Оксид цинка. Свойства и применение

Микроэлемент, играющий важную роль в метаболизме клеток и стабилизации клеточных мембран. Является составной частью многих ферментных систем, в которых он является либо коэнзимом, либо неотъемлемой частью фермента. Принимает участие в регуляции синтеза белка и углеводов. Наличие цинка является необходимым условием для нормального функционирования иммунной системы. Цинк оказывает позитивное влияние на память, способствует усвоению витамина А, необходимого для поддержания зрения, облегчает накопление в организме и продлевает его действие, поддерживает процесс восстановления тканей и заживления ран. Цинк необходим для нормального роста и процесса воспроизводства. Дефицит цинка возникает в случаях парентерального лечения без соответствующих пищевых добавок, при хронических заболеваний кишечника (таких как колит и болезнь Крона), у пациентов с кишечными свищами, при некоторых кожных заболеваниях (например, при энтеропатическом акродерматите), реже в случае цирроза печени, при почечной недостаточности, резекции желудка. В случаях дефицита цинка наблюдается нарушение концентрации, расстройства вкуса, отсутствие аппетита, снижение иммунитета, плохое заживление ран, повышение артериального давления, гиперхолестеринемия, куриная слепота, гиперплазия предстательной железы, нарушение роста у детей, и в случаях существенного дефицита цинка - дерматологические заболевания, такие как очаговая и злокачественная алопеция. Содержание цинка в организме в среднем составляет 1,4–2,3 г, из которых около 98% находится внутри клеток (в основном в эритроцитах, коже, сперме, в предстательной железе, костях, в слизистой оболочке кишечника). Некоторые соединения цинка (например, оксид цинка), обладают вяжущими и высушивающими свойствами. Сульфат цинка обладает противовоспалительными свойствами. После применения перорально соли цинка слабо всасываются из желудочно-кишечного тракта (примерно на 20–40%). Средняя концентрация цинка в крови составляет 11,3–17,6 ммоль/л. Цинк выводится из организма в основном с фекалиями.

Оксид цинка: применение

Лечение заболеваний, связанных с дефицитом цинка или его пониженным содержанием в организме, таких как энтеропатический акродерматит, очаговая и злокачественная алопеция, гнойные прыщи, хронический нейродермит при замене стероидов на кортикостероиды, ломкость волос, нарушение процесса заживления ран, иммунные нарушения, психоневрологические расстройства, половые дисфункции у мужчин, нарушения роста и зрения у детей. Препарат в виде жевательных таблеток применяется для удаления неприятного запаха изо рта. Вспомогательно при болезни Вильсона. Наружно в дерматологии на зудящие места на коже, трудно заживающие раны, при хроническом воспалении кожи, экземе; в офтальмологии - при конъюнктивитах.

Противопоказания

Повышенная чувствительность к препарату; почечная недостаточность. Наружно не следует применять на сочащиеся или покрытые струпьями раны. Взаимодействие с другими препаратами Не следует принимать одновременно цинкосодержащие препараты и тетрациклин (цинк снижает его абсорбцию), а также соединения железа, ацетилсалициловую кислоту, индометацин, тиазидные диуретики, хелатообразователи (D-пеницилламин), кортикостероиды. Побочные эффекты Тошнота, рвота, боль в животе, диарея, головная боль, металлический привкус во рту. В результате длительного использования солей цинка могут возникнуть анемия и дефицит меди в организме.

Беременность и лактация

Нет информации относительно безопасности применения препаратов, содержащих цинк, во время беременности и в период лактации.

Дозировка

Суточная потребность в цинке, в зависимости от возраста, составляет: дети младше 10 лет: 5 мг, дети и подростки 10–15 лет: 15 мг, взрослые: 15–20 мг. При беременности и в период лактации потребность в цинке увеличивается до 25 мг/день. Энтеропатический акродерматит, очаговая алопеция: перорально перед едой в среднем 45 мг 3 ×/день, снижая дозу по мере улучшения состояния. Таблетки не следует делить или жевать. Наружно – больные места на коже смазывать 1–3 ×/день. Смотреть также: описания препаратов.

