- Struttura
- Nomenclatura
- Proprietà
- Stato fisico
- Peso molecolare
- Punto di fusione
- Punto di ebollizione
- Densità
- solubilità
- pH
- Proprietà chimiche
- Ottenere
- applicazioni
- Nella catalisi delle reazioni
- In polimeri compositi
- In cementi oxisales
- Nei rivestimenti di ossido di zinco e nei nanomateriali
- Negli erbicidi
- Nella produzione di anodi
- Altre app
- Potenziale utilizzo nell'ingegneria del tessuto osseo
- rischi
- Riferimenti
Il nitrato di zinco è un composto inorganico costituito dagli elementi zinco (Zn), azoto (N) e ossigeno (O). Lo stato di ossidazione dello zinco è +2, quello dell'azoto è +5 e quello dell'ossigeno è -2.
La sua formula chimica è Zn (NO 3 ) 2 . È un solido cristallino incolore che tende ad assorbire l'acqua dall'ambiente. Può essere ottenuto trattando lo zinco metallico con acido nitrico diluito. È un composto fortemente ossidante.
Nitrato di zinco Zn (NO 3 ) 2 . Ondřej Mangl / Dominio pubblico. Fonte: Wikimedia Commons.
Funge da acceleratore delle reazioni di chimica organica e consente di ottenere polimeri compositi con proprietà elettricamente conduttive. Viene utilizzato per formare strati di materiali utili in elettronica.
Fa parte di alcuni fertilizzanti liquidi e di alcuni erbicidi a lenta cessione. Aiuta nella preparazione di ossidi complessi, migliorandone la densità e la conduttività elettrica.
È stato testato con successo per ottenere strutture che fungono da base per la rigenerazione e la crescita del tessuto osseo, migliorando questo processo ed essendo efficace come antibatterico.
Sebbene non sia combustibile, può accelerare la combustione di sostanze che lo sono, come carbone o materiali organici. È irritante per la pelle, gli occhi e le mucose ed è molto tossico per la vita acquatica.
Struttura
Il nitrato di zinco è un composto ionico. Ha un catione bivalente (Zn 2+ ) e due anioni monovalenti (NO 3 - ). L'anione nitrato è uno ione poliatomico formato da un atomo di azoto nel suo stato di ossidazione +5 legato covalentemente a tre atomi di ossigeno con una valenza di -2.
Struttura ionica del nitrato di zinco. Edgar181 / Dominio pubblico. Fonte: Wikimedia Commons.
L'immagine sotto mostra la struttura spaziale di questo composto. La sfera grigia centrale è lo zinco, le sfere blu sono l'azoto e le sfere rosse rappresentano l'ossigeno.
Struttura spaziale di Zn (NO 3 ) 2 . Lo zinco è al centro degli ioni nitrato. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Nitrato di zinco
- Dinitrato di zinco
Proprietà
Stato fisico
Solido cristallino incolore o bianco.
Peso molecolare
189,40 g / mol
Punto di fusione
Circa 110 ºC.
Punto di ebollizione
Circa 125 ºC.
Densità
2.065 g / cm 3
solubilità
Solubile in acqua: 120 g / 100 g H 2 O a 25 ° C. Solubile in alcool.
pH
Le sue soluzioni acquose sono acide. Una soluzione al 5% ha un pH di circa 5.
Proprietà chimiche
Essendo un nitrato, questo composto è un forte ossidante. Reagisce violentemente con carbonio, rame, solfuri metallici, materia organica, fosforo e zolfo. Se spruzzato su carbone caldo esplode.
D'altra parte, è igroscopico e assorbe l'acqua dall'ambiente. Se riscaldato, forma ossido di zinco, biossido di azoto e ossigeno:
2 Zn (NO 3 ) 2 + calore → 2 ZnO + 4 NO 2 ↑ + O 2 ↑
In soluzioni alcaline, come quelle di NaOH, lo zinco in questo composto forma il suo idrossido e altre specie complesse:
Zn (NO 3 ) 2 + 2 OH - → Zn (OH) 2 + 2 NO 3 -
Zn (OH) 2 + 2 OH - → 2-
Ottenere
Può essere ottenuto trattando zinco o ossido di zinco con acido nitrico diluito. In questa reazione si forma idrogeno gassoso.
Zn + 2 HNO 3 → Zn (NO 3 ) 2 + H 2 ↑
applicazioni
Nella catalisi delle reazioni
Viene utilizzato come catalizzatore per ottenere altri composti chimici come resine e polimeri. È un catalizzatore acido.
Esempio di resina. Bugman su Wikipedia in inglese / dominio pubblico. Fonte: Wikimedia Commons.
Modello struttura di un polimero. Ilmari Karonen / Pubblico dominio. Fonte: Wikimedia Commons.
