- Будова
- Властивості фосфату цинку
- Зовнішність
- Молярна маса
- Точка плавлення
- Точка кипіння
- Щільність
- Показник заломлення
- Розчинність у воді
- Точка займання
- Програми
- Косметика
- Антибактеріальний засіб
- Стоматологічний цемент
- Антикорозійне покриття
- Список літератури
Фосфат цинку є неорганічне з'єднання з хімічною формулою Zn 3 (PO 4 ) 2 , але це відбувається в природі у вигляді його тетрагідрат, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O в мінеральному Гопе і parahopeíta . Так само основний його різновид міститься в мінеральному тарбутиті, Zn 2 (PO 4 ) (OH). Ці мінерали утворюються при окисленні сфалериту у багатих фосфатами водах.
Всі відомі способи використання цієї сполуки засновані на Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, оскільки його молекули води надають їй властивість бути хорошим закріплювачем. Тому його безводній формі як такому не вистачає великого економічного попиту.
Фрагменти фосфату цинку. Джерело: Chemicalinterest
Як видно на зображенні вище, фосфат цинку є білою твердою речовиною, присутній у вигляді порошку або розсипаний дрібними фрагментами. Його білий колір був використаний при формуванні косметичних засобів, а також при приготуванні зубних цементів і фосфатних пуцоланових цементів.
Фосфат цинку - антикорозійний засіб, який застосовується в процесах електроосадження мінералів цинку (ходеїт і фосфофіліт) на поверхні сталей.
Будова
Формула Zn 3 (PO 4 ) 2 вказує на те, що іони Zn 2+ і PO 4 3- складають сіль у співвідношенні 3: 2, що означає, що на кожні три катіони Zn 2+ є два PO 4 3- аніона . Ці іони взаємодіють один з одним електростатично, завдяки чому встановлюється міцний іонний зв’язок через величину їх зарядів. Обидва іони полівалентні.
Таким чином, Zn 2+ і PO 4 3- в кінцевому підсумку орієнтуються в просторі до визначення впорядкованої та повторюваної структури: кристала фосфату цинку. Цей кристал приймає моноклінну структуру, α-Zn 3 (PO 4 ) 2 . Схоже, він здатний зазнавати фазових переходів до інших поліморфних форм: β-Zn 3 (PO 4 ) 2 та γ- Zn 3 (PO 4 ) 2 , все залежно від температури.
Три поліморфи ізоструктурні, відрізняються лише просторовою орієнтацією своїх іонів; тобто вони мають різні просторові групи.
З іншого боку, фосфат цинку має тенденцію виявлятися в основному як гідрат: Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, кристалічна структура якого також моноклінна. Цього разу іони супроводжуються чотирма молекулами води, які взаємодіють з ними за допомогою дипольно-іонних сил та водневих зв’язків.
Властивості фосфату цинку
Фосфат цинку. Ондржей Мангл
Зовнішність
Пиловий білий твердий.
Молярна маса
454,11 г / моль
Точка плавлення
900 ºC
Точка кипіння
Інформації немає. Це може бути пов’язано з можливим термічним розкладанням або відсутністю умов тиску, щоб сольова рідина кипіла.
Щільність
3,998 г / см 3
Показник заломлення
1595.
Розчинність у воді
Нерозчинний. Частково це пояснюється іонним зв’язком між іонами Zn 2+ та PO 4 3- , що збільшує енергію кристалічної решітки проти розчинення солі у воді.
Точка займання
Фосфат цинку - негорюча речовина.
Програми
Використання фосфату цинку відповідає його тетрагідрату Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, оскільки він є його переважаючою формою і навіть міститься в мінералах ходіту та парахопеїту. Тому невідомо, чи має його безводний вид Zn 3 (PO 4 ) 2 специфічне застосування.
