в чем растворяется оксид цинка
Оксид цинка
| Оксид цинка | |
|---|---|
 | |
 | |
| Систематическое наименование | Цинка оксид |
| Хим. формула | ZnO |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 81,408 г/моль |
| Плотность | 5,61 г/см³ |
| Температура | |
| • плавления | 3587 ± 1 °F |
| • сублимации | 1800 °C |
| Мол. теплоёмк. | 40,28 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия | |
| • образования | -350,8 кДж/моль |
| Давление пара | 0 ± 1 мм рт.ст. |
| Показатель преломления | 2,015 и 2,068 |
| Кристаллическая структура | гексагональная сингония, a = 0,32495 нм, c = 0,52069 нм, z = 2 |
| ГОСТ | ГОСТ 10262-73 |
| Рег. номер CAS | 1314-13-2 |
| PubChem | 14806 |
| Рег. номер EINECS | 215-222-5 |
| SMILES | |
| RTECS | ZH4810000 |
| ChEBI | ZH4810000 |
| ChemSpider | 14122 |
| Предельная концентрация | аэрозоль в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м 3 в атмосферном воздухе 0,05 мг/м 3 |
| Токсичность | Токсичен, 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 слово | осторожно |
| Пиктограммы СГС |  |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Оксид цинка (окись цинка) ZnO — бесцветный кристаллический порошок, нерастворимый в воде, желтеющий при нагревании и сублимирующийся при 1800 °C.
Содержание
Свойства
Физические свойства
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.
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.):
Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:
При сплавлении со щелочами и оксидами некоторых металлов оксид цинка образует цинкаты:
При сплавлении с оксидом бора и диоксидом кремния оксид цинка образует стеклообразные бораты и силикаты:
При смешивании порошка оксида цинка с концентрированным раствором хлорида цинка образуется быстро (за 2—3 минуты) твердеющая масса — цинковый цемент.
Нахождение в природе
Известен природный минерал цинкит, состоящий в основном из оксида цинка.
Получение
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
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
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.
В чем растворяется оксид цинка
Большой ассортимент продукции на складе!
Оксид цинка
Химическая формула продукта: ZnO
Торговые обозначения продукта:
3.3 эВ при комнатной температуре. Преимущества, связанные с большим зазором диапазона, включают в себя более высокие напряжения пробоя, способность выдерживать большие электрические поля, более низкий электронный шум и работу при высоких температурах и высокой мощности. Зазор оксида цинка может быть дополнительно настроен на
В производстве оксида цинка выделяют три основных метода.
Существуют многочисленные специализированные методы для получения оксида цинка для научных исследований и применения в нишевых областях. Эти методы можно классифицировать по полученной форме ZnO (объемная, тонкая пленка, нанопроволока), температура («низкая», близкая к комнатной температуре или «высокой», т.е. T
1000 ° C), тип процесса (осаждение из паровой фазы или рост из раствора) и другие параметры. Крупные монокристаллы (многие кубические сантиметры) могут быть выращены в результате переноса газа (парофазное осаждение), гидротермального синтеза или роста расплава. Однако из-за высокого давления паров оксида цинка рост из расплава является проблематичным. Трудно контролировать рост транспорта газа, оставляя предпочтение гидротермальному методу. Тонкие пленки могут быть получены химическим осаждением из паровой фазы, эпитаксией из паровой фазы с металлической структурой, электроосаждением, импульсным лазерным осаждением, распылением, золь-гель- синтезом, нанесением атомного слоя, пиролизом распылением и т.д. Обычная белая порошковая окись цинка может быть получена в лаборатории путем электролиза раствора бикарбоната натрия с цинковым анодом. Производятся гидроксид цинка и водород. Гидроксид цинка при нагревании разлагается до оксида цинка. Наноструктуры оксида цинка могут быть синтезированы в различные морфологии, в том числе нанопроволоки, наностержни, тетраподы, нанообъекты, нановолокна, наночастицы и т.д. Наноструктуры могут быть получены с помощью большинства вышеупомянутых методов при определенных условиях, а также с использованием метода «пар-жидкость-твердое тело». Синтез обычно проводят при температурах около 90 ° С в эквимолярном водном растворе нитрата цинка и гексамина, причем последний обеспечивает основную среду. Некоторые добавки, такие как полиэтиленгликоль или полиэтиленимин, могут улучшить соотношение размеров нанонитей оксида цинка. Допирование нанопроволок оксида цинка было достигнуто добавлением других нитратов металлов к раствору для выращивания. Морфология полученных наноструктур может быть настроена путем изменения параметров, относящихся к составу предшественников (таких как концентрация цинка и рН) или к термической обработке (такой как температура и скорость нагрева).
