Sinkkioksidin (ZnO) kaava, ominaisuudet ja käyttötavat



sinkkioksidi on ZnO-kaavan kemiallinen yhdiste. Se on epäorgaaninen kemiallinen yhdiste, jota käytetään ainesosana myyntilääkkeissä. Sitä käytetään myös pääasiassa lisäaineena pigmentteissä ja puolijohteissa eri toimialoilla.

Sinkkioksidia esiintyy luonnossa sinkissä, mineraalina, joka löytyy pääasiassa New Jerseyssä, Yhdysvalloissa. Sinkillä on kuusikulmainen kiteinen rakenne (mindat.org ja Hudsonin kivennäislaitos, 2017).

Sinkkioksidin syntetisoimiseksi on useita prosesseja, joista tärkeimmät reitit ovat Ranskan ja Amerikan menetelmä.

Ranskan prosessissa metallinen sinkki höyrystyy ja höyry hapetetaan esikuumennetulla ilmalla. Amerikkalainen prosessi käyttää erilaisia ​​raakaa sinkkiyhdisteitä, joita pelkistetään hiiltä ja jotka tuottavat sinkkihöyryjä. Sitten sinkkihöyryt hapetetaan ilmassa olevalla hapella, joka on samanlainen kuin Ranskan prosessi.

Toinen tapa sinkkioksidin syntetisoimiseksi on märkä prosessi, joka koostuu sulfaatin tai sinkkikloridin puhdistamisesta karbonaatilla saostamalla. Sitten sakka kalsinoidaan sinkkioksidin (sinkkioksidiformula, S.F.) saamiseksi..

ZnSO4 + Naco3 → ZnCO3 + NaSO4 → ZnO + CO2 (800 ° C).

indeksi

  • 1 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
  • 2 Reaktiivisuus ja vaarat
  • 3 Nanopartikkelit
  • 4 Käyttö
    • 4.1 - Lääketiede
    • 4.2 - Kumiteollisuus
    • 4.3 3- Pigmentit ja maalit
    • 4.4 4- Solar-solut
    • 4.5 5- pietsosähköinen
    • 4.6 Muut käyttötarkoitukset
  • 5 Viitteet

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Sinkkioksidi on valkoinen kiinteä aine, jolla ei ole aromia ja katkera maku (National Center for Biotechnology Information., 2017). Sen ulkonäkö on esitetty kuvassa 2.

Sinkkioksidissa on kaksi mahdollista rakennetta: kuusikulmaiset ja kuutiometrit, mutta heksagonaaliset kiteet ovat yleisimpiä. Yhdisteen molekyylipaino on 81,38 g / mol ja tiheys 5,606 g / ml. Sen sulamispiste on 1975 ° C, jossa se alkaa hajota (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO on amfoteerinen oksidi, joka voi liueta happoihin tai emäksiin reaktioiden kautta:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2O

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2O

Sinkkioksidi ei liukene veteen (0,0004 g / 100 ml vettä 17 ° C: ssa). Alhainen liukoisuus, jonka se tuottaa, tuottaa vesipitoisia liuoksia, jotka ovat neutraaleja pH: ssa. Reagoi kiivaasti alumiinin ja magnesiumin pölyn kanssa aiheuttaen palo- ja räjähdysvaaran.

Sinkkioksidin ja klooratun kumin integroidut seokset hiilivetyjen kanssa tai ilman hiilivetyjä tai kloorattuja liuottimia reagoivat voimakkaasti, jopa räjähdysmäisesti kuumennettaessa.

Sinkkioksidin hidas lisääminen pellavaöljyn lakan peittämiseksi aiheuttaa lämpöä ja syttymistä (CAMEO, 2016).

Reaktiivisuus ja vaarat

Sinkkioksidi on stabiili yhdiste, joka ei ole syttyvää eikä osoita yhteensopimattomuutta muiden kemiallisten yhdisteiden kanssa, mutta kuumennettaessa se päästää myrkyllisiä huuruja. Yhdiste ei ole myrkyllistä tai vaarallista, kun sitä nautitaan tai joutuu kosketuksiin ihon tai silmien kanssa, mutta yhdiste aiheuttaa vaaraa hengitettynä.

