ZINKCARBONAT (ZNCO3): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNGEN - CHEMIE - 2025

Das Zinkcarbonat ist eine anorganische Verbindung, die aus den Elementen Zink (Zn), Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) besteht. Seine chemische Formel lautet ZnCO ₃ . Zink hat eine Oxidationsstufe von +2, Kohlenstoff +4 und Sauerstoff -2.

Es ist ein farbloser oder weißer Feststoff, der in der Natur vorkommt und das Mineral Smithsonit bildet, in dem es allein oder mit anderen Elementen wie Kobalt oder Kupfer sein kann, die ihm eine violette bzw. grüne Farbe verleihen.

Smithsonit, ZnCO ₃ -Mineral . Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Quelle: Wikimedia Commons.

ZnCO ₃ ist in Wasser fast unlöslich, löst sich jedoch leicht in verdünnten Säuren, da das Carbonation in einem sauren Medium Kohlensäure (H ₂ CO ₃ ) bildet, die dann zu CO ₂ -Gas und Wasser wird.

Es wird als Antiseptikum bei tierischen Wunden verwendet und manchmal in die Nahrung aufgenommen, um Krankheiten zu verhindern, die durch Zinkmangel verursacht werden.

Es dient dazu, das Verbrennen bestimmter Fasern, Kunststoffe und Gummi bei Brandkontakt zu verzögern. Es ermöglicht die sichere Trennung von giftigen Arsenmineralien von anderen Gesteinen.

Es wurde in Zahnpasten verwendet, um das Dentin an weiß gewordenen Zähnen wiederherzustellen.

Struktur

ZnCO ₃ besteht aus einem Zn ²⁺ -Kation und einem CO ₃ ² -Anion . Der Kohlenstoff im Carbonation hat eine Oxidationsstufe von +4. Dieses Ion hat eine flache Struktur mit den drei Sauerstoffatomen, die das Kohlenstoffatom umgeben.

Chemische Struktur von Zinkcarbonat. Unbekannter Autor / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Zinkcarbonat
• Zinkmonocarbonat
• Kohlensäure-Zinksalz
• Smithsonite
• Zinkholm

Eigenschaften

Körperlicher Status

Farbloser oder weißer kristalliner Feststoff. Rhombische Kristalle.

Zinkcarbonat. Ondřej Mangl / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.

Molekulargewicht

125,4 g / mol

Schmelzpunkt

Bei 140 ºC zersetzt es sich ohne zu schmelzen.

Dichte

4,398 g / cm ³ bei 20 ° C.

Löslichkeit

In Wasser praktisch unlöslich: 0,000091 g / 100 g H ₂ O bei 20 ° C. Löslich in verdünnten Säuren, Laugen und Ammoniumsalzlösungen. Unlöslich in Ammoniak, Alkohol und Aceton.

Chemische Eigenschaften

Reagiert mit Säuren unter Bildung von Kohlendioxid:

ZnCO ₃ + 2 H ⁺ → Zn ²⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

Es löst sich in Basen unter Bildung des Hydroxids auf, das sich teilweise unter Bildung eines Zinkation auflöst:

ZnCO ₃ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + CO ₃ ^2-

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Es ist nicht brennbar. Wenn es zur Zersetzung erhitzt wird, entstehen Zinkoxid und Kohlendioxid, aber es kann sogar Kohlenmonoxid (CO) emittieren.

ZnCO ₃ + Wärme → ZnO + CO ₂ ↑

Erhalten

Es wird durch Mahlen des Minerals Smithsonit erhalten, das früher als Zinkspat bezeichnet wurde.

Es kann auch hergestellt werden, indem eine Natriumcarbonatlösung mit einem Zinksalz wie Zinksulfat gemischt wird. Das Natriumsulfat bleibt gelöst und das Zinkcarbonat fällt aus:

ZnSO ₄ + Na ₂ CO ₃ → ZnCO ₃ ↓ + Na ₂ SO ₄

Anwendungen

In medizinischen Behandlungen

Diese Verbindung ermöglicht es, einige pharmazeutische Produkte zu erhalten. Es wird als Puder oder Lotion auf entzündete Haut aufgetragen.

In veterinärmedizinischen Anwendungen

ZnCO ₃ dient als adstringierender, antiseptischer und topischer Wundschutz bei Tieren.

Es hilft auch, durch Zinkmangel verursachten Krankheiten vorzubeugen, weshalb es bei einigen Tieren als Nahrungsergänzungsmittel verwendet wird, sofern die verabreichten Mengen den von den Gesundheitsbehörden festgelegten Standards entsprechen.

Zinkcarbonat wird manchmal als Mikronährstoff gegeben, um Krankheiten bei Schweinen vorzubeugen. Unbekannter Autor / CC0. Quelle: Wikimedia Commons.

Bei Ausbrüchen von Parakeratose bei Schweinen wird es ihrer Ernährung hinzugefügt. Diese Krankheit ist eine Veränderung der Haut, bei der die Hornschicht nicht richtig gebildet wird.

