- Structura
- Proprietățile fosfatului de zinc
- Aspectul fizic
- Masă molară
- Punct de topire
- Punct de fierbere
- Densitate
- Indicele de refracție
- Solubilitatea apei
- Punct de aprindere
- Aplicații
- Produse cosmetice
- Agent antibacterian
- Ciment dentar
- Acoperire anticorozivă
- Referințe
Fosfat de zinc este un compus anorganic cu formula chimică Zn 3 (PO 4 ) 2 , dar se găsește în natură în forma sa tetrahidrat, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O în hopeite mineral și parahopeíta . De asemenea, o varietate de bază se găsește în tarbutita minerală, Zn 2 (PO 4 ) (OH). Aceste minerale sunt formate prin oxidarea sphaleritei în apele bogate în fosfați.
Toate utilizările cunoscute ale acestui compus se bazează pe Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, deoarece moleculele sale de apă îi dau proprietatea de a fi un bun agent de fixare. Prin urmare, forma sa anhidră, ca atare, lipsește utilizările unei cereri economice mari.
Fragmente de fosfat de zinc. Sursa: Interes chimic
După cum se poate observa în imaginea de mai sus, fosfatul de zinc este un solid alb, prezent sub formă de pulbere sau copt în bucăți mici. Culoarea albă a fost utilizată în formularea produselor cosmetice, precum și la prepararea cimenturilor dentare și a cimenturilor pozzolanice fosfat.
Fosfatul de zinc este un agent anticoroziv care a fost utilizat în procese pentru electrodepunerea mineralelor de zinc (hopit și fosfofilită) pe suprafața oțelurilor.
Structura
Formula Zn 3 (PO 4 ) 2 indică faptul că ionii Zn 2+ și PO 4 3- formează sarea într-un raport 3: 2, ceea ce înseamnă că pentru fiecare trei cationi Zn 2+ există doi anioni PO 4 3- . Acești ioni interacționează între ei electrostatic, stabilind astfel o legătură ionică puternică datorită mărimii sarcinilor lor. Ambii ioni sunt polivalenți.
Astfel, Zn 2+ și PO 4 3- sfârșesc orientându-se în spațiu până când definesc o structură ordonată și repetitivă: un cristal de fosfat de zinc. Acest cristal adoptă o structură monoclinică, α-Zn 3 (PO 4 ) 2 . Se pare că este capabil să sufere tranziții de fază la alte forme polimorfe: β-Zn 3 (PO 4 ) 2 și γ-Zn 3 (PO 4 ) 2 , toate dependente de temperatură.
Cei trei polimorfi sunt izostructurali, diferind doar în orientarea spațială a ionilor lor; adică au grupuri spațiale diferite.
Pe de altă parte, fosfatul de zinc tinde să apară în principal ca hidrat: Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, a cărei structură cristalină este, de asemenea, monoclinică. De această dată ionii sunt însoțiți de patru molecule de apă, care interacționează cu ele prin forțe dipol-ionice și legături de hidrogen.
Proprietățile fosfatului de zinc
Fosfat de zinc. Ondřej Mangl
Aspectul fizic
Solid alb alb.
Masă molară
454,11 g / mol
Punct de topire
900 ºC
Punct de fierbere
Fara informatii. Acest lucru s-ar putea datora unei posibile descompuneri termice sau a indisponibilității condițiilor de presiune pentru ca lichidul sărat să fiarbă.
Densitate
3.998 g / cm 3
Indicele de refracție
1595.
Solubilitatea apei
Insolubil. Acest lucru se datorează în parte legării ionice dintre ionii Zn 2+ și PO 4 3- , ceea ce crește energia de zăpadă cristalină împotriva dizolvării sării în apă.
Punct de aprindere
Fosfat de zinc este o substanță neinflamabilă.
Aplicații
Utilizările fosfatului de zinc corespund celor ale tetrahidratului său, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, întrucât este forma sa predominantă și se găsește chiar și în minereurile de speranță și parafita. Prin urmare, nu se știe dacă forma sa anhidră, Zn 3 (PO 4 ) 2 , are o utilizare specifică.