Ilman hiukkasten haitallista pitoisuutta voidaan saavuttaa nopeasti, erityisesti sinkkioksidipartikkeleille. Höyryjen hengittäminen voi aiheuttaa metallihöyryn kuumetta seuraavilla oireilla:

  • kurkkukipu
  • päänsärky
  • kuume tai korkea ruumiinlämpö
  • pahoinvointi
  • oksentaa
  • heikkous
  • kylmä
  • lihaskipu.

Savun omaava aine ärsyttää hengitysteitä. Vaikutukset voivat viivästyä. Metallisen savun kuumeen oireet eivät ilmene vasta muutaman tunnin kuluttua (NIOSH, 2015).

Jos hengitettynä, uhri saa antaa levätä hyvin ilmastoidussa tilassa. Jos hengitys on vakava, uhri on evakuoitava turvalliseen alueeseen mahdollisimman pian.

Löysää tiukat vaatteet, kuten paita kaulus, vyöt tai solmio. Jos uhri on vaikea hengittää, on annettava happea.

Jos uhri ei hengitä, elvytetään suu-suuhun. Huomioi aina, että apua antavan henkilön voi antaa suuhun suuhun elvyttämistä, kun hengitettävä materiaali on myrkyllistä, tarttuvaa tai syövyttävää (materiaaliturvallisuustiedote sinkkioksidi, 2013).

Vaikka sinkkioksidia käytetään lääkkeenä, se on erittäin myrkyllistä ympäristölle, erityisesti vesieliöille. Välittömät toimenpiteet on toteutettava niiden levittämiseksi ympäristöön vakiintuneiden määräysten mukaisesti.

nanopartikkelit

Tänään nanoteknologia toimii eri tieteenaloilla toimimalla materiaaleihin ja laitteisiin, jotka käyttävät eri nanometrin mittaisia ​​tekniikoita (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Nanohiukkaset ovat osa nanomateriaaleja, jotka määritellään halkaisijaltaan 1-100 nm: n yksittäisiksi hiukkasiksi.

Viime vuosina nanohiukkaset ovat olleet yleisiä materiaaleja uusien huippuluokan sovellusten kehittämiseen viestinnässä, energian varastoinnissa, havaitsemisessa, tietojen tallennuksessa, optiikassa, siirrossa, ympäristönsuojelussa, kosmetiikassa, biologiassa ja lääketieteessä. tärkeitä optisia, sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia.

Erityisesti nanohiukkasten ainutlaatuiset ominaisuudet ja käyttökelpoisuus johtuvat myös useista erilaisista ominaisuuksista, kuten nanopartikkeleiden ja biomolekyylien, kuten proteiinien ja polynukleotidihappojen, samankokoisesta koosta. Lisäksi nanohiukkasia voidaan valmistaa monenlaisilla metalleilla.

Metallioksidin nanohiukkaset, mukaan lukien sinkkioksidi, ovat monipuolisia alustoja biolääketieteellisiin sovelluksiin ja terapeuttiseen interventioon.

On välttämätöntä kehittää uusia syöpälääkkeiden luokkia, ja tuoreet tutkimukset osoittavat, että ZnO nanomateriaalit ovat hyvin lupaavia (John W. Rasmussen, 2010).

Näissä nanohiukkasissa on antibakteerisia, syövyttäviä, sienilääkkeitä ja UV-suodatusominaisuuksia. Osa sinkkioksidin nanohiukkasten synonyymeistä on oksydatum, cinci oxicum, pysyvä valkoinen, ketosiini ja oksosiini (AZoNano, 2013).

sovellukset

1 - Lääketiede

Sinkkioksidi on tuote, jota käytetään laajalti paikallisesti ihonhoitoon. Yhdysvalloissa se on aurinkosuojatuotteiden tärkein osa heijastavien ominaisuuksiensa vuoksi.

Sinkkioksidi on yksi turvallisimmista ainesosista, jotka suojaavat ihoa ultraviolettisäteilyn haitallisilta vaikutuksilta. UV-säteily tunkeutuu ihoon ja vahingoittaa kudosta, nopeuttaa ikääntymisprosessia ja kuivaa ihoa.

Nämä säteet lisäävät myös ihosyövän riskiä. Aurinkosuojatuotteet, jotka sisältävät sinkkioksidisuodattimen UV-säteitä, estävät niitä pääsemästä ihoon ja aiheuttavat solujen vaurioita.

Sinkkioksidi on myös tehokas ihon parantamisessa. Sitä voidaan käyttää parantamaan haavoja, vähentämään auringonpolttamiseen liittyvää herkkyyttä ja pehmentämään kuorittua ihoa.