Белила цинковые

Оксид цинка.

Химическая формула продукта: ZnO

Торговые обозначения продукта:

• Zinc white
• Белила цинковые
• Оксид цинка
• Zinc flowers
• C.I. pigment white 4
• Oxozinc
• Zincite
• Lassar Paste

Описание продукта:

Оксид цинка представляет собой неорганическое соединение с формулой ZnO. Оксид цинка представляет собой белый порошок, который нерастворим в воде и широко используется в качестве добавки во многих материалах и изделиях, включая каучуки, пластмассы, керамику, стекло, цемент, смазки, краски, мази, клеи, герметики, пигменты, продукты питания, аккумуляторы, ферриты, антипирены и скотч-пленки. Хотя это происходит естественным образом как минеральный цинцит, большая часть оксида цинка получается синтетически. Белила цинковые является широкозонным полупроводником полупроводниковой группы II-VI. Природное легирование полупроводника из-за кислородных вакансий или междоузлий цинка n-типа. Этот полупроводник обладает рядом благоприятных свойств, включая хорошую прозрачность, высокую подвижность электронов, широкую запрещенную зону и сильную люминесценцию при комнатной температуре. Эти свойства ценны в новых применениях для: прозрачных электродов в жидкокристаллических дисплеях, энергосберегающих или теплозащитных окнах, а электроника - в виде тонкопленочных транзисторов и светоизлучающих диодов. Оксид цинка (также называемый белым цинком ) представляет собой аморфный белый или желтоватый порошок, нерастворимый в воде и спирте, но растворимый в кислоте и щелочи . Частицы оксида цинка могут быть сферическими, игольчатыми или шаровидными в зависимости от производственного процесса. Форма частиц важна для максимизации физических свойств. Оксид цинка поглощает практически все ультрафиолетовое излучение на длинах волн ниже 360 нм и обеспечивает превосходную защиту связующих. Оксид цинка реагирует с кислотными компонентами покрытий и образует цинковые мыла . Цинковые мыла улучшают гибкость и твердость покрытий. Он используется в качестве пигмента в рецептуре резины, в качестве белого пигмента в керамической промышленности, в качестве непрозрачной основы в косметике, и имеет другие применения в бумаге, красках и отраслях оптического стекла.

Оксид цинка кристаллизуется в двух основных формах: гексагональном вюрците и кубической оцинкованной обманке. Структура вюрцита наиболее стабильна при окружающих условиях и, следовательно, наиболее распространена. Форма цинковой обманки может быть стабилизирована путем выращивания оксида цинка на подложках с кубической структурой решетки. В обоих случаях центры цинка и оксида являются тетраэдрическими, наиболее характерной геометрией для Zn (II). Оксид цинка превращается при относительно высоких давлениях, около 10 ГПа. Гексагональные и оцинкованные полиморфы не имеют инверсионной симметрии (отражение кристалла относительно любой данной точки не превращает ее в себя). Это и другие свойства симметрии решетки приводят к пьезоэлектричеству гексагональной и оцинкованных белил цинковых и пироэлектричеству гексагонального оксида цинка. Как и в большинстве материалов группы II-VI, связывание атомарных структур в оксиде цинка является в значительной степени ионным (Zn 2 + -O 2 -) с соответствующими радиусами 0,074 нм для Zn2+ и 0,140 нм для O 2 - . Это свойство объясняет преимущественное образование структуры вюрцита, а не цинковой обманки, а также сильное пьезоэлектричество оксида цинк а. Из-за полярных связей Zn-O, цинк и кислородные плоскости электрически заряжены. Для поддержания электронейтральности эти плоскости восстанавливаются на атомном уровне в большинстве относительных материалов, но не в оксиде цинка - его поверхности являются атомарно плоскими, стабильными и не имеют реконструкции. Эта аномалия оксида цинка полностью не объяснена.

