Zinkoxid (ZnO) Formel, Egenskaper och Användningar



den zinkoxid är en kemisk förening av ZnO-formeln. Det är en oorganisk kemisk förening som används som ingrediens i överklagande läkemedel. Det används också främst som tillsatsmedel i pigment och halvledare i olika branscher.

Zinkoxid finns i naturen i zinkit, ett mineral som huvudsakligen finns i New Jersey, USA. Zinkit har en hexagonal kristallin struktur (mindat.org och Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Det finns flera processer för att syntetisera zinkoxid, huvudvägarna är den franska och den amerikanska metoden.

I den franska processen förångas metallisk zink och ångan oxideras med förvärmd luft. Den amerikanska processen använder olika råa zinkföreningar, som reduceras med kol, vilket producerar zinkdampor. Därefter oxideras zinkdampar med syre som är närvarande i luften, liknar den franska processen.

Ett annat sätt att syntetisera zinkoxid är den våta processen, som består i att rena sulfat eller zinkklorid genom utfällning med karbonat. Fällningen kalcineras därefter för erhållande av zinkoxid (zinkoxidformel, S.F.).

ZnSO4 + NaCOs3 → ZnCO3 + Naso4 → ZnO + CO2 (800 ° C).

index

  • 1 Fysikaliska och kemiska egenskaper
  • 2 Reaktivitet och faror
  • 3 nanopartiklar
  • 4 användningsområden
    • 4,1 1- medicin
    • 4.2 2- Gummiindustrin
    • 4.3 3- Pigment och målarfärger
    • 4.4 4- Solceller
    • 4,5 5- Piezoelektrisk
    • 4.6 6- Andra användningsområden
  • 5 referenser

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Zinkoxid är ett vitt fast material utan arom och bitter smak (National Center for Biotechnology Information., 2017). Dess utseende visas i figur 2.

Zinkoxid har två möjliga strukturer: hexagonala och kubiska men hexagonala kristaller är de vanligaste. Föreningen har en molekylvikt av 81,38 g / mol och en densitet av 5,606 g / ml. Dess smältpunkt är 1975 ° C, där den börjar sönderdelas (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO är en amfotär oxid som kan lösas i syror eller alkali genom reaktionerna:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2O

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2O

Zinkoxid är olöslig i vatten (0,0004 g per 100 ml vatten vid 17 ° C). Den låga lösligheten som den producerar ger vattenhaltiga lösningar som är neutrala i pH. Reagerar våldsamt med aluminium och magnesiumstoft som orsakar brand och explosionsrisk.

Intima blandningar av zinkoxid och klorerat gummi med eller utan kolväten eller klorerade lösningsmedel reagerar våldsamt, till och med explosivt vid upphettning.

Den långsamma tillsatsen av zinkoxid för att täcka ytan av linolja lackar upphettning och tändning (CAMEO, 2016).

Reaktivitet och faror

Zinkoxid är en stabil förening som inte är brandfarlig och visar ingen inkompatibilitet med andra kemiska föreningar, men vid upphettning avger giftiga rök. Föreningen är inte giftig eller farlig vid inandning eller i kontakt med hud eller ögon, men föreningen utgör en fara vid inandning.

En skadlig koncentration av partiklar i luften kan nås snabbt, speciellt för zinkoxidpartiklar. Inandning av rök kan orsaka metallrörsfeber med följande symtom:

  • ont i halsen
  • huvudvärk
  • feber eller hög kroppstemperatur
  • illamående
  • kräkas
  • svaghet
  • förkylning
  • muskelsmärta.

Ämnet som rök är irriterande för andningsorganen. Effekterna kan vara försenade. Symptomen på metallisk rökfeber uppträder inte förrän efter några timmar (NIOSH, 2015).

Vid inandning ska offret tillåtas vila i ett välventilerat område. Om inandningen är svår, ska offeret evakueras till ett säkert område så snart som möjligt.

Lossa snäva kläder som t-shirt, bälten eller slips. Om offeret finner det svårt att andas, ska syre administreras.

Om offret inte andas utförs en munnen-till-mun-återupplivning. Alltid med beaktande som kan vara farligt för den person som ger hjälp med mun till mun återupplivning när den inhalerade materialet är giftigt, infektiös eller frätande (Material Safety Data Sheet Zinkoxid, 2013).

Trots användningen av zinkoxid som ett läkemedel är det väldigt giftigt för miljön, särskilt för vattenlevande organismer. Omedelbara åtgärder måste vidtas för att begränsa deras spridning till miljön enligt de etablerade bestämmelserna.

nanopartiklar

Idag, är nanotekniken arbetar i olika områden av vetenskap genom dess verkan på material och anordningar som använder olika tekniker i nanoskala (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Nanopartiklarna är en del av nanomaterial som definieras som enskilda partiklar med 1-100 nm i diameter.

