot dentin, zato se dentinalne tubule z uporabo teh materialov lahko zaprejo.

ZnCO ₃ -hidroksiapatitni nanodelci so uspešno testirani za zmanjšanje občutljivosti beljenih zob. Avtor: Photo Mix. Vir: Pixabay.

Ta vrsta zobne paste se je izkazala za koristno po postopkih beljenja zob.

Za ločevanje nevarnih mineralov od arzena

Preizkušeni _{so bili} postopki ločevanja arzenovih mineralov iz sulfidnih kamnin (kot so galena, halkopirit in pirit) z uporabo ZnCO ₃ . Mineral, bogat z arzenom, mora biti ločen od ostalih, ker je ta element zelo strupeno in strupeno onesnaževalo za živa bitja.

Da bi to dosegli, mešanico zmlete kamnine obdelamo z raztopino cinkovega sulfata in natrijevega karbonata pri pH 7,5-9,0 in ksantatno spojino.

Arsenopirit. Ta mineral mora biti ločen od drugih, ker vsebuje strupeni arzen. Ločitev lahko dosežemo s cinkovim karbonatom. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Vir: Wikimedia Commons.

Učinkovitost formule gre pripisati tvorbi majhnih delcev ZnCO ₃ na površini arsenopirita, zaradi česar je hidrofilna (podobna vodi), zato ne more lepiti zračnih mehurčkov in ne more plavati, oboriti in ločiti ostalih mineralov.

Pri pridobivanju drugih cinkovih spojin

Cinkov karbonat je bil uporabljen za pridobivanje hidrofobnih cinkovih boratnih nanostruktur s formulo 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3,5H ₂ O. Ta material lahko uporabimo kot dodatek, ki zavira gorenje, v polimerih, lesu in tekstilu.

Pri predelavi cinka iz odpadnih odpadnih vod

Sintetične vode, bogate z cinkovimi ioni, ki jih zavržemo s postopki elektrodepozicije, lahko obdelamo s tehnologijo fluidiziranega dna z uporabo natrijevega karbonata za oboritev ZnCO ₃ .

Ko se Zn ²⁺ obori v obliki karbonata, se njegova koncentracija zmanjša, dobljeno trdno snov se filtrira in vode se lahko varno odstrani. Oborjeni ZnCO ₃ je visoke čistosti.

Druge aplikacije

Omogoča pripravo drugih cinkovih spojin. Uporablja se v kozmetiki. Služi kot pigment in se uporablja pri izdelavi porcelanov, keramike in lončenine.

Tveganja

Vdihavanje prahu ZnCO ₃ lahko povzroči suho grlo, kašelj, nelagodje v prsih, vročino in potenje. Njegovo zaužitje povzroča slabost in bruhanje.

Vplivi na okolje

Glavno tveganje je njegov vpliv na okolje, zato se je treba izogibati širjenju v njem. Je zelo strupeno za vodno življenje s posledicami, ki obstajajo pri živih organizmih.

Reference

1. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Cinkov karbonat. Obnovljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (urednik) (2003). CRC Priročnik za kemijo in fiziko. 85 ^th CRC Press.
3. Cotton, F. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
4. Sharma, V. et al. (2018). Sinteza nanoeedov cinkovega karbonata, potencialno zaviralca gorenja za bombažni tekstil. Celuloza 25, 6191-6205 (2018). Obnovljeno s povezave.springer.com.
5. Guan, Y. et al. (2020). Koloidni ZnCO3 kot močan depresor arsenopirita v šibko alkalni kaši in mehanizmu interakcije. Minerali 2020, 10, 315. Pridobljeno z mdpi.com.
6. Bolezni kože, oči, konjunktiva in zunanjega ušesa. (2017). V veterinarski medicini (enajsta izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
7. Hannig, M. in Hannig, C. (2013). Nanobiomateriali v preventivni stomatologiji. V Nanobiomaterials iz klinične stomatologije. Poglavje 8. Obnovljeno od sciencedirect.com.
8. Tugrul, N. et al. (2015). Sinteza hidrofobnih nanostruktur cinkovega borata iz cinkovega karbonata in karakterizacija izdelka. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. Obnovljeno s povezave.springer.com.
9. de Luna, MDG in sod. (2020). Izdelava cinkovih zrnc iz sintetičnih odpadnih vod, ki jih galvanizira, z uporabo homogenega procesa kristalizacije v fluidnem sloju. Int. J. Environment. Sci. Technol. 17, 129-142 (2020). Obnovljeno s povezave.springer.com.