Оксид цинка - относительно мягкий материал с приблизительной твердостью 4,5 по шкале Мооса. Его упругие постоянные меньше, чем у соответствующих полупроводников III-V, таких как GaN . Высокая теплоемкость и теплопроводность, низкое тепловое расширение и высокая температура плавления оксида цинка выгодны для керамики. Из тетраэдрически связанных полупроводников было заявлено, что оксид цинка имеет самый высокий пьезоэлектрический тензор или, по крайней мере, сравнимый с GaN и AlN. Это свойство делает его технологически важным материалом для многих пьезоэлектрических применений, для которых требуется большое электромеханическое соединение. Оксид цинка имеет относительно большую прямую запрещенную щель ~ 3.3 эВ при комнатной температуре. Преимущества, связанные с большим зазором диапазона, включают в себя более высокие напряжения пробоя, способность выдерживать большие электрические поля, более низкий электронный шум и работу при высоких температурах и высокой мощности. Зазор оксида цинка может быть дополнительно настроен на ~ 3-4 эВ путем его легирования оксидом магния или оксидом кадмия. Большинство оксида цинка имеет n -типный характер, даже при отсутствии преднамеренного легирования. Нестехиометрия, как правило, является источником характера n-типа, но субъект остается спорным. Было предложено альтернативное объяснение, основанное на теоретических расчетах, что причиной являются непреднамеренные замещающие водородные примеси. Управляемое легирование n-типа легко достигается заменой Zn элементами группы III, такими как Al, Ga, In, или заменой кислорода элементами VII группы хлором или иодом.

В производстве оксида цинка выделяют три основных метода.

1. Косвенный метод . В непрямом или французском процессе металлический цинк плавится в графитовом тигле и испаряется при температурах выше 907 ° С (обычно около 1000 ° С). Пары цинка реагируют с кислородом в воздухе, что приводит к образованию ZnO, сопровождаемому падением его температуры и яркой люминесценции. Частицы оксида цинка транспортируются в охлаждающий канал и собираются в мешочек. Этот косвенный метод был популяризирован LeClaire (Франция) в 1844 году и поэтому широко известен как французский процесс. Его продукт обычно состоит из агломерированных частиц оксида цинка со средним размером от 0,1 до нескольких микрометров. По весу большая часть оксида цинка в мире производится по французскому методу.
2. Прямой процесс . Прямой или американский процесс начинается с разнообразных контаминированных цинковых композитов, таких как цинковые руды или побочные продукты плавильной печи. Прекурсоры цинка восстанавливаются (карботермическое восстановление) путем нагревания с источником углерода, такого как антрацит, с получением паров цинк а, который затем окисляется, как в случае косвенного процесса. Из-за меньшей чистоты исходного материала, конечный продукт также имеет более низкое качество в прямом процессе по сравнению с косвенным.
3. Мокрый химический процесс . Небольшое количество промышленного производства связано с влажными химическими процессами, которые начинаются с водных растворов солей цинка, из которых осаждается карбонат цинка или гидроксид цинка . Твердый осадок затем прокаливают при температурах около 800 ° С.

Существуют многочисленные специализированные методы для получения оксида цинка для научных исследований и применения в нишевых областях. Эти методы можно классифицировать по полученной форме ZnO (объемная, тонкая пленка, нанопроволока), температура («низкая», близкая к комнатной температуре или «высокой», т.е. T ~ 1000 ° C), тип процесса (осаждение из паровой фазы или рост из раствора) и другие параметры. Крупные монокристаллы (многие кубические сантиметры) могут быть выращены в результате переноса газа (парофазное осаждение), гидротермального синтеза или роста расплава. Однако из-за высокого давления паров оксида цинка рост из расплава является проблематичным. Трудно контролировать рост транспорта газа, оставляя предпочтение гидротермальному методу. Тонкие пленки могут быть получены химическим осаждением из паровой фазы, эпитаксией из паровой фазы с металлической структурой, электроосаждением, импульсным лазерным осаждением, распылением, золь-гель- синтезом, нанесением атомного слоя, пиролизом распылением и т.д. Обычная белая порошковая окись цинка может быть получена в лаборатории путем электролиза раствора бикарбоната натрия с цинковым анодом. Производятся гидроксид цинка и водород. Гидроксид цинка при нагревании разлагается до оксида цинка. Наноструктуры оксида цинка могут быть синтезированы в различные морфологии, в том числе нанопроволоки, наностержни, тетраподы, нанообъекты, нановолокна, наночастицы и т.д. Наноструктуры могут быть получены с помощью большинства вышеупомянутых методов при определенных условиях, а также с использованием метода «пар-жидкость-твердое тело». Синтез обычно проводят при температурах около 90 ° С в эквимолярном водном растворе нитрата цинк а и гексамина, причем последний обеспечивает основную среду. Некоторые добавки, такие как полиэтиленгликоль или полиэтиленимин, могут улучшить соотношение размеров нанонитей оксида цинка . Допирование нанопроволок оксида цинка было достигнуто добавлением других нитратов металлов к раствору для выращивания. Морфология полученных наноструктур может быть настроена путем изменения параметров, относящихся к составу предшественников (таких как концентрация цинка и рН) или к термической обработке (такой как температура и скорость нагрева).

