- Struktur
- Nomenklatur
- Eigenschaften
- Körperlicher Status
- Molekulargewicht
- Schmelzpunkt
- Siedepunkt
- Dichte
- Löslichkeit
- pH
- Chemische Eigenschaften
- Erhalten
- Anwendungen
- Bei der Katalyse von Reaktionen
- In Verbundpolymeren
- In Oxisales-Zementen
- In Zinkoxidbeschichtungen und Nanomaterialien
- In Herbiziden
- In der Anodenherstellung
- Andere Apps
- Mögliche Verwendung in der Knochengewebezüchtung
- Risiken
- Verweise
Das Zinknitrat ist eine anorganische Verbindung, die aus den Elementen Zink (Zn), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) besteht. Die Oxidationsstufe von Zink beträgt +2, die von Stickstoff +5 und die von Sauerstoff -2.
Seine chemische Formel lautet Zn (NO 3 ) 2 . Es ist ein farbloser kristalliner Feststoff, der dazu neigt, Wasser aus der Umgebung aufzunehmen. Es kann durch Behandeln von Zinkmetall mit verdünnter Salpetersäure erhalten werden. Es ist eine stark oxidierende Verbindung.
Zinknitrat Zn (NO 3 ) 2 . Ondřej Mangl / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.
Es dient als Beschleuniger für Reaktionen der organischen Chemie und ermöglicht die Herstellung von Verbundpolymeren mit elektrisch leitenden Eigenschaften. Es wird verwendet, um Materialschichten zu bilden, die in der Elektronik nützlich sind.
Es ist Teil einiger Flüssigdünger und bestimmter Herbizide mit langsamer Freisetzung. Es hilft bei der Herstellung komplexer Oxide und verbessert deren Dichte und elektrische Leitfähigkeit.
Es wurde erfolgreich getestet, um Strukturen zu erhalten, die als Grundlage für die Regeneration und das Wachstum von Knochengewebe dienen, diesen Prozess verbessern und als antibakterielles Mittel wirksam sein.
Obwohl es nicht brennbar ist, kann es das Verbrennen von Substanzen wie Kohle oder organischen Materialien beschleunigen. Es reizt Haut, Augen und Schleimhäute und ist sehr giftig für Wasserlebewesen.
Struktur
Zinknitrat ist eine ionische Verbindung. Es hat ein zweiwertiges Kation (Zn 2+ ) und zwei einwertige Anionen (NO 3 - ). Das Nitratanion ist ein mehratomiges Ion, das von einem Stickstoffatom in seiner Oxidationsstufe +5 gebildet wird, das kovalent an drei Sauerstoffatome mit einer Wertigkeit von -2 gebunden ist.
Ionenstruktur von Zinknitrat. Edgar181 / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.
Das Bild unten zeigt die räumliche Struktur dieser Verbindung. Die zentrale graue Kugel ist Zink, die blauen Kugeln sind Stickstoff und die roten Kugeln stehen für Sauerstoff.
Raumstruktur von Zn (NO 3 ) 2 . Zink befindet sich mitten in Nitrationen. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Quelle: Wikimedia Commons.
Nomenklatur
- Zinknitrat
- Zinkdinitrat
Eigenschaften
Körperlicher Status
Farbloser oder weißer kristalliner Feststoff.
Molekulargewicht
189,40 g / mol
Schmelzpunkt
Ca. 110 ºC.
Siedepunkt
Ungefähr 125 ºC.
Dichte
2,065 g / cm 3
Löslichkeit
In Wasser löslich: 120 g / 100 g H 2 O bei 25 ° C. In Alkohol löslich.
pH
Seine wässrigen Lösungen sind sauer. Eine 5% ige Lösung hat einen pH-Wert von ungefähr 5.
Chemische Eigenschaften
Als Nitrat ist diese Verbindung ein starkes Oxidationsmittel. Reagiert heftig mit Kohlenstoff, Kupfer, Metallsulfiden, organischen Stoffen, Phosphor und Schwefel. Wenn es auf heiße Kohle gesprüht wird, explodiert es.
Andererseits ist es hygroskopisch und nimmt Wasser aus der Umwelt auf. Beim Erhitzen entstehen Zinkoxid, Stickstoffdioxid und Sauerstoff:
2 Zn (NO 3 ) 2 + Wärme → 2 ZnO + 4 NO 2 ↑ + O 2 ↑
In alkalischen Lösungen wie denen von NaOH bildet das Zink in dieser Verbindung sein Hydroxid und andere komplexe Spezies:
Zn (NO 3 ) 2 + 2 OH - → Zn (OH) 2 + 2 NO 3 -
Zn (OH) 2 + 2 OH - → 2-
Erhalten
Es kann durch Behandeln von Zink oder Zinkoxid mit verdünnter Salpetersäure erhalten werden. Bei dieser Reaktion entsteht Wasserstoffgas.
