- Rakenne
- Sinkkifosfaatin ominaisuudet
- Fyysinen ulkonäkö
- Moolimassa
- Sulamispiste
- Kiehumispiste
- Tiheys
- Taitekerroin
- Vesiliukoisuus
- Leimahduspiste
- Sovellukset
- Kosmetiikka
- Antibakteerinen aine
- Hammassementti
- Ruosteenestomainen pinnoite
- Viitteet
Sinkkifosfaatin on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on Zn 3 (PO 4) 2, mutta se esiintyy luonnossa sen tetrahydraattimuodossa, Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O mineraali hopeite ja parahopeíta. Samoin sen perustavanlaatuinen lajike löytyy mineraalitarvikkeesta, Zn 2 (PO 4) (OH). Nämä mineraalit muodostuvat sphaleriitin hapettumisesta fosfaattipitoisissa vesissä.
Kaikki tämän yhdisteen tunnetut käytöt perustuvat Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O: hon, koska sen vesimolekyylit antavat sille ominaisuuden olla hyvä kiinnitysaine. Siksi sen vedettömällä muodolla ei sellaisenaan ole suurta taloudellista kysyntää.
Sinkkifosfaatin fragmentit. Lähde: Chemicalinterest
Kuten yllä olevasta kuvasta voidaan nähdä, sinkkifosfaatti on valkoista kiinteää ainetta, joka on jauheen muodossa tai pakattu pieniksi paloiksi. Sen valkoista väriä on käytetty kosmeettisten valmisteiden valmistuksessa, samoin kuin hammassementtien ja fosfaatti-pozzolaanisten sementtien valmistuksessa.
Sinkkifosfaatti on ruosteenestoaine, jota on käytetty prosesseissa, joissa sinkkimineraalit (hopeiitti ja fosfofylliitti) sähkösaostuvat terästen pinnalle.
Rakenne
Kaavan Zn 3 (PO 4) 2 osoittaa, että Zn 2+ ja PO 4 3 -ionit muodostavat suolan 3: 2-suhde, joka tarkoittaa sitä, että joka kolmas Zn 2+ kationeja on kaksi PO 4 3- anioneja. Nämä ionit ovat vuorovaikutuksessa keskenään sähköstaattisesti muodostaen siten vahvan ionisen sidoksen johtuen niiden varausten suuruudesta. Molemmat ionit ovat moniarvoisia.
Siten, Zn 2+ ja PO 4 3 päätyvät suuntaamalla itseään avaruudessa kunnes määrittävät tilattu ja toistuva rakenne: Crystal sinkkifosfaatin. Tämä kide antaa monokliininen rakenne, α-Zn 3 (PO 4) 2. Se näyttää kykenevän suorittamaan vaihesiirtymät muihin polymorfisiin muotoihin: β-Zn 3 (PO 4) 2 ja γ-Zn 3 (PO 4) 2, kaikki lämpötilasta riippuen.
Kolme polymorfia ovat isostrukturaalisia, eroavat vain niiden ioniensa alueellisessa suunnassa; ts. heillä on erilaiset tilaryhmät.
Toisaalta sinkkifosfaatilla on taipumus esiintyä pääasiassa hydraattina: Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, jonka kiteinen rakenne on myös monokliiniset. Tällä kertaa ionien mukana on neljä vesimolekyyliä, jotka ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa dipoli-ionivoimien ja vety sidosten kautta.
Sinkkifosfaatin ominaisuudet
Sinkkifosfaatti. Ondřej Mangl
Fyysinen ulkonäkö
Pölyinen valkoinen kiinteä aine.
Moolimassa
454,11 g / mol
Sulamispiste
900 ºC
Kiehumispiste
Ei tietoja. Tämä voi johtua mahdollisesta lämpöhajoamisesta tai paineolosuhteiden puuttumisesta suolaliuosnesteen kiehumiseen.
Tiheys
3998 g / cm 3
Taitekerroin
1595.
Vesiliukoisuus
Liukenematon. Tämä johtuu osittain siitä, että ionisen välisen sidoksen Zn 2+ ja PO 4 3 -ioneja, mikä lisää kidehilassa energia vastaan suola oli liuennut veteen.
Leimahduspiste
Sinkkifosfaatti on palamaton aine.
Sovellukset
Sinkkifosfaatin käyttötarkoitukset vastaavat sen tetrahydraatin Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O: n käyttöä, koska se on sen hallitseva muoto ja sitä esiintyy jopa toivo- ja parahopeiitin mineraaleissa. Siksi ei tiedetä, onko sen vedettömällä muodolla Zn 3 (PO 4) 2 erityinen käyttö.