Физико-химические свойства Оксид цинка.
Физическое состояние и внешний вид оксид цинка
Дым: TWA 5 мг / м 3 ST 10 мг / м 3
СОДЕРЖАНИЕ
Химические свойства
ZnO + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2 O
Твердый оксид цинка также растворяется в щелочах с образованием растворимых цинкатов:
ZnO разлагается на пары цинка и кислород примерно при 1975 ° C при стандартном давлении кислорода. При карботермической реакции нагревание углеродом превращает оксид в пары цинка при гораздо более низкой температуре (около 950 ° C).
ZnO + C → Zn (пар) + CO
Физические свойства
Состав
Гексагональные полиморфы и полиморфы из цинковой обманки не обладают инверсионной симметрией (отражение кристалла относительно любой данной точки не превращает его в себя). Это и другие свойства симметрии решетки приводят к пьезоэлектричеству гексагонального ZnO и цинковой обманки и пироэлектричеству гексагонального ZnO.
Механические свойства
Электрические и оптические свойства
ZnO имеет относительно большую прямую запрещенную зону
Текущие ограничения на p-легирование ограничивают электронные и оптоэлектронные применения ZnO, для которых обычно требуются переходы материалов n-типа и p-типа. Известные легирующие примеси p-типа включают элементы группы I Li, Na, K; элементы группы V N, P и As; а также медь и серебро. Однако многие из них образуют глубокие акцепторы и не вызывают значительной проводимости p-типа при комнатной температуре.
Подвижность электронов ZnO сильно зависит от температуры и имеет максимум
2000 см 2 / (В · с) при 80 К. Данных о подвижности дырок мало, их значения находятся в диапазоне 5–30 см 2 / (В · с).
Оксид цинка известен своими сильно нелинейными оптическими свойствами, особенно в больших объемах. Нелинейность наночастиц ZnO можно настроить в соответствии с их размером.
Производство
Для промышленного использования ZnO производится в количестве 10 5 тонн в год с помощью трех основных процессов:
Косвенный процесс
В непрямом или французском способе металлический цинк плавится в графитовом тигле и испаряется при температуре выше 907 ° C (обычно около 1000 ° C). Пары цинка реагируют с кислородом воздуха с образованием ZnO, что сопровождается падением его температуры и ярким свечением. Частицы оксида цинка транспортируются в охлаждающий канал и собираются в мешке. Этот косвенный метод был популяризирован Леклером (Франция) в 1844 году и поэтому широко известен как французский процесс. Его продукт обычно состоит из агломерированных частиц оксида цинка со средним размером от 0,1 до нескольких микрометров. По весу большая часть оксида цинка в мире производится по французскому методу.
Прямой процесс
Прямой или американский процесс начинается с различных загрязненных цинковых композитов, таких как цинковые руды или побочные продукты плавильного производства. Прекурсоры цинка восстанавливаются ( карботермическое восстановление ) путем нагревания с источником углерода, таким как антрацит, с образованием паров цинка, которые затем окисляются, как в непрямом процессе. Из-за более низкой чистоты исходного материала конечный продукт также имеет более низкое качество в прямом процессе по сравнению с непрямым.
Влажный химический процесс
Лабораторный синтез
Существуют многочисленные специализированные методы получения ZnO для научных исследований и нишевых приложений. Эти методы можно классифицировать по полученной форме ZnO (объемная, тонкая пленка, нанопроволока ), температуре («низкая», близкая к комнатной температуре, или «высокая», то есть T
1000 ° C), типу процесса (осаждение из паровой фазы. или рост из раствора) и другие параметры.
Обычный белый порошкообразный оксид цинка можно получить в лаборатории путем электролиза раствора бикарбоната натрия с цинковым анодом. Производятся гидроксид цинка и газообразный водород. Гидроксид цинка при нагревании разлагается до оксида цинка.
Наноструктуры ZnO
История
Приложения
Производство резины
От 50% до 60% ZnO используется в резиновой промышленности. Оксид цинка вместе со стеариновой кислотой используется при вулканизации резины. Добавка ZnO также защищает резину от грибков (см. Медицинские приложения) и УФ-излучения.