Sedan de senaste åren har nanopartiklar varit ett vanligt material för utveckling av nya banbrytande tillämpningar inom kommunikation, energilagring, upptäckt, datalagring, optik, transmission, miljöskydd, kosmetika, biologi och medicin på grund av deras Viktiga optiska, elektriska och magnetiska egenskaper.

I synnerhet, de unika egenskaperna och användbarheten av nanopartiklar uppstår också från en mängd olika attribut, inklusive liknande storlek av nanopartiklar och biomolekyler, såsom proteiner och polinucleóticos syror. Dessutom kan nanopartiklar göras med ett brett utbud av metaller.

Metalloxid nanopartiklar, inklusive zinkoxid, är mångsidiga plattformar för biomedicinska applikationer och terapeutisk ingrepp.

Det finns ett stort behov av att utveckla nya klasser av anticancermedel, och nyligen genomförda undersökningar visar att ZnO nanomaterial är mycket lovande (John W. Rasmussen, 2010).

Dessa nanopartiklar har antibakteriella, anti-frätande, antifungala och UV-filtreringsegenskaper. Några av synonymer på zinkoxidnanopartiklar är Oxydatum, cinci oxicum, permanent mål cetocinc och oxocinc (AZoNano, 2013).

tillämpningar

1- Medicin

Zinkoxid är en produkt som ofta används topiskt i dermatologi för hudvård. I USA är det den viktigaste delen av solskyddsmedel på grund av dess reflekterande egenskaper.

Zinkoxid är en av de säkraste ingredienserna för att skydda huden från de skadliga effekterna av ultravioletta (UV) strålar. UV-strålar tränger in i huden och skadar vävnaden, påskyndar åldringsprocessen och torkar huden.

Dessa strålar ökar också risken för hudcancer. Solskyddsmedel som innehåller UV-strålar av zinkoxidfilter, förhindrar att de tränger igenom huden och orsakar cellskador.

Zinkoxid är också effektiv vid läkning av huden. Det kan användas för att läka sår, minska känsligheten i samband med solbränna och mjuka skuren hud.

Människor som är zinkbrist tenderar att uppleva långsamma helande cykler av sår. När zinkoxid appliceras på sårområdet ger den kroppen extra zink som behövs för att reparera hudceller. Zinkoxid hjälper till att hålla sårområdet fuktigt och rent.

Lotioner och krämer som innehåller zinkoxid är effektiva astringenter i huden. Zinkoxid kan appliceras för att förhindra att överskott av olja bildas på ytan.

Ibland används det som en behandling för acne - tros minska uppkomsten av fläckar och minska hudirritation och inflammation, minska antalet och svårighetsgraden av acne.

National Institute of Health rapporterar att aktuell och oral zink verkar vara en säker och effektiv behandling för akne (PEARSON, 2015).

Zinksalva kan fungera bäst för detta vanliga hudtillstånd när det används i kombination med det aktuella antibiotiska erytromycinet.

På grund av dess antibakteriella och deodoranta egenskaper behandlar läkare vanligtvis blötsutslaget med en zinkoxidsalva. Den appliceras vanligtvis vid varje blöjbyte för optimal effektivitet.

Att hålla blöjaområdet rent och låta huden torka helt innan du applicerar zinkoxidsalva kan hjälpa till att minimera blöjautslagets allvarlighetsgrad.

Zinkoxidsalva kan lindra symtomen på melasma, enligt American Academy of Dermatology. Melasma är ett vanligt tillstånd hos huden som orsakar bruna fläckar i ansiktet, särskilt på näsan, kinderna, läpparna och pannan på hakan..

Cirka 90 procent av fallen av melasma förekommer hos kvinnor. Dess vanligaste hos personer med mörkare hud.

Små hudirritationer såsom skärsår, brännsår, skrapsår och giftig murgröna gynnas ofta av anti-inflammatoriska egenskaper som finns i zinkoxid salva. Du kan applicera ett tunt lager av zinkoxid till den drabbade huden så ofta som nödvändigt för att lindra irritation och främja läkning.

De skyddande effekterna av zinkoxidsalvan på huden gör det till en av de bästa överkroppsbehandlingarna för hemorrojder

Hemorrojder är svullna ådror i analaskanalen som orsakas av övertryck i bäcken och rektala områden. Hemorrojder är vanligtvis inte allvarliga, men kan orsaka betydande obehag (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2- Gummiindustrin

Mer än 50% zinkoxid används i gummiindustrin. Genom vulkaniseringsprocessen har finishen högre draghållfasthet och motståndskraft mot svullnad och nötning och är elastiskt vid ett större temperaturområde.

