Оксид цинка | это... Что такое Оксид цинка? (original) (raw)

Оксид цинка
Общие
Систематическое наименование	Цинка оксид
Химическая формула	ZnO
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твердое
Молярная масса	81.408 г/моль
Плотность	5.61 г/см³
Термические свойства
Температура сублимации	1800 °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	40,28 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	350.8 кДж/моль
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
Рег. номер PubChem	14806
Регистрационный номер EC	215-222-5
ChEBI	ZH4810000
Безопасность
ПДК	в воздухе рабочей зоны 0.5 мг/м3в атмосферном воздухе 0.05 мг/м3
Токсичность	Токсичен, при вдыхании пыли вызывает литейную лихорадку
R-фразы	R50/53
S-фразы	S60, S61
NFPA 704	1 2 0 W

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

Свойства

• Теплопроводность: 54 Вт/(м*К)[1]

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]):

[Zn(OH)3]- + OH- [Zn(OH)4]2-

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

ZnO + 4NH3 + Н20 — [Zn(NH3)4](OH)2

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 + B2O3 Zn(BO2)2

ZnO + SiO2 ZnSiO3

Получение

• природный минерал цинкит
• сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»)
• термическим разложением соединений:
  • ацетата ZnS
  • гидротермальный синтез[2]
  • извлечением из пылей и шламов металлургических комбинатов, особенно тех, что работают на металлоломе в качестве сырья (он содержит значительную долю оцинкованного железа).
  • извлечением из тройной системы фазового равновесия «нитрат цинка-нитрат амина-вода» (с нитратом пиридина и хинолина размерность частиц порядка 5-10 нм до 75 %)

Применение

• активатор вулканизации некоторых каучуков
• вулканизирующий агент хлоропреновых каучуков
• катализатор синтеза метанола
• белый пигмент при производстве красок и эмалей (в настоящее время (2007) вытеснен нетоксичной двуокисью титана TiO2)
• наполнитель и пигмент в производстве:
  * резины
  * пластмасс
  * бумаги
  * парфюмерии и косметике
• В медицине в виде присыпок и в составе мазей как антисептик. См. статью: Оксид цинка (лекарственное средство).
• добавка к кормам для животных
• в производстве стекла и красок на основе жидкого стекла
• как один из компонентов преобразователя ржавчины
  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.

Примечания

1. ↑ Термопрохладки
2. ↑ S. Baruah and J. Dutta «Review: Hydrothermal growth of ZnO nanostructures» Sci. Technol. Adv. Mater. 10 (2009) 013001 скачать бесплатно
   ПДК 2 мг/м3.

Литература

• В.И.Перельман. Краткий справочник химика. — М.-Л.: Химия, 1964.
• статья «Цинка окись» в Большой советской энциклопедии