Produse cosmetice
Fosfat de zinc a fost utilizat ca un pigment alb, înlocuind oxizii de zinc și titan în produsele cosmetice și de înfrumusețare. Materialul, moale la atingere, de particule mici și rotunde pentru a acoperi suprafața pielii fără a-i scurge porii, este sintetizat dintr-un amestec de acid fosforic, H 3 PO 4 și azotat de zinc, Zn (NU 3 ) 2 .
Astfel, pigmenții de fosfat de zinc alb sunt preparați prin variația raporturilor Zn / P. Pentru aceasta, atunci când se amestecă reactivii, cantități variabile de H 3 PO 4 (NO și Zn 3 ) 2 se adaugă , până când se obține produsul cu cele mai bune proprietăți cosmetice.
Într-un studiu realizat de Universitatea Prefecturală Kyoto, ei au descoperit că pigmenții preparați cu un raport Zn / P egal cu 2/1, 1/1 și 3/2 au prezentat cele mai bune reflectări; prin urmare, au strălucit fețele celor care au aplicat cosmeticul în comparație cu luminozitatea altor formulări.
Agent antibacterian
Nanoparticulele fosfatului de zinc se află în arsenalul destinat combaterii microbilor și, prin urmare, reprezintă o alternativă la utilizarea antibioticelor. În acest fel, rezistența constantă și progresivă pe care bacteriile o dezvoltă față de antibiotice este redusă, în același timp încearcă să reducă cheltuielile cu tratamentul bolilor infecțioase.
Aceste nanoparticule au arătat o mare activitate antibacteriană împotriva bacteriilor coliforme, un studiu care a fost verificat la șobolani, fără a provoca stres oxidativ.
Ciment dentar
Fosfat de zinc este utilizat pentru prepararea cimentului fosfat, care este utilizat în restaurarea multor materiale; printre ei, propriii noștri dinți, comportându-se ca un ciment dentar care a fost destul de popular în stomatologie de mult timp. Acest ciment fosfat este utilizat pentru fixarea și unirea mai multor solide în același timp.
Fosfat de zinc este utilizat pentru fabricarea de cimenturi dentare.
Este preparat prin dizolvarea de zinc și oxizi de magneziu în acid fosforic, motiv pentru care sunt prezenți ioni Zn 2+ și Mg 2+ , formând structuri complexe. Acest ciment dentar este esențial pentru cimentarea finală a dinților. Cu toate acestea, datorită acidității sale, cimentul policarboxilat este utilizat în locul pacienților care sunt prea sensibili la acesta.
Acoperire anticorozivă
Similar cu cimentul, suprafața oțelurilor poate fi de asemenea fosfatată.
Pentru aceasta, piesele de oțel sunt introduse într-o baie cu acid fosforic alcalinizat, iar după furnizarea unui curent electric, pe suprafața lor se formează un film protector compus din hopit (Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O) și fosfofilită . (Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O), ultimul compus fiind cel mai rezistent împotriva mediilor puternic alcaline.
Reacțiile chimice implicate sunt următoarele:
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 +
Problema acestor acoperiri constă în gradul lor de porozitate, deoarece lasă flancurile expuse unde oțelul poate suferi coroziune.
Pe de altă parte, cimentul pozzolanic care conține fosfat de zinc a fost utilizat pentru dezvoltarea betoanelor mai rezistente la coroziune.
În general, proprietatea anticorozivă a fosfatului de zinc a fost destinată să servească drept acoperiri pentru pereți înainte de aplicarea straturilor de vopsea, astfel încât acestea să fie mai durabile și să arate culori mai bune.
Referințe
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică . (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Fosfat de zinc. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (2020). Fosfat de zinc. ScienceDirect. Recuperat de la: sciencedirect.com
- Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2020). Fosfat de zinc. Baza de date PubChem., CID = 24519. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. al-Swaidani. (2018). Efectul de inhibare a băilor naturale Pozzolan și fosfat de zinc asupra coroziunii din oțel de armare. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Raportul de amestecare a nitratului de zinc și a acidului fosforic pentru prepararea pigmenților albi fosfat de zinc. Ceramica, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. și colab. (2019). Nanoparticule pe bază de fosfat de zinc ca un nou agent antibacterian: studiu in vivo asupra șobolanilor după expunerea dietetică. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8