Als Flammschutzmittel

Es wird als feuerfester Füllstoff für Kautschuke und Kunststoffe verwendet, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Schützt Textilfasern vor Feuer.

Bei Baumwolltextilien wird es zusammen mit etwas Alkali auf den Stoff aufgetragen. Dies greift direkt die primären Hydroxylgruppen (–CH ₂ OH) von Cellulose an und wandelt sie in Natriumcellulose (–CH ₂ ONa) um.

Das Aufbrechen von Cellulosebindungen durch Alkali begünstigt eine größere Durchdringbarkeit der Ketten der kompakten Cellulosestruktur, so dass mehr ZnCO ₃ in die amorphe Zone dieser eindringt und deren Dispersion erleichtert wird.

Einige Baumwollstoffe können ZnCO ₃ in ihren Fasern enthalten, um sie feuerfest zu machen. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivative Arbeit: Socky / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.

Infolgedessen wird die Menge an brennbarem Gas, die durch Feuer erzeugt werden könnte, verringert.

Bei Zahnbehandlungen

Bestimmte Zahnpasten auf Basis von Zinkcarbonat-Nanokristallen und Hydroxylapatit, die regelmäßig auf die Zähne aufgetragen werden, reduzieren die Überempfindlichkeit wirksamer als solche auf Fluoridbasis.

ZnCO _{3 -} und Hydroxylapatit- Nanokristalle haben eine ähnliche Größe, Form, chemische Zusammensetzung und Kristallinität wie Dentin, sodass die Dentintubuli bei Anwendung dieser Materialien geschlossen werden können.

ZnCO ₃ -Hydroxyapatit- Nanopartikel wurden erfolgreich getestet, um die Empfindlichkeit in gebleichten Zähnen zu verringern. Autor: Photo Mix. Quelle: Pixabay.

Diese Art von Zahnpasta erwies sich nach Zahnaufhellungsprozessen als nützlich.

Gefährliche Mineralien von Arsen trennen

Es wurden Methoden zur Trennung von Arsenmineralien von Sulfidgesteinen (wie Bleiglanz, Chalkopyrit und Pyrit) unter Verwendung von ZnCO ₃ getestet . Das arsenreiche Mineral muss von den anderen getrennt werden, da dieses Element ein sehr giftiger und giftiger Schadstoff für Lebewesen ist.

Um dies zu erreichen, wird die Mischung aus gemahlenen Gesteinen mit einer Lösung von Zinksulfat und Natriumcarbonat bei einem pH-Wert von 7,5 bis 9,0 und einer Xanthogenatverbindung behandelt.

Arsenopyrit. Dieses Mineral muss von anderen getrennt werden, da es das giftige Arsen enthält. Die Trennung kann mit Zinkcarbonat erreicht werden. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Quelle: Wikimedia Commons.

Die Wirksamkeit der Formel wird auf die Bildung kleiner ZnCO ₃ -Partikel auf der Oberfläche des Arsenopyrits zurückgeführt, wodurch es hydrophil (ähnlich wie Wasser) wird, so dass es nicht an Luftblasen haften und nicht schwimmen, ausfallen und sich trennen kann der anderen Mineralien.

Bei der Gewinnung anderer Zinkverbindungen

Zinkcarbonat wurde verwendet, um hydrophobe Zinkborat-Nanostrukturen der Formel 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3,5H ₂ O zu erhalten. Dieses Material kann als flammhemmender Zusatz in Polymeren, Holz und Textilien verwendet werden.

Bei der Rückgewinnung von Zink aus Abwässern

Synthetisches Wasser, das reich an Zinkionen ist, die durch galvanische Abscheidungsprozesse verworfen wurden, kann durch Fließbetttechnologie unter Verwendung von Natriumcarbonat behandelt werden, um ZnCO ₃ auszufällen .

Wenn Zn ²⁺ in Form von Carbonat ausgefällt wird, nimmt seine Konzentration ab, der erhaltene Feststoff wird filtriert und das Wasser kann sicher entsorgt werden. Das ausgefällte ZnCO ₃ ist von hoher Reinheit.

Andere Apps

Es ermöglicht die Herstellung anderer Zinkverbindungen. Es wird in der Kosmetik verwendet. Es dient als Pigment und wird zur Herstellung von Porzellan, Keramik und Keramik verwendet.

Risiken

Das Einatmen von ZnCO ₃ -Staub kann zu trockenem Hals, Husten, Beschwerden in der Brust, Fieber und Schwitzen führen. Seine Einnahme verursacht Übelkeit und Erbrechen.

Auswirkungen auf die Umwelt

Das Hauptrisiko ist seine Auswirkung auf die Umwelt, daher sollte vermieden werden, dass es sich darin ausbreitet. Es ist sehr giftig für Wasserlebewesen mit Folgen, die in lebenden Organismen bestehen bleiben.

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