- Uzbūve
- Nomenklatūra
- Īpašības
- Fiziskais stāvoklis
- Molekulārais svars
- Kušanas punkts
- Vārīšanās punkts
- Blīvums
- Šķīdība
- pH
- Ķīmiskās īpašības
- Iegūšana
- Lietojumprogrammas
- Reakciju katalīzē
- Kompozītu polimēros
- Oksisales cementos
- Cinka oksīda pārklājumos un nanomateriālos
- Herbicīdos
- Anodu ražošanā
- Citas lietotnes
- Potenciāls pielietojums kaulu audu inženierijā
- Riski
- Atsauces
Cinka nitrāts ir neorganisks savienojums, kas sastāv no šādiem elementiem: cinka (Zn), slāpeklis (N) un skābekļa (O). Cinka oksidācijas stāvoklis ir +2, slāpekļa - +5, un skābekļa - -2.
Tās ķīmiskā formula ir Zn (NO 3 ) 2 . Tā ir bezkrāsaina kristāliska cieta viela, kurai ir tendence absorbēt ūdeni no apkārtējās vides. To var iegūt, apstrādājot cinka metālu ar atšķaidītu slāpekļskābi. Tas ir spēcīgi oksidējošs savienojums.
Cinka nitrāts Zn (NO 3 ) 2 . Ondřej Mangl / Publiskais īpašums. Avots: Wikimedia Commons.
Tas kalpo kā organiskās ķīmijas reakciju paātrinātājs un ļauj iegūt kompozītu polimērus ar elektrību vadošām īpašībām. To izmanto, lai izveidotu elektronikā noderīgu materiālu slāņus.
Tas ir daļa no dažiem šķidrajiem mēslošanas līdzekļiem un dažiem lēnas darbības herbicīdiem. Tas palīdz sarežģītu oksīdu sagatavošanā, uzlabojot to blīvumu un elektrisko vadītspēju.
Tas ir veiksmīgi pārbaudīts, iegūstot struktūras, kas kalpo par pamatu kaulu audu reģenerācijai un augšanai, uzlabojot šo procesu un ir efektīvas kā antibakteriālas vielas.
Lai arī tas nav degošs, tas var paātrināt tādu vielu sadedzināšanu, kas ir, piemēram, ogles vai organiski materiāli. Tas kairina ādu, acis un gļotādas, kā arī ir ļoti toksisks ūdens organismiem.
Uzbūve
Cinka nitrāts ir jonu savienojums. Tam ir divvērtīgais katjons (Zn 2+ ) un divi monovalenti anjoni (NO 3 - ). Nitrātu anjons ir poliatomisks jons, ko veido slāpekļa atoms tā oksidācijas stāvoklī +5, kovalenti piesaistīti trim skābekļa atomiem ar valenci -2.
Cinka nitrāta jonu struktūra. Edgar181 / Publiskais īpašums. Avots: Wikimedia Commons.
Zemāk redzamajā attēlā parādīta šī savienojuma telpiskā struktūra. Centrālā pelēkā sfēra ir cinks, zilās sfēras ir slāpeklis, un sarkanās sfēras apzīmē skābekli.
Zn (NO 3 ) 2 telpiskā struktūra . Cinks atrodas nitrātu jonu vidū. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Avots: Wikimedia Commons.
Nomenklatūra
- Cinka nitrāts
- Cinka dinitrāts
Īpašības
Fiziskais stāvoklis
Bezkrāsaina vai balta kristāliska cieta viela.
Molekulārais svars
189,40 g / mol
Kušanas punkts
Aptuveni 110 ºC.
Vārīšanās punkts
Aptuveni 125 ºC.
Blīvums
2,065 g / cm 3
Šķīdība
Šķīst ūdenī: 120 g / 100 g H 2 O pie 25 ° C. Šķīst spirtā.
pH
Tā ūdens šķīdumi ir skābi. 5% šķīduma pH ir aptuveni 5.
Ķīmiskās īpašības
Būdams nitrāts, šis savienojums ir spēcīgs oksidētājs. Spēcīgi reaģē ar oglekli, varu, metālu sulfīdiem, organiskām vielām, fosforu un sēru. Ja tas tiek izsmidzināts uz karstām oglēm, tas eksplodē.
No otras puses, tas ir higroskopisks un absorbē ūdeni no apkārtējās vides. Sildot, veido cinka oksīdu, slāpekļa dioksīdu un skābekli:
2 Zn (NO 3 ) 2 + siltums → 2 ZnO + 4 NO 2 ↑ + O 2 ↑
Sārmainā šķīdumā, piemēram, NaOH, šī savienojuma cinks veido tā hidroksīdu un citas sarežģītas sugas:
Zn (NO 3 ) 2 + 2 OH - → Zn (OH) 2 + 2 NO 3 -
Zn (OH) 2 + 2 OH - → 2-
Iegūšana
To var iegūt, apstrādājot cinku vai cinka oksīdu ar atšķaidītu slāpekļskābi. Šajā reakcijā veidojas ūdeņraža gāze.
