CINKA KARBONĀTS (ZNCO3): STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, LIETOJUMI - ĶĪMIJA - 2025

Cinka karbonāts ir neorganisks savienojums, kas sastāv no elementiem, cinks (Zn), oglekļa (C) un skābekļa (O). Tās ķīmiskā formula ir ZnCO ₃ . Cinka oksidācijas stāvoklis ir +2, oglekļa +4 un skābekļa -2.

Tā ir bezkrāsaina vai balta cieta viela, kas sastopama dabā, veidojot smithsonite minerālu, kurā tas var būt viens pats vai kopā ar citiem elementiem, piemēram, kobaltu vai varu, kas tam piešķir attiecīgi violetu vai zaļu krāsu.

Smitsonsīts, ZnCO ₃ minerāls . Robs Lavinskis, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Avots: Wikimedia Commons.

ZnCO ₃ gandrīz nešķīst ūdenī, bet tas viegli izšķīst atšķaidītās skābēs, jo karbonāta jons skābā vidē veido ogļskābi (H ₂ CO ₃ ), kas pēc tam kļūst par CO ₂ gāzi un ūdeni.

To lieto kā antiseptisku līdzekli dzīvnieku brūcēs un dažreiz to piegādā uzturā, lai novērstu slimības, ko izraisa cinka deficīts.

Tas kalpo, lai aizkavētu noteiktu šķiedru, plastmasu un gumijas sadedzināšanu, nonākot saskarē ar uguni. Tas ļauj droši atdalīt toksiskos arsēna minerālus no citiem iežiem.

To izmanto zobu pastās, lai atjaunotu dentīnu zobiem, kas tiek balināti.

Uzbūve

ZnCO ₃ veido Zn ²⁺ katjons un CO ₃ ^2- anjons . Oglekļa karbonāta jonā oksidācijas stāvoklis ir +4. Šim jonam ir plakana struktūra ar trim skābekļa atomiem, kas ieskauj oglekļa atomu.

Cinka karbonāta ķīmiskā struktūra. Nezināms autors / publisks īpašums. Avots: Wikimedia Commons.

Nomenklatūra

• Cinka karbonāts
• Cinka monokarbonāts
• Ogļskābes cinka sāls
• Smitsoneite
• Cinka spar

Īpašības

Fiziskais stāvoklis

Bezkrāsaina vai balta kristāliska cieta viela. Rombveida kristāli.

Cinka karbonāts. Ondřej Mangl / Publiskais īpašums. Avots: Wikimedia Commons.

Molekulārais svars

125,4 g / mol

Kušanas punkts

Pie 140 ºC tas sadalās, neizkausējot.

Blīvums

4,398 g / cm ³ pie 20 ° C.

Šķīdība

Praktiski nešķīst ūdenī: 0,000091 g / 100 g H ₂ O 20 ° C temperatūrā. Šķīst atšķaidītās skābēs, sārmos un amonija sāls šķīdumos. Nešķīst amonjakā, spirtā un acetonā.

Ķīmiskās īpašības

Reaģē ar skābēm, veidojot oglekļa dioksīdu:

ZnCO ₃ + 2 H ⁺ → Zn ²⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

Tas izšķīst bāzēs, veidojot hidroksīdu, kas daļēji izšķīst, veidojot cinkāta jonu:

ZnCO ₃ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + CO ₃ ^2-

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Tas nav viegli uzliesmojošs. Uzkarsējot līdz sadalīšanai, tajā rodas cinka oksīds un oglekļa dioksīds, bet tas var izdalīt pat oglekļa monoksīdu (CO).

ZnCO ₃ + siltums → ZnO + CO ₂ ↑

Iegūšana

To iegūst, sasmalcinot minerālu smithsonite, ko agrāk sauca par cinka spar.

