- Kết cấu
- Tính chất của phốt phát kẽm
- Ngoại hình
- Khối lượng phân tử
- Độ nóng chảy
- Điểm sôi
- Tỉ trọng
- Chỉ số khúc xạ
- Khả năng hòa tan trong nước
- Điểm sáng
- Các ứng dụng
- Mỹ phẩm
- Tác nhân kháng khuẩn
- Xi măng nha khoa
- Lớp phủ chống ăn mòn
- Người giới thiệu
Các phosphate kẽm là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học Zn 3 (PO 4 ) 2 , nhưng nó xảy ra trong tự nhiên ở dạng tetrahydrat của nó, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O trong hopeite khoáng và parahopeíta . Tương tự như vậy, nhiều loại cơ bản của nó được tìm thấy trong tarbutite khoáng, Zn 2 (PO 4 ) (OH). Các khoáng chất này được hình thành do quá trình oxy hóa của sphalerit trong vùng nước giàu phốt phát.
Tất cả các ứng dụng đã biết của hợp chất này đều dựa trên Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, vì các phân tử nước của nó mang lại cho nó đặc tính là một chất cố định tốt. Do đó, dạng khan của nó như vậy không sử dụng được cho nhu cầu kinh tế lớn.
Các mảnh photphat kẽm. Nguồn: Chemicalinterest
Như có thể thấy trong hình trên, kẽm photphat là một chất rắn màu trắng, có ở dạng bột hoặc đóng cục trong các mảnh nhỏ. Màu trắng của nó đã được sử dụng trong công thức sản xuất mỹ phẩm, cũng như trong việc điều chế xi măng nha khoa và xi măng pozzolanic phốt phát.
Kẽm photphat là một chất chống ăn mòn đã được sử dụng trong các quá trình lắng đọng điện của các khoáng chất kẽm (Hopeit và phosphophyllit) trên bề mặt thép.
Kết cấu
Công thức Zn 3 (PO 4 ) 2 chỉ ra rằng các ion Zn 2+ và PO 4 3- tạo muối theo tỷ lệ 3: 2, có nghĩa là cứ ba cation Zn 2+ thì có hai anion PO 4 3- . Các ion này tương tác tĩnh điện với nhau, do đó thiết lập một liên kết ion mạnh do độ lớn của điện tích của chúng. Cả hai ion đều đa hóa trị.
Do đó, Zn 2+ và PO 4 3- tự định hướng trong không gian cho đến khi chúng xác định một cấu trúc có trật tự và lặp lại: một tinh thể kẽm photphat. Tinh thể này sử dụng cấu trúc đơn tà, α-Zn 3 (PO 4 ) 2 . Nó dường như có khả năng chuyển pha sang các dạng đa hình khác: β-Zn 3 (PO 4 ) 2 và γ- Zn 3 (PO 4 ) 2 , tất cả đều phụ thuộc vào nhiệt độ.
Ba hình đa hình là đẳng cấu trúc, chỉ khác nhau về hướng không gian của các ion của chúng; nghĩa là chúng có các nhóm không gian khác nhau.
Mặt khác, kẽm photphat có xu hướng chủ yếu xuất hiện dưới dạng hiđrat: Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, có cấu trúc tinh thể cũng là đơn tà. Lần này các ion đi kèm với bốn phân tử nước, tương tác với chúng thông qua lực ion lưỡng cực và liên kết hydro.
Tính chất của phốt phát kẽm
Kẽm phốt phát. Ondřej Mangl
Ngoại hình
Chất rắn màu trắng bụi.
Khối lượng phân tử
454,11 g / mol
Độ nóng chảy
900 ºC
Điểm sôi
Không có thông tin. Điều này có thể là do sự phân hủy nhiệt có thể xảy ra hoặc không có điều kiện áp suất để chất lỏng muối sôi.
Tỉ trọng
3,998 g / cm 3
Chỉ số khúc xạ
1.595.
Khả năng hòa tan trong nước
Không hòa tan. Điều này một phần là do liên kết ion giữa các ion Zn 2+ và PO 4 3- làm tăng năng lượng mạng tinh thể khi muối tan trong nước.
Điểm sáng
Kẽm photphat là chất không cháy.
Các ứng dụng
Việc sử dụng kẽm photphat tương ứng với các công dụng của tetrahydrat, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, vì nó là dạng chủ yếu và thậm chí còn được tìm thấy trong các khoáng chất hy vọng và parahopeit. Do đó, người ta vẫn chưa biết liệu dạng khan của nó, Zn 3 (PO 4 ) 2 , có công dụng cụ thể hay không.
