- Struktura
- Lastnosti cinkovega fosfata
- Fizični videz
- Molarna masa
- Tališče
- Vrelišče
- Gostota
- Lomni količnik
- Topnost v vodi
- Plamenišče
- Prijave
- Kozmetika
- Antibakterijsko sredstvo
- Zobni cement
- Antikorozivni premaz
- Reference
Cinkovega fosfata je anorganska spojina s kemijsko formulo Zn 3 (PO 4 ) 2 , vendar se pojavlja v naravi v svojem Tetrahidrat obliki, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O v mineralnem hopeite in parahopeíta . Prav tako je osnovna sorta le-tega v mineralnem tarbutitu, Zn 2 (PO 4 ) (OH). Ti minerali nastajajo z oksidacijo sfalerita v vodah, bogatih s fosfati.
Vse znane uporabe te spojine temeljijo na Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, saj mu molekule vode prinašajo lastnost, da je dobro sredstvo za fiksiranje. Zato v njeni brezvodni obliki manjka veliko gospodarskega povpraševanja.
Odlomki cinkovega fosfata. Vir: Chemicalinterest
Kot je razvidno iz zgornje slike, je cinkov fosfat bela trdna snov, ki je prisoten v obliki praška ali pečen v majhnih kosih. Njegova bela barva je bila uporabljena pri oblikovanju kozmetičnih izdelkov, pa tudi pri pripravi zobnih cementa in fosfatnih pozzolanskih cementa.
Cinkov fosfat je antikorozivno sredstvo, ki se uporablja v postopkih elektrodepozicije cinkovih mineralov (hopeit in fosfofilit) na površini jekel.
Struktura
Formula Zn 3 (PO 4 ) 2 kaže, da ioni Zn 2+ in PO 4 3- tvorijo sol v razmerju 3: 2, kar pomeni, da za vsaka tri kationa Zn 2+ obstajata dva PO 4 3- aniona . Ti ioni medsebojno delujejo elektrostatično in tako vzpostavljajo močno ionsko vez zaradi obsega njihovih nabojev. Oba iona sta polivalentna.
Tako se Zn 2+ in PO 4 3- na koncu orientirata v prostoru, dokler ne določita urejene in ponavljajoče se strukture: kristala cinkovega fosfata. Ta kristal prevzame monoklinično strukturo, α-Zn 3 (PO 4 ) 2 . Kaže, da je zmožen faznih prehodov v druge polimorfne oblike: β-Zn 3 (PO 4 ) 2 in γ-Zn 3 (PO 4 ) 2 , vse odvisno od temperature.
Trije polimorfi so izostrukturni in se razlikujejo le v prostorski orientaciji svojih ionov; torej imajo različne prostorske skupine.
Po drugi strani se cinkov fosfat ponavadi pojavlja kot hidrat: Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, katerega kristalna struktura je tudi monoklinična. Tokrat ione spremljajo štiri molekule vode, ki z njimi delujejo preko dipol-ionskih sil in vodikovih vezi.
Lastnosti cinkovega fosfata
Cink fosfat. Ondřej Mangl
Fizični videz
Prašno bela trdna snov.
Molarna masa
454,11 g / mol
Tališče
900 ° C
Vrelišče
Ni informacij. To je lahko posledica možnega toplotnega razkroja ali nerazpoložljivosti tlačnih pogojev, da slana tekočina zavre.
Gostota
3,998 g / cm 3
Lomni količnik
1595.
Topnost v vodi
Nerešljiv. Deloma je to posledica ionske vezi med ioni Zn 2+ in PO 4 3- , ki povečuje energijo kristalne rešetke pred raztapljanjem soli v vodi.
Plamenišče
Cink fosfat je negorljiva snov.
Prijave
Uporaba cinkovega fosfata ustreza tistim njegovemu tetrahidratu, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, saj je njegova prevladujoča oblika in ga najdemo celo v rudnikih hopeita in parahopeita. Zato ni znano, ali ima njegova brezvodna oblika Zn 3 (PO 4 ) 2 posebno uporabo.
