- Struktur
- Eigenschaften von Zinkphosphat
- Aussehen
- Molmasse
- Schmelzpunkt
- Siedepunkt
- Dichte
- Brechungsindex
- Wasserlöslichkeit
- Flammpunkt
- Anwendungen
- Kosmetika
- Antibakterielles Mittel
- Zahnzement
- Korrosionsschutzbeschichtung
- Verweise
Das Zinkphosphat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel Zn 3 (PO 4 ) 2 , kommt jedoch in der Natur in seiner Tetrahydratform vor, Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O in Mineral Hopeit und Parahopeíta . Ebenso findet sich eine Grundsorte davon im Mineral Tarbutit Zn 2 (PO 4 ) (OH). Diese Mineralien entstehen durch Oxidation von Sphalerit in phosphatreichen Gewässern.
Alle bekannten Verwendungen dieser Verbindung basieren auf Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, da ihre Wassermoleküle ihr die Eigenschaft verleihen, ein gutes Fixiermittel zu sein. Daher fehlt seiner wasserfreien Form als solcher die Verwendung einer großen wirtschaftlichen Nachfrage.
Fragmente von Zinkphosphat. Quelle: Chemisches Interesse
Wie im obigen Bild zu sehen ist, ist Zinkphosphat ein weißer Feststoff, der in Form eines Pulvers vorliegt oder in kleinen Stücken zusammengebacken ist. Seine weiße Farbe wurde bei der Formulierung kosmetischer Produkte sowie bei der Herstellung von Zahnzementen und Phosphatpuzzolanzementen verwendet.
Zinkphosphat ist ein Korrosionsschutzmittel, das in Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Zinkmineralien (Hopeit und Phosphophyllit) auf der Oberfläche von Stählen verwendet wurde.
Struktur
Die Formel Zn 3 (PO 4 ) 2 gibt an, dass die Zn 2+ - und PO 4 3- -Ionen das Salz im Verhältnis 3: 2 bilden, was bedeutet, dass für jeweils drei Zn 2+ -Kationen zwei PO 4 3 -Anionen vorhanden sind . Diese Ionen interagieren elektrostatisch miteinander und bilden so aufgrund der Größe ihrer Ladungen eine starke Ionenbindung. Beide Ionen sind polyvalent.
So orientieren sich Zn 2+ und PO 4 3 am Ende im Raum, bis eine geordnete und sich wiederholende Struktur definiert ist: ein Kristall aus Zinkphosphat. Dieser Kristall nimmt eine monokline Struktur an, α-Zn 3 (PO 4 ) 2 . Es scheint in der Lage zu sein, Phasenübergänge zu anderen polymorphen Formen zu durchlaufen: β-Zn 3 (PO 4 ) 2 und γ-Zn 3 (PO 4 ) 2 , alle abhängig von der Temperatur.
Die drei Polymorphe sind isostrukturell und unterscheiden sich nur in der räumlichen Ausrichtung ihrer Ionen; Das heißt, sie haben unterschiedliche räumliche Gruppen.
Andererseits tritt Zinkphosphat hauptsächlich als Hydrat auf: Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, dessen kristalline Struktur ebenfalls monoklin ist. Diesmal werden die Ionen von vier Wassermolekülen begleitet, die über Dipolionenkräfte und Wasserstoffbrücken mit ihnen interagieren.
Eigenschaften von Zinkphosphat
Zinkphosphat. Ondřej Mangl
Aussehen
Staubiger weißer Feststoff.
Molmasse
454,11 g / mol
Schmelzpunkt
900 ºC
Siedepunkt
Keine Information. Dies könnte auf eine mögliche thermische Zersetzung oder die Nichtverfügbarkeit von Druckbedingungen für das Kochen der Salzflüssigkeit zurückzuführen sein.
Dichte
3.998 g / cm 3
Brechungsindex
1,595.
Wasserlöslichkeit
Unlöslich. Dies ist teilweise auf die Ionenbindung zwischen den Zn 2+ - und PO 4 3- -Ionen zurückzuführen , die die Kristallgitterenergie gegen die Auflösung des Salzes in Wasser erhöht.
Flammpunkt
Zinkphosphat ist eine nicht brennbare Substanz.