Zn + 2 HNO 3 → Zn (NO 3 ) 2 + H 2 ↑
Anwendungen
Bei der Katalyse von Reaktionen
Es wird als Katalysator verwendet, um andere chemische Verbindungen wie Harze und Polymere zu erhalten. Es ist ein saurer Katalysator.
Beispiel für Harz. Bugman bei English Wikipedia / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.
Strukturmodell eines Polymers. Ilmari Karonen / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.
Ein weiterer Fall der Reaktionsbeschleunigung ist das katalytische System von Zn (NO 3 ) 2 / VOC 2 O 4, das die Oxidation von α-Hydroxyestern zu α-Ketoestern mit 99% Umwandlung auch bei Umgebungsdruck und -temperatur ermöglicht.
In Verbundpolymeren
Polymethylmethacrylat- und Zn (NO 3 ) 2 -Filme wurden mit elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften entwickelt, die sie zu geeigneten Kandidaten für die Verwendung in Superkondensatoren und Hochgeschwindigkeitscomputern machen.
In Oxisales-Zementen
Mit wässrigen Lösungen von Zinknitrat und Zinkoxidpulver werden Materialien erhalten, die zur Klasse der Zemente gehören, die durch eine Säure-Base-Reaktion erzeugt werden.
Diese weisen eine angemessene Beständigkeit gegen Auflösen in verdünnten Säuren und Laugen auf und entwickeln eine Beständigkeit gegen Kompression, die mit der anderer Zemente wie denen von Zinkoxychloriden vergleichbar ist.
Diese Eigenschaft nimmt zu, wenn das ZnO / Zn (NO 3 ) 2 -Verhältnis zunimmt und wenn die Konzentration von Zn (NO 3 ) 2 in der Lösung zunimmt. Die erhaltenen Zemente sind vollständig amorph, dh sie haben keine Kristalle.
Mit Zinknitrat wurden Tests durchgeführt, um Zemente zu erhalten. Verfasser: Kobthanapong. Quelle: Pixabay.
In Zinkoxidbeschichtungen und Nanomaterialien
Zn (NO 3 ) 2 wird zur elektrolytischen Abscheidung sehr dünner Schichten von Zinkoxid (ZnO) auf verschiedenen Substraten verwendet. Auf den Oberflächen werden auch Nanostrukturen dieses Oxids hergestellt.
Zinkoxid-Nanopartikel. Einige ZnO-Nanostrukturen können mit Zn (NO 3 ) 2 hergestellt werden . Verena Wilhelmi, Ute Fischer, Heike Weighardt, Klaus Schulze-Osthoff, Carmen Nickel, Burkhard Stahlmecke, Thomas AJ Kuhlbusch, Agnes M. Scherbart, Charlotte Esser, Roel PF Schins, Catrin Albrecht / CC BY (https://creativecommons.org/ Lizenzen / von / 2.5). Quelle: Wikimedia Commons.
ZnO ist aufgrund der Vielzahl von Anwendungen auf dem Gebiet der Optoelektronik ein Material von großem Interesse, es hat auch Halbleitereigenschaften und wird in Sensoren und Wandlern verwendet.
In Herbiziden
Zinknitrat wurde in Verbindung mit einigen organischen Verbindungen verwendet, um die Freisetzungsrate bestimmter Herbizide in Wasser zu verlangsamen. Durch die langsame Veröffentlichung dieser Produkte sind sie länger verfügbar und es sind weniger Anwendungen erforderlich.
In der Anodenherstellung
Es stimuliert den Sinterprozess und verbessert die Dichte bestimmter Oxide, aus denen Anoden für Brennstoffzellen hergestellt werden. Beim Sintern wird ein festes Material erhalten, indem ein Pulver erhitzt und komprimiert wird, ohne seine Schmelze zu erreichen.
Zeichnung, wie das Sintern von zwei Körnern erfolgt. Zn (NO 3 ) 2 hilft bei der Ausführung dieses Prozesses an einigen komplexen Oxiden. Cdang / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.
Die getesteten Materialien sind komplexe Oxide von Strontium, Iridium, Eisen und Titan. Das Vorhandensein von Zink erhöht die elektrische Leitfähigkeit dieser signifikant.
Andere Apps
Es wird zur Gewinnung von Medikamenten verwendet. Es wirkt als Beizmittel beim Auftragen von Tinten und Farbstoffen. Dient als Latexgerinnungsmittel. Es ist eine Quelle von Zink und Stickstoff in Flüssigdüngern.
Mögliche Verwendung in der Knochengewebezüchtung
Diese Verbindung wurde als Additiv bei der Entwicklung von Verstärkungen oder Gerüsten für die Regeneration von Knochenfasern verwendet, da sie die mechanische Beständigkeit dieser Strukturen verbessern kann.
