CARBONATO DI ZINCO (ZNCO3): STRUTTURA, PROPRIETÀ, USI - CHIMICA - 2025

Il carbonato di zinco è un composto inorganico costituito dagli elementi zinco (Zn), carbonio (C) e ossigeno (O). La sua formula chimica è ZnCO ₃ . Lo zinco ha uno stato di ossidazione di +2, carbonio +4 e ossigeno -2.

È un solido incolore o bianco che si trova in natura, formando il minerale smithsonite, in cui può essere da solo o con altri elementi come il cobalto o il rame, che gli conferiscono rispettivamente un colore viola o verde.

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

ZnCO ₃ è quasi insolubile in acqua, ma si dissolve facilmente in acidi diluiti, poiché lo ione carbonato in un mezzo acido forma acido carbonico (H ₂ CO ₃ ), che poi diventa gas CO ₂ e acqua.

È usato come antisettico nelle ferite degli animali e talvolta viene fornito nella dieta per prevenire le malattie causate dalla carenza di zinco.

Serve a ritardare la combustione di alcune fibre, plastica e gomma quando vengono a contatto con il fuoco. Permette di separare i minerali di arsenico tossici da altre rocce in modo sicuro.

È stato utilizzato nei dentifrici per ripristinare la dentina sui denti sottoposti a sbiancamento.

Struttura

ZnCO ₃ è costituito da un catione Zn ²⁺ e da un anione CO ₃ ^2- . Il carbonio nello ione carbonato ha uno stato di ossidazione di +4. Questo ione ha una struttura piatta con i tre atomi di ossigeno che circondano l'atomo di carbonio.

Struttura chimica del carbonato di zinco. Autore sconosciuto / dominio pubblico. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

• Carbonato di zinco
• Monocarbonato di zinco
• Sale di zinco dell'acido carbonico
• smithsonite
• Spada di zinco

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino incolore o bianco. Cristalli rombici.

Carbonato di zinco. Ondřej Mangl / Dominio pubblico. Fonte: Wikimedia Commons.

Peso molecolare

125,4 g / mol

Punto di fusione

A 140 ºC si decompone senza sciogliersi.

Densità

4,398 g / cm ³ a 20 ° C.

solubilità

Praticamente insolubile in acqua: 0,000091 g / 100 g di H ₂ O a 20 ° C. Solubile in acidi diluiti, alcali e soluzioni di sale di ammonio. Insolubile in ammoniaca, alcool e acetone.

Proprietà chimiche

Reagisce con gli acidi formando anidride carbonica:

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

Si dissolve in basi formando l'idrossido, che si dissolve parzialmente formando uno ione zincato:

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

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

Non è infiammabile. Quando viene riscaldato fino alla decomposizione, produce ossido di zinco e anidride carbonica, ma può anche emettere monossido di carbonio (CO).

ZnCO ₃ + calore → ZnO + CO ₂ ↑

Ottenere

Si ottiene macinando il minerale smithsonite, precedentemente chiamato zinco spar.

Può anche essere preparato mescolando una soluzione di carbonato di sodio con un sale di zinco, come il solfato di zinco. Il solfato di sodio rimane disciolto e il carbonato di zinco precipita:

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

applicazioni

Nei trattamenti medici

Questo composto permette di ottenere alcuni prodotti farmaceutici. Si applica sulla pelle infiammata come polvere o lozione.

Nelle applicazioni veterinarie

ZnCO ₃ funge da protettore delle ferite astringente, antisettico e topico negli animali.

Inoltre aiuta a prevenire le malattie causate da carenza di zinco, motivo per cui viene utilizzato come integratore nella dieta di alcuni animali, purché le quantità somministrate rientrino negli standard stabiliti dalle agenzie sanitarie.

Il carbonato di zinco viene talvolta somministrato come micronutriente per prevenire le malattie nei suini. Autore sconosciuto / CC0. Fonte: Wikimedia Commons.

Nei focolai di paracheratosi nei suini, viene aggiunto alla loro dieta. Questa malattia è un'alterazione della pelle in cui lo strato corneo non si forma correttamente.

Come ritardante di fiamma

Viene utilizzato come riempitivo ignifugo per gomme e plastiche esposte ad alte temperature. Protegge le fibre tessili dal fuoco.

