Òxid de zinc
  | |
 | |
| Substància química | tipus d'entitat química |
|---|---|
| Massa molecular | 79,924057 Da |
| Rol | dermatologic drug (en)  |
| Estructura química | |
| Fórmula química | ZnO |
| SMILES canònic | |
| Identificador InChI | Model 3D |
| Propietat | |
| Densitat | 5,61 g/cm³ (a 20 ℃) |
| Índex de refracció | 2,015 |
| Solubilitat | 0,0004 g/100 g (aigua, 18 ℃) |
| Punt de fusió | 1.975 ℃ |
| Temperatura de sublimació | 1.800 ℃ |
| Entalpia estàndard de formació | 350,8 kJ/mol |
| Pressió de vapor | 0 mmHg (a 20 ℃) |
| Perill | |
| IDLH | 500 mg/m³ |
| Regulació europea de productes químics (GHS09: medi ambient) NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () | |
L'òxid de zinc o blanc de zinc és un compost inorgànic amb la fórmula química ZnO. És una pols blanca insoluble en aigua. Es fa servir molt com a additiu dins de nombrosos materials i productes incloent plàstics, ceràmica, vidre, ciment, goma (per exemple en pneumàtics de cotxes), lubricants, pintures, ungüents, adhesius, segellants, pigments, aliments (font del nutrient zinc), bateries, ferrites, retardants del foc, cintes de primers auxilis, etc. El ZnO es presenta en l'escorça de la Terra com el mineral zincita, tanmateix la majoria de l'òxid de zinc que s'utilitza comercialment és sintètic.
En la ciència dels materials, el ZnO és un semiconductor amb diverses propietats favorables com la bona transparència, alta mobilitat d'electrons, forta luminescència, etc.
Propietats químiques
[modifica]El mineral zincita normalment conté certa quantitat de manganès i altres elements que li confereixen color de groc a vermell.[1] L'òxid de zinc cristallí és termocròmic, canviant de clor blanc a groc quan s'escalfa i tornant al blanc quan es refreda.[2]
L'òxid de zinc és un òxid amfotèric. És gairebé insoluble en aigua i en alcohol però és soluble (i degradat per) en la majoria d'àcids:[3][4]
- ZnO + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂O
Les bases també degraden el sòlid per donar zincats solubles:
- ZnO + 2 NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]
El ZnO reacciona lentament amb àcids grassos en els olis per produir els corresponents carboxilats, com oleat o estearat. El ZnO formmb clorur de zinc.[5] Aquest ciment va ser usat en odontologia.[6]
El ZnO també forma productes similars al ciment tractat amb àcid fosfòric; materials relacionat es fan servir en odontologia.[6] Un omponent principal de ciment de fosfat de zinc es produeix per aquesta reacció i és l'hopeïta, Zn₃(PO₄)₂·4H₂O.[7]
El ZnO es descompon en vapor de zinc i oxigen només al voltant de 1975 °C, reflectint la seva considerable estabilitat. Escalfat amb carboni converteix l'òxid en el metall, el qual és molt més volàtil que l'òxid.[8]
- ZnO + C → Zn + CO
L'òxid de zinc reacciona violentament amb l'alumini i el magnesi en pols, i oli de llavors de lli causant foc i perill d'explosió.[9][10]
Reacciona amb sulfur d'hidrogen per donar sulfit de zinc: aquesta reacció es fa servir per treure H₂S per exemple com desodorant.
- ZnO + H₂S → ZnS + H₂O
Quan els ungüents que contenen ZnO i aigua es fonen i s'exposen a llum ultraviolada, es forma peròxid d'hidrogen.[4]
Producció
[modifica]Per a ús industrial, el ZnO es produeix a nivells de 10⁵ tones cada any[1] per tres processos principals:[11]
Pigment
[modifica]El blanc de zinc es fa servir com pigment[12] en pintures i és més opac que la litopona, però menys opac que el diòxid de titani.