Физико-химические свойства Оксид цинка.

Хранение и транспортировка оксид цинка:

Меры предосторожности:

Хранить в закрытом состоянии. Не глотать. Не вдыхать пыль. Носить соответствующую защитную одежду. В случае недостаточной вентиляции, наденьте подходящее респираторное оборудование. При проглатывании немедленно обратитесь к врачу и покажите контейнер или этикетку. Беречь от несовместимых веществ, таких как кислоты.

Хранение: Держать контейнер плотно закрытым. Хранить контейнер в прохладном, хорошо проветриваемом помещении. Не храните при температуре выше 25 ° C (77 ° F).

Области применения оксид цинка:

1. Применения порошка оксида цинка многочисленны, а основные из них приведены ниже. Большинство применений используют реакционную способность оксида в качестве предшественника к другим соединениям цинка. Для применений в материаловедении оксид цинка обладает высоким показателем преломления, высокой теплопроводностью, связующими, антибактериальными и УФ-защитными свойствами. Следовательно, его добавляют в материалы и изделия, в том числе пластмассы, керамику, стекло, цемент, каучук, смазки, краски, мази, клеи, герметики, бетонное производство, пигменты, пищевые продукты, батареи, ферриты.
2. Производство резины. В резиновой промышленности используется от 50% до 60% оксида цинка . Оксид цинка вместе со стеариновой кислотой используют для вулканизации каучука Добавка оксида цинка также защищает каучук от грибков и ультрафиолетового излучения.
3. Керамическая промышленность. Керамическая промышленность потребляет значительное количество оксида цинка , в частности, в керамической глазури и фритт-композициях. Относительно высокая теплоемкость, теплопроводность и высокая температурная стабильность оксида цинка в сочетании со сравнительно низким коэффициентом расширения являются желательными свойствами в производстве керамики. Оксид цинка влияет на температуру плавления и оптические свойства глазурей, эмалей и керамических составов. Оксид цинка в виде низкого расширения, вторичный поток улучшает эластичность глазурей, уменьшая изменение вязкости в зависимости от температуры и предотвращая появление трещин.
4. Медицина. Оксид цинка широко используется для лечения различных заболеваний кожи, включая дерматит, зуд из-за экземы, подгузников и прыщей. Он используется в таких продуктах, как детская пудра и барьерные кремы для лечения подгузников, кремов от каламина, шампуней против перхоти и антисептических мазей. Оксид цинка можно использовать в мазях, кремах и лосьонах для защиты от солнечных ожогов и других повреждений кожи, вызванных ультрафиолетовым светом. Многие солнцезащитные кремы используют наночастицы оксида цинка (наряду с наночастицами диоксида титана ), потому что такие мелкие частицы не рассеивают свет и поэтому не кажутся белыми. Наночастицы оксида цинка могут усиливать антибактериальную активность ципрофлоксацина.
5. Табачная индустрия. Оксид цинка является составной частью сигаретных фильтров. Фильтр, состоящий из угля, пропитанного оксидом цинка и оксидом железа, удаляет из табачного дыма значительные количества цианистого водородаи сероводорода, не влияя на его аромат.
6. Пищевая добавка. Окись цинка добавляется ко многим пищевым продуктам, включая зерновые завтраки, в качестве источника цинка, необходимое питательное вещество.Сульфат цинка также используется для той же цели.
7. Производство пигментов. Оксид цинка белый используется в качестве пигмента в красках и является более непрозрачным, чем литопон, но менее непрозрачным, чем диоксид титана Он также используется в покрытиях для бумаги. Китайский белый - это особый сорт цинкового белого, который используется в пигментах художников. Использование цинка белого цвета (оксид цинка) в качестве пигмента в масляной живописи началось в середине 18 века. Он частично заменил ядовитый белый свинец и был использован художниками, такими как Беклин, Ван Гог, Мане, Мунк. Это также основной ингредиент минерального макияжа.
8. Покрытия. Краски, содержащие порошок оксида цинка , уже давно используются в качестве антикоррозионных покрытий для металлов. Они особенно эффективны для оцинкованного железа. Железо трудно защитить, потому что его реакционная способность с органическими покрытиями приводит к хрупкости и отсутствию адгезии. Краски на основе оксида цинка сохраняют свою гибкость и адгезию на таких поверхностях в течение многих лет. Пластмассы, такие как полиэтиленнафталат (PEN), могут быть защищены нанесением покрытия из оксида цинка. Покрытие уменьшает диффузию кислорода с помощью PEN. Слои оксида цинка могут также использоваться на поликарбонате (ПК) в наружных применениях. Покрытие защищает ПК от солнечной радиации и снижает скорость окисления и фото-пожелтение ПК.
9. Предотвращение коррозии в ядерных реакторах. Оксид цинка , обедненный в 64 Zn (изотоп цинка с атомной массой 64), используется для предотвращения коррозии в ядерных реакторах с водой под давлением. Истощение необходимо, поскольку 64 Zn превращается в радиоактивный 65 Zn при облучении нейтронами реактора.
10. Реформа метана. Оксид цинка используют в качестве стадии предварительной обработки для удаления сероводорода из природного газа после гидрирования любых соединений серы до установки риформинга метана, которая может отравлять катализатор.

