Công Thức, Tính Chất Và Công Dụng Của Zinc Oxide (ZnO) / Hóa Học

các oxit kẽm là một hợp chất hóa học của công thức ZnO. Nó là một hợp chất hóa học vô cơ được sử dụng như một thành phần trong các loại thuốc không kê đơn. Nó cũng được sử dụng chủ yếu như một chất phụ gia trong các sắc tố và chất bán dẫn trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Kẽm oxit được tìm thấy trong tự nhiên trong kẽmite, một khoáng chất chủ yếu được tìm thấy ở New Jersey, Hoa Kỳ. Zincite có cấu trúc tinh thể hình lục giác (mindat.org và Học viện khoáng vật học Hudson, 2017).

Có một số quy trình để tổng hợp oxit kẽm, các tuyến chính là phương pháp của Pháp và Mỹ.

Trong quy trình của Pháp, kẽm kim loại bốc hơi và hơi nước bị oxy hóa với không khí được làm nóng trước. Quá trình của Mỹ sử dụng các hợp chất kẽm thô khác nhau, được khử bằng carbon, tạo ra hơi kẽm. Sau đó, hơi kẽm bị oxy hóa với oxy có trong không khí, tương tự như quá trình của Pháp.

Một cách khác để tổng hợp oxit kẽm là quá trình ướt, bao gồm tinh chế sunfat hoặc kẽm clorua thông qua kết tủa với cacbonat. Kết tủa sau đó được nung để thu được oxit kẽm (Công thức oxit kẽm, S.F.).

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

Chỉ số

• 1 Tính chất lý hóa
• 2 Tính phản ứng và mối nguy hiểm
• 3 hạt nano
• 4 công dụng
  • 4.1 1- Y học
  • 4.2 2- Công nghiệp cao su
  • 4.3 3- Sắc tố và sơn
  • 4.4 4- Pin mặt trời
  • 4,5 5- Áp điện
  • 4.6 6- Công dụng khác
• 5 tài liệu tham khảo

Tính chất hóa lý

Kẽm oxit là một chất rắn màu trắng không có mùi thơm và vị đắng (Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia., 2017). Sự xuất hiện của nó được thể hiện trong hình 2.

Kẽm oxit có hai cấu trúc có thể: lục giác và khối, nhưng tinh thể lục giác là phổ biến nhất. Hợp chất có trọng lượng phân tử là 81,38 g / mol và mật độ 5.606 g / ml. Điểm nóng chảy của nó là 1975 ° C, nơi nó bắt đầu phân hủy (Hiệp hội hóa học Hoàng gia, 2015).

ZnO là một oxit lưỡng tính có thể hòa tan trong axit hoặc kiềm thông qua các phản ứng:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2Ôi

ZnO + 2OH- → Zn+2 + H2Ôi

Kẽm oxit không hòa tan trong nước (0,0004 g trên 100 ml nước ở 17 ° C). Độ hòa tan thấp mà nó tạo ra tạo ra dung dịch nước có độ pH trung tính. Phản ứng dữ dội với bụi nhôm và magiê gây nguy hiểm cháy nổ.

Hỗn hợp mật thiết của oxit kẽm và cao su clo hóa có hoặc không có hydrocarbon hoặc dung môi clo hóa phản ứng dữ dội, thậm chí bùng nổ khi đun nóng.

Việc bổ sung chậm oxit kẽm để phủ lên bề mặt của vecni dầu hạt lanh gây ra sự phát sinh và đánh lửa (CAMEO, 2016).

Tính phản ứng và mối nguy hiểm

Kẽm oxit là một hợp chất ổn định không dễ cháy và cho thấy không có sự không tương thích với các hợp chất hóa học khác, nhưng khi đun nóng, sẽ phát ra khói độc. Hợp chất này không độc hại hoặc nguy hiểm khi ăn hoặc tiếp xúc với da hoặc mắt, tuy nhiên hợp chất này thể hiện mối nguy hiểm khi hít phải.

Nồng độ có hại của các hạt trong không khí có thể đạt được một cách nhanh chóng, đặc biệt là đối với các hạt oxit kẽm. Hít phải khói có thể gây sốt kim loại với các triệu chứng sau:

• đau họng
• đau đầu
• sốt hoặc nhiệt độ cơ thể cao
• buồn nôn
• nôn
• Điểm yếu
• lạnh
• đau cơ.