To var arī pagatavot, sajaucot nātrija karbonāta šķīdumu ar cinka sāli, piemēram, cinka sulfātu. Nātrija sulfāts paliek izšķīdis, un cinka karbonāts izgulsnējas:

ZnSO ₄ + Na ₂ CO ₃ → ZnCO ₃ ↓ + Na ₂ SO ₄

Lietojumprogrammas

Ārstniecības procedūrās

Šis savienojums ļauj iegūt dažus farmaceitiskus produktus. Tas tiek uzklāts uz iekaisušas ādas kā pulveris vai losjons.

Veterināros lietojumos

ZnCO ₃ kalpo kā savelkošs, antiseptisks un lokāls brūču aizsargs dzīvniekiem.

Tas palīdz arī novērst cinka deficīta izraisītas slimības, tāpēc to lieto kā papildinājumu dažu dzīvnieku uzturā ar noteikumu, ka ievadītie daudzumi atbilst veselības aģentūru noteiktajiem standartiem.

Cinka karbonātu dažreiz piešķir kā mikroelementu, lai novērstu cūku slimības. Nezināms autors / CC0. Avots: Wikimedia Commons.

Cūkām parakeratozes uzliesmojumu laikā to pievieno viņu uzturam. Šī slimība ir ādas pārmaiņas, kurā ragveida slānis nav izveidots pareizi.

Kā antipirēns

To izmanto kā ugunsdrošu pildvielu gumijām un plastmasai, kas ir pakļauta augstām temperatūrām. Aizsargā tekstilšķiedras no uguns.

Kokvilnas tekstilizstrādājumu gadījumā tas tiek uzklāts uz auduma kopā ar dažiem sārmiem. Tas tieši uzbrukumiem primāros ir hidroksilgrupas, (CH ₂ OH) no celulozes un pārvērš tos nātrija celulozes (CH ₂ Ona).

Celulozes saišu šķelšana ar sārmu veicina kompaktas celulozes struktūras ķēžu labāku caurlaidību, lai vairāk ZnCO ₃ spētu iekļūt šīs amorfā zonā un tiktu atvieglota tās izkliede.

Dažos kokvilnas audumos šķiedrās var būt ZnCO ₃ , lai tie būtu ugunsizturīgi. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivative work: Socky / Public domain. Avots: Wikimedia Commons.

Tā rezultātā tiek samazināts uzliesmojošās gāzes daudzums, ko varētu radīt uguns.

Zobārstniecības procedūrās

Atsevišķas zobu pastas, kuru pamatā ir cinka karbonāta nanokristāli un hidroksilapatīts, regulāri lietojot zobus, paaugstinātu jutību samazina efektīvāk nekā tās, kuru pamatā ir fluīds.

ZnCO ₃ un hidroksiapatīta nanokristālu izmērs, forma, ķīmiskais sastāvs un kristāliskums ir līdzīgi dentīnam, tāpēc, izmantojot šos materiālus, dentālās kanāliņus var aizvērt.

ZnCO ₃ -hidroksiapatīta nanodaļiņas ir veiksmīgi pārbaudītas, lai samazinātu jutīgumu balinātiem zobiem. Autors: Photo Mix. Avots: Pixabay.

Šis zobu pastas veids izrādījās noderīgs pēc zobu balināšanas procesiem.

Lai atdalītu bīstamos minerālus no arsēna

Ir pārbaudītas metodes arsēna minerālu atdalīšanai no sulfīda iežiem (piemēram, galenas, halkopirīta un pirīta), izmantojot ZnCO ₃ . Minerāls, kas bagāts ar arsēnu, ir jānošķir no pārējiem, jo ​​šis elements ir ļoti toksisks un indīgs piesārņotājs dzīvām būtnēm.

Lai to panāktu, zemes iežu maisījumu apstrādā ar cinka sulfāta un nātrija karbonāta šķīdumu ar pH 7,5-9,0 un ksantāta savienojumu.