Кристаллический бесцветный порошок, желтеющий при постепенном нагревании и сублимирующийся при 1800 градусах. Нерастворим в воде. цинка в этом соединения - 2. Химическая формула ZnO. Данное вещество имеет важное значение для человечества. Оно обладает многогранным воздействием на организм человека.

Оксид цинка: свойства физические

1. Теплопроводность составляет 54 Вт/(м*К).
2. Является полупроводником с шириной зоны 3,3 эВ.

Химические свойства оксида цинка

1. Реагирует с кислотами. При этом образуются соли.
2. Реагирует с щелочами с образованием тетра-, три- и гексагидроксицинкатов.
3. Данное вещество растворяется в аммиачном водном растворе. При этом образуется комплексный аммиакат.
4. При сплавлении с оксидами и щелочами цинковый оксид образует цинкаты.
5. При сплавлении с и бора цинковый оксид образует силикаты и стекловидные борты.

Как получают цинковый оксид (ZnO)

Оксид цинка можно получить несколькими способами:

• из природного минерала цинкита;
• путем сжигания паров цинка (Zn) в кислороде (O) - это так называемый "французский процесс";
• посредством термического разложения следующих соединений: гидроокиси Zn(OH)2, ацетата цинка Zn(CH3COO)2, нитрата Zn(NO3), карбоната ZnCO3;
• при окислительном обжиге ZnS (сульфид цинка);
• при гидротермальном синтезе;
• путем извлечения из шламов и пылей металлургических комбинатов. Особое значение имеют те комбинаты, которые специализируются на металлоломе, содержащем значительную долю

Применение оксида цинка

Цинковый оксид применяют в производстве резины, бумаги, некоторых пластмасс, резинотехнических изделий, искусственной кожи, электрокабеля, стекла, керамики, косметики (кремы для загара, различные косметические процедуры) и парфюмерии. Он используется в качестве активатора вулканизации различных каучуков, катализатора синтеза органического вещества - метанола, вулканизирующего агента каучуков хлоропреновых, пигмента и наполнителя в производстве. Раньше оксид цинка был нужен в качестве белого пигмента в производстве эмалей и красок, но сейчас он полностью вытеснен TiO2 (титана двуокись нетоксичная). Широкое распространение цинковый оксид получил и в лакокрасочной, шинной и нефтеперерабатывающей промышленностях.