Các chất như khói gây kích thích đường hô hấp. Các hiệu ứng có thể bị trì hoãn. Các triệu chứng của sốt khói kim loại không biểu hiện cho đến sau một vài giờ (NIOSH, 2015).

Trong trường hợp hít phải, nạn nhân nên được phép nghỉ ngơi ở nơi thoáng khí. Nếu hít phải nghiêm trọng, nạn nhân nên được sơ tán đến khu vực an toàn càng sớm càng tốt.

Nới lỏng quần áo bó sát như cổ áo sơ mi, thắt lưng hoặc cà vạt. Nếu nạn nhân cảm thấy khó thở, nên thở oxy.

Nếu nạn nhân không thở, hồi sức bằng miệng được thực hiện. Luôn luôn tính đến việc có thể gây nguy hiểm cho người giúp hồi sức bằng miệng khi vật liệu hít phải độc hại, truyền nhiễm hoặc ăn mòn (Bảng dữ liệu an toàn vật liệu Kẽm oxit, 2013).

Mặc dù sử dụng kẽm oxit làm thuốc, nhưng nó rất độc hại với môi trường, đặc biệt là đối với các sinh vật dưới nước. Các biện pháp trước mắt phải được thực hiện để hạn chế sự lây lan của chúng ra môi trường theo các quy định được thiết lập.

Hạt nano

Ngày nay, công nghệ nano đang hoạt động trong các lĩnh vực khoa học khác nhau thông qua hoạt động của nó trên các vật liệu và thiết bị sử dụng các kỹ thuật quy mô nanomet khác nhau (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Các hạt nano là một phần của vật liệu nano được định nghĩa là các hạt riêng lẻ có đường kính 1-100nm.

Từ những năm gần đây, hạt nano là vật liệu phổ biến để phát triển các ứng dụng tiên tiến mới trong truyền thông, lưu trữ năng lượng, phát hiện, lưu trữ dữ liệu, quang học, truyền dẫn, bảo vệ môi trường, mỹ phẩm, sinh học và y học do chúng tính chất quang, điện và từ quan trọng.

Đặc biệt, tính chất độc đáo và tính hữu dụng của hạt nano cũng phát sinh từ nhiều thuộc tính khác nhau, bao gồm kích thước tương tự của hạt nano và phân tử sinh học như protein và axit polynucleotide. Ngoài ra, hạt nano có thể được chế tạo với nhiều loại kim loại.

Các hạt nano oxit kim loại, bao gồm oxit kẽm, là nền tảng linh hoạt cho các ứng dụng y sinh và can thiệp trị liệu.

Có một nhu cầu cấp thiết để phát triển các lớp chất chống ung thư mới, và các nghiên cứu gần đây cho thấy vật liệu nano ZnO rất hứa hẹn (John W. Rasmussen, 2010).

Những hạt nano này có đặc tính kháng khuẩn, chống ăn mòn, kháng nấm và UV. Một số từ đồng nghĩa của hạt nano oxit kẽm là oxydatum, cinci oxicum, trắng vĩnh viễn, ketocinc và oxocinc (AZoNano, 2013).

Công dụng

1- Y học

Kẽm oxit là một sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong da liễu để chăm sóc da. Ở Hoa Kỳ, nó là thành phần chính của kem chống nắng do đặc tính phản chiếu của nó.

Kẽm oxit là một trong những thành phần an toàn nhất để bảo vệ da khỏi tác hại của tia cực tím (UV). Tia UV xâm nhập vào da và làm hỏng các mô, đẩy nhanh quá trình lão hóa và làm khô da.

Những tia này cũng làm tăng nguy cơ ung thư da. Kem chống nắng có chứa oxit kẽm lọc tia UV, ngăn chúng xâm nhập vào da và gây tổn thương tế bào.

Kẽm oxit cũng có hiệu quả trong việc chữa lành da. Nó có thể được sử dụng để chữa lành vết thương, giảm độ nhạy cảm liên quan đến cháy nắng và làm mềm da nứt nẻ.

Những người bị thiếu kẽm có xu hướng trải qua các chu kỳ chữa lành vết thương chậm. Khi oxit kẽm được áp dụng cho khu vực vết thương, nó cung cấp cho cơ thể thêm lượng kẽm cần thiết để sửa chữa các tế bào da. Kẽm oxit giúp giữ ẩm và làm sạch vùng vết thương.

