Оксид цинка

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/м3 в 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

См. также: Оксид цинка (лекарственное средство)

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^- $\to$ [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 $\to$ Na₂ZnO₂ + H₂O

ZnO + CoO $\to$ CoZnO₂

При сплавлении с оксидами бора и кремния оксид цинка образует стекловидные бораты и силикаты:

ZnO + B₂O₃ $\to$ Zn(BO₂)₂

ZnO + SiO₂ $\to$ 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

  
  

  Соединения цинка

  Амид цинка (Zn(NH₂)₂) • Антимонид цинка (ZnSb) • Арсенид цинка (Zn₃As₂) • Ацетат цинка ((CH₃COO)₂Zn) • Борогидрид цинка (Zn(BH₄)₂) • Бромид цинка (ZnBr₂) • Гидрид цинка (ZnH₂) • Гидроксид цинка (Zn(OH)₂) • Дитизонат цинка (Zn(С₁₃H₁₁N₄S)₂) • Дитионит цинка (ZnS₂O₄) • Диэтилцинк (Zn(С₂H₅)₂) • Иодид цинка (ZnI₂) • Карбид цинка (ZnC₂) • Карбонат цинка (ZnCO₃) • Молибдат цинка (ZnMoO₄) • Нитрат цинка (Zn(NO₃)₂) • Нитрид цинка (Zn₃N₂) • Оксид цинка (ZnO) • Ортофосфат цинка (Zn₃(PO₄)₂) • Пероксид цинка (ZnO₂) • Пирофосфат цинка (Zn₂P₂O₇) • Селенид цинка (ZnSe) • Сульфат цинка (ZnSO₄) • Сульфид цинка (ZnS) • Теллурид цинка (ZnTe) • Фосфид цинка (Zn₃P₂) • Фторид цинка (ZnF₂) • Хлорат цинка (Zn(ClO₃)₂) • Хлорид цинка (ZnCl₂) • Хромат цинка (ZnCrO₄) • Цианид цинка (Zn(CN)₂) •