Получил широкое распространение оксид цинка и в медицине и фармацевтике (препараты «Цинковая мазь», «Судокрем», «Паста Лассара»). Его используют в составе в виде присыпок. На практике его применяют для создания бактерицидных потолков и покрытий в больницах, самоочищающихся поверхностей. При помощи оксида цинка производят зубные пасты и цементы для Раньше использовался в промышленных масштабах для фотокаталитической очистки воды.

Также рассматриваемое нами вещество применяется в производстве красок и стекол на основе стекла жидкого, как один из компонентов удалителя ржавчины и как добавка к животным кормам. Помимо того, порошок данного вещества является перспективным материалом в качестве рабочей среды для лазеров порошковых. На основе цинкового оксида создан светоид голубой расцветки. А некоторые наноструктуры (например, тонкие пленки) на основе этого вещества могут применяться как биологические или газовые чувствительные сенсоры.

Какое влияние оказывает на человека оксид цинка?

Это химическое соединение малотоксично. В воздухе рабочих помещений ПДК должна быть не более 6 милиграм на кубический метр. Пыль оксида цинка может образовываться при обжиге латунных изделий. Пр работе с оксидом цинка необходимо не допускать попадания вещества в глаза. Лекарства с оксидом цинка рекомендуется применять только по указанию доктора.

Цинк является типичным представителем группы металлических элементов и обладает всем спектром их характеристик: металлическим блеском, пластичностью, электро- и теплопроводностью. Однако химические свойства цинка несколько отличаются от основных реакций, присущих большинству металлов. Элемент при определенных условиях может вести себя как неметалл, например, реагировать со щелочами. Такое явление называется амфотерностью. В нашей статье мы изучим физические свойства цинка, а также рассмотрим типичные реакции, характерные для металла и его соединений.

Положение элемента в периодической системе и распространение в природе

Металл располагается в побочной подгруппе второй группы периодической системы. В нее, кроме цинка, входят кадмий и ртуть. Цинк относится к d-элементам и находится в четвертом периоде. В химических реакциях его атомы всегда отдают электроны последнего энергетического уровня, поэтому в таких соединениях элемента, как оксид, средние соли и гидроксид, металл проявляет степень окисления +2. Строением атома объясняются все физико-химические свойства цинка и его соединений. Общее содержание металла в почве составляет примерно 0,01вес. %. Он входит в состав минералов, например, таких как галмей и цинковая обманка. Так как содержание цинка в них невысокое, сначала горные породы подвергаются обогащению, которое проводится в шахтных печах. Большинство цинксодержащих минералов представляют собой сульфиды, карбонаты и сульфаты. Это соли цинка, химические свойства которых лежат в основе процессов их переработки, например, таких как обжиг.

Получение металла

Реакция жесткого окисления карбоната или сульфида цинка приводит к получениюего оксида. Процесс происходит в кипящем слое. Это специальный метод, основанный на тесном контакте мелкоизмельченного минерала и струи горячего воздуха, движущейся с большой скоростью. Далее оксид цинка ZnO восстанавливают коксом и удаляют образовавшиеся пары металла из сферы реакции. Еще один способ получения металла, основанный на химических свойствах цинка и его соединений - это электролиз раствора сульфата цинка. Он представляет собой окислительно-восстановительную реакцию, проходящую под действием электрического тока. Металл высокой чистоты при этом осаждается на электроде.

Физическая характеристика

Голубовато-серебристый, при обычных условиях хрупкий металл