Tsinkoksiidi (ZnO) valem, omadused ja kasutusalad



The tsinkoksiid on ZnO valemi keemiline ühend. Tegemist on anorgaanilise keemilise ühendiga, mida kasutatakse käsimüügiravimite koostisosana. Seda kasutatakse ka pigem pigmentide ja pooljuhtide lisandina erinevates tööstusharudes.

Tsingioksiidi leidub looduses tsinkiidi, mis on peamiselt New Yorgis, USAs. Zinkiidil on kuusnurkne kristalne struktuur (mindat.org ja Hudsoni mineraaliinstituut, 2017).

Tsinkoksiidi sünteesimiseks on mitmeid protsesse, peamised marsruutid on Prantsuse ja Ameerika meetod.

Prantsuse protsessis aurustub metalliline tsink ja auru oksüdeeritakse eelsoojendatud õhuga. Ameerika protsessis kasutatakse erinevaid toores tsingiühendeid, mida vähendatakse süsiniku abil ja toodetakse tsingi aure. Seejärel oksüdeeritakse tsingi aurud õhus sisalduva hapnikuga sarnaselt prantsuse protsessiga.

Teine võimalus tsinkoksiidi sünteesimiseks on märg protsess, mis seisneb sulfaat- või tsinkkloriidi puhastamises karbonaadiga sadestamise teel. Seejärel sadestatakse sade tsinkoksiidi saamiseks (tsinkoksiid valem, S.F.)..

ZnSO4 + NaCO3 → ZnCO3 + NaSO4 → ZnO + CO2 (800 ° C).

Indeks

  • 1 Füüsikalised ja keemilised omadused
  • 2 Reaktiivsus ja ohud
  • 3 Nanoosakesed
  • 4 Kasutamine
    • 4.1 - Meditsiin
    • 4.2 - Kummitööstus
    • 4.3 3- Pigmendid ja värvid
    • 4.4 4- päikesepatareid
    • 4.5 5- piesoelektriline
    • 4.6 6- Muud kasutusalad
  • 5 Viited

Füüsikalised ja keemilised omadused

Tsinkoksiid on valge tahke aine, millel ei ole lõhna ja kibedat maitset (National Centre for Biotechnology Information., 2017). Selle välimus on näidatud joonisel 2.

Tsinkoksiidil on kaks võimalikku struktuuri: kuusnurkne ja kuubiline, kuid kõige tavalisemad on kuusnurksed kristallid. Ühendi molekulmass on 81,38 g / mol ja tihedus 5,606 g / ml. Selle sulamistemperatuur on 1975 ° C, kus see hakkab lagunema (Royal Society of Chemistry, 2015).

ZnO on amfoteerne oksiid, mis võib reaktsioonide kaudu happes või leelises lahustuda:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2O

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2O

Tsinkoksiid on vees lahustumatu (0,0004 g 100 ml vee kohta temperatuuril 17 ° C). Madal lahustuvus, mida see toodab, tekitab vesilahuseid, mis on pH-s neutraalsed. Reageerib ägedalt alumiiniumi ja magneesiumi tolmuga põhjustab ohtu.

Tsinkoksiidi ja klooritud kummi intiimsed segud süsivesinike või klooritud lahustitega või ilma selleta reageerivad kuumutamisel ägedalt, isegi plahvatuslikult..

Tsinkoksiidi aeglane lisamine linaseemne laki pinnale katmiseks põhjustab soojust ja süttimist (CAMEO, 2016).

Reaktiivsus ja ohud

Tsinkoksiid on stabiilne ühend, mis ei ole kergestisüttiv ega näita ühilduvust teiste keemiliste ühenditega, kuid kuumutamisel eraldub mürgine suits. Ühend ei ole sissehingamisel või kokkupuutel nahaga või silmadega mürgine ega ohtlik, kuid ühend kujutab endast sissehingamisel ohtu.