Referències
[modifica]- ↑ 1,0 1,1 Klingshirn, C «ZnO: Material, Physics and Applications». ChemPhysChem, 8, 6, 2007, pàg. 782–803. DOI: 10.1002/cphc.200700002. PMID: 17429819.
- ↑ Wiberg, E. and Holleman, A. F.. Inorganic Chemistry. Elsevier, 2001. ISBN 0123526515.
- ↑ Greenwood, Norman N. Butterworth-Heinemann. Chemistry of the Elements (en anglès). 2a, 1997. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ↑ 4,0 4,1 Spero, J. M.; Devito, B.; Theodore, L.. Regulatory chemical handbook. CRC Press, 2000. ISBN 0824703901.
- ↑ Nicholson, J. W; Nicholson, J. W «The chemistry of cements formed between zinc oxide and aqueous zinc chloride». Journal of Materials Science, 33, 9, 1998, pàg. 2251. DOI: 10.1023/A:1004327018497.
- ↑ 6,0 6,1 Ferracane, Jack L.. Materials in Dentistry: Principles and Applications. Lippincott Williams & Wilkins, 2001, p. 70,143. ISBN 0781727332.[Enllaç no actiu]
- ↑ Park C.-K., Silsbee M. R., Roy D. M. «Setting reaction and resultant structure of zinc phosphate cement in various orthophosphoric acid cement-forming liquids». Cement and concrete research, 28, 1, 1998, pàg. 141–150. DOI: 10.1016/S0008-8846(97)00223-8.
- ↑ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A.. Chemistry of the Elements. Oxford:Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 0-7506-3365-4.
- ↑ International Occupational Safety and Health Information Centre (CIS) Access date January 25, 2009.
- ↑ Zinc oxide MSDS. Access date January 25, 2009.
- ↑ Porter, F.. Zinc Handbook: Properties, Processing, and Use in Design. CRC Press, 1991. ISBN 0824783409.
- ↑ Zinc Oxide as a pigment Arxivat 2012-02-14 a Wayback Machine. Access date January 25, 2009.
Fonts
[modifica]- U. Ozgur et al. "A comprehensive review of ZnO materials and devices" (103 pages) J. Appl. Phys. 98 (2005) 041301[Enllaç no actiu]
- A. Bakin and A. Waag "ZnO Epitaxial Growth" (28 pages) Chapter in “Comprehensive Semiconductor Science and Technology“ 6 Volume Encyclopaedia, ELSEVIER, edited by Pallab Bhattacharya, Roberto Fornari and Hiroshi Kamimura, ISBN 978-0-444-53143-8
- S. Baruah and J. Dutta "Hydrothermal growth of ZnO nanostructures" (18 pages) Sci. Technol. Adv. Mater. 10 (2009) 013001 free download[Enllaç no actiu]
- R. Janisch et al. "Transition metal-doped TiO2 and ZnO—present status of the field" (32 pages) J. Phys.: Condens. Matter 17 (2005) R657
- Y.W. Heo et al. "ZnO nanowire growth and devices" (47 pages) Mater. Sci. Eng. R 47 (2004) 1
- C. Klingshirn "ZnO: From basics towards applications" (46 pages) Phys. Stat. Solidi (b) 244 (2007) 3027
- C. Klingshirn "ZnO: Material, Physics and Applications" (21 pages) ChemPhysChem 8 (2007) 782
- J. G. Lu et al. "Quasi-one-dimensional metal oxide materials—Synthesis, properties and applications" (42 pages) Mater. Sci. Eng. R 52 (2006) 49
Enllaços externs
[modifica]
- Zincite properties
- International Chemical Safety Card 0208.
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards.
- Nav Bharat Metallic Oxide Industries Arxivat 2009-02-26 a Wayback Machine.. (describes industrial uses of zinc oxide)
- External MSDS (Material Safety Data Sheet) on zinc oxide Arxivat 2006-07-05 a Wayback Machine.