Оксид цинка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Оксид цинка
Zinc oxide.jpg
Оксид цинка
Общие
Систематическое
наименование
Цинка оксид
Хим. формула ZnO
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 81,408 г/моль
Плотность 5,61 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 3587 ± 1 °F[1]
Т. субл. 1800 °C
Мол. теплоёмк. 40,28 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования -350,8 кДж/моль
Давление пара 0 ± 1 мм рт.ст.[1]
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
Рег. номер EINECS 215-222-5
SMILES
InChI
Рег. номер EC 215-222-5
RTECS ZH4810000
ChEBI ZH4810000
ChemSpider
Безопасность
ПДК аэрозоль 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 иного.

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

Свойства[править | править код]

Физические свойства[править | править код]

Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ. Естественное смещение стехиометрического отношения в сторону обогащения кислородом придаёт ему электронный тип проводимости.

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 область видимого спектра.

Химические свойства[править | править код]

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

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

При сплавлении со щелочами и оксидами некоторых металлов оксид цинка образует цинкаты:

При сплавлении с оксидом бора и диоксидом кремния оксид цинка образует стеклообразные бораты и силикаты:

При смешивании порошка оксида цинка с концентрированным раствором хлорида цинка образуется быстро (за 2—3 минуты) твердеющая масса — цинковый цемент[3].

Нахождение в природе[править | править код]

Известен природный минерал цинкит, состоящий в основном из оксида цинка.

Получение[править | править код]

  • Сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»).
  • Термическим разложением некоторых солей цинка:
  • Окислительным обжигом сульфида ZnS.
  • С помощью гидротермальный синтез[4]
  • Извлечением из пылей и шламов заводов чёрной металлургии, особенно перерабатывающих металлолом (он содержит значительную долю оцинкованного железа).

Применение[править | править код]

Оксид цинка широко применяют в химической, фармацевтической промышленности. Применяется в составе зубных паст и цементов в терапевтической стоматологии, в косметических кремах для загара и косметических процедурах, в производстве в качестве наполнителя резины, искусственной кожи и резинотехнических изделий. Применяется в шинной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленностях. Оксид цинка применяют при производстве стекла и керамики.

В химической промышленности[править | править код]

Известно также, что оксид цинка обладает фотокаталитической активностью[источник не указан 140 дней], 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[источник не указан 140 дней].

В электронике[править | править код]

Оксид цинка применяется для производства варисторов, которые используются в современных ограничителях перенапряжений (ОПН) взамен морально устаревших газонаполненных разрядников.

Кроме того, порошок оксида цинка — перспективный материал в качестве рабочей среды для порошковых лазеров[источник не указан 140 дней]. На основе оксида цинка создан светодиод голубого цвета[источник не указан 140 дней].

Тонкие плёнки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры[источник не указан 140 дней].

Также оксид цинка входит в состав теплопроводных паст, например, пасты КПТ-8.

В медицине[править | править код]

Туба с цинковой мазью

В медицине используется в качестве компонента лекарственных средств наружного применения, используемых в дерматологии. Обладает противовоспалительным, подсушивающим, адсорбирующим, вяжущим и антисептическим действием.

Применяют 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 обусловлено тем, что оксид цинка образует альбуминаты и денатурирует белки. При нанесении на поражённую 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.

Безопасность и токсичность[править | править код]

Соединение малотоксично, но его пыль вредна для органов дыхания, ПДК в воздухе рабочих помещений — 0,5 мг/м³ (по ГОСТ 10262-73). Пыль соединения может образовываться при термической обработке изделий из латуни.

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0675.html
  2. Термопрохладки
  3. Справочник химика. Цинковый цемент.
  4. S. Baruah and J. Dutta «Review: Hydrothermal growth of ZnO nanostructures» Sci. Technol. Adv. Mater. 10 (2009) 013001 скачать бесплатно (недоступная ссылка)

Литература[править | править код]

  • Перельман В. И. Краткий справочник химика. — М.-Л.: Химия, 1964.
  • Бовина Л. А. и др. Физика соединений AIIBVI / под ред. А. Н. Георгобиани, М. К. Шейнкмана. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. — 319, [1] с.: рис., табл. — 2600 экз.
  • Статья «Цинка окись» в Большой советской энциклопедии.

Дополнительная литература[править | править код]

  • Özgür Ü., Alivov Ya. I., Liu C., Teke A., Reshchikov M. A., Doğan S., Avrutin V., Cho S.-J., Morkoç H. A comprehensive review of ZnO materials and devices // Journal of Applied Physics. — 2005. — Vol. 98. — P. 041301. — ISSN 00218979. — DOI:10.1063/1.1992666.