CINKO NITRATAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, GAVIMAS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Cinko nitrato yra neorganinis junginys, sudarytas iš elementų cinko (Zn), azoto (N) ir deguonies (O). Cinko oksidacijos būsena yra +2, azoto - +5, o deguonies - -2.

Jo cheminė formulė yra Zn (NO ₃ ) ₂ . Tai bespalvė kristalinė kieta medžiaga, linkusi absorbuoti vandenį iš aplinkos. Jo galima gauti apdorojant cinko metalą praskiesta azoto rūgštimi. Tai stipriai oksiduojantis junginys.

Cinko nitratas Zn (NO ₃ ) ₂ . „Ondřej Mangl“ / Viešoji nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis tarnauja kaip organinės chemijos reakcijų greitintuvas ir leidžia gauti kompozicinius polimerus, turinčius elektrai laidžias savybes. Jis naudojamas formuojant elektronikoje naudingus medžiagų sluoksnius.

Tai yra kai kurių skystų trąšų ir tam tikrų lėto atpalaidavimo herbicidų dalis. Tai padeda paruošti sudėtinius oksidus, gerinant jų tankį ir elektrinį laidumą.

Jis buvo sėkmingai išbandytas gaunant struktūras, kurios yra kaulinio audinio regeneracijos ir augimo pagrindas, pagerina šį procesą ir yra veiksmingos kaip antibakterinės.

Nors jis nėra degus, tačiau gali paspartinti medžiagų, tokių kaip anglis ar organinės medžiagos, deginimą. Jis dirgina odą, akis ir gleivines ir yra labai toksiškas vandens organizmams.

Struktūra

Cinko nitratas yra joninis junginys. Jis turi dvivalentį katijoną (Zn ²⁺ ) ir du monovalentinius anijonus (NO ₃ ^- ). Nitratinis anijonas yra poliaatominis jonas, kurį oksidacijos metu sudaro azoto atomas +5, kovalentiškai sujungtas su trim deguonies atomais, kurių valentė yra -2.

Joninė cinko nitrato struktūra. „Edgar181“ / viešas domenas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Žemiau pateiktoje nuotraukoje parodyta šio junginio erdvinė struktūra. Centrinė pilka sfera yra cinkas, mėlynos sferos yra azotas, o raudonos sferos žymi deguonį.

Zn (NO ₃ ) ₂ erdvinė struktūra . Cinkas yra nitrato jonų viduryje. „Grasso Luigi“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

• Cinko nitratas
• Cinko dinitratas

Savybės

Fizinė būklė

Bespalvė arba balta kristalinė kieta medžiaga.

Molekulinė masė

189,40 g / mol

Lydymosi temperatūra

Maždaug 110 ºC.

Virimo taškas

Maždaug 125 ºC.

Tankis

2 065 g / cm ³

Tirpumas

Tirpi vandenyje: 120 g / 100 g H ₂ O esant 25 ° C Tirpsta alkoholyje.

pH

Jos vandeniniai tirpalai yra rūgštiniai. 5% tirpalo pH yra maždaug 5.

Cheminės savybės

Būdamas nitratas, šis junginys yra stiprus oksidantas. Stipriai reaguoja su anglimi, variu, metalų sulfidais, organinėmis medžiagomis, fosforu ir siera. Purškiant ant karštų anglių, ji sprogs.

Kita vertus, jis yra higroskopiškas ir sugeria vandenį iš aplinkos. Šildant susidaro cinko oksidas, azoto dioksidas ir deguonis:

2 Zn (NO ₃ ) ₂ + šiluma → 2 ZnO + 4 NO ₂ ↑ + O ₂ ↑

Šarminiuose tirpaluose, tokiuose kaip NaOH, šio junginio cinkas sudaro jo hidroksidą ir kitas sudėtines rūšis:

Zn (NO ₃ ) ₂ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + 2 NO ₃ ^-

Zn (OH) ₂ + 2 OH ^- → ^2-

Gavimas

Jo galima gauti apdorojant cinką arba cinko oksidą praskiesta azoto rūgštimi. Šioje reakcijoje susidaro vandenilio dujos.

Zn + 2 HNO ₃ → Zn (NO ₃ ) ₂ + H ₂ ↑

Programos

Katalizuojant reakcijas

Jis naudojamas kaip katalizatorius kitiems cheminiams junginiams, tokiems kaip dervos ir polimerai, gauti. Tai rūgštinis katalizatorius.