Es wurde festgestellt, dass das zinkhaltige Gerüst für Osteoprogenitorzellen nicht toxisch ist, die Aktivität von Osteoblasten, den knochenbildenden Zellen, unterstützt und deren Adhäsion und Proliferation verbessert.
Es begünstigt die Bildung von Apatit, dem Mineral, das Knochen bildet und auch eine antibakterielle Wirkung hat.
Zn (NO 3 ) 2 könnte sehr nützlich für die Rekonstruktion von Knochenmaterial bei Menschen sein, die Unfälle erlitten haben. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Quelle: Wikimedia Commons.
Risiken
Es ist ein Material mit potenzieller Brand- und Explosionsgefahr.
Es ist nicht brennbar, beschleunigt aber das Verbrennen brennbarer Materialien. Wenn eine große Menge dieser Verbindung in ein Feuer verwickelt ist oder wenn das brennbare Material fein verteilt ist, kann eine Explosion auftreten.
Bei starker Hitze entstehen giftige Stickoxidgase. Und wenn die Belichtung längere Zeit durchgeführt wird, kann sie explodieren.
Es reizt die Haut, kann die Augen ernsthaft schädigen, die Atemwege reizen, ist beim Verschlucken giftig und schädigt den Verdauungstrakt.
Sehr giftig für Wasserlebewesen mit lang anhaltender Wirkung.
Verweise
- Ju, Y. et al. (2019). Neuartige Wirkung von Zinknitrat / Vanadyloxalat zur selektiven katalytischen Oxidation von ALFA-Hydroxyestern zu ALFA-Ketoestern mit molekularem Sauerstoff: Eine In-Situ-ATR-IR-Studie. Molecules 2019, 24, 1281. Von mdpi.com wiederhergestellt.
- Mohd S., SN et al. (2020). Formulierung mit kontrollierter Freisetzung von Zinkhydroxidnitrat, interkaliert mit Natriumdodecylsulfat und Bispyribac-Anionen: Ein neuartiges Herbizid-Nanokomposit für die Paddy-Kultivierung. Arabian Journal of Chemistry 13, 4513 & ndash; 4527 (2020). Von sciencedirect erholt.
- Mani, MP et al. (2019). Angereicherte mechanische Festigkeit und Knochenmineralisierung von elektrogesponnenem biomimetischem Gerüst, beladen mit Ylang Ylang-Öl und Zinknitrat für das Bone Tissue Engineering. Polymers 2019, 11, 1323. Von mdpi.com wiederhergestellt.
- Kim, KI et al. (2018). Auswirkungen von Zinknitrat als Sinterhilfe auf die elektrochemischen Eigenschaften von Sr 0,92 Y 0,08 TiO 3 -DELTA und Sr 0,92 Y 0,08 Ti 0,6 Fe 0,4 O 3-DELTA Ceramics International, 44 (4): 4262 & ndash; 4270 (2018). Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
- Prasad, BE et al. (2012). Elektroabscheidung der ZnO-Beschichtung aus wässrigen Zn (NO 3 ) 2 -Bädern: Einfluss der Zn-Konzentration, der Abscheidungstemperatur und der Zeit auf die Orientierung. J Solid State Electrochem 16, 3715 & ndash; 3722 (2012). Von link.springer.com wiederhergestellt.
- Bahadur, H. und Srivastava, AK (2007). Morphologien von Sol-Gel-abgeleiteten Dünnschichten aus ZnO unter Verwendung verschiedener Vorläufermaterialien und ihrer Nanostrukturen. Nanoscale Res Lett (2007) 2: 469 & ndash; 475. Von link.springer.com wiederhergestellt.
- Nicholson, JW und Tibaldi, JP (1992). Bildung und Eigenschaften von Zement aus Zinkoxid und wässrigen Zinknitratlösungen. J Mater Sci 27, 2420 & ndash; 2422 (1992). Von link.springer.com wiederhergestellt.
- Lide, DR (Herausgeber) (2003). CRC Handbuch für Chemie und Physik. 85 th CRC Press.
- Maji, P. et al. (2015). Einfluss des Zn (NO 3 ) 2 -Füllstoffs auf die dielektrische Permittivität und den elektrischen Modul von PMMA. Bull Mater Sci 38, 417 & ndash; 424 (2015). Von link.springer.com wiederhergestellt.
- US National Library of Medicine. (2019). Zinknitrat. Von pubchem.ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt.
- Byjus. (2020). Zinknitrat - Zn (NO3) 2. Von byjus.com wiederhergestellt.
- Amerikanische Elemente. Zinknitrat. Von americanelements.com wiederhergestellt.
- Cotton, F. Albert und Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fortgeschrittene Anorganische Chemie. Vierte Edition. John Wiley & Sons.