Оксид цинка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Оксид цинка
Оксид цинка
Оксид цинка
Общие
Систематическое
наименование
Цинка оксид
Хим. формула ZnO
Физические свойства
Состояние твердое
Молярная масса 81.408 г/моль
Плотность 5.61 г/см³
Термические свойства
Т. субл. 1800 °C
Мол. теплоёмк. 40,28 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования 350.8 кДж/моль
Оптические свойства
Показатель преломления 2,015 и 2,068
Структура
Кристаллическая структура гексагональная сингония, a = 0,32495 нм, c = 0,52069 нм, z = 2
Классификация
Рег. номер CAS 1314-13-2
PubChem 14806
SMILES
Рег. номер EC 215-222-5
ChEBI ZH4810000
ChemSpider 14122
Безопасность
ПДК в воздухе рабочей зоны 0.5 мг/м3
в атмосферном воздухе 0.05 мг/м3
Токсичность Токсичен, при вдыхании пыли вызывает литейную лихорадку
R-фразы R50/53
S-фразы S60, S61
NFPA 704
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Окси́д ци́нка (окись цинка) ZnO — бесцветный кристаллический порошок, нерастворимый в воде, желтеющий при нагревании и сублимирующийся при 1800 °C .

Свойства[править | править исходный текст]

Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ. Естественное легирование кислородом делает его полупроводником n-типа.

При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещённой зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю.

Оксид цинка амфотерен — реагирует с кислотами с образованием солей, при взаимодействии с растворами щелочей образует комплексные три- тетра- и гексагидроксоцинкаты (Na2[Zn(OH)4], Ba2[Zn(OH)6]):

[Zn(OH)3]- + OH- \to [Zn(OH)4]2-

Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:

ZnO + 4NH3 + Н2О — [Zn(NH3)4](OH)2

При сплавлении с щелочами и оксидами металлов оксид цинка образует цинкаты:

ZnO + 2NaOH \to Na2ZnO2 + H2O
ZnO + CoO \to CoZnO2

При сплавлении с оксидами бора и кремния оксид цинка образует стекловидные бораты и силикаты:

ZnO + B2O3 \to Zn(BO2)2
ZnO + SiO2 \to ZnSiO3

Получение[править | править исходный текст]

  • природный минерал цинкит
  • сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»)
  • термическим разложением соединений:
  • окислительным обжигом сульфида ZnS
  • гидротермальный синтез[2]
  • извлечением из пылей и шламов металлургических комбинатов, особенно тех, что работают на металлоломе в качестве сырья (он содержит значительную долю оцинкованного железа).
  • извлечением из тройной системы фазового равновесия «нитрат цинка-нитрат амина-вода» (с нитратом пиридина и хинолина размерность частиц порядка 5-10 нм до 75 %)

Применение[править | править исходный текст]

Свойства оксида цинка обусловливают его широкое применение в фармацевтической промышленности. Оксид цинка нашел широкое применение в создании абразивных зубных паст и цементов в терапевтической стоматологии, в кремах для загара и косметических процедурах, в производстве электрокабеля, искусственной кожи и резинотехнических изделий. Кроме того, применение распространено в шинной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленностях. Оксид цинка применяют при производстве стекла и керамики.

Известно также, что оксид цинка обладает фотокаталитической активностью, что на практике используется для создания самоочищающихся поверхностей, бактерицидных покрытий для стен и потолков в больницах и пр. Для фотокаталитической очистки воды в промышленных масштабах оксид цинка в настоящее время не используется.

Кроме того, порошок оксида цинка — перспективный материал в качестве рабочей среды для порошковых лазеров. На основе оксида цинка создали светодиод голубого цвета. Тонкие пленки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры.

В медицине[править | править исходный текст]

Туба с цинковой мазью

В медицине используется в качестве компонента лекарственных средств, применяемых в дерматологии. Обладает противовоспалительным, подсушивающим, адсорбирующим, вяжущим и антисептическим действием. Применяют наружно в виде присыпки, мази, пасты, линимента. Является одним из компонентов ряда комплексных дерматологических и косметических препаратов, таких как «Цинковая мазь», «Паста Лассара» и пр.

Фармакологическое действие: образует альбуминаты и денатурирует белки. При нанесении на пораженную поверхность уменьшает явления экссудации, воспаления и раздражения тканей, образует защитный барьер от действия раздражающих факторов.

Может применяться при дерматите, в том числе пелёночном, опрелостях, потнице, поверхностных ранах и ожогах (солнечные ожоги, порезы, царапины), язвенных поражениях кожи (трофических язвах), пролежнях, экземе в стадии обострения, простом герпесе, стрептодермии.

Влияние на человека[править | править исходный текст]

Слабо токсичен, ПДК в воздухе рабочих помещений — 6 мг/м³. Пыль может образовываться при обжиге изделий из латуни.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Термопрохладки
  2. S. Baruah and J. Dutta «Review: Hydrothermal growth of ZnO nanostructures» Sci. Technol. Adv. Mater. 10 (2009) 013001 скачать бесплатно

Литература[править | править исходный текст]