Dervos pavyzdys. Bugmanas angliškoje Vikipedijoje / viešasis domenas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Polimero struktūros modelis. Ilmari Karonen / viešoji nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kitas reakcijų pagreitinimo atvejis yra Zn (NO ₃ ) ₂ / VOC ₂ O ₄ katalizinė sistema, leidžianti α-hidroksiesterius oksiduoti α-ketoesteriais 99% konversija net esant aplinkos slėgiui ir temperatūrai.

Sudėtiniuose polimeruose

Polimetilmetakrilato ir Zn (NO ₃ ) ₂ plėvelės buvo sukurtos pasižyminčios elektrinio laidumo savybėmis, todėl jos yra tinkamos naudoti superkondensatoriuose ir greitaeigiuose kompiuteriuose.

Oxisales cementuose

Vandeniniais cinko nitrato ir cinko oksido miltelių tirpalais gaunamos medžiagos, priklausančios cemento klasei, susidarančiai rūgšties ir šarmo reakcijos metu.

Jie turi pagrįstą atsparumą tirpimui praskiestose rūgštyse ir šarmuose, sukurdami atsparumą suspaudimui, palyginamą su kitais cementais, tokiais kaip cinko oksichloridai.

Ši savybė padidėja, kai padidėja ZnO / Zn (NO ₃ ) ₂ santykis ir kai padidėja Zn (NO ₃ ) ₂ koncentracija tirpale. Gauti cementai yra visiškai amorfiniai, tai yra, jie neturi kristalų.

Su cinko nitratu buvo atlikti bandymai cementams gauti. Autorius: Kobthanapong. Šaltinis: „Pixabay“.

Cinko oksido dangose ​​ir nanomedžiagose

Zn (NO ₃ ) ₂ naudojamas labai plonų cinko oksido (ZnO) sluoksnių elektrolitiniam nusodinimui ant įvairių substratų. Šio oksido nanostruktūros taip pat paruošiamos paviršiuose.

Cinko oksido nanodalelės. Kai kurias ZnO nanostruktūras galima paruošti naudojant Zn (NO ₃ ) ₂ . Verena Wilhelmi, Ute Fischer, Heike Weighardt, Klaus Schulze-Osthoff, Carmen Nickel, Burkhard Stahlmecke, Thomas AJ Kuhlbusch, Agnes M. Scherbart, Charlotte Esser, Roel PF Schins, Catrin Albrecht / CC BY (https://creativecommons.org/ licencijos / iki / 2,5). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

ZnO yra labai įdomi medžiaga dėl daugybės taikymo optoelektronikos srityje, ji taip pat pasižymi puslaidininkio savybėmis ir naudojama jutikliuose bei keitikliuose.

Herbicidais

Cinko nitratas buvo naudojamas kartu su kai kuriais organiniais junginiais, siekiant sulėtinti tam tikrų herbicidų išsiskyrimą į vandenį. Lėtas šių gaminių išleidimas leidžia juos naudoti ilgiau ir reikia mažiau programų.

Anodų gamyboje

Tai stimuliuoja sukepinimo procesą ir pagerina tam tikrų oksidų, naudojamų dedant kuro elementus, tankus. Sukepinimas yra kietos medžiagos gavimas kaitinant ir suspaudžiant miltelius nepasiekiant jų suliejimo.

Dviejų grūdų sukepinimo brėžinys. Zn (NO ₃ ) ₂ padeda atlikti šį procesą su kai kuriais sudėtiniais oksidais. Cdang / viešoji nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Ištirtos medžiagos yra kompleksiniai stroncio, iridžio, geležies ir titano oksidai. Cinko buvimas žymiai padidina jų elektrinį laidumą.

Kitos programos

Jis naudojamas gaunant vaistus. Jis veikia kaip švaistiklis dažams ir dažikliams dažyti. Tarnauja kaip latekso koaguliantas. Tai yra cinko ir azoto šaltinis skystose trąšose.

Galimas panaudojimas kaulinio audinio inžinerijoje

Šis junginys buvo naudojamas kaip priedas kuriant sutvirtinimus ar kaulų pluoštų regeneravimo karkasus, nes jis leidžia pagerinti šių konstrukcijų mechaninį atsparumą.

