Sinkfosfat (Zn3 (PO4) 2) struktur, egenskaper, bruksområder

4056
Simon Doyle

De sinkfosfat er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er Zn3(PO4)to, men det forekommer i naturen i sin tetrahydratform, Zn3(PO4)to4HtoEller, i håpet og parahopeíta mineralene. Likeledes finnes et grunnleggende utvalg av det i mineralet tarbutitt, Znto(PO4) (ÅH). Disse mineralene dannes ved oksidasjon av sfaleritt i fosfatrikt vann.

Alle kjente bruksområder for denne forbindelsen er basert på Zn3(PO4)to4HtoEller fordi vannmolekylene gir den egenskapen til å være et godt fikseringsmiddel. Derfor mangler den vannfrie formen som sådan bruk av stor økonomisk etterspørsel..

Fragmenter av sinkfosfat. Kilde: Chemicalinterest [Public domain]

Som det kan sees på bildet ovenfor, er sinkfosfat et hvitt fast stoff, til stede som et pulver eller kaket i små fragmenter. Den hvite fargen har blitt brukt i formuleringen av kosmetiske produkter, så vel som i tilberedning av tanncement og fosfat-pozzolansement..

Sinkfosfat er et antikorrosivt middel som har blitt brukt i prosesser for elektrodeponering av sinkmineraler (hopeitt og fosfofyllitt) på overflaten av stål..

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Egenskaper av sinkfosfat
    • 2.1 Fysisk utseende
    • 2.2 Molarmasse
    • 2.3 Smeltepunkt
    • 2.4 Kokepunkt
    • 2,5 Tetthet
    • 2.6 Brytningsindeks
    • 2.7 Løselighet i vann
    • 2.8 Flammepunkt
  • 3 bruksområder
    • 3.1 Kosmetikk
    • 3.2 Antibakterielt middel
    • 3.3 Dental sement
    • 3.4 Antikorrosivt belegg
  • 4 Referanser

Struktur

Zn-formelen3(PO4)to indikerer at Zn-ionerto+ og PO43- utgjør salt i forholdet 3: 2, noe som betyr at for hver tredje Zn-kationto+ det er to PO-anioner43-. Disse ionene samhandler elektrostatisk med hverandre og etablerer dermed en sterk ionebinding på grunn av størrelsen på ladningene. Begge ionene er polyvalente.

Dermed Znto+ og PO43- de ender med å orientere seg i rommet til de definerer en ordnet og repeterende struktur: en krystall av sinkfosfat. Denne krystallet vedtar en monoklinisk struktur, α-Zn3(PO4)to. Det ser ut til å være i stand til å gjennomgå faseoverganger til andre polymorfe former: β-Zn3(PO4)to og γ- Zn3(PO4)to, alt avhengig av temperatur.

De tre polymorfene er isostrukturerte, og avviker bare i den romlige orienteringen av deres ioner. det vil si at de har forskjellige romlige grupper.

På den annen side har sinkfosfat en tendens til å fremstå hovedsakelig som et hydrat: Zn3(PO4)to4HtoEller hvis krystallstruktur også er monoklinisk. Denne gangen blir ionene ledsaget av fire vannmolekyler, som samhandler med dem gjennom dipolionkrefter og hydrogenbindinger..

Sinkfosfategenskaper

Sinkfosfat. Ondřej Mangl [Offentlig domene]

Fysisk utseende

Støvet hvitt fast stoff.

Molarmasse

454,11 g / mol

Smeltepunkt

900 ºC

Kokepunkt

Ingen informasjon. Dette kan være på grunn av mulig termisk nedbrytning, eller utilgjengelighet av trykkforhold for at saltvannet skal koke..

Tetthet

3,998 g / cm3

Brytningsindeks

1,595.

Vannløselighet

Uoppløselig. Dette skyldes delvis den ioniske bindingen mellom Zn-ioneneto+ og PO43-, som øker den krystallinske gitterenergien mot oppløsningen av saltet i vann.

Flammepunkt

Sinkfosfat er et ikke-brennbart stoff.

applikasjoner

Bruken av sinkfosfat tilsvarer dens tetrahydrat, Zn3(PO4)to4HtoEller, siden det er den dominerende formen og det til og med finnes i hopeitt- og parahopeittmineraler. Derfor er det ukjent om dens vannfrie form, Zn3(PO4)to, har en spesifikk bruk.