Kozmetika
Cinkov fosfat se uporablja kot bel pigment, ki v kozmetičnih in kozmetičnih izdelkih nadomešča cinkove in titanove okside. Material, mehak na dotik, majhnih in okroglih delcev, ki pokrivajo površino kože, ne da bi skozi njene pore, se sintetizira iz mešanice fosforne kisline, H 3 PO 4 in cinkovega nitrata, Zn (NO 3 ) 2 .
Tako pripravimo bele cinkove fosfatne pigmente s spreminjanjem razmerij Zn / P. V ta namen se med mešanjem reagentov dodajo spremenljive količine H 3 PO 4 in Zn (NO 3 ) 2 , dokler ne dobimo izdelka z najboljšimi kozmetičnimi lastnostmi.
V študiji, ki jo je opravila kjotska prefektura, so ugotovili, da pigmenti, pripravljeni z razmerjem Zn / P, ki je enako 2/1, 1/1 in 3/2, kažejo najboljše odseve; zato so osvetlili obraze tistih, ki so kozmetiko nanesli v primerjavi s svetlostjo drugih formulacij.
Antibakterijsko sredstvo
Nanodelci cinkovega fosfata so v arzenalu, ki je namenjen boju proti mikrobom in je zato alternativa uporabi antibiotikov. Na ta način se zmanjša stalna in napredujoča odpornost, ki jo razvijejo bakterije proti antibiotikom, hkrati pa si prizadeva zmanjšati stroške pri zdravljenju nalezljivih bolezni.
Ti nanodelci so pokazali veliko antibakterijsko delovanje proti koliformnim bakterijam, raziskava, ki je bila preverjena na podganah, ne da bi povzročala oksidativni stres.
Zobni cement
Cinkov fosfat se uporablja za pripravo fosfatnega cementa, ki se uporablja pri restavriranju številnih materialov; med njimi tudi lastni zobje, ki se obnašajo kot zobni cement, ki je v zobozdravstvu že dolgo priljubljen. Ta fosfatni cement se uporablja za pritrditev in spajanje več trdnih snovi hkrati.
Cinkov fosfat se uporablja za izdelavo zobnih cementa.
Pripravimo ga z raztapljanjem cinkovih in magnezijevih oksidov v fosforjevi kislini, zato sta prisotna iona Zn 2+ in Mg 2+ , ki tvorita zapletene strukture. Ta zobni cement je nujen za končno cementacijo zob. Vendar pa se zaradi njegove kislosti uporablja polikarboksilatni cement namesto bolnikov, ki so nanj preveč občutljivi.
Antikorozivni premaz
Podobno kot pri cementu lahko tudi površino jekel fosfatiramo.
Za to jeklene koščke vstavimo v kopel z alkalizirano fosforno kislino, po napajanju z električnim tokom pa na njihovi površini nastane zaščitna folija, sestavljena iz hopite (Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O) in fosfofilita . (Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O), slednja spojina najbolj odporna proti močno alkalnih medijih.
Kemične reakcije so naslednje:
3Zn 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O + 4H +
2Zn 2+ + Fe 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O + 4H +
Težava teh premazov je v njihovi stopnji poroznosti, saj puščajo izpostavljene boke, kjer jeklo lahko trpi korozijo.
Po drugi strani je bil puzolanski cement, ki vsebuje cinkov fosfat, uporabljen za razvoj bolj korozijsko odpornih betonov.
Na splošno je antikorozivna lastnost cinkovega fosfata uporabljena kot prevleka za stene pred nanašanjem slojev barve, tako da trajajo dlje in kažejo boljše barve.
Reference
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Wikipedija. (2020). Cink fosfat. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (2020). Cinkov fosfat. ScienceDirect. Pridobljeno: sciencedirect.com
- Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2020). Cinkov fosfat. PubChem Database., CID = 24519. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. al-Swaidani. (2018). Inhibicijski učinek naravnih kopeli iz pozzolana in cinkovega fosfata na ojačitev jeklene korozije. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Mešalno razmerje cinkovega nitrata in fosforjeve kisline za pripravo belih pigmentov cinkovega fosfata. Keramika, 60 (355), 392–396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. et al. (2019). Nanodelci na osnovi cinkovega fosfata kot novo antibakterijsko sredstvo: in vivo študija na podganah po prehranski izpostavljenosti. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8