Ihmiset, jotka ovat sinkkipuutteellisia, kokevat haavojen hitaita paranemisjaksoja. Kun sinkkioksidia levitetään haavan alueelle, se antaa keholle ylimääräisen sinkin, jota se tarvitsee ihosolujen korjaamiseksi. Sinkkioksidi auttaa pitämään haavan alueen kosteana ja puhtaana.

Hiusvoiteet ja sinkkioksidia sisältävät voiteet ovat tehokkaita ihon astringentteja. Sinkkioksidia voidaan käyttää liiallisen öljyn muodostumisen estämiseksi pinnalle.

Sitä käytetään joskus aknen hoitoon - sen uskotaan vähentävän vikojen ulkonäköä ja vähentävän ihon ärsytystä ja tulehdusta, mikä vähentää akne-breakoutien määrää ja vakavuutta.

Kansalliset terveyslaitokset ilmoittavat, että ajankohtainen ja suun kautta otettu sinkki näyttää olevan turvallinen ja tehokas hoito akneille (PEARSON, 2015).

Sinkki voide voi toimia parhaiten tämän yhteisen ihosairauden yhteydessä, kun sitä käytetään yhdessä paikallisen antibiootin erytromysiinin kanssa.

Antibakteeristen ja deodoranttisten ominaisuuksiensa vuoksi lääkärit hoitavat vaipan ihottumaa yleensä sinkkioksidivoiteella. Sitä käytetään yleensä jokaisessa vaippamuutoksessa optimaalisen tehokkuuden saavuttamiseksi.

Vaipan pitäminen puhtaana ja ihon kuivumisen lopettaminen ennen sinkkioksidin voiteen levittämistä voi auttaa pienentämään vaipan ihottuman vakavuutta.

Sinkkioksidin voide voi lievittää melasman oireita American Dermatologian akatemian mukaan. Melasma on ihon yleinen tila, joka aiheuttaa ruskeat täplät kasvoille, varsinkin nenässä, poskissa, huulissa ja otsassa..

Noin 90 prosenttia melasman tapauksista esiintyy naisilla. Sen yleisimpiä on tummempi iho.

Pienet ihoärsytykset, kuten leikkaukset, palovammat, naarmut ja myrkkyä, hyödyttävät usein sinkkioksidin voiteen sisältämiä anti-inflammatorisia ominaisuuksia. Voit levittää iholle ohut kerros sinkkioksidia niin usein kuin on tarpeen ärsytyksen lievittämiseksi ja paranemisen edistämiseksi.

Sinkkioksidin voiteen suojaavat vaikutukset iholle tekevät siitä yhden parhaista verihiutaleiden hoidoista hemorrhoidoille

Peräpukamat ovat turvotettuja suonet peräaukon kanavassa, jotka johtuvat ylipaineesta lantion ja peräsuolen alueilla. Peräpukamat eivät yleensä ole vakavia, mutta voivat aiheuttaa huomattavaa epämukavuutta (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2 - Kumiteollisuus

Kumin teollisuudessa käytetään yli 50% sinkkioksidia. Vulkanointiprosessin ansiosta viimeistelyllä on suurempi vetolujuus ja kestävyys ja kulutuskestävyys, ja se on elastinen laajemmalla lämpötila-alueella.

Yksinkertaisimmassa muodossaan vulkanointi tapahtuu kuumentamalla kumia rikillä (Encyclopædia Britannica, 2018).

Kaksi ainesosaa, joilla on tärkeä rooli vulkanointikemiassa, tunnetaan "aktivaattoreina", tavallisesti sinkkioksidi ja steariinihappo.

Nämä yhdisteet reagoivat yhdessä ja kiihdyttimien kanssa, jolloin muodostuu sinkkisulfidiyhdiste, joka puolestaan ​​on keskeinen välituote rikin lisäämisessä dieenielastomeeriin ja rikki-sidosten muodostaminen sellaisten elementtien kuten renkaiden, pohjien aikaansaamiseksi. kenkä- ja jopa jääkiekko-kiekot (Gent, 2016).

3- Pigmentit ja maalit

Pellavansiemenöljyn (kuivausöljy, joka on käyttökelpoinen ajoneuvona) ohella sinkkioksidia käytetään pigmenttinä 1800-luvulta lähtien, mikä johti eurooppalaisen maaliteollisuuden nopeaan laajentumiseen. Valkoisia valkoisia pigmenttejä ovat sinkkioksidi, sinkkisulfidi, litoponi ja titaanidioksidi (Encyclopædia Britannica, 1998).

