- estructura
- Propietats de l'fosfat de zinc
- aparença física
- massa molar
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- densitat
- Índex de refracció
- Solubilitat en aigua
- Punt de flaix
- usos
- cosmètics
- Agent antibacterià
- ciment dental
- revestiment anticorrosiu
- referències
El fosfat de zinc és un compost inorgànic la fórmula química és Zn 3 (PO 4) 2, però es presenta en la naturalesa en la seva forma tetrahidratada, Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, en els minerals de hopeïta i parahopeíta. Així mateix, una varietat bàsica de la mateixa es troba en el mineral tarbutita, Zn 2 (PO 4) (OH). Aquests minerals es formen per l'oxidació de l'esfalerita en aigües riques de fosfat.
Tots els usos que se li coneixen a aquest compost es basen en el Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, ja que les seves molècules d'aigua li confereixen la propietat de ser un bon agent fijante. Per tant, la seva forma anhidra com a tal no té usos de gran demanda econòmica.
Fragments de fosfat de zinc. Font: Chemicalinterest
Com s'aprecia en la imatge superior, el fosfat de zinc és un sòlid de color blanc, present en forma de pols o endurit en petits fragments. El seu color blanc s'ha aprofitat en la formulació de productes cosmètics, així com en la preparació de ciments dentals i ciments putzolànics fosfatats.
El fosfat de zinc és un agent anticorrosiu que s'ha utilitzat en processos d'electrodeposició de minerals de zinc (hopeïta i fosfofil·lita) sobre la superfície dels acers.
estructura
La fórmula Zn 3 (PO 4) 2 indica que els ions Zn 2+ i PO 4 3- componen la sal en una relació 3: 2, el que significa que per cada tres cations Zn 2+ hi ha dos anions PO 4 3-. Aquests ions interaccionen entre si electrostàticament, pel que estableixen un enllaç iònic fort causa de la magnitud de les seves càrregues. Tots dos ions són polivalents.
Així, el Zn 2+ i PO 4 3- s'acaben orientant en l'espai fins a definir una estructura ordenada i repetitiva: un cristall de fosfat de zinc. Aquest vidre adopta una estructura monoclínica, α-Zn 3 (PO 4) 2. Aquesta a el parer és capaç de patir transicions de fase a altres formes polimòrfiques: β-Zn 3 (PO 4) 2 i γ- Zn 3 (PO 4) 2, totes dependents de la temperatura.
Els tres polimorfs són isoestructurals, diferenciant-se únicament en l'orientació espacial de les seves ions; és a dir, tenen grups espacials diferents.
D'altra banda, el fosfat de zinc tendeix a presentar-se majoritàriament com un hidrat: Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, l'estructura cristal·lina també és monoclínica. Aquesta vegada els ions estan acompanyats per quatre molècules d'aigua, les quals interaccionen amb ells mitjançant forces dipol-ió i ponts d'hidrogen.
Propietats de l'fosfat de zinc
Fosfat de zinc. Ondřej Mangl
aparença física
Sòlid blanc polsegós.
massa molar
454,11 g / mol
Punt de fusió
900 ºC
Punt d'ebullició
No hi ha informació a l'respecte. Això pogués ser degut a una possible descomposició tèrmica, o la no disponibilitat de les condicions de pressió perquè bulli el líquid salí.
densitat
3,998 g / cm 3
Índex de refracció
1,595.
Solubilitat en aigua
Insoluble. Això es deu en part a l'enllaç iònic existent entre els ions Zn 2+ i PO 4 3-, el qual incrementa l'energia reticular cristal·lina enfront de dissolució de la sal en aigua.
Punt de flaix
El fosfat de zinc és una substància no inflamable.
usos
Els usos de l'fosfat de zinc corresponen als de la seva tetrahidrato, Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, ja que és la seva forma predominant i fins i tot s'aconsegueix en els minerals hopeïta i parahopeíta. Per tant, es desconeix si la seva forma anhidra, Zn 3 (PO 4) 2, tingui un ús específic.
cosmètics
El fosfat de zinc s'ha utilitzat com a pigment de color blanc, substituint als òxids de zinc i titani en productes cosmètics i de bellesa. El material, suau a el tacte, de partícules petites i rodones per cobrir la superfície de la pell sense colar-se pels seus porus, es sintetitza a partir d'una barreja d'àcid fosfòric, H 3 PO 4, i nitrat de zinc, Zn (NO 3) 2.