Kosmetikk

Sinkfosfat har blitt brukt som et hvitt pigment, og erstatter sink og titanoksider i kosmetiske produkter og skjønnhetsprodukter. Materialet, mykt å berøre, av små og runde partikler for å dekke overflaten av huden uten å sive gjennom porene, syntetiseres fra en blanding av fosforsyre, H3PO4, og sinknitrat, Zn (NO3)to.

Dermed blir hvite sinkfosfatpigmenter fremstilt ved å variere Zn / P-forholdene. For dette tilsettes variable mengder H når reagensene blandes.3PO4 og Zn (NO3)to, til du får produktet med de beste kosmetiske egenskapene.

I en studie utført av Kyoto Prefectural University, fant de at pigmenter fremstilt med et Zn / P-forhold lik 2/1, 1/1 og 3/2 viste de beste refleksjonene; derfor belyste de ansiktene til de som påførte kosmetikken mer sammenlignet med lysstyrken til andre formuleringer.

Antibakterielt middel

Sinkfosfat nanopartikler er i arsenalet som er bestemt for å bekjempe mikrober, og dermed være et alternativ til bruk av antibiotika. På denne måten reduseres den konstante og progressive resistensen som bakterier utvikler seg mot antibiotika, mens den søker å redusere utgiftene til behandling av smittsomme sykdommer..

Disse nanopartiklene har vist stor antibakteriell aktivitet mot koliforme bakterier, en studie som ble verifisert hos rotter uten å forårsake oksidativt stress.

Dental sement

Sinkfosfat brukes til å fremstille fosfatsement, som brukes i restaureringer av mange materialer; blant dem, våre egne tenner, som oppfører seg som en tannlegesement som har vært ganske populær innen tannlegen i lang tid. Denne fosfatsementen brukes til å fiksere og sammenføye flere faste stoffer samtidig.

Sinkfosfat brukes til fremstilling av tannlegesement.

Den fremstilles ved å oppløse sink og magnesiumoksider i fosforsyre, og det er derfor Zn-ioner er til stedeto+ og Mgto+, danner komplekse strukturer. Denne tannlegesementen er viktig for den endelige sementeringen av tennene. På grunn av surheten brukes polykarboksylatsement i stedet for pasienter som er for følsomme overfor den..

Antikorrosivt belegg

I likhet med det som skjer med sement, kan overflaten av stål også fosfateres.

For å gjøre dette blir stålbitene introdusert i et alkalinisert fosforsyrebad, og etter tilførsel av en elektrisk strøm, en beskyttende film sammensatt av hopeitt (Zn3(PO4)to4HtoO) og fosfofyllitt (ZntoTro (PO4)to4HtoO), den sistnevnte forbindelsen er den mest resistente mot sterkt alkaliske medier.

De kjemiske reaksjonene som er involvert er følgende:

3Znto+ + 2HtoPO4- + 4HtoO → Zn3(PO4)to4HtoO + 4H+

2Znto+ + Troto+ + 2HtoPO4- + 4HtoO → ZntoTro (PO4)to4HtoO + 4H+

Problemet med disse beleggene ligger i graden av porøsitet, da det etterlater utsatte flanker der stålet kan få korrosjon..

På den annen side har man brukt zoologisk sement som inneholder sinkfosfat for utvikling av betong som er mer motstandsdyktig mot korrosjon..

Generelt har den antikorrosive egenskapen til sinkfosfat blitt brukt til å tjene som belegg for veggene før du påfører malingslagene, slik at de holder lenger og viser bedre farger.

Referanser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2020). Sinkfosfat. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
  3. Elsevier B.V. (2020). Sinkfosfat. ScienceDirect. Gjenopprettet fra: sciencedirect.com
  4. Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon. (2020). Sinkfosfat. PubChem Database., CID = 24519. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Aref M. al-Swaidani. (2018). Inhiberingseffekt av naturlige pozzolan- og sinkfosfatbad på forsterkning av stålkorrosjon. doi.org/10.1155/2018/9078253
  6. Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Blandingsforhold mellom sinknitrat og fosforsyre for fremstilling av sinkfosfat hvite pigmenter. Keramikk, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
  7. Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. et al. (2019). Sinkfosfatbaserte nanopartikler som et nytt antibakterielt middel: in vivo-studie på rotter etter dietteksponering. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.