De zinkoxide Het is een anorganische verbinding waarvan de chemische formule ZnO is. Het bestaat uitsluitend uit Zn-ionentwee+ metwee- in een verhouding van 1: 1; het kristallijne rooster kan echter een vacature van O opleverentwee-, wat aanleiding geeft tot structurele defecten die de kleuren van uw synthetische kristallen kunnen veranderen.
Het wordt commercieel verkregen als een poederachtige witte vaste stof (onderste afbeelding), die rechtstreeks wordt geproduceerd door de oxidatie van metallisch zink volgens het Franse proces; of het onderwerpen van zinkertsen aan carbothermische reductie, op een zodanige manier dat hun dampen vervolgens worden geoxideerd en uiteindelijk stollen.
Andere methoden voor het bereiden van ZnO bestaan uit het neerslaan van zijn hydroxide, Zn (OH)twee, uit waterige oplossingen van zinkzouten. Evenzo kunnen morfologisch gevarieerde dunne films of nanodeeltjes van ZnO worden gesynthetiseerd met behulp van meer geavanceerde technieken zoals de chemische afzetting van de dampen..
Dit metaaloxide wordt in de natuur aangetroffen als het mineraal zinkiet, waarvan de kristallen meestal geel of oranje zijn vanwege metallische onzuiverheden. ZnO-kristallen worden gekenmerkt doordat ze piëzo-elektrisch, thermochroom, luminescerend, polair zijn en ook een zeer brede energieband hebben in hun halfgeleidereigenschappen.
Structureel is het isomorf met zinksulfide, ZnS, en neemt hexagonale en kubische kristallen aan die lijken op die van respectievelijk wurziet en blende. In deze is er een zeker covalent karakter in de interacties tussen Zntwee+ metwee-, wat een heterogene verdeling van ladingen in het ZnO-kristal veroorzaakt.
Onderzoek naar de eigenschappen en toepassingen van ZnO strekt zich uit tot de gebieden natuurkunde, elektronica en biomedische geneeskunde. Het eenvoudigste en meest alledaagse gebruik ervan blijft onopgemerkt in de samenstelling van gezichtscrèmes en producten voor persoonlijke hygiëne, evenals in zonnebrandcrème.
Artikel index
ZnO kristalliseert onder normale omstandigheden van druk en temperatuur in een hexagonale wurzietstructuur. In deze structuur de Zn-ionentwee+ metwee- zijn gerangschikt in afwisselende lagen, zodanig dat elk wordt omgeven door een tetraëder, met ZnO4 of OZn4, respectievelijk.
Door gebruik te maken van een "mal" of kubische drager kan het ZnO ook kristalliseren tot een kubische structuur van zinkblende; die, net als wurziet, overeenkomen met isomorfe structuren (identiek in de ruimte maar met verschillende ionen) van zinksulfide, ZnS.
Naast deze twee structuren (wurziet en blende) kristalliseert ZnO onder hoge druk (ongeveer 10 GPa) in de steenzoutstructuur, hetzelfde als die van NaCl.
Interacties tussen Zntwee+ metwee- vertonen een bepaald karakter van covalentie, dus er is gedeeltelijk een Zn-O covalente binding (beide atomen met sp hybridisatie3), en als gevolg van de vervorming van de tetraëders, manifesteren ze een dipoolmoment dat bijdraagt aan de ionische aantrekkingskracht van de ZnO-kristallen.
Je hebt de bovenste afbeelding om de tetraëders te visualiseren die worden genoemd voor de ZnO-structuren.
Het verschil tussen de blenda- en wurzietstructuren zit hem ook in het feit dat van bovenaf gezien de ionen niet worden verduisterd. In wurziet wordt bijvoorbeeld gewaardeerd dat de witte bollen (Zntwee+) bevinden zich net boven de rode bollen (Otwee-Aan de andere kant gebeurt dit in de kubische structuur van blende niet omdat er drie lagen zijn: A, B en C in plaats van slechts twee.
Hoewel ZnO-kristallen de neiging hebben om hexagonale wurzietstructuren te hebben, is de morfologie van hun nanodeeltjes een ander verhaal. Afhankelijk van de parameters en synthesemethoden kunnen deze verschillende vormen aannemen, zoals onder andere staafjes, platen, bladeren, bollen, bloemen, riemen, naalden..
Witte, reukloze, poederachtige vaste stof met een bittere smaak. In de natuur kan het gekristalliseerd worden aangetroffen, met metallische onzuiverheden, zoals zinkietmineraal. Als dergelijke kristallen wit zijn, vertonen ze thermochromisme, wat betekent dat ze bij verhitting van kleur veranderen: van wit naar geel..
Evenzo kunnen de synthetische kristallen roodachtige of groenachtige kleuren vertonen, afhankelijk van hun stoichiometrische zuurstofsamenstelling; dat wil zeggen de hiaten of vacatures veroorzaakt door het ontbreken van anionen Otwee- beïnvloedt rechtstreeks de manier waarop licht interageert met ionische netwerken.
81.406 g / mol
1974 ° C. Bij deze temperatuur ondergaat het thermische ontleding waarbij zinkdampen en moleculaire of gasvormige zuurstof vrijkomen..
5,1 g / cm3
ZnO is praktisch onoplosbaar in water en geeft nauwelijks aanleiding tot oplossingen met een concentratie van 0,0004% bij 18 ºC.
