Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Оксид цинка

Оксид цинка


Оксид цинка


Оксид цинка
Оксид цинка
Оксид цинка
Систематическое
наименование
Цинка оксид
Хим. формулаZnO
Состояниетвёрдое
Молярная масса81,408 г/моль
Плотность5,61 г/см³
Температура
 • плавления3587 ± 1 °F
 • сублимации1800 °C
Мол. теплоёмк.40,28 Дж/(моль·К)
Энтальпия
 • образования-350,8 кДж/моль
Давление пара0 ± 1 мм рт.ст.
Показатель преломления2,015 и 2,068
Кристаллическая структурагексагональная сингония, a = 0,32495 нм, c = 0,52069 нм, z = 2
ГОСТГОСТ 10262-73
Рег. номер CAS1314-13-2
PubChem
Рег. номер EINECS215-222-5
SMILES
InChI
RTECSZH4810000
ChEBIZH4810000
ChemSpider
Предельная концентрацияаэрозоль в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3
в атмосферном воздухе 0,05 мг/м3
ТоксичностьТоксичен, при вдыхании пыли вызывает литейную лихорадку
Фразы риска (R)R50/53
Фразы безопасности (S)S60, S61
Краткие характер. опасности (H)H410
Меры предостор. (P)P273
Сигнальное словоосторожно
Пиктограммы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид цинкакись цинка) ZnO — бесцветный кристаллический порошок, нерастворимый в воде, желтеющий при нагревании и сублимирующийся при 1800 °C.

Оксид цинка

Свойства

Физические свойства

  • Теплопроводность: 54 Вт/(м·К).

Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ. Естественное смещение стехиометрического отношения в сторону обогащения кислородом придаёт ему электронный тип проводимости.

При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещённой зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю область видимого спектра.


Оксид цинка

Химические свойства

Химически оксид цинка амфотерен — реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей цинка, при взаимодействии с растворами щелочей образует комплексные три- тетра- и гексагидроксоцинкаты (например, Na2[Zn(OH)4], Ba2[Zn(OH)6] и др.):

 [Zn(OH)3] + OH ⟶ [Zn(OH)4]2−

Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:

 ZnO + 4NH3 + H2O ⟶ [Zn(NH3)4](OH)2

При сплавлении со щелочами и оксидами некоторых металлов оксид цинка образует цинкаты:

 ZnO + 2NaOH ⟶ Na2ZnO2 + H2O
 ZnO + CoO ⟶ CoZnO2

При сплавлении с оксидом бора и диоксидом кремния оксид цинка образует стеклообразные бораты и силикаты:

 ZnO + B2O3 ⟶ Zn(BO2)2
 ZnO + SiO2 ⟶ ZnSiO3

При смешивании порошка оксида цинка с концентрированным раствором хлорида цинка образуется быстро (за 2—3 минуты) твердеющая масса — цинковый цемент.


Оксид цинка

Нахождение в природе

Известен природный минерал цинкит, состоящий в основном из оксида цинка.

Получение

  • Сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»).
  • Термическим разложением некоторых солей цинка:
    • ацетата Zn(CH3COO)2;
    • гидроксида Zn(OH)2;
    • карбоната ZnCO3;
    • нитрата Zn(NO3)2.
  • Окислительным обжигом сульфида ZnS.
  • С помощью гидротермальный синтез
  • Извлечением из пылей и шламов заводов чёрной металлургии, особенно перерабатывающих металлолом (он содержит значительную долю оцинкованного железа).
Оксид цинка

Применение

Оксид цинка широко применяют в химической, фармацевтической промышленности. Применяется в составе зубных паст и цементов в терапевтической стоматологии, в косметических кремах для загара и косметических процедурах, в производстве в качестве наполнителя резины, искусственной кожи и резинотехнических изделий. Применяется в шинной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленностях. Оксид цинка применяют при производстве стекла и керамики.

В химической промышленности

  • Активатор вулканизации некоторых типов каучуков.
  • Вулканизирующий агент хлоропреновых каучуков.
  • Катализатор получения метанола.
  • Белый пигмент при производстве красок и эмалей (в настоящее время (2007 г.) вытесняется нетоксичным диоксидом титана TiO2).
  • Наполнитель и пигмент в производстве:
    • резины;
    • пластмасс;
    • бумаги;
    • парфюмерных и косметических средств.
  • Добавка к кормам для животных.
  • В производстве стекла и красок на основе жидкого стекла;
  • Как один из компонентов преобразователя ржавчины.

Известно также, что оксид цинка обладает фотокаталитической активностью, что на практике используется для создания самоочищающихся поверхностей, бактерицидных покрытий для стен и потолков в больницах и пр. Для фотокаталитической очистки воды в промышленных масштабах оксид цинка в настоящее время не используется.

В электронике

Оксид цинка применяется для производства варисторов, которые используются в современных ограничителях перенапряжений (ОПН) взамен морально устаревших газонаполненных разрядников.

Кроме того, порошок оксида цинка — перспективный материал в качестве рабочей среды для порошковых лазеров. На основе оксида цинка создан светодиод голубого цвета.

Тонкие плёнки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры.

Также оксид цинка входит в состав теплопроводных паст, например, пасты КПТ-8.

В медицине

Оксид цинка

Туба с цинковой мазью

В медицине используется в качестве компонента лекарственных средств наружного применения, используемых в дерматологии. Обладает противовоспалительным, подсушивающим, адсорбирующим, вяжущим и антисептическим действием.

Применяют в виде присыпки, мази, пасты, линимента. Является одним из компонентов ряда комплексных дерматологических и косметических препаратов, таких как «Цинковая мазь», «Паста Лассара» и пр.

Фармакологическое действие обусловлено тем, что оксид цинка образует альбуминаты и денатурирует белки. При нанесении на поражённую поверхность уменьшает явления экссудации, воспаления и раздражения тканей, образует защитный барьер от действия раздражающих факторов.

Может применяться при дерматите, в том числе пелёночном, опрелостях, потнице, поверхностных ранах и ожогах (солнечные ожоги, порезы, царапины), язвенных поражениях кожи (трофических язвах), пролежнях, экземе в стадии обострения, простом герпесе, стрептодермии.

Безопасность и токсичность

Соединение малотоксично, но его пыль вредна для органов дыхания, ПДК в воздухе рабочих помещений — 0,5 мг/м³ (по ГОСТ 10262-73). Пыль соединения может образовываться при термической обработке изделий из латуни.