Окси́д ци́нка (окись цинка, цинковые белила) — химическое соединение цинка с кислородом, имеющее формулу ZnO.
Белый, желтеющий при нагревании порошок. Кристалл при комнатной температуре бесцветен.
Содержание
Свойства
Физические свойства
Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ.
При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещенной зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю.
Химические свойства
Кристаллические свойства
Пьезоэлектрические свойства
Нанокристаллический оксид цинка
Получение
Применение
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.
Свойства оксида цинка обуславливают его широко 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 участвует процессе производства стекла и керамики.
Влияние на человека
Слабо токсичен, ПДК в воздухе рабочих помещений — 6 мг/м³. Пыль может образовываться при обжиге изделий из латуни.
Окси́д ци́нка (окись цинка, цинковые белила) — химическое соединение цинка с кислородом, имеющее формулу ZnO.
Белый, желтеющий при нагревании порошок. Кристалл при комнатной температуре бесцветен.
Содержание
Свойства
Физические свойства
Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ.
При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещенной зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю.
Химические свойства
Кристаллические свойства
Пьезоэлектрические свойства
Нанокристаллический оксид цинка
Получение
Применение
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.
Свойства оксида цинка обуславливают его широко 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 участвует процессе производства стекла и керамики.
Влияние на человека
Слабо токсичен, ПДК в воздухе рабочих помещений — 6 мг/м³. Пыль может образовываться при обжиге изделий из латуни.
гексагональная сингония, a = 0,32495 нм, c = 0,52069 нм, z = 2
Классификация
Рег. номер CAS
1314-13-2
Рег. номер PubChem
14806
Регистрационный номер EC
215-222-5
ChEBI
ZH4810000
Безопасность
ПДК
в воздухе рабочей зоны 0.5 мг/м 3 в атмосферном воздухе 0.05 мг/м 3
Токсичность
Токсичен, при вдыхании пыли вызывает литейную лихорадку
R-фразы
R50/53
S-фразы
S60, S61
NFPA 704
Содержание
Свойства
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 гексагидроксицинкаты (Na2[Zn(OH)4], Ba2[Zn(OH)6]):
Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:
При сплавлении с щелочами и оксидами металлов оксид цинка образует цинкаты:
ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O ZnO + CoO CoZnO2
При сплавлении с оксидами бора и кремния оксид цинка образует стекловидные бораты и силикаты:
ZnO + B2O3Zn(BO2)2 ZnO + SiO2ZnSiO3
Получение
Применение
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.
Свойства оксида цинка обуславливают его широко 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 участвует процессе производства стекла и керамики.
Влияние на человека
Слабо токсичен, ПДК в воздухе рабочих помещений — 6 мг/м³. Пыль может образовываться при обжиге изделий из латуни.
оксид цинка представляет собой химическое соединение формулы ZnO. Это неорганическое химическое соединение, используемое в качестве ингредиента в безрецептурных препаратах. Он также используется в основном в качестве добавки в пигментах и полупроводниках в различных отраслях промышленности..
Оксид цинка встречается в природе в цинките, минерале, обнаруженном в основном в Нью-Джерси, США. Цинцит имеет гексагональную кристаллическую структуру (mindat.org и Институт минералогии Хадсона, 2017).
Существует несколько процессов для синтеза оксида цинка, основными способами являются французский и американский метод.
Во французском процессе металлический цинк испаряется, а пар окисляется предварительно нагретым воздухом. Американский процесс использует различные неочищенные соединения цинка, которые восстанавливаются углеродом, образуя пары цинка. Затем пары цинка окисляются кислородом, присутствующим в воздухе, аналогично французскому процессу.
Другим способом синтеза оксида цинка является мокрый процесс, который заключается в очистке сульфата или хлорида цинка путем осаждения карбонатом. Затем осадок прокаливают для получения оксида цинка (формула оксида цинка, S.F.).
Физико-химические свойства
Оксид цинка представляет собой белое твердое вещество без аромата и горького вкуса (Национальный центр биотехнологической информации., 2017). Его внешний вид показан на рисунке 2.
Оксид цинка имеет две возможные структуры: гексагональную и кубическую, но гексагональные кристаллы являются наиболее распространенными. Соединение имеет молекулярную массу 81,38 г / моль и плотность 5,606 г / мл. Его температура плавления составляет 1975 ° C, где он начинает разлагаться (Royal Society of Chemistry, 2015).