Anwendungen
Die Verwendung von Zinkphosphat entspricht der seines Tetrahydrats Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O, da es seine vorherrschende Form ist und sogar in den Hopeit- und Parahopeit-Mineralien vorkommt. Daher ist nicht bekannt, ob seine wasserfreie Form, Zn 3 (PO 4 ) 2 , eine spezifische Verwendung hat.
Kosmetika
Zinkphosphat wurde als Weißpigment verwendet und ersetzt Zink- und Titanoxide in Kosmetik- und Schönheitsprodukten. Das Material, das sich weich anfühlt und aus kleinen und runden Partikeln besteht, die die Hautoberfläche bedecken, ohne durch die Poren zu sickern, wird aus einer Mischung von Phosphorsäure H 3 PO 4 und Zinknitrat Zn (NO 3) synthetisiert ) 2 .
Somit werden weiße Zinkphosphatpigmente durch Variieren der Zn / P-Verhältnisse hergestellt. Hierzu werden beim Mischen der Reagenzien variable Mengen an H 3 PO 4 und Zn (NO 3 ) 2 zugegeben , bis das Produkt mit den besten kosmetischen Eigenschaften erhalten wird.
In einer von der Präfekturuniversität Kyoto durchgeführten Studie stellten sie fest, dass Pigmente, die mit einem Zn / P-Verhältnis von 2/1, 1/1 und 3/2 hergestellt wurden, die besten Reflexionsgrade zeigten; Daher haben sie die Gesichter derjenigen, die das Kosmetikum angewendet haben, im Vergleich zur Helligkeit anderer Formulierungen aufgehellt.
Antibakterielles Mittel
Zinkphosphat-Nanopartikel befinden sich im Arsenal zur Bekämpfung von Mikroben und sind daher eine Alternative zum Einsatz von Antibiotika. Auf diese Weise wird die konstante und fortschreitende Resistenz, die Bakterien gegen Antibiotika entwickeln, verringert, während gleichzeitig versucht wird, die Kosten für die Behandlung von Infektionskrankheiten zu senken.
Diese Nanopartikel haben eine große antibakterielle Aktivität gegen coliforme Bakterien gezeigt, eine Studie, die an Ratten verifiziert wurde, ohne oxidativen Stress zu verursachen.
Zahnzement
Zinkphosphat wird zur Herstellung von Phosphatzement verwendet, der bei Restaurationen vieler Materialien verwendet wird. unter ihnen unsere eigenen Zähne, die sich wie ein Zahnzement verhalten, der in der Zahnmedizin seit langem sehr beliebt ist. Dieser Phosphatzement wird verwendet, um mehrere Feststoffe gleichzeitig zu fixieren und zu verbinden.
Zinkphosphat wird zur Herstellung von Zahnzementen verwendet.
Es wird durch Auflösen von Zink- und Magnesiumoxiden in Phosphorsäure hergestellt, weshalb Zn 2+ - und Mg 2+ -Ionen vorhanden sind und komplexe Strukturen bilden. Dieser Zahnzement ist für die endgültige Zementierung der Zähne unerlässlich. Aufgrund seines Säuregehalts wird Polycarboxylatzement jedoch stattdessen für Patienten verwendet, die zu empfindlich dafür sind.
Korrosionsschutzbeschichtung
Ähnlich wie bei Zement kann auch die Oberfläche von Stählen phosphatiert werden.
Hierzu werden die Stahlstücke in ein alkalisiertes Phosphorsäurebad eingebracht und nach Zufuhr eines elektrischen Stroms auf ihrer Oberfläche ein Schutzfilm aus Hopeit (Zn 3 (PO 4 ) 2 · 4H 2 O) und Phosphophyllit gebildet. (Zn 2 Fe (PO 4 ) 2 · 4H 2 O), wobei die letztere Verbindung gegen stark alkalische Medien am widerstandsfähigsten ist.
Die chemischen Reaktionen sind die folgenden:
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 +
Das Problem bei diesen Beschichtungen liegt in ihrem Porositätsgrad, da freiliegende Flanken zurückbleiben, an denen der Stahl Korrosion erleiden kann.
Andererseits wurde Zinkphosphat enthaltender puzzolanischer Zement zur Entwicklung korrosionsbeständigerer Betone verwendet.
Im Allgemeinen ist die Korrosionsschutzeigenschaft von Zinkphosphat dazu bestimmt, vor dem Auftragen der Farbschichten als Beschichtung für die Wände zu dienen, damit diese länger halten und bessere Farben zeigen.
Verweise
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