Nel caso dei tessuti di cotone, viene applicato sul tessuto insieme ad alcuni alcali. Questo attacca direttamente i gruppi idrossilici primari (–CH ₂ OH) della cellulosa e li converte in cellulosa sodica (–CH ₂ ONa).

La rottura dei legami cellulosici da parte degli alcali favorisce una maggiore penetrabilità delle catene della struttura cellulosica compatta, in modo che più ZnCO ₃ riesca ad entrare nella zona amorfa di questa e la sua dispersione è facilitata.

Alcuni tessuti di cotone possono contenere ZnCO ₃ nelle loro fibre per renderli resistenti al fuoco. Socken_farbig.jpeg: Scott Bauerderivative work: Socky / Public domain. Fonte: Wikimedia Commons.

Di conseguenza, la quantità di gas infiammabile che potrebbe essere prodotto dal fuoco è ridotta.

Nei trattamenti dentali

Alcuni dentifrici a base di nanocristalli di carbonato di zinco e idrossiapatite applicati regolarmente sui denti riducono l'ipersensibilità in modo più efficace di quelli a base di fluoro.

I nanocristalli di ZnCO ₃ e idrossiapatite hanno dimensioni, forma, composizione chimica e cristallinità simili a quelle della dentina, quindi i tubuli dentinali possono essere chiusi con l'applicazione di questi materiali.

Le nanoparticelle di ZnCO ₃ -idrossiapatite sono state testate con successo per diminuire la sensibilità nei denti sbiancati. Autore: Photo Mix. Fonte: Pixabay.

Questo tipo di dentifricio si è rivelato utile dopo i processi di sbiancamento dei denti.

Per separare i minerali pericolosi dall'arsenico

_{Sono stati} testati metodi per separare i minerali di arsenico dalle rocce solfuro (come galena, calcopirite e pirite) utilizzando ZnCO ₃ . Il minerale ricco di arsenico deve essere separato dagli altri perché questo elemento è un inquinante molto tossico e velenoso per gli esseri viventi.

Per ottenere ciò, la miscela di rocce macinate viene trattata con una soluzione di solfato di zinco e carbonato di sodio a un pH di 7,5-9,0 e un composto xantato.

Arsenopirite. Questo minerale deve essere separato dagli altri perché contiene l'arsenico tossico. La separazione può essere ottenuta con carbonato di zinco. James St. John / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). Fonte: Wikimedia Commons.

L'efficacia della formula è attribuita alla formazione di piccole particelle di ZnCO ₃ sulla superficie dell'arsenopirite, rendendolo idrofilo (simile all'acqua), quindi non può aderire alle bolle d'aria e non può galleggiare precipitando e separandosi degli altri minerali.

Nell'ottenere altri composti di zinco

Il carbonato di zinco è stato utilizzato per ottenere nanostrutture idrofobiche di borato di zinco della formula 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3.5H ₂ O. Questo materiale può essere utilizzato come additivo ritardante di fiamma in polimeri, legno e tessuti.

Nel recupero dello zinco dagli effluenti di scarto

Le acque sintetiche ricche di ioni di zinco scartate dai processi di elettrodeposizione possono essere trattate con la tecnologia a letto fluido utilizzando carbonato di sodio per precipitare ZnCO ₃ .

Quando Zn ^{2+ viene} precipitato sotto forma di carbonato, la sua concentrazione diminuisce, il solido ottenuto viene filtrato e le acque possono essere smaltite in sicurezza. Lo ZnCO ₃ precipitato è di elevata purezza.

Altre app

Permette di preparare altri composti di zinco. È usato nei cosmetici. Serve come pigmento e viene utilizzato nella produzione di porcellane, ceramiche e terrecotte.

rischi

L'inalazione di polvere di ZnCO ₃ può causare gola secca, tosse, fastidio al torace, febbre e sudorazione. La sua ingestione provoca nausea e vomito.

Effetti sull'ambiente

Il rischio principale è il suo effetto sull'ambiente, quindi dovrebbe essere evitato che si diffonda al suo interno. È molto tossico per la vita acquatica con conseguenze che persistono negli organismi viventi.

Riferimenti

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