Керамическая промышленность
Керамическая промышленность потребляет значительное количество оксида цинка, особенно в составах керамической глазури и фритты. Относительно высокая теплоемкость, теплопроводность и высокая температурная стабильность ZnO в сочетании со сравнительно низким коэффициентом расширения являются желательными свойствами при производстве керамики. ZnO влияет на температуру плавления и оптические свойства глазурей, эмалей и керамических составов. Оксид цинка как вторичный флюс с низким расширением улучшает эластичность глазурей за счет уменьшения изменения вязкости в зависимости от температуры и помогает предотвратить образование трещин и дрожание. При замене BaO и PbO на ZnO теплоемкость уменьшается, а теплопроводность увеличивается. Цинк в небольших количествах улучшает проявление глянцевых и блестящих поверхностей. Однако в умеренных и больших количествах он дает матовые и кристаллические поверхности. Что касается цвета, цинк имеет сложное влияние.
Медицина
Во многих солнцезащитных кремах используются наночастицы оксида цинка (наряду с наночастицами диоксида титана), потому что такие маленькие частицы не рассеивают свет и поэтому не выглядят белыми. Наночастицы не впитываются кожей в большей степени, чем частицы оксида цинка обычного размера, и поглощаются только внешним слоем кожи, но не телом.
Сигаретные фильтры
Пищевая добавка
Пигмент
УФ-поглотитель
Покрытия
Краски, содержащие порошок оксида цинка, давно используются в качестве антикоррозионных покрытий для металлов. Особенно эффективны они для оцинкованного железа. Железо трудно защитить, поскольку его реакционная способность с органическими покрытиями приводит к хрупкости и недостаточной адгезии. Краски на основе оксида цинка сохраняют свою эластичность и адгезию на таких поверхностях в течение многих лет.
Пластмассы, такие как полиэтиленнафталат (PEN), можно защитить, нанеся покрытие из оксида цинка. Покрытие снижает диффузию кислорода с помощью PEN. Слои оксида цинка также могут использоваться на поликарбонате на открытом воздухе. Покрытие защищает поликарбонат от солнечного излучения, снижает скорость его окисления и фото-пожелтения.
Предотвращение коррозии в ядерных реакторах
Риформинг метана
H 2 S + ZnO → H 2 O + ZnS
Возможные приложения
Электроника
3,4 эВ при комнатной температуре). По сравнению с GaN, ZnO имеет большую энергию связи экситона (
60 мэВ, в 2,4 раза больше тепловой энергии при комнатной температуре), что приводит к яркому излучению ZnO при комнатной температуре. ZnO можно комбинировать с GaN для светодиодных приложений. Например, прозрачный проводящий оксидный слой и наноструктуры ZnO обеспечивают лучший светоотвод. Другие свойства ZnO, благоприятные для применения в электронике, включают его устойчивость к излучению высокой энергии и возможность формирования рисунка путем влажного химического травления. Радиационная стойкость делает ZnO подходящим кандидатом для использования в космосе. ZnO является наиболее многообещающим кандидатом в области случайных лазеров для создания УФ-лазерных источников с электронной накачкой.
Прозрачные тонкопленочные транзисторы (TTFT) могут быть изготовлены из ZnO. Как полевые транзисторы, они могут даже не нуждаться в p-n-переходе, что позволяет избежать проблемы легирования ZnO p-типа. Некоторые из полевых транзисторов даже используют наностержни ZnO в качестве проводящих каналов.
Датчик с наностержнями из оксида цинка
Спинтроника
ZnO также рассматривался для применения в спинтронике : если он легирован 1–10% магнитных ионов (Mn, Fe, Co, V и т. Д.), ZnO может стать ферромагнитным даже при комнатной температуре. Такой ферромагнетизм при комнатной температуре в ZnO: Mn наблюдался, но пока неясно, происходит ли он от самой матрицы или от вторичных оксидных фаз.
Пьезоэлектричество
В 2008 году Центр по характеризации наноструктур в Технологическом институте Джорджии сообщили получения производству электроэнергии устройство ( так называемый гибкий генератор заряда насоса) подачу переменного тока, растягивая и отпуская нанопроводов из оксида цинка. Этот мини-генератор создает колебательное напряжение до 45 милливольт, преобразуя около семи процентов приложенной механической энергии в электричество. Исследователи использовали провода длиной 0,2–0,3 мм и диаметром от трех до пяти микрометров, но устройство можно было уменьшить до меньшего размера.