Zn + 2 HNO 3 → Zn (NO 3 ) 2 + H 2 ↑
Lietojumprogrammas
Reakciju katalīzē
To izmanto kā katalizatoru, lai iegūtu citus ķīmiskos savienojumus, piemēram, sveķus un polimērus. Tas ir skābes katalizators.
Sveķu piemērs. Bugmans angļu Vikipēdijā / publiskajā domēnā. Avots: Wikimedia Commons.
Polimēra struktūras modelis. Ilmārs Karonens / Publiskais īpašums. Avots: Wikimedia Commons.
Vēl viens reakciju paātrināšanas gadījums ir Zn (NO 3 ) 2 / VOC 2 O 4 katalītiskā sistēma , kas ļauj oksidēt α-hidroksiesterus uz α-ketoesteriem ar 99% pārvēršanu pat apkārtējā spiedienā un temperatūrā.
Kompozītu polimēros
Polimetilmetakrilāta un Zn (NO 3 ) 2 plēves ir izstrādātas ar elektriskās vadītspējas īpašībām, kas padara tās par piemērotām kandidātiem izmantošanai superkondensatoros un ātrgaitas datoros.
Oksisales cementos
Ar cinka nitrāta un cinka oksīda pulvera ūdens šķīdumiem iegūst materiālus, kas pieder pie cementa klases, ko rada skābes bāzes reakcija.
Tie rada pamatotu pretestību izšķīdināšanai atšķaidītās skābēs un sārmos, veidojot pretestību saspiešanai, kas ir salīdzināma ar citu cementu, piemēram, cinka oksihlorīdu, pretestību.
Šī īpašība palielinās, palielinoties ZnO / Zn (NO 3 ) 2 attiecībai un palielinoties Zn (NO 3 ) 2 koncentrācijai šķīdumā. Iegūtie cementi ir pilnīgi amorfi, tas ir, tiem nav kristālu.
Ar cinka nitrātu ir veikti testi cementa iegūšanai. Autors: Kobthanapong. Avots: Pixabay.
Cinka oksīda pārklājumos un nanomateriālos
Zn (NO 3 ) 2 izmanto ļoti plānu cinka oksīda (ZnO) slāņu elektrolītiskai nogulsnēšanai uz dažādiem substrātiem. Uz virsmām tiek sagatavotas arī šī oksīda nanostruktūras.
Cinka oksīda nanodaļiņas. Dažas ZnO nanostruktūras var pagatavot ar Zn (NO 3 ) 2 . Verēna Vilhelmi, Ute Fišere, Heike Weighardt, Klaus Schulze-Osthoff, Carmen Nickel, Burkhard Stahlmecke, Thomas AJ Kuhlbusch, Agnes M. Scherbart, Charlotte Esser, Roel PF Schins, Katrīna Albrecht / CC BY (https://creativecommons.org/ licences / pa / 2,5). Avots: Wikimedia Commons.
ZnO ir ļoti interesants materiāls, ņemot vērā daudzos pielietojumus optoelektronikas jomā, tam ir arī pusvadītāju īpašības, un to izmanto sensoros un pārveidotājos.
Herbicīdos
Cinka nitrāts ir izmantots kopā ar dažiem organiskiem savienojumiem, lai palēninātu noteiktu herbicīdu izdalīšanos ūdenī. Lēna šo produktu izlaišana ļauj tiem būt pieejamiem ilgāk, un ir nepieciešams mazāk programmu.
Anodu ražošanā
Tas stimulē saķepināšanas procesu un uzlabo noteiktu oksīdu blīvumu, ko izmanto, lai izveidotu anodus kurināmā elementiem. Kausēšana ir cieta materiāla iegūšana, karsējot un saspiežot pulveri, nesasniedzot tā saplūšanu.
Rasējums, kā notiek divu graudu saķepšana. Zn (NO 3 ) 2 palīdz veikt šo procesu ar dažiem sarežģītiem oksīdiem. Cdang / publiski pieejams. Avots: Wikimedia Commons.
Pārbaudītie materiāli ir stroncija, iridija, dzelzs un titāna kompleksie oksīdi. Cinka klātbūtne ievērojami palielina to elektrisko vadītspēju.
Citas lietotnes
To lieto narkotiku iegūšanā. Tas darbojas kā kodinātājs, uzklājot tintes un krāsvielas. Kalpo kā lateksa koagulants. Tas ir cinka un slāpekļa avots šķidros mēslojumos.