Kosmetiikka
Sinkkifosfaattia on käytetty valkoisena pigmenttinä, joka korvaa sinkki- ja titaanioksidit kosmeettisissa ja kauneudenhoitotuotteissa. Pienistä ja pyöreistä hiukkasista, kosketusnäytteinen, materiaali, joka peittää ihon pinnan tunkeutumatta sen huokien läpi, syntetisoidaan fosforihapon, H 3 PO 4: n ja sinkknitraatin, Zn (NO 3) seoksesta) 2.
Siten valkoisia sinkkifosfaattipigmenttejä valmistetaan muuttamalla Zn / P-suhteita. Tämän, kun sekoitetaan reagenssit, vaihtelevia määriä H 3 PO 4: n ja Zn (NO 3) 2 lisätään, kunnes tuotteen parhaan kosmeettiset ominaisuudet saadaan.
Kioton prefektuurin yliopiston suorittamassa tutkimuksessa he havaitsivat, että pigmentit, jotka oli valmistettu Zn / P-suhteella 2/1, 1/1 ja 3/2, osoittivat parhaita heijastuksia; sen vuoksi he kirkastivat kosmeettisia aineita käyttäneiden kasvoja verrattuna muiden formulaatioiden kirkkauteen.
Antibakteerinen aine
Sinkkifosfaatin nanohiukkaset ovat osa arsenaalia, joka on tarkoitettu taistelemaan mikrobien kanssa, ja ovat siten vaihtoehto antibioottien käytölle. Tällä tavoin bakteerien kehittämä vakio ja progressiivinen resistenssi antibioottien suhteen vähenee, mutta pyrkii samalla vähentämään tartuntatautien hoidon kustannuksia.
Nämä nanohiukkaset ovat osoittaneet suurta antibakteerista aktiivisuutta koliformisia bakteereja vastaan. Tutkimus varmistettiin rotilla aiheuttamatta oksidatiivista stressiä.
Hammassementti
Sinkkifosfaattia käytetään fosfaattisementin valmistukseen, jota käytetään monien materiaalien kunnostamiseen; joukossa omat hampaat, käyttäytyvät kuin hammassementti, joka on ollut pitkään varsin suosittu hammaslääketieteessä. Tätä fosfaattisementtiä käytetään kiinnittämään ja yhdistämään useita kiinteitä aineita samanaikaisesti.
Sinkkifosfaattia käytetään hammassementtien valmistukseen.
Se valmistetaan liuottamalla sinkki- ja magnesiumoksideja fosforihappoon, minkä vuoksi Zn 2+- ja Mg 2+ -ioneja on läsnä, muodostaen monimutkaisia rakenteita. Tämä hammassementti on välttämätön hampaiden lopulliseen sementoitumiseen. Happamuudensa vuoksi polykarboksylaattisementtiä käytetään sen sijaan potilaille, jotka ovat liian herkkiä sille.
Ruosteenestomainen pinnoite
Samoin kuin sementti, terästen pinta voi myös olla fosfatoitu.
Tätä varten teräskappaleet sijoitetaan alkaloidun fosforihapon hauteeseen, ja sähkövirran syöttämisen jälkeen niiden pintaan muodostuu suojakalvo, joka koostuu toivosta (Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O) ja fosfofylliitistä. (Zn 2 Fe (PO 4) 2 · 4H 2 O), jälkimmäinen yhdiste on vastustuskykyisin voimakkaasti emäksisiä väliaineita vastaan.
Kyseiset kemialliset reaktiot ovat seuraavat:
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 +
Näiden päällysteiden ongelma on niiden huokoisuusaste, koska ne jättävät paljaat kyljet, joissa teräs voi kärsiä korroosiosta.
Toisaalta sinkkifosfaattia sisältävää pozzolaanista sementtiä on käytetty korroosionkestävämpien betonien kehittämiseen.
Yleensä sinkkifosfaatin ruosteenesto-ominaisuuden on tarkoitus toimia seinien päällysteinä ennen maalikerrosten levittämistä, jotta ne ovat pidempiä ja osoittavat parempia värejä.
Viitteet
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Sinkkifosfaatti. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (2020). Sinkkifosfaatti. ScienceDirect. Palautettu osoitteesta: sciencedirect.com
- Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2020). Sinkkifosfaatti. PubChem-tietokanta., CID = 24519. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. al-Swaidani. (2018). Luonnollisten pozzolaani- ja sinkkifosfaattihauteiden estävä vaikutus teräskorroosion vahvistamiseen. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., ja Haruki, M. (2014). Sinkinitraatin ja fosforihapon sekoitussuhde valkoisten sinkkifosfaattipigmenttien valmistukseen. Keramiikka, 60 (355), 392 - 396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. et ai. (2019). Sinkkifosfaattipohjaiset nanohiukkaset uutena antibakteerisena aineena: in vivo -tutkimus rotilla ruokavalion jälkeen. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8