Un altro caso di accelerazione delle reazioni è il sistema catalitico di Zn (NO 3 ) 2 / VOC 2 O 4, che consente l'ossidazione di α-idrossiesteri in α-chetoesteri con conversione del 99% anche a pressione e temperatura ambiente.
In polimeri compositi
Sono stati sviluppati film in polimetilmetacrilato e Zn (NO 3 ) 2 con proprietà di conducibilità elettrica che li rendono candidati adatti per l'uso in supercondensatori e computer ad alta velocità.
In cementi oxisales
Con soluzioni acquose di nitrato di zinco e polvere di ossido di zinco si ottengono materiali che appartengono alla classe dei cementi generati da una reazione acido-base.
Questi presentano una discreta resistenza alla dissoluzione in acidi e alcali diluiti, sviluppando una resistenza alla compressione paragonabile a quella di altri cementi come quelli degli ossicloruri di zinco.
Questa proprietà aumenta quando il rapporto ZnO / Zn (NO 3 ) 2 aumenta e quando aumenta la concentrazione di Zn (NO 3 ) 2 nella soluzione. I cementi ottenuti sono completamente amorfi, cioè privi di cristalli.
Con il nitrato di zinco sono stati effettuati test per ottenere cementi. Autore: Kobthanapong. Fonte: Pixabay.
Nei rivestimenti di ossido di zinco e nei nanomateriali
Zn (NO 3 ) 2 è utilizzato per la deposizione elettrolitica di strati molto sottili di ossido di zinco (ZnO) su vari substrati. Anche le nanostrutture di questo ossido vengono preparate sulle superfici.
Nanoparticelle di ossido di zinco. Alcune nanostrutture di ZnO possono essere preparate con Zn (NO 3 ) 2 . 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/ licenze / da / 2.5). Fonte: Wikimedia Commons.
ZnO è un materiale di grande interesse per la moltitudine di applicazioni nel campo dell'optoelettronica, ha anche proprietà di semiconduttore e viene utilizzato in sensori e trasduttori.
Negli erbicidi
Il nitrato di zinco è stato utilizzato insieme ad alcuni composti organici per rallentare la velocità di rilascio di alcuni erbicidi nell'acqua. Il rilascio lento di questi prodotti consente loro di essere disponibili più a lungo e sono necessarie meno applicazioni.
Nella produzione di anodi
Stimola il processo di sinterizzazione e migliora la densità di alcuni ossidi che vengono utilizzati per realizzare anodi per celle a combustibile. La sinterizzazione consiste nell'ottenere un materiale solido riscaldando e comprimendo una polvere senza raggiungere la sua fusione.
Disegno di come avviene la sinterizzazione di due grani. Zn (NO 3 ) 2 aiuta nell'esecuzione di questo processo su alcuni ossidi complessi. Cdang / dominio pubblico. Fonte: Wikimedia Commons.
I materiali testati sono ossidi complessi di stronzio, iridio, ferro e titanio. La presenza di zinco aumenta notevolmente la conducibilità elettrica di questi.
Altre app
È usato per ottenere farmaci. Agisce come mordente nell'applicazione di inchiostri e coloranti. Serve come coagulante al lattice. È una fonte di zinco e azoto nei fertilizzanti liquidi.
Potenziale utilizzo nell'ingegneria del tessuto osseo
Questo composto è stato utilizzato come additivo nell'elaborazione di rinforzi o strutture per la rigenerazione delle fibre ossee, in quanto consente di migliorare la resistenza meccanica di queste strutture.
Lo scaffold contenente zinco è risultato non tossico per le cellule osteoprogenitrici, supporta l'attività degli osteoblasti, le cellule che producono ossa e migliora la loro adesione e proliferazione.
Favorisce la formazione dell'apatite che è il minerale che forma le ossa e ha anche un effetto antibatterico.
Zn (NO 3 ) 2 potrebbe essere molto utile per la ricostruzione della materia ossea nelle persone che hanno subito incidenti. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.
rischi
È un materiale con un potenziale rischio di incendio ed esplosione.
Non è combustibile ma accelera la combustione di materiali combustibili. Se una grande quantità di questo composto è coinvolta in un incendio o se il materiale combustibile è finemente suddiviso, può verificarsi un'esplosione.
Se sottoposti a forte calore, vengono prodotti gas tossici di ossidi di azoto. E se l'esposizione viene eseguita per un lungo periodo, può esplodere.
È irritante per la pelle, può causare gravi danni agli occhi, irritazione alle vie respiratorie, è tossico se ingerito e provoca danni al tratto digerente.
Molto tossico per la vita acquatica con effetti di lunga durata.
Riferimenti
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