Mỹ phẩm
Kẽm phốt phát đã được sử dụng như một chất màu trắng, thay thế các oxit kẽm và titan trong các sản phẩm mỹ phẩm và làm đẹp. Vật liệu, mềm khi chạm vào, có các hạt nhỏ và tròn để bao phủ bề mặt da mà không thấm qua lỗ chân lông, được tổng hợp từ hỗn hợp axit photphoric, H 3 PO 4 , và kẽm nitrat, Zn (NO 3 ) 2 .
Do đó, các chất màu photphat kẽm trắng được điều chế bằng cách thay đổi tỷ lệ Zn / P. Vì vậy, khi trộn thuốc thử, người ta thêm vào một lượng biến đổi H 3 PO 4 và Zn (NO 3 ) 2 , cho đến khi thu được sản phẩm có đặc tính thẩm mỹ tốt nhất.
Trong một nghiên cứu do Đại học tỉnh Kyoto thực hiện, họ phát hiện ra rằng các chất màu được chuẩn bị với tỷ lệ Zn / P bằng 2/1, 1/1 và 3/2 cho thấy độ phản xạ tốt nhất; do đó, chúng làm sáng khuôn mặt của những người sử dụng mỹ phẩm so với độ sáng của các công thức khác.
Tác nhân kháng khuẩn
Các hạt nano kẽm photphat nằm trong kho vũ khí dành để chống lại vi khuẩn và do đó, là một giải pháp thay thế cho việc sử dụng kháng sinh. Bằng cách này, khả năng kháng thuốc liên tục và tiến triển mà vi khuẩn phát triển đối với kháng sinh được giảm xuống, đồng thời tìm cách giảm chi phí trong điều trị các bệnh truyền nhiễm.
Các hạt nano này đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn tuyệt vời chống lại vi khuẩn coliform, một nghiên cứu đã được xác minh trên chuột mà không gây ra stress oxy hóa.
Xi măng nha khoa
Kẽm photphat được sử dụng để điều chế xi măng photphat, được sử dụng để phục hình nhiều loại vật liệu; trong số đó, răng của chính chúng ta, hoạt động như một loại xi măng nha khoa đã được sử dụng khá phổ biến trong nha khoa từ lâu. Xi măng phốt phát này được sử dụng để cố định và liên kết một số chất rắn cùng một lúc.
Kẽm phốt phát được sử dụng để sản xuất xi măng nha khoa.
Nó được điều chế bằng cách hòa tan oxit kẽm và magie trong axit photphoric, đó là lý do tại sao các ion Zn 2+ và Mg 2+ có mặt , tạo thành cấu trúc phức tạp. Xi măng nha khoa này rất cần thiết cho quá trình xi măng cuối cùng của răng. Tuy nhiên, do tính axit của nó, xi măng polycarboxylate được sử dụng thay thế cho những bệnh nhân quá nhạy cảm với nó.
Lớp phủ chống ăn mòn
Tương tự như xi măng, bề mặt của thép cũng có thể được phốt phát hóa.
Để làm điều này, các miếng thép được đặt trong một bể chứa axit photphoric đã được kiềm hóa, và sau khi cung cấp dòng điện, một lớp màng bảo vệ bao gồm Hopeite (Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O) và phosphophyllite được hình thành trên bề mặt của chúng. (Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O), hợp chất sau này bền nhất với môi trường kiềm mạnh.
Các phản ứng hóa học tham gia là:
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 +
Vấn đề với các lớp phủ này nằm ở mức độ xốp của chúng, vì nó để lại các sườn tiếp xúc, nơi thép có thể bị ăn mòn.
Mặt khác, xi măng pozzolanic có chứa kẽm phốt phát đã được sử dụng để phát triển các loại bê tông chống ăn mòn.
Nói chung, đặc tính chống ăn mòn của kẽm phốt phát đã được sử dụng để làm lớp phủ cho tường trước khi sơn các lớp sơn, để chúng tồn tại lâu hơn và hiển thị màu sắc đẹp hơn.
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ . (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
- Wikipedia. (Năm 2020). Kẽm phốt phát. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (năm 2020). Kẽm phốt phát. ScienceDirect. Phục hồi từ: sciricalirect.com
- Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (Năm 2020). Kẽm phốt phát. Cơ sở dữ liệu PubChem., CID = 24519. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. al-Swaidani. (2018). Tác dụng ức chế của bồn tắm Pozzolan và kẽm phốt phát tự nhiên đối với sự ăn mòn của cốt thép. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Tỷ lệ trộn kẽm nitrat và axit photphoric để điều chế chất màu trắng kẽm photphat. Gốm sứ, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. và cộng sự. (2019). Các hạt nano dựa trên phốt phát kẽm như một chất kháng khuẩn mới: nghiên cứu in vivo trên chuột sau khi tiếp xúc với chế độ ăn uống. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8