I sin enklaste form produceras vulkanisering genom uppvärmning av gummit med svavel (Encyclopædia Britannica, 2018).

Två ingredienser som spelar en viktig roll i vulkaniseringskemi är kända som "aktivatorer", vanligtvis zinkoxid och stearinsyra.

Dessa föreningar reagerar tillsammans och med acceleratorer för att bilda en zinksulfidförening, vilken i sin tur är nyckelmellan i tillsatsen av svavel till en dienelastomer och skapandet av svavelbindningar för framställning av element såsom däck, sålar sko och till och med hockey pucks (Gent, 2016).

3- Pigment och färger

Tillsammans med linolja (en torkolja som är användbar som fordon) används zinkoxid som ett pigment sedan 18-talet, vilket medförde en snabb expansion av den europeiska färgindustrin. Grundläggande vita pigment innefattar zinkoxid, zinksulfid, litopon och titandioxid (Encyclopædia Britannica, 1998).

4- solceller

En mycket viktig användning är att zinkoxid används ofta som buffertlager i CIGS-solceller (Copio Indio Gálio Selenido). Vissa aktuella experiment fokuserar på effekten av ZnO-tjockleken på maximal uteffekt för cellerna.

5- Piezoelektrisk

Zinkoxid (ZnO) är ett intressant material med avseende på konduktivitet. Den kristalliserar i wurtzitstrukturen, och dess fackförening är en blandning av jonisk och kovalent. Högrenhetsmonokristaller är isolatorer.

Zinkoxid är den mest piezoelektriska av alla material och används allmänt som en givare i elektroniska enheter. (Piezoelektricitet är egenskapen hos en kristall för att polarisera när den utsätts för tryck.)

Zinkoxid är en bra halvledare när aluminiumföroreningar ingår i kristallen. Polykristallina halvledarzinkoxidkeramik fungerar bra och följer Ohms lag.

Tillsatsen av små mängder av andra oxider, såsom barium och krom, gör att zinkoxid-keramik har mycket icke-ohmiska elektriska egenskaper

6- Andra användningsområden

Tillsatsen av zinkoxid hjälper till att bearbeta betongen och förbättrar även vattenmotståndet.

Zinkoxid används i cigarettfilter och som tillsatsmedel i spannmål. Den används också i xerografi som fotokonduktivt ark och som antikorrosiv.

Framtiden för högkvalitativ zinkoxid kommer utan tvekan att vara fascinerande. Potentiella framsteg för icke-medicinska tillämpningar överträffar än så mycket som nuvarande medicinska användningsområden.

Nanorod zinkoxid, spintroniska och piezoelektriska sensorer är mycket lovande fält och de som måste ta hänsyn till i den inte alltför avlägsna framtiden.

referenser

  1. (2013, 10 juli). Zinkoxid (ZnO) nanopartiklar - Egenskaper, applikationer. Återställd från azonano: azonano.com.
  2. (2016). ZINKOXID, KRUDE. Hämtat från cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI. (2017, 22 februari). zinkoxid. Återställd från ChEBI: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 7 juli). Måla. Återställd från britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018, 15 september). Vulkanisering RUBBER FRAMSTÄLLNING. Återställd från Britannica.com.
  6. Gent, A. N. (2016, 21 april). Gummi. Återställd från britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, 16 augusti). Användning av zinkoxidalva. Hämtad från livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, E. M. (2010). Zinkoxid nanopartiklar för selektiv förstöring av tumörceller och potential för läkemedelsleveransansökningar. Expert Opin Drug Deliv. 7 (9): 1063-1077.
  9. Säkerhetsdatablad Zinkoxid. (2013, 21 maj). Återställd från sciencelab.com.
  10. org och Hudson Institute of Mineralogy. (2017, 29 mars). Zincite. Hämtad från mindat.org.
  11. National Center for Biotechnology Information ... (2017, 30 april). PubChem Compound Database; CID = 14806. Hämtad från PubChem.
  12. (2015, 22 juli). ZINKOXID. Återställd från cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015, 18 februari). Fördelarna med zinkoxid för huden. Hämtad från livestrong.com
  14. Royal Society of Chemistry. (2015). Zinkoxid. Hämtat från kemspider. 
  15. Vaseem Mohammad (Ph.D.), A. U.-B. (2010). ZnO nanopartiklar: tillväxt, egenskaper och applikationer. I metalloxid nanostrukturer och deras tillämpningar (sid. 1-36). Amerikanska vetenskapliga utgivare.
  16. Zinkoxidformel. (S.F.). Hämtade från softschools.com.