Potenciāls pielietojums kaulu audu inženierijā
Šis savienojums ir izmantots kā piedeva armatūras vai karkasa izstrādāšanā kaulu šķiedru reģenerācijai, jo tas ļauj uzlabot šo struktūru mehānisko pretestību.
Ir atzīts, ka cinku saturošās sastatnes nav toksiskas osteoprogenitor šūnām, atbalsta osteoblastu, kaulus veidojošo šūnu aktivitāti un uzlabo to adhēziju un proliferāciju.
Tas veicina apatīta veidošanos, kas ir minerāls, kas veido kaulus, kā arī tam ir antibakteriāla iedarbība.
Zn (NO 3 ) 2 varētu būt ļoti noderīgs kaulu vielas atjaunošanai cilvēkiem, kuri cietuši negadījumos. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Avots: Wikimedia Commons.
Riski
Tas ir materiāls ar iespējamu ugunsgrēka un eksplozijas risku.
Tas nav degošs, bet paātrina degošu materiālu sadedzināšanu. Ja ugunsgrēkā ir iesaistīts liels daudzums šī savienojuma vai ja degošais materiāls ir smalki sadalīts, var notikt eksplozija.
Pakļaujot spēcīgam karstumam, rodas toksiskas slāpekļa oksīdu gāzes. Un, ja iedarbība tiek veikta ilgu laiku, tā var eksplodēt.
Tas ir kairinošs ādai, var izraisīt nopietnus acu bojājumus, elpošanas ceļu kairinājumu, ir toksisks norijot un sabojā gremošanas traktu.
Ļoti toksisks ūdens organismiem ar ilgstošu iedarbību.
Atsauces
- Ju, Y. et al. (2019. gads). Jaunā cinka nitrāta / vanadilaksalāta ietekme uz ALFA-hidroksiesteru selektīvu katalītisku oksidēšanu uz ALFA-Keto esteriem ar molekulāro skābekli: In situ situācijas ATR-IR pētījums. Molecules 2019, 24, 1281. Atgūts no vietnes mdpi.com.
- Mohd S., SN et al. (2020). Cinka hidroksīda nitrāta kontrolētas izdalīšanās sastāvs, kas interkalēts ar nātrija dodecilsulfātu un bispiribaba anjoniem: jauns herbicīda nanokompozīts nelobītu kultivēšanai. Arabian Journal of Chemistry 13, 4513-4527 (2020). Atgūts no zinātniskās tiešās darbības.
- Mani, MP et al. (2019. gads). Bagātināta mehāniskā izturība un kaulu audu mineralizēšana kaulu audu inženierijā, izmantojot bilanciālās sastatnes ar Ylang Ylang eļļu un cinka nitrātu. Polimēri 2019, 11, 1323. Atgūts no vietnes mdpi.com.
- Kim, KI et al. (2018). Cinka nitrāta kā saķepināšanas līdzekļa ietekme uz Sr 0,92 Y 0,08 TiO 3-DELTA un Sr 0,92 Y 0,08 Ti 0,6 Fe 0,4 Fe 0,4 O 3-DELTA elektroķīmiskajām īpašībām Ceramics International, 44 (4): 4262–4270 (2018). Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
- Prasad, BE et al. (2012). ZnO pārklājuma elektrodepozīcija no Zn (NO 3 ) 2 ūdens vannām: Zn koncentrācijas, nogulsnēšanas temperatūras un laika ietekme uz orientāciju. J Solid State Electrochem 16, 3715-3722 (2012). Atgūts no saites.springer.com.
- Bahadur, H. un Srivastava, AK (2007). ZnO atvasināto ZnO plāno filmu morfoloģijas, izmantojot dažādus prekursoru materiālus, un to nanostruktūras. Nanoscale Res Lett (2007) 2: 469-475. Atgūts no saites.springer.com.
- Nikolsons, JW un Tibaldi, JP (1992). No cinka oksīda un cinka nitrāta ūdens šķīdumiem sagatavota cementa veidošanās un īpašības. J Mater Sci 27, 2420-2422 (1992). Atgūts no saites.springer.com.
- Lide, DR (redaktors) (2003). CRC ķīmijas un fizikas rokasgrāmata. 85 th CRC Press.
- Maji, P. et al. (2015). Zn (NO 3 ) 2 pildvielas ietekme uz PMMA dielektrisko caurlaidību un elektrisko moduli. Bull Mater Sci 38, 417-424 (2015). Atgūts no saites.springer.com.
- ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Cinka nitrāts. Atgūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Byju's. (2020). Cinka nitrāts - Zn (NO3) 2. Atgūts no byjus.com.
- Amerikas elementi. Cinka nitrāts. Atgūts no vietnes americanelements.com.
- Kokvilna, F. Alberts un Vilkinsons, Džefrijs. (1980). Uzlabotā neorganiskā ķīmija. Ceturtais izdevums. Džons Vilijs un dēli.