ZnO kan reageren met zowel zuren als basen. Wanneer het reageert met een zuur in waterige oplossing, neemt zijn oplosbaarheid toe door een oplosbaar zout te vormen waarin Zntwee+ eindigt met complexvorming met watermoleculen: [Zn (OHtwee6twee+. Het reageert bijvoorbeeld met zwavelzuur om zinksulfaat te produceren:
ZnO + HtweeSW4 → ZnSO4 + H.tweeOF
Evenzo reageert het met vetzuren om hun respectievelijke zouten te vormen, zoals zinkstearaat en palmitaat..
En wanneer het reageert met een base, in aanwezigheid van water, worden de zinkzouten gevormd:
ZnO + 2NaOH + HtweeO → Natwee[Zn (OH)4
40,3 J / K mol
3.3 eV. Deze waarde maakt het een breedbandhalfgeleider die kan werken onder intense elektrische velden. Het heeft ook de kenmerken dat het een halfgeleider van het type is n, wat de redenen niet heeft kunnen verklaren waarom er een extra bijdrage van elektronen in de structuur is.
Dit oxide onderscheidt zich door zijn optische, akoestische en elektronische eigenschappen, waardoor het wordt beschouwd als een kandidaat voor mogelijke toepassingen die verband houden met de ontwikkeling van opto-elektronische apparaten (sensoren, laserdiodes, fotovoltaïsche cellen). De reden voor dergelijke eigenschappen ligt buiten het domein van de fysica.
Zinkoxide is gebruikt als additief in tal van witte crèmes voor de behandeling van irritaties, acnes, dermatitis, schaafwonden en scheurtjes in de huid. In dit gebied is het gebruik ervan populair om irritaties te verlichten die worden veroorzaakt door luiers op de huid van baby's..
Het is ook een onderdeel van zonnebrandmiddelen, want samen met de nanodeeltjes van titaandioxide, TiOtwee, Het helpt de ultraviolette straling van de zon te blokkeren en het werkt ook als een verdikkingsmiddel, daarom wordt het aangetroffen in bepaalde lichte make-up, lotions, email, talk en zeep..
Aan de andere kant is ZnO een bron van zink die wordt gebruikt in voedingssupplementen en vitamineproducten, maar ook in granen..
Volgens de morfologie van zijn nanodeeltjes kan ZnO worden geactiveerd onder ultraviolette straling om waterstofperoxiden of reactieve soorten te genereren die de celmembranen van micro-organismen verzwakken..
Wanneer dit gebeurt, doorkruisen de resterende ZnO-nanodeeltjes het cytoplasma en beginnen ze te interageren met het compendium van biomoleculen waaruit de cel bestaat, wat resulteert in hun apoptose..
Dat is de reden waarom niet alle nanodeeltjes kunnen worden gebruikt in zonnebrandmiddelen, maar alleen die welke antibacteriële activiteit missen..
Producten met dit type ZnO zijn ontworpen, gecoat met oplosbare polymere materialen, om infecties, wonden, zweren, bacteriën en zelfs diabetes te behandelen..
Het pigment dat bekend staat als wit zink is ZnO, dat wordt toegevoegd aan verschillende verven en coatings om metalen oppervlakken waar ze worden aangebracht te beschermen tegen corrosie. Zo worden coatings met toegevoegd ZnO gebruikt om gegalvaniseerd ijzer te beschermen..
Aan de andere kant zijn deze coatings ook gebruikt op vensterglas om te voorkomen dat warmte binnendringt (als het buiten is) of binnendringt (als het binnen is). Evenzo beschermt het bepaalde polymere en textielmaterialen tegen bederf door de inwerking van zonnestraling en warmte..
De luminescentie van ZnO-nanodeeltjes is bestudeerd voor gebruik bij bioimaging, waardoor de interne structuren van cellen worden bestudeerd door de blauwe, groene of oranje lichten die uitstralen..
ZnO wordt ook gebruikt als additief in rubbers, cement, tandverzorgingsmaterialen, glas en keramiek, vanwege het lagere smeltpunt en daarom gedraagt het zich als een vloeimiddel..
ZnO verwijdert onaangename H-gassentweeJa, sommige dampen helpen ontzwavelen:
ZnO + HtweeS → ZnS + HtweeOF
Zinkoxide is als zodanig een niet-giftige en onschadelijke verbinding, dus de voorzichtige omgang met de vaste stof vormt geen enkel risico..
Het probleem zit hem echter in de rook, want hoewel het bij hoge temperaturen uiteenvalt, vervuilen de zinkdampen de longen en veroorzaken ze een soort "metaalkoorts". Deze ziekte wordt gekenmerkt door symptomen van hoesten, koorts, een beklemmend gevoel op de borst en een constante metaalsmaak in de mond..
Het is ook niet kankerverwekkend en van crèmes die het bevatten, is niet aangetoond dat ze de opname van zink in de huid verhogen, dus op ZnO gebaseerde zonnebrandmiddelen worden als veilig beschouwd; tenzij er allergische reacties zijn, in welk geval het gebruik moet worden stopgezet.
Bepaalde nanodeeltjes die zijn ontworpen om bacteriën te bestrijden, kunnen negatieve effecten hebben als ze niet correct naar hun plaats van actie worden getransporteerd..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.