Nustatyta, kad cinko turintys pastoliai nėra toksiški osteoprogenitorinėms ląstelėms, palaiko osteoblastų, kaulų formavimo ląstelių aktyvumą, pagerina jų sukibimą ir proliferaciją.

Tai skatina apaito, kuris yra mineralas, formuojantis kaulus, susidarymą, taip pat turi antibakterinį poveikį.

Zn (NO ₃ ) ₂ gali būti labai naudingas atkuriant kaulų medžiagą žmonėms, nukentėjusiems nuo avarijų. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Pavojai

Tai medžiaga, galinti sukelti gaisrą ir sprogimą.

Jis nėra degus, tačiau pagreitina degių medžiagų degimą. Jei gaisre dalyvauja didelis kiekis šio junginio arba jei degioji medžiaga yra gerai padalinta, gali įvykti sprogimas.

Veikiant stipriai šilumai susidaro toksiškos azoto oksidų dujos. Ir jei ekspozicija vykdoma ilgą laiką, ji gali sprogti.

Dirgina odą, gali smarkiai pažeisti akis, sudirginti kvėpavimo takus, yra toksiška prarijus ir pakenkti virškinamajam traktui.

Labai toksiškas vandens organizmams, sukelia ilgalaikį poveikį.

Nuorodos

1. Ju, Y. ir kt. (2019 m.). Naujasis cinko nitrato / vanadilo oksalato poveikis selektyviam kataliziniam ALFA hidroksilesterių oksidacijos oksidavimui į ALFA-Keto esterius su molekuliniu deguonimi: ATR-IR tyrimas in situ. Molekulės 2019, 24, 1281. Atkurta iš mdpi.com.
2. Mohd S., SN ir kt. (2020). Kontroliuojamo atpalaidavimo cinko hidroksido nitrato kompozicija, sujungta su natrio dodecilsulfatu ir bispiribako anijonais: Naujas herbicido nanokompozitas, skirtas žaliavų auginimui. Arabijos žurnalas apie chemiją 13, 4513-4527 (2020). Atsigavo nuo mokslinio tiesioginio.
3. Mani, MP ir kt. (2019 m.). Patobulintas mechaninių jėgų ir kaulų mineralizavimas pakraunamų elektropunktinių biomimetinių pastolių su Ylang Ylang aliejumi ir cinko nitratu kaulai audinių inžinerijai. Polimerai 2019, 11, 1323. Atgauta iš mdpi.com.
4. Kim, KI ir kt. (2018 m.). Cinko nitrato, kaip sukepinimo medžiagos, poveikis Sr _0,92 Y _0,08 TiO _3-DELTA ir Sr _0,92 Y _0,08 Ti _0,6 Fe _0,4 O _3-DELTA elektrocheminėms charakteristikoms, „ Ceramics International“, 44 (4): 4262-4270 (2018). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
5. Prasad, BE ir kt. (2012). Elektrolitinis ZnO dangos išdengimas iš vandeninių Zn (NO ₃ ) ₂ vonių: Zn koncentracijos, nusėdimo temperatūros ir laiko poveikis orientacijai. J Solid State Electrochem 16, 3715-3722 (2012). Atkurta iš nuorodos.springer.com.
6. Bahadur, H. ir Srivastava, AK (2007). Solidinio gelio išvestų plonų ZnO plėvelių, naudojant skirtingas pirmtakų medžiagas, morfologija ir jų nanostruktūros. „Nanoscale Res Resett“ (2007) 2: 469–475. Atkurta iš nuorodos.springer.com.
7. Nicholson, JW ir Tibaldi, JP (1992). Iš cinko oksido ir vandeninių cinko nitrato tirpalų sudaryto cemento susidarymas ir savybės. J Mater Sci 27, 2420-2422 (1992). Atkurta iš nuorodos.springer.com.
8. Lide, DR (redaktorius) (2003). CRC chemijos ir fizikos vadovas. 85 ^-oji CRC spauda.
9. Maji, P. ir kt. (2015). Užpildo Zn (NO ₃ ) ₂ poveikis PMMA dielektriniam laidumui ir elektriniam moduliui. Bull Mater Sci 38, 417-424 (2015). Atkurta iš nuorodos.springer.com.
10. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Cinko nitratas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
11. Byju's. (2020). Cinko nitratas - Zn (NO3) 2. Atgauta iš byjus.com.
12. Amerikos elementai. Cinko nitratas. Atgauta iš americanelements.com.
13. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.