Косметика
Фосфат цинку використовується як білий пігмент, замінюючи оксиди цинку та титану в косметичних та косметичних засобах. Матеріал, м'який на дотик, з дрібних і круглих частинок, що покривають поверхню шкіри, не просочуючись її порами, синтезується із суміші фосфорної кислоти, H 3 PO 4 та нітрату цинку, Zn (NO 3 ) 2 .
Таким чином, фосфатні пігменти білого цинку готуються шляхом зміни співвідношення Zn / P. Для цього при змішуванні реагентів додаються змінні кількості H 3 PO 4 та Zn (NO 3 ) 2 , поки продукт не отримає найкращі косметичні властивості.
У дослідженні, проведеному Префектурним університетом Кіото, вони виявили, що пігменти, приготовлені із співвідношенням Zn / P, рівним 2/1, 1/1 та 3/2, демонструють найкращі відбиття; отже, вони прояснили обличчя тих, хто застосовував косметику порівняно з яскравістю інших складів.
Антибактеріальний засіб
Наночастинки фосфату цинку знаходяться в арсеналі, призначеному для боротьби з мікробами і, таким чином, є альтернативою застосуванню антибіотиків. Таким чином знижується постійна та прогресуюча резистентність, яку розвивають бактерії до антибіотиків, в той же час вона прагне зменшити витрати на лікування інфекційних захворювань.
Ці наночастинки виявили велику антибактеріальну активність проти бактерій, що утворюються у формі коліформ, дослідження, яке було перевірено на щурах, не викликаючи окислювального стресу.
Стоматологічний цемент
Фосфат цинку використовується для приготування фосфатного цементу, який використовується при реставрації багатьох матеріалів; серед них і наші власні зуби, що поводяться як зубний цемент, який досить давно популярний у стоматології. Цей фосфатний цемент використовується для фіксації та з'єднання декількох твердих речовин одночасно.
Фосфат цинку використовується для виготовлення зубних цементів.
Він готується шляхом розчинення оксидів цинку та магнію у фосфорній кислоті, саме тому присутні іони Zn 2+ та Mg 2+ , утворюючи складні структури. Цей зубний цемент необхідний для остаточної цементації зубів. Однак через його кислотності полікарбоксилатний цемент використовується замість пацієнтів, які занадто чутливі до нього.
Антикорозійне покриття
Подібно до цементу, поверхня сталей також може бути фосфорованою.
Для цього шматки сталі поміщають у ванну лужної фосфорної кислоти, а після подачі електричного струму на їхній поверхні утворюється захисна плівка, що складається з ходеїту (Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O) та фосфофіліту . (Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O), остання сполука є найбільш стійкою проти сильно лужних середовищ.
Залучені хімічні реакції:
3Zn 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O + 4H +
2Zn 2+ + Fe 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O + 4H +
Проблема цих покриттів полягає в їх ступеня пористості, оскільки вона залишає відкриті боки, де сталь може зазнати корозії.
З іншого боку, пузолановий цемент, що містить фосфат цинку, був використаний для розробки більш стійких до корозії бетонів.
Взагалі антикорозійне властивість фосфату цинку призначено для покриття стін перед нанесенням фарбових шарів, щоб вони були більш тривалими і мали кращі кольори.
Список літератури
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- Вікіпедія. (2020). Фосфат цинку. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (2020). Фосфат цинку. ScienceDirect. Відновлено з: sciencedirect.com
- Національний центр інформації про біотехнології. (2020). Фосфат цинку. PubChem База даних., CID = 24519. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ареф М. аль-Свайдані. (2018). Вплив гальмування природних ванн Поццолану та Фосфату цинку на армуючу корозію сталі. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Співвідношення змішування нітрату цинку та фосфорної кислоти для отримання білих пігментів фосфату цинку. Кераміка, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Горький, П., Скалічкова, С., Урбанкова, Л. та ін. (2019). Наночастинки на основі фосфату цинку як новий антибактеріальний засіб: дослідження in vivo на щурах після дієтичного впливу. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8