- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- densitat
- solubilitat
- propietats químiques
- obtenció
- usos
- En tractaments mèdics
- En aplicacions veterinàries
- Com retardant de flama
- En tractaments odontològics
- Per separar minerals perillosos d'arsènic
- En l'obtenció d'altres compostos de zinc
- En la recuperació de zinc d'efluents residuals
- altres aplicacions
- Riscos
- Efectes sobre l'ambient
- referències
El carbonat de zinc és un compost inorgànic format pels elements zinc (Zn), carboni (C) i oxigen (O). La seva fórmula química és ZnCO 3. El zinc té un estat d'oxidació de +2, el carboni +4 i l'oxigen -2.
És un sòlid incolor o blanc que es troba en la naturalesa formant el mineral smithsonita, en el qual pot estar sol o amb altres elements com cobalt o coure, els quals li confereixen una coloració violeta o verd respectivament.
Smithsonita, mineral de ZnCO 3. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Font: Wikimedia Commons.
El ZnCO 3 és gairebé insoluble en aigua, però es dissol fàcilment en àcids diluïts, ja que l'ió carbonat en medi àcid forma àcid carbònic (H 2 CO 3), que després es converteix en el gas CO 2 i aigua.
S'utilitza com a antisèptic en ferides d'animals i en ocasions és subministrat en la dieta per evitar malalties causades per deficiència de zinc.
Serveix per retardar el cremat que certes fibres, plàstics i gomes quan entren en contacte amb el foc. Permet separar minerals tòxics d'arsènic d'altres roques de manera segura.
Ha estat utilitzat en pastes dentífriques per recuperar la dentina a les dents sotmesos a blanquejament.
estructura
El ZnCO 3 està format per un catió Zn 2+ i un anió CO 3 2-. El carboni en l'ió carbonat posseeix un estat d'oxidació de +4. Aquest ió té una estructura plana amb els tres àtoms d'oxigen envoltant l'àtom de carboni.
Estructura química de l'carbonat de zinc. Unknown author / Public domain. Font: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Carbonat de zinc
- Monocarbonato de zinc
- Surt de zinc de l'àcid carbònic
- smithsonita
- Espat de zinc
propietats
estat físic
Sòlid incolor o blanc cristal·lí. Vidres rómbicos.
Carbonat de zinc. Ondřej Mangl / Public domain. Font: Wikimedia Commons.
pes molecular
125,4 g / mol
Punt de fusió
A 140 ºC es descompon sense fondre.
densitat
4,398 g / cm 3 a 20 ° C.
solubilitat
Pràcticament insoluble en aigua: 0,000091 g / 100 g de H 2 O a 20 ° C. Soluble en àcids diluïts, àlcalis i solucions de sals d'amoni. Insoluble en amoníac, alcohol i acetona.
propietats químiques
Reacciona amb àcids formant diòxid de carboni:
ZnCO 3 + 2 H + → Zn 2+ + H 2 O + CO 2 ↑
Es dissol en bases formant l'hidròxid, el qual es dissol parcialment formant un ió de zincato:
ZnCO 3 + 2 OH - → Zn (OH) 2 + CO 3 2-
Zn (OH) 2 + H 2 O + OH - → -
No és inflamable. Quan s'escalfa fins a la seva descomposició produeix òxid de zinc i diòxid de carboni, però pot arribar a emetre monòxid de carboni (CO).
ZnCO 3 + calor → ZnO + CO 2 ↑
obtenció
S'obté molent el mineral smithsonita, antigament denominat espat de zinc.
També es pot preparar barrejant una solució de carbonat de sodi amb una sal de zinc, com ara sulfat de zinc. El sulfat de sodi roman dissolt i el carbonat de zinc precipita:
ZnSO 4 + Na 2 CO 3 → ZnCO 3 ↓ + Na 2 SO 4
usos
En tractaments mèdics
Aquest compost permet obtenir alguns productes farmacèutics. S'aplica sobre la pell inflamada en forma de pols o de loció.
En aplicacions veterinàries
El ZnCO 3 serveix com astringent, antisèptic i protector tòpic de ferides en animals.
També permet prevenir malalties causades per la deficiència de zinc, de manera que es fa servir com a suplement a la dieta d'alguns animals, sempre que les quantitats administrades estiguin dins de les normes establertes pels organismes de salut.
El carbonat de zinc en ocasions s'administra com micronutrient per evitar malalties en els porcs. Unknown author / CC0. Font: Wikimedia Commons.
En brots de paraqueratosis en porcs s'afegeix a la dieta d'aquests. Aquesta malaltia és una alteració de la pell en la qual no es forma correctament la capa còrnia.
Com retardant de flama
S'empra com a farcit a prova de foc per gomes i plàstics que s'exposen a altes temperatures. Permet protegir de foc fibres tèxtils.
En el cas dels tèxtils de cotó s'aplica sobre la tela juntament amb una mica de àlcali. Aquest ataca directament els grups hidroxil primaris (-CH 2 OH) de la cel·lulosa i els converteix en sodiocelulosa (-CH 2 ONA).