4 - Aurinkokennot

Erittäin tärkeä käyttö on, että sinkkioksidia käytetään laajalti puskurikerroksena CIGS-aurinkokennoissa (Copio Indio Gálio Selenido). Jotkut nykyiset kokeet keskittyvät ZnO-paksuuden vaikutukseen solujen suurimpaan lähtötehoon.

5- Pietsosähköinen

Sinkkioksidi (ZnO) on mielenkiintoinen materiaali johtavuuteen nähden. Se kiteytyy wurtzite-rakenteessa, ja sen liitos on ionisen ja kovalenttisen seoksen seos. Korkean puhtauden omaavat monokiteet ovat eristimiä.

Sinkkioksidi on kaikkien materiaalien pietsosähköinen, ja sitä käytetään laajalti elektronisissa laitteissa. (Pietsosähköisyys on kristallin ominaisuus polarisoidessaan paineessa.)

Sinkkioksidi on hyvä puolijohde, kun kide sisältää alumiinipitoisuuksia. Monikiteinen puolijohdesinkkioksidikeraamiset toimivat hyvin ja noudattavat Ohmin lakia.

Muiden oksidien, kuten bariumin ja kromin, pienten määrien lisääminen tekee sinkkioksidikeraamista hyvin ei-ohmisia sähköisiä ominaisuuksia

6 - Muut käyttötarkoitukset

Sinkkioksidin lisääminen auttaa käsittelemään betonia ja myös parantaa vedenpitävyyttä.

Sinkkioksidia käytetään savukkeiden suodattimissa ja lisäaineena viljoissa. Sitä käytetään myös xerografiassa valojohde- ja korroosionestolevyinä.

Korkealaatuisen sinkkioksidin tulevaisuus on varmasti kiehtova. Mahdolliset muut kuin lääkinnälliset sovellukset edes ylittävät nykyisten lääkkeiden käytön.

Nanorod-sinkkioksidi, spintroniset ja pietsosähköiset anturit ovat erittäin lupaavia aloja ja niitä, joiden on otettava huomioon liian kaukaisessa tulevaisuudessa.

viittaukset

  1. (2013, 10. heinäkuuta). Sinkkioksidin (ZnO) nanopartikkelit - Ominaisuudet, Sovellukset. Palautettu osoitteesta azonano: azonano.com.
  2. (2016). SINO-OXIIDI, KERTA. Haettu osoitteesta cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI. (2017, 22. helmikuuta). sinkkioksidi. Palautettu ChEBI: ltä: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 7. heinäkuuta). Paint. Palautettu britannica.comista.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018, 15. syyskuuta). Vulkanointi RUBBER MANUFACTURING. Palautettu Britannica.comista.
  6. Gent, A. N. (2016, 21. huhtikuuta). Kumia. Palautettu britannica.comista.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, 16. elokuuta). Sinkkioksidivoiteet. Haettu osoitteesta livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, E. M. (2010). Sinkkioksidi-nanohiukkaset tuumorisolujen selektiiviseen tuhoutumiseen ja potentiaaliin lääkeaineen toimittamiseen. Expert Opinion Drug Deliv. 7 (9) :, 1063-1077.
  9. Materiaaliturvallisuustiedote Sinkkioksidi. (2013, 21. toukokuuta). Palautettu sciencelab.comista.
  10. ja Hudsonin mineraalien instituutti. (2017, maaliskuu 29). Sinkiitti. Haettu osoitteesta mindat.org.
  11. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus ... (2017, huhtikuu 30). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 14806. Haettu PubChemistä.
  12. (2015, 22. heinäkuuta). ZINO OXIDE. Palautettu cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015, helmikuu 18). Sinkkioksidin hyödyt iholle. Haettu osoitteesta livestrong.com
  14. Royal Society of Chemistry. (2015). Sinkkioksidi. Haettu chemspideristä. 
  15. Vaseem Mohammad (Ph.D.), A. U.-B. (2010). ZnO-nanohiukkaset: kasvu, ominaisuudet ja sovellukset. Metallioksidin nanorakenteissa ja niiden sovelluksissa (s. 1-36). American Scientific Publishers.
  16. Sinkkioksidi Kaava. (S.F.). Haettu osoitteesta softschools.com.