Així, pigments blancs de fosfat de zinc es preparen variant les proporcions Zn / P. Per això, a l'barrejar els reactius s'afegeixen quantitats variables d'H 3 PO 4 i Zn (NO 3) 2, fins a obtenir el producte amb les millors propietats cosmètiques.
En un estudi realitzat per la Universitat de la Prefectura de Kyoto, van trobar que els pigments preparats amb una proporció Zn / P igual a 2/1, 1/1 i 3/2 van mostrar les millors reflectàncies; per tant, il·luminaven més els rostres dels que s'aplicaven el cosmètic en comparació a la brillantor d'altres formulacions.
Agent antibacterià
Les nanopartícules de fosfat de zinc estan dins de l'arsenal destinat per combatre els microbis i, així, ser una alternativa a l'ús dels antibiòtics. D'aquesta manera, es redueix la constant i progressiva resistència que desenvolupen els bacteris cap als antibiòtics, alhora que es busca disminuir les despeses en el tractament de les malalties infeccioses.
Aquestes nanopartícules han mostrat gran activitat antibacteriana contra els bacteris coliformes, estudi que es va comprovar en rates sense que se'ls provoqués un estrès oxidatiu.
ciment dental
El fosfat de zinc s'utilitza per preparar ciment fosfatat, el qual s'empra en les restauracions de nombrosos materials; entre ells, els nostres propis dents, comportant-se com un ciment dental bastant popular en odontologia des de fa temps. Aquest ciment fosfatat serveix per fixar i unir diversos sòlids alhora.
El fosfat de zinc és utilitzat per a la fabricació de ciments dentals.
Es prepara dissolent els òxids de zinc i magnesi en àcid fosfòric, pel que estan presents els ions Zn 2+ i Mg 2+, formant estructures complexes. Aquest ciment dental és primordial per a la cimentació final de les dents. No obstant això, per la seva acidesa, per a pacients massa sensibles a ell s'utilitza en el seu lloc el ciment de policarboxilat.
revestiment anticorrosiu
Similar a com succeeix amb el ciment, la superfície dels acers també pot fosfatarse.
Per a això, les peces d'acer s'introdueixen en un bany d'àcid fosfòric alcalinizado, i després subministrar un corrent elèctric, es forma sobre la seva superfície una pel·lícula protectora composta per hopeïta (Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O) i fosfofil·lita (Zn 2 Fe (PO 4) 2 · 4H 2 O), sent aquest últim compost el més resistent enfront de mitjans fortament alcalins.
Les reaccions químiques involucrades són les següents:
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 +
El problema d'aquests revestiments rau en el seu grau de porositat, ja que deixa flancs exposats per on l'acer pot patir corrosions.
D'altra banda, s'ha emprat ciment putzolànic contenint fosfat de zinc per al desenvolupament de concrets més resistents a la corrosió.
En general, la propietat anticorrosiva de l'fosfat de zinc ha vingut destinant-per servir com a recobriments per a les parets abans d'aplicar-se'ls les capes de pintura, de manera que aquestes siguin més longeves i mostrin millors colors.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Zinc phosphate. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (2020). Zinc Phosphate. ScienceDirect. Recuperat de: sciencedirect.com
- National Center for Biotechnology Information. (2020). Zinc Phosphate. PubChem Database., CID = 24519. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. a el-Swaidani. (2018). Inhibition Effect of Natural Pozzolan and Zinc Phosphate Baths on Reinforcing Steel Corrosion. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Mixing ràtio of zinc Nitrate and phosphoric acid for preparation of zinc phosphate white Pigments. Cerâmica, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. et al. (2019). Zinc phosphate-based nanoparticles es a novell antibacterià agent: in vivo study on rats after dietary exposure. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8