Arsenopirīts. Šis minerāls ir jānodala no citiem, jo ​​tas satur toksisko arsēnu. Atdalīšanu var panākt ar cinka karbonātu. Džeimss Sentdžons / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Avots: Wikimedia Commons.

Formulas efektivitāte tiek attiecināta uz mazu ZnCO ₃ daļiņu veidošanos uz arsenopirīta virsmas, padarot to hidrofilu (līdzīgu ūdenim), tāpēc tā nevar pieķerties gaisa burbuļiem un nevar peldēt, izgulsnējoties un atdaloties no pārējiem minerāliem.

Citu cinka savienojumu iegūšanā

Cinka karbonāts ir izmantots, lai iegūtu hidrofobiskas cinka borāta nanostruktūras ar formulu 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3,5H ₂ O. Šo materiālu var izmantot kā liesmu slāpējošu piedevu polimēros, kokā un tekstilizstrādājumos.

Reģenerējot cinku no notekūdeņiem

Sintētiskos ūdeņus, kas bagāti ar cinka joniem un kas izmesti elektrodepozīcijas procesos, var apstrādāt ar fluidizētas gultnes tehnoloģiju, izmantojot nātrija karbonātu, lai izgulsnētu ZnCO ₃ .

Kad Zn ²⁺ izgulsnējas karbonāta veidā, tā koncentrācija samazinās, iegūto cieto vielu filtrē un ūdeņus var droši apglabāt. Izgulsnētais ZnCO ₃ ir ļoti tīrs .

Citas lietotnes

Tas ļauj sagatavot citus cinka savienojumus. To lieto kosmētikā. Tas kalpo kā pigments un tiek izmantots porcelāna, keramikas un keramikas ražošanā.

Riski

ZnCO ₃ putekļu ieelpošana var izraisīt sausu kaklu, klepu, diskomfortu krūtīs, drudzi un svīšanu. Tās norīšana izraisa nelabumu un vemšanu.

Ietekme uz vidi

Galvenais risks ir tā ietekme uz vidi, tāpēc ir jāizvairās no tā izplatīšanās tajā. Tas ir ļoti toksisks ūdens organismiem ar sekām, kas saglabājas dzīvos organismos.

Atsauces

1. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Cinka karbonāts. Atgūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (redaktors) (2003). CRC ķīmijas un fizikas rokasgrāmata. 85 ^th CRC Press.
3. Kokvilna, F. Alberts un Vilkinsons, Džefrijs. (1980). Uzlabotā neorganiskā ķīmija. Ceturtais izdevums. Džons Vilijs un dēli.
4. Šarma, V. et al. (2018). Cinka karbonāta nanodaļu, kas ir kokvilnas tekstilizstrādājumi, sintēze. Celuloze 25, 6191-6205 (2018). Atgūts no saites.springer.com.
5. Guan, Y. et al. (2020). Koloidālais ZnCO3 kā spēcīgs arsenopirīta nomācējs vāji sārmainā mīkstumā un mijiedarbības mehānisms. Minerāli 2020, 10, 315. Atgūts no vietnes mdpi.com.
6. Ādas, acs, konjunktīvas un ārējās auss slimības. (2017). Veterinārmedicīnā (vienpadsmitais izdevums). Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
7. Hannig, M. un Hannig, C. (2013). Nanobiomateriāli profilaktiskajā zobārstniecībā. Nanobiomateriālu klīniskajā zobārstniecībā. 8. nodaļa. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
8. Tugrul, N. et al. (2015). Cinka borāta hidrofobu nanostruktūru sintēze no cinka karbonāta un produkta raksturojums. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. Atgūts no saites.springer.com.
9. de Luna, MDG, et al. (2020). Cinka granulu atgūšana no sintētiskiem galvanizācijas notekūdeņiem, izmantojot homogēnu kristalizēšanas procesu ar viršanas slāni. Int. J. Environ. Sci. Technol. 17, 129.-142. (2020. gads). Atgūts no saites.springer.com.