Ohtlike osakeste kontsentratsiooni õhus saab kiiresti saavutada, eriti tsinkoksiidiosakeste puhul. Aurude sissehingamine võib põhjustada metalli suitsu palavikku järgmiste sümptomitega:

  • kurguvalu
  • peavalu
  • palavik või kõrge kehatemperatuur
  • iiveldus
  • oksendada
  • Nõrkus
  • külm
  • lihasvalu.

Aine nagu suits ärritab hingamisteid. Mõjud võivad viibida. Metallist suitsu palaviku sümptomid ilmnevad alles mõne tunni pärast (NIOSH, 2015).

Sissehingamise korral peaks kannatanul olema lubatud puhata hästi ventileeritavas kohas. Kui sissehingamine on raske, tuleb ohver võimalikult kiiresti evakueerida ohutule alale.

Vabastage pingul riietus, näiteks särgikael, vööd või lips. Kui ohvril on raske hingata, tuleb manustada hapnikku.

Kui kannatanu ei hingata, viiakse läbi suu-suhu taaselustamine. Arvestades alati, et inhaleeritava materjali toksilisus, nakkushaigus või söövitav aine võib anda inimestele, kes abi osutavad, ohtlikuks osutuda ohtu (materjali ohutuskaart Tsinkoksiid, 2013).

Hoolimata tsinkoksiidi kasutamisest ravimina, on see väga mürgine keskkonnale, eriti veeorganismidele. Tuleb võtta viivitamatuid meetmeid, et piirata nende levikut keskkonda vastavalt kehtestatud eeskirjadele.

Nanoosakesed

Tänapäeval tegutseb nanotehnoloogia erinevates teadusvaldkondades, kasutades selleks erinevaid nanomeetrilisi meetodeid kasutavaid materjale ja seadmeid (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Nanoosakesed on osa nanomaterjalidest, mis on määratletud kui üksikuid osakesi läbimõõduga 1-100 nm.

Viimastel aastatel on nanoosakesed olnud ühine materjal uute tipptasemel rakenduste arendamiseks side, energia salvestamise, avastamise, andmete salvestamise, optika, edastamise, keskkonnakaitse, kosmeetika, bioloogia ja meditsiini valdkonnas tänu nende olulised optilised, elektrilised ja magnetilised omadused.

Eriti tulenevad nanoosakeste unikaalsetest omadustest ja kasulikkusest mitmesugused omadused, sealhulgas nanoosakeste ja biomolekulide, nagu valkude ja polünukleotiidhapete sarnane suurus. Lisaks on võimalik valmistada mitmesuguseid metalle.

Metalloksiidi nanoosakesed, sealhulgas tsinkoksiid, on biomeditsiiniliste rakenduste ja terapeutilise sekkumise mitmekülgsed platvormid.

On kiiresti vaja välja töötada uued vähivastaste ainete klassid ning hiljutised uuringud näitavad, et ZnO nanomaterjalid on väga paljulubavad (John W. Rasmussen, 2010)..

Nanoosakestel on antibakteriaalsed, korrosioonivastased, seenevastased ja UV-filtreerimisomadused. Mõned tsinkoksiidi nanoosakeste sünonüümid on oksüdatum, cinci oxicum, püsiv valge, ketokiin ja oksotsink (AZoNano, 2013).

Kasutamine

1 - Meditsiin

Tsinkoksiid on toode, mida kasutatakse nahahoolduses dermatoloogias laialdaselt. Ameerika Ühendriikides on see peegeldavate omaduste tõttu päikesekaitsetoodete peamine komponent.

Tsinkoksiid on üks ohutumaid koostisosi, mis kaitsevad nahka ultraviolettkiirguse kahjuliku mõju eest. UV-kiirgused tungivad naha sisse ja kahjustavad koe, kiirendavad vananemisprotsessi ja kuivatavad nahka.

Need kiirgused suurendavad ka nahavähi riski. Päikesekaitsetooteid, mis sisaldavad tsinkoksiidfiltri UV-kiirte, takistades nende tungimist nahale ja põhjustades raku kahjustusi.

Tsinkoksiid on efektiivne ka naha paranemisel. Seda saab kasutada haavade paranemiseks, päikesepõletusega seotud tundlikkuse vähendamiseks ja lõhenenud nahale pehmendamiseks.