ZnO представляет собой амфотерный оксид, который может растворяться в кислотах или щелочах в результате реакций:
ZnO + 2H + → Zn +2 + H2О
Оксид цинка нерастворим в воде (0,0004 г на 100 мл воды при 17 ° C). Низкая растворимость, которую он производит, дает водные растворы, которые имеют нейтральный уровень pH. Реагирует бурно с алюминиевой и магниевой пылью с опасностью пожара и взрыва.
Интимные смеси оксида цинка и хлорированного каучука с или без углеводородов или хлорированных растворителей бурно реагируют, даже при взрыве, при нагревании.
Медленное добавление оксида цинка для покрытия поверхности лака из льняного масла вызывает выделение тепла и возгорание (CAMEO, 2016).
Реактивность и опасности
Оксид цинка является стабильным соединением, которое не является легковоспламеняющимся и не проявляет несовместимости с другими химическими соединениями, но при нагревании выделяет токсичные пары. Соединение не токсично и не опасно при попадании внутрь или при контакте с кожей или глазами, однако соединение представляет опасность при вдыхании.
Вредная концентрация частиц в воздухе может быть достигнута быстро, особенно для частиц оксида цинка. Вдыхание паров может вызвать металлическую лихорадку со следующими симптомами:
Вещество, подобное дыму, раздражает дыхательные пути. Эффекты могут быть отложены. Симптомы металлической лихорадки дыма проявляются лишь через несколько часов (NIOSH, 2015).
В случае вдыхания пострадавшему должно быть разрешено отдыхать в хорошо проветриваемом помещении. Если вдыхание серьезное, пострадавшего следует как можно скорее эвакуировать в безопасное место..
Ослабьте тесную одежду, такую как воротник рубашки, ремни или галстук. Если пострадавшему трудно дышать, следует назначить кислород.
Если пострадавший не дышит, проводится реанимация из уст в уста. Всегда с учетом того, что человеку, оказывающему помощь в проведении реанимации изо рта в рот, может быть опасно, когда вдыхаемый материал является токсичным, инфекционным или коррозийным (Паспорт безопасности материала Оксид цинка, 2013 г.).
Несмотря на использование оксида цинка в качестве лекарственного средства, он очень токсичен для окружающей среды, особенно для водных организмов. Должны быть приняты немедленные меры для ограничения их распространения в окружающую среду в соответствии с установленными правилами.
наночастицы
Сегодня нанотехнологии работают в различных областях науки, воздействуя на материалы и устройства, используя различные методы нанометрового масштаба (Васим Мохаммад (Ph.D.), 2010)..
Наночастицы являются частью наноматериалов, которые определяются как отдельные частицы диаметром 1-100 нм..
В последние годы наночастицы стали общим материалом для разработки новых передовых приложений в области связи, хранения энергии, обнаружения, хранения данных, оптики, передачи, защиты окружающей среды, косметики, биологии и медицины благодаря их важные оптические, электрические и магнитные свойства.
В частности, уникальные свойства и полезность наночастиц также проистекают из множества атрибутов, включая схожие размеры наночастиц и биомолекул, таких как белки и полинуклеотидные кислоты. Кроме того, наночастицы могут быть сделаны с широким спектром металлов.
Наночастицы оксида металла, включая оксид цинка, являются универсальными платформами для биомедицинских применений и терапевтического вмешательства.
Существует острая необходимость в разработке новых классов противораковых агентов, и недавние исследования показывают, что наноматериалы ZnO являются очень многообещающими (John W. Rasmussen, 2010).
Эти наночастицы обладают антибактериальными, антикоррозийными, противогрибковыми и ультрафиолетовыми фильтрационными свойствами. Некоторыми синонимами наночастиц оксида цинка являются оксидатум, оксида цинка, перманентный белый цвет, кетоцинк и оксоцинк (AZoNano, 2013).
приложений
1- Медицина
Оксид цинка является одним из самых безопасных ингредиентов для защиты кожи от вредного воздействия ультрафиолетовых (УФ) лучей. УФ-лучи проникают в кожу и повреждают ткани, ускоряя процесс старения и высушивая кожу..
Эти лучи также увеличивают риск рака кожи. Солнцезащитные кремы, содержащие оксид цинка, фильтруют ультрафиолетовые лучи, предотвращая их проникновение в кожу и повреждение клеток..
Оксид цинка также эффективен при лечении кожи. Может использоваться для заживления ран, снижения чувствительности, связанной с солнечными ожогами, и смягчения потрескавшейся кожи..
Люди с дефицитом цинка, как правило, испытывают медленные циклы заживления ран. Когда оксид цинка наносится на область раны, он обеспечивает организм дополнительным количеством цинка, необходимого для восстановления клеток кожи. Оксид цинка помогает поддерживать влажную и чистую область раны.