ZnO в виде тонкой пленки был продемонстрирован в миниатюрных высокочастотных тонкопленочных резонаторах, датчиках и фильтрах.
Литий-ионный аккумулятор
Безопасность
В чем растворяется оксид цинка
Z-cote Учимся растворять оксид цинка для получения идеального крема. Часть I
У нас цинк двух видов – нано, он идет водо и жирорастворимый, а также цинк в жожоба. Цинк в жожоба для самых маленьких, он не микронизированный, но при этом не белит кожу, за счет специальной обработки.
Начнем наше знакомство с микронизированного оксида цинка Z-cote
Все порошковые фильтры надо предварительно растворять, так как если вы их введете в эмульсию, ваши средства будут комками и распределение средств будет не эффективным.
Перед вами фото с порошковым оксидом цинка (Z-cote), его тут 28 граммов, нам столько надо будет для приготовления стикового солнцезащитного средства.
Видите, это довольно приличное количество. Теперь надеюсь, вам стало понятно, что такое количество порошка довольно трудно ввести эмульсию.
Давайте теперь посмотрим то же количество оксида цинка в уже растворенном виде. На фото дисперсия в масле.
Видите разницу? Она же очевидна! Такую эмульсию легко ввести в любой готовый крем, в любую активную фазу, также можно добавить в жирную фазу и приготовить крем. Такая дисперсия позволяет приготовить крем с правильным распределением фильтров по коже, а это, в свою очередь, даст эффективную защиту от солнца.
Приготовление маслорастворимой дисперсии 70%
Мы будем готовить дисперсию из абсолютно природных и эко компонентов, так как это средство предназначается для детей и для людей с очень чувствительной кожей. В качестве растворителей у нас будут масла и «зеленый» эмульгатор. Масла будем использовать исключительно рафинированные, так как солнцезащитный крем будут использовать на пляже, и есть риск прогоркания, при использовании нерафинированных масел. Для приготовления дисперсии используются масла, которые являются растворителями фильтров с доказанной эффективностью. Но если использовать только масла, то их нужно будет взять в 2,5 раза больше, а это негативно скажется на качестве будущей солнцезащитной косметике (чрезмерная жирность). Поэтому в дисперсию дополнительно введен зеленый эмульгатор, который кроме своих эмульгирующих свойств, славится еще и эффективным растворителем солнцезащитных фильтров.
Сначала смешиваем все жидкие компоненты и вводим порциями оксид цинка. После каждой порции цинка тщательно перемешиваем. После того, как весь цинк будет введен, следует перемешивать 3-5 минут (шпателем). Если вы делаете очень большую порцию цинка или делаете впрок (100-200гр) дисперсии цинка, то лучше всего готовить в блендере. В блендер засыпается весь отмерянный цинк и заливаются жидкие компоненты и все это перемешивается. Тогда у вас получится идеальный раствор, который будет храниться бесконечно долгое время. Если делаете впрок, то обязательно добавьте витамин Е, он предотвратит прогоркание масел. Такая смесь может у вас храниться около полутора лет.
Переходим к приготовлению солнцезащитного стика СПФ 40
Собственно говоря, это очень легкий и приятный в приготовлении рецепт, который может быть в виде стика, губной помады или в форме пудры.
Начнем с солнцезащитного стика, это будет наш базовый рецепт.
Фаза А
Фаза В
Фаза С
Приготовление
Ставим на водяную баню фазу В и греем до полного растворения всех твердых компонентов. У вас должна получится абсолютно прозрачный раствор. В растопленную фазу В вводим фазу А (нашу дисперсию цинка), перемешиваем, держим на бане 4-5 минут,все время перемешиваем. Снимаем с бани и вводим фазу С, опать перемешиваем около 1 минуты. Затем заливаем в формы.
Полученный раствор я разделила на три части. Самую большую часть этой смеси я залила в тубу для дезодорантов и дала остыть.
Во вторую часть я добавила Tun hue из этой серии Пигменты (11 цветов), для каждого типа кожи надо подбирать индивидуальное количество пигмента, ориентируясь на свой тип кожи. Также я добавила SEPIMAT HВ 10 1гр (из расчета на 20гр готовой жидкой пудры). Все быстро перемешала и вылила в пудренницу.