Inimesed, kes on tsingipuudulikud, kipuvad kogema aeglaselt haavade paranemise tsükleid. Kui haavapinnale kantakse tsinkoksiidi, annab see kehale täiendava tsingi, mida ta vajab naharakkude parandamiseks. Tsinkoksiid aitab haava ala hoida niiskena ja puhtana.

Vedelikud ja tsinkoksiidi sisaldavad kreemid on naha efektiivsed astringendid. Tsinkoksiidi võib kasutada, et vältida liigse õli moodustumist pinnal.

Mõnikord kasutatakse seda akne raviks - arvatakse, et see vähendab plekkide välimust ja vähendab nahaärritust ja põletikku, vähendades akne murdude arvu ja raskust..

Riiklikud terviseasutused teatavad, et paikseks ja suukaudseks tsinkiks on akne ohutu ja tõhus ravi (PEARSON, 2015).

Tsingi salv võib töötada kõige paremini selle ühise nahahaiguse korral, kui seda kasutatakse koos paiksete antibiootikumide erütromütsiiniga.

Oma antibakteriaalsete ja deodorantide tõttu ravivad arstid tavaliselt mähe löövet tsingioksiidi salviga. Optimaalse efektiivsuse tagamiseks kasutatakse seda tavaliselt iga mähe muutuse korral.

Mähkmete ala puhtana hoidmine ja naha kuivamine enne tsingioksiidi salvi pealekandmist võib aidata vähendada mähe lööbe tõsidust.

Tsinkoksiidi salv võib leevendada melasma sümptomeid vastavalt Ameerika Dermatoloogia Akadeemia andmetele. Melasma on naha tavaline seisund, mis põhjustab näole pruunid laigud, eriti nina, põskede, huulte ja laupi otsa..

Umbes 90 protsenti melasma juhtudest esineb naistel. Kõige sagedamini tumedama nahaga inimestel.

Väikesed nahaärritused, nagu lõiked, põletused, kriimustused ja mürki luuderohi, saavad sageli kasu tsingioksiidi salvi põletikuvastastest omadustest. Te võite kahjustatud nahale kanda õhukest tsinkoksiidi kihti nii sageli, kui see on vajalik ärrituse leevendamiseks ja paranemise soodustamiseks.

Tsingioksiidi salvi kaitsev toime nahale muudab selle üheks parimaks hemorroidide raviks.

Hemorroidid on anaalkanali tursed veenid, mis on tingitud ülerõhust vaagnapõhja ja pärasoole piirkondades. Hemorroidid ei ole tavaliselt tõsised, kuid võivad põhjustada märkimisväärset ebamugavust (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2 - Kummitööstus

Kummitööstuses kasutatakse rohkem kui 50% tsinkoksiidi. Vulkaniseerimisprotsessi kaudu on viimistlusel kõrgem tõmbetugevus ja vastupidavus paisumisele ja hõõrdumisele ning elastne laiemas temperatuurivahemikus.

Kõige lihtsamal kujul toodetakse vulkaniseerimist kummi kuumutamisega väävliga (Encyclopædia Britannica, 2018).

Kaks koostisosa, mis mängivad olulist rolli vulkaniseerimise keemias, on tuntud kui "aktivaatorid", tavaliselt tsinkoksiid ja steariinhape..

Need ühendid reageerivad koos ja kiirenditega, et moodustada tsingisulfiidühend, mis omakorda on väävli lisamisel dieen-elastomeerile põhiline vaheühend ja väävli sidemete loomine selliste elementide saamiseks nagu rehvid, tallad kinga ja isegi jäähoki ripid (Gent, 2016).

3 - pigmendid ja värvid

Koos linaseemneõli (sõidukina kasutatav kuivatusõli) kasutatakse tsinkoksiidi pigmendina alates 18. sajandist, mis tõi kaasa Euroopa värvitööstuse kiire laienemise. Valged põhipigmendid hõlmavad tsinkoksiidi, tsinksulfiidi, litopooni ja titaandioksiidi (Encyclopædia Britannica, 1998)..