Các loại kem và kem có chứa oxit kẽm là chất làm se da hiệu quả. Kẽm oxit có thể được áp dụng để ngăn dầu thừa hình thành trên bề mặt.

Đôi khi nó được sử dụng như một phương pháp điều trị mụn trứng cá - nó được cho là làm giảm sự xuất hiện của nhược điểm và giảm kích ứng da và viêm, giảm số lượng và mức độ nghiêm trọng của mụn trứng cá.

Viện Y tế Quốc gia báo cáo rằng kẽm tại chỗ và uống dường như là một phương pháp điều trị mụn trứng cá an toàn và hiệu quả (PEARSON, 2015).

Thuốc mỡ kẽm có thể hoạt động tốt nhất cho tình trạng da phổ biến này khi được sử dụng kết hợp với kháng sinh tại chỗ erythromycin.

Do đặc tính kháng khuẩn và khử mùi, các bác sĩ thường điều trị chứng hăm tã bằng thuốc mỡ oxit kẽm. Nó thường được áp dụng ở mỗi lần thay tã cho hiệu quả tối ưu.

Giữ cho khu vực tã sạch sẽ và cho phép da khô hoàn toàn trước khi bôi thuốc mỡ oxit kẽm có thể giúp giảm thiểu mức độ nghiêm trọng của phát ban tã.

Thuốc mỡ kẽm oxit có thể làm giảm các triệu chứng nám, theo Học viện Da liễu Hoa Kỳ. Nám là tình trạng phổ biến của da gây ra các đốm nâu trên mặt, đặc biệt là ở mũi, má, môi và trán của cằm..

Khoảng 90 phần trăm các trường hợp nám xảy ra ở phụ nữ. Nó thường gặp nhất ở những người có làn da tối màu.

Kích ứng da nhỏ như vết cắt, vết bỏng, vết trầy xước và cây thường xuân độc thường được hưởng lợi từ các đặc tính chống viêm có trong thuốc mỡ oxit kẽm. Bạn có thể bôi một lớp kẽm oxit mỏng lên vùng da bị ảnh hưởng thường xuyên khi cần thiết để giảm kích ứng và thúc đẩy quá trình chữa lành.

Tác dụng bảo vệ của thuốc mỡ kẽm oxit trên da làm cho nó trở thành một trong những phương pháp điều trị tốt nhất cho bệnh trĩ

Bệnh trĩ là các tĩnh mạch bị sưng ở ống hậu môn được gây ra bởi áp lực dư thừa ở vùng chậu và trực tràng. Bệnh trĩ thường không nghiêm trọng, nhưng có thể gây khó chịu đáng kể (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2- Ngành cao su

Hơn 50% oxit kẽm được sử dụng trong ngành công nghiệp cao su. Thông qua quá trình lưu hóa, lớp hoàn thiện có độ bền kéo cao hơn và khả năng chống sưng và mài mòn, và có tính đàn hồi ở dải nhiệt độ rộng hơn.

Ở dạng đơn giản nhất, lưu hóa được tạo ra bằng cách đốt nóng cao su bằng lưu huỳnh (Encyclopædia Britannica, 2018).

Hai thành phần đóng vai trò quan trọng trong hóa học lưu hóa được gọi là "chất kích hoạt", thường là oxit kẽm và axit stearic.

Các hợp chất này phản ứng với nhau và với các máy gia tốc để tạo thành hợp chất kẽm sunfua, do đó là chất trung gian quan trọng trong việc bổ sung lưu huỳnh vào chất đàn hồi diene và tạo liên kết lưu huỳnh để tạo ra các nguyên tố như lốp xe, đế giày và thậm chí là khúc côn cầu (Gent, 2016).

3- Sắc tố và sơn

Cùng với dầu hạt lanh (một loại dầu khô hữu ích như một phương tiện), oxit kẽm được sử dụng làm sắc tố từ thế kỷ 18, mang lại sự mở rộng nhanh chóng của ngành sơn châu Âu. Các sắc tố màu trắng cơ bản bao gồm oxit kẽm, kẽm sunfua, lithopone và titan dioxide (Encyclopædia Britannica, 1998).

4- Pin mặt trời

Một ứng dụng rất quan trọng là oxit kẽm được sử dụng rộng rãi làm lớp đệm trong pin mặt trời CIGS (Copio Indio Gálio Selenido). Một số thí nghiệm hiện tại tập trung vào ảnh hưởng của độ dày ZnO đến công suất đầu ra tối đa cho các ô.