Лосьоны и кремы, содержащие оксид цинка, являются эффективными вяжущими веществами кожи. Оксид цинка может быть нанесен для предотвращения образования избытка масла на поверхности..
Национальные институты здравоохранения сообщают, что местное и пероральное введение цинка, по-видимому, является безопасным и эффективным средством лечения прыщей (PEARSON, 2015).
Цинковая мазь может лучше всего действовать для этого общего состояния кожи при использовании в сочетании с актуальным антибиотиком эритромицином.
Из-за его антибактериальных и дезодорирующих свойств врачи обычно лечат опрелости с помощью мази с оксидом цинка. Обычно применяется при каждой смене подгузников для оптимальной эффективности..
Поддержание чистоты области подгузника и полное высыхание кожи перед нанесением мази из оксида цинка может помочь свести к минимуму выраженность сыпи на подгузнике..
По данным Американской академии дерматологии, мазь из оксида цинка может облегчить симптомы меланодермии. Мелазма является распространенным заболеванием кожи, которое вызывает появление коричневых пятен на лице, особенно на носу, щеках, губах и лбу подбородка..
Около 90 процентов случаев меланодермии встречаются у женщин. Наиболее часто встречается у людей с более темной кожей.
Небольшие раздражения кожи, такие как порезы, ожоги, царапины и ядовитый плющ, часто выигрывают от противовоспалительных свойств, содержащихся в мази с оксидом цинка. Вы можете наносить тонкий слой оксида цинка на пораженную кожу так часто, как это необходимо, чтобы снять раздражение и способствовать заживлению..
Защитное действие мази из оксида цинка на кожу делает ее одним из лучших безрецептурных средств лечения геморроя
2- Резиновая промышленность
Более 50% оксида цинка используется в резиновой промышленности. Благодаря процессу вулканизации отделка обладает более высокой прочностью на разрыв и стойкостью к набуханию и истиранию, а также эластична в более широком температурном диапазоне..
В своей простейшей форме вулканизация производится нагреванием каучука с серой (Encyclopædia Britannica, 2018).
Два компонента, которые играют важную роль в химии вулканизации, известны как «активаторы», обычно это оксид цинка и стеариновая кислота..
Эти соединения вступают в реакцию вместе и с ускорителями с образованием соединения сульфида цинка, которое, в свою очередь, является ключевым промежуточным соединением при добавлении серы к диеновому эластомеру и создании связей серы с образованием таких элементов, как шины, подошвы обувные и даже хоккейные шайбы (Гент, 2016).
3- Пигменты и краски
Наряду с льняным маслом (сушильным маслом, используемым в качестве транспортного средства) оксид цинка используется в качестве пигмента с 18-го века, что привело к быстрому расширению европейской лакокрасочной промышленности. Основные белые пигменты включают оксид цинка, сульфид цинка, литопон и диоксид титана (Encyclopædia Britannica, 1998).
4- Солнечные батареи
Очень важным применением является то, что оксид цинка широко используется в качестве буферного слоя в солнечных элементах CIGS (Copio Indio Gálio Selenido). В некоторых современных экспериментах основное внимание уделяется влиянию толщины ZnO на максимальную выходную мощность элементов..
5- пьезоэлектрический
Оксид цинка (ZnO) является интересным материалом с точки зрения проводимости. Он кристаллизуется в структуре вюрцита, и его соединение представляет собой смесь ионного и ковалентного. Монокристаллы высокой чистоты являются изоляторами.
Оксид цинка является хорошим полупроводником, когда в кристалле содержатся примеси алюминия. Поликристаллическая полупроводниковая керамика на основе оксида цинка ведет себя хорошо и подчиняется закону Ома.
Добавление небольшого количества других оксидов, таких как барий и хром, делает керамику на основе оксида цинка очень неомологическими электрическими свойствами.
6- Другое использование
Добавление оксида цинка помогает обрабатывать бетон, а также улучшает водостойкость.
Оксид цинка используется в сигаретных фильтрах и в качестве добавки в зерновых. Он также используется в ксерографии как фотопроводящий лист и как антикоррозийный.
Будущее высококачественного оксида цинка, несомненно, будет захватывающим. Потенциальные достижения для немедикаментозных применений даже превосходят таковые в современных медицинских целях.
Нанородный оксид цинка, спинтронные и пьезоэлектрические датчики являются очень многообещающими областями, и те, которые необходимо учитывать в недалеком будущем.
Na2ZnO2 + H2O ZnO + CoO 