4 - Päikesepatareid

Väga oluline on see, et tsinkoksiidi kasutatakse laialdaselt puhverkihina CIGS päikesepatareides (Copio Indio Gálio Selenido). Mõned praegused katsed keskenduvad ZnO paksuse mõjule rakkude maksimaalsele väljundvõimsusele.

5- Piezoelektriline

Tsinkoksiid (ZnO) on juhtivuse seisukohast huvitav materjal. See kristalliseerub wurtzite struktuuris ja selle liit on ioonse ja kovalentse segu. Suure puhtusega monokristallid on isolaatorid.

Tsinkoksiid on kõikide materjalide kõige piesoelektriline ja seda kasutatakse laialdaselt elektroonikaseadmete andurina. (Penzoelektrilisus on kristallide omadus, kui see on surve all polarisatsioon.)

Tsinkoksiid on hea pooljuht, kui kristall sisaldab ka alumiiniumi. Polükristalliline pooljuhtide tsinkoksiidi keraamika toimib hästi ja järgib Omi seadusi.

Väikeste koguste muude oksiidide, nagu baariumi ja kroomi lisamine muudab tsinkoksiidi keraamika väga ohmiliseks elektriliseks omaduseks.

6- Muud kasutusalad

Tsinkoksiidi lisamine aitab betooni töödelda ja parandab ka veekindlust.

Tsinkoksiidi kasutatakse sigaretifiltrites ja teravilja lisandina. Seda kasutatakse ka kserograafias fotokonduktsiooni plaadina ja korrosioonivastase materjalina.

Kvaliteetse tsinkoksiidi tulevik on kahtlemata põnev. Mitte-raviotstarbeliste rakenduste võimalikud edusammud ületavad isegi praeguste ravimite kasutamist.

Nanorodi tsinkoksiid, spintroonilised ja piesoelektrilised andurid on väga paljutõotavad valdkonnad ja need, mis ei pea liiga kaugel tulevikus arvesse võtma.

Viited

  1. (2013, 10. juuli). Tsinkoksiidi (ZnO) nanoosakesed - omadused, rakendused. Taastati tagastamisest azonano: azonano.com.
  2. (2016). Tsinkoksüd, kooritud. Välja võetud cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI (2017, 22. veebruar). tsinkoksiid. Taastatud ChEBIst: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 7. juuli). Värv. Taastati britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018, 15. september). Vulkaniseerimiskummi tootmine. Taastatud Britannica.com.
  6. Gent, A. N. (2016, 21. aprill). Kummi. Taastati britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, 16. august). Tsinkoksiidi salvi kasutamine. Välja otsitud aadressilt livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, E. M. (2010). Tsinkoksiidi nanoosakesed tuumorirakkude selektiivseks hävitamiseks ja ravimi kohaletoimetamise võimalused. Expert Opinion Drug Deliv. 7 (9) :, 1063-1077.
  9. Materjali ohutuskaart Tsinkoksiid. (2013, 21. mai). Taastatud sciencelab.com.
  10. org ja Hudsoni mineraaliinstituut. (2017, 29. märts). Zinkiit Välja otsitud aadressilt mindat.org.
  11. Riiklik biotehnoloogia teabe keskus ... (2017, 30. aprill). PubChem Compound andmebaas; CID = 14806. Välja otsitud PubChemist.
  12. (2015, 22. juuli). Tsingioksiid. Taastatud cdc.gov.
  13. PEARSON, O. (2015, 18. veebruar). Tsinkoksiidi eelised nahale. Välja otsitud aadressilt livestrong.com
  14. Royal Society of Chemistry. (2015). Tsinkoksiid. Välja otsitud chemspiderist. 
  15. Vaseem Mohammad (Ph.D.), A. U.-B. (2010). ZnO nanoosakesed: kasv, omadused ja rakendused. Metallioksiidi nanostruktuurides ja nende rakendustes (lk. 1-36). American Scientific Publishers.
  16. Tsinkoksiid valem. (S.F.). Välja otsitud aadressilt softschools.com.