В третью часть (самую маленькую) я добавила немного Red Oxide, Yellow oxide из этой серии Пигменты (11 цветов) и Golden Champagne, Pink Rose из этой серии Блестки и шиммер (12 цветов). Помаду желательно предваоительно вылить в силиконовый молд и после остывания «пересадить» в тубу для помады. Тогда у вас получится красивый срез, как у промышленной помады.
По консерванту – он обязательно должен быть в пудре и солнцезащитном стике. Так как продукт, скорее всего будет соприкасаться с водой (мокрые руки, тело, губка для нанесения пудры и т.д.), а как вы знаете, вода одна из причин осеменения продукта микробами).
Вот что получилось
Z-cote Учимся растворять оксид цинка для получения идеального крема. Часть II
В первой части статьи мы научились растворять оксид цинка в маслах, а также приготовили стиковый солнцезащитный крем, помаду и тональный крем. Во второй части мы будем растворять оксид цинка в воде, приготовим солнцезащитный крем и сделаем setting powder с сухими экстрактами.
В первой статье вы видели, какое огромное количество сухого оксида цинка надо для приготовления крема. И также вы могли видеть, что при растворении это же количество оксида цинка занимает совсем маленький объем.
Готовим водорастворимую дисперсию оксида цинка 50%
Сначала смешиваем жидкие компоненты, затем в них вводим цинк (порционно), все время размешиваем. Если вы делаете сразу 100-200гр дисперсии, то лучше всего готовить в блендере. Так вы получите идеальную дисперсию.
Таким же образом делаем 30% дисперсию, только глицерина берем меньше.
На фото вы видите, что 100гр дисперсии занимают совсем небольшой объем миски, а на руке, раствор равномерно распределился, и при размазывании, практически не виден на коже.
Готовим солнцезащитный крем с цинковой пастой (50%-ная дисперсия), СПФ крема 45
Фаза А
Фаза В
Приготовление
1. Готовим фазу А и фазу В (просто смешиваем компоненты каждой из фаз).
2. В жирную фазу В вливаем водную фазу А. Перемешиваем до однородности, перемешиваем на скорости 500-700 об/минуту 2 минуты, затем увеличиваем скорость и перемешиваем на 3500 об/мин в течение 5 минут.
Сочетание цинка в больших количествах и Uvinul Easy дают шикарную, практически нежирную эмульсию, которая моментально впитывается. Как видно из фото, белого следа практически нет.
Следующий солнцезащитный крем имеет еще более нежную текучую структуру, готовится горячим способом.
Солнцезащитный крем СПФ 30-32
Фаза А
Фаза В
Фаза С
Приготовление
1. Подготовить фазу А и фазу В, поставить обе фазы на водяную баню, нагреть до 80°С.
2. Введите жирную фазу (В) в водную фазу, и перемешивайте на скорости 3000 об/мин в течение 5 минут. Затем перемешивайте на скорости 400-500 об/минуту до температуры 35°С.
3. Введите компоненты фазы С и опять перемешивайте на скорости 1000 об/мин 2 минуты.
Такой крем снимет отеки хоть на лице, хоть на теле. Так как вы знаете, в жару тело склонно к отекам. Крем также улучшит цвет лица, успокоит кожу и предотвратит воспаления.
Далее переходим к пудре. Чтобы хорошо держался на лице солнцезащитный или тональный крем, его желательно перекрывать специальной пудрой, которая называется setting powder. Она как раз и делается из диоксида цинка, различных типов слюды и пигментов. Наша пудра несет не только косметическую функцию, она еще и является лечебно-антиоксидантным средством. Также, благодаря экстрактам, наша пудра имеет красивый бежевый цвет, при этом она не содержит цветных пигментов.
«Setting Powder»
Приготовление
Засыпать все сухие компоненты в блендер, свержу влить жидкие компоненты. Закрыть блендер и перемешивать по 1-2 минуты, после каждого перемешивания, блендер открывать и перемешивать дополнительно шпателем. Процедуру повторить 3-4 раза. Пересыпать готовую пудру в баночку. Пудра не дает оттенка на коже, при этом, благодаря бежевому цвету, она не забеливает кожу, смотрится очень гармонично.
Статья создана интернет – магазином Magical Ariya