5- Áp điện

Kẽm oxit (ZnO) là một vật liệu thú vị liên quan đến độ dẫn điện. Nó kết tinh trong cấu trúc wurtzite, và sự kết hợp của nó là hỗn hợp của ion và cộng hóa trị. Tinh thể đơn tinh khiết cao là chất cách điện.

Kẽm oxit là chất áp điện nhất trong tất cả các vật liệu và được sử dụng rộng rãi làm đầu dò trong các thiết bị điện tử. (Tính áp điện là tính chất của tinh thể để phân cực khi chịu áp lực.)

Kẽm oxit là một chất bán dẫn tốt khi các tạp chất nhôm được đưa vào tinh thể. Gốm oxit kẽm bán dẫn đa tinh thể dẫn điện tốt và tuân theo định luật Ohm.

Việc bổ sung một lượng nhỏ các oxit khác, chẳng hạn như bari và crom, làm cho gốm oxit kẽm có tính chất điện rất phi ohmic

6- Công dụng khác

Việc bổ sung oxit kẽm giúp xử lý bê tông và cũng cải thiện khả năng chống nước.

Kẽm oxit được sử dụng trong các bộ lọc thuốc lá và làm phụ gia trong ngũ cốc. Nó cũng được sử dụng trong xerography như tấm quang dẫn và chống ăn mòn.

Tương lai của oxit kẽm chất lượng cao chắc chắn sẽ hấp dẫn. Những tiến bộ tiềm năng cho các ứng dụng phi thuốc thậm chí còn vượt trội hơn so với việc sử dụng thuốc hiện tại.

Nanorod kẽm oxit, cảm biến spintronic và áp điện là những lĩnh vực rất hứa hẹn và những lĩnh vực phải tính đến trong tương lai không xa.

Tài liệu tham khảo

1. (2013, ngày 10 tháng 7). Hạt nano oxit (ZnO) - Tính chất, ứng dụng. Phục hồi từ azonano: azonano.com.
2. (2016). ZINC OXIDE, CRUDE. Lấy từ các hóa chất: cameochemicals.noaa.gov.
3. EMBL-EBI (2017, ngày 22 tháng 2). oxit kẽm. Được phục hồi từ ChEBI: ebi.ac.uk.
4. Bách khoa toàn thư Britannica. (1998, ngày 7 tháng 7). Sơn. Phục hồi từ britannica.com.
5. Bách khoa toàn thư Britannica. (2018, ngày 15 tháng 9). SẢN XUẤT CAO SU lưu hóa. Phục hồi từ Britannica.com.
6. Gent, A. N. (2016, ngày 21 tháng 4). Cao su. Phục hồi từ britannica.com.
7. HELLESVIG-GASKELL, K. (2013, ngày 16 tháng 8). Thuốc mỡ kẽm Oxide sử dụng. Lấy từ livestrong.com.
8. John W. Rasmussen, E. M. (2010). Các hạt nano oxit kẽm để phá hủy có chọn lọc các tế bào khối u và tiềm năng cho các ứng dụng phân phối thuốc. Chuyên gia Opin Thuốc Deliv. 7 (9):, 1063-1077.
9. Bảng dữ liệu an toàn vật liệu Kẽm oxit. (2013, ngày 21 tháng 5). Phục hồi từ sciencelab.com.
10. org và Viện khoáng vật học Hudson. (2017, ngày 29 tháng 3). Kẽm Lấy từ mindat.org.
11. Trung tâm thông tin công nghệ sinh học quốc gia ... (2017, ngày 30 tháng 4). Cơ sở dữ liệu hợp chất PubChem; CID = 14806. Lấy từ PubChem.
12. (2015, ngày 22 tháng 7). ZINC OXIDE. Phục hồi từ cdc.gov.
13. PEARSON, O. (2015, ngày 18 tháng 2). Lợi ích của Zinc Oxide cho da. Lấy từ livestrong.com
14. Hội hóa học hoàng gia. (2015). Kẽm oxit. Lấy từ chemspider. 
15. Vaseem Mohammad (Tiến sĩ), A. U.-B. (2010). Hạt nano ZnO: Tăng trưởng, Tính chất và Ứng dụng. Trong cấu trúc nano oxit kim loại và ứng dụng của chúng (trang 1-36). Nhà xuất bản khoa học Mỹ.
16. Công thức oxit kẽm. (S.F.). Lấy từ softschools.com.