La ruptura d'enllaços de cel·lulosa per part de l'àlcali afavoreix una major penetrabilitat de les cadenes de la compacta estructura cel·lulòsica, pel que més quantitat de ZnCO 3 aconsegueix introduir-se a la zona amorfa d'aquesta i es facilita la seva dispersió.
Algunes teles de cotó poden contenir ZnCO 3 en les seves fibres per fer-les resistents a el foc. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivative work: Socky / Public domain. Font: Wikimedia Commons.
Com a resultat d'això es redueix la quantitat de gas inflamable que es podria produir amb el foc.
En tractaments odontològics
Certes cremes dentífriques basades en nanocristalls de carbonat de zinc i hidroxiapatita aplicades amb regularitat a la dentadura redueixen la hipersensibilitat de manera més efectiva que les basades en fluor.
Els nanocristalls de ZnCO 3 i hidroxiapatita presenten una mida, forma, composició química i cristal semblant a la de la dentina, de manera que els túbuls dentinales poden tancar-se amb l'aplicació d'aquests materials.
Les nanopartícules de ZnCO 3 -hidroxiapatita s'han provat amb èxit per disminuir la sensibilitat a les dents blanquejats. Autor: Photo Mix. Font: Pixabay.
Aquest tipus de pastes dentífriques van resultar útils després de processos de blanquejament dental.
Per separar minerals perillosos d'arsènic
S'han provat mètodes de separació de minerals d'arsènic de roques de sulfur (com ara galena, calcopirita i pirita) utilitzant ZnCO 3. El mineral ric en arsènic ha separar-se dels altres pel fet que aquest element és un contaminant molt tòxic i verinós per als éssers vius.
Per aconseguir això es tracta la barreja de les roques mòltes amb una solució de sulfat de zinc i carbonat de sodi a un pH de 7,5-9,0 i un compost de Xantat.
Arsenopirita. Aquest mineral ha de separar d'altres perquè conté el tòxic arsènic. La separació es pot aconseguir amb carbonat de zinc. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Font: Wikimedia Commons.
S'atribueix l'efectivitat de la fórmula a la formació de petites partícules de ZnCO 3 sobre la superfície de la arsenopirita tornant hidrofílica (afí a l'aigua), de manera que no es pot adherir a les bombolles d'aire i no pot surar, precipitant i separant dels altres minerals.
En l'obtenció d'altres compostos de zinc
El carbonat de zinc s'ha emprat per obtenir nanoestructures hidrofòbiques de borat de zinc de fórmula 3ZnO • 3B 2 O 3 • 3,5h 2 O. Aquest material pot emprar-se com a additiu retardant de flama en polímers, fusta i tèxtils.
En la recuperació de zinc d'efluents residuals
Les aigües sintètiques riques en ions zinc rebutjades per processos d'electrodeposició poden tractar-se mitjançant la tecnologia de llit fluïditzat utilitzant carbonat de sodi per precipitar ZnCO 3.
A l'precipitar el Zn 2+ en forma de carbonat disminueix la seva concentració, es filtra el sòlid obtingut i les aigües poden rebutjar de forma segura. El ZnCO 3 precipitat és d'alta puresa.
altres aplicacions
Permet preparar altres compostos de zinc. S'utilitza en cosmètics. Serveix com a pigment i s'empra en la fabricació de porcellanes, ceràmiques i terrisseria.
Riscos
La inhalació de pols de ZnCO 3 pot causar sequedat de la gola, tos, malestar al pit, febre i sudoració. La seva ingestió produeix nàusea i vòmits.
Efectes sobre l'ambient
El risc principal és el seu efecte sobre l'ambient, per la qual cosa s'ha d'evitar que sigui escampat en aquest. És molt tòxic per a la vida aquàtica amb conseqüències que perduren en els organismes vius.
referències
- US National Library of Medicine. (2019). Zinc carbonate. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Lide, DR (editor) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 th CRC Press.
- Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Sharma, V. et al. (2018). Synthesis of zinc carbonate nanoneedles, a potential Flame Retardant for cotton tèxtils. Cellulose 25, 6191-6205 (2018). Recuperat de link.springer.com.
- Guan, I. et al. (2020). Colloidal ZnCO3 es a Powerful Depressant of Arsenopyrite in Weakly Alkaline Pulp and the Interaction Mechanism. Minerals 2020, 10, 315. Recuperat de mdpi.com.
- Diseases of the Skin, Eye, Conjunctiva, and External Ear. (2017). In Veterinary Medicine (Eleventh Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- Hannig, M. and Hannig, C. (2013). Nanobiomaterials in Preventive Dentistry. In Nanobiomaterials in Clinical Dentistry. Chapter 8. Recuperat de sciencedirect.com.
- Tugrul, N. et al. (2015). Synthesis of HYDROPHOBIC nanostructures zinc borate from zinc carbonate, and characterization of the product. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. Recuperat de link.springer.com.
- de Lluna, MDG, et al. (2020). Recovery of zinc granules from synthetic Electroplating Wastewater using fluidized-bed homogeneous crystallization process. Int. J. Environ. Sci. Technol. 17, 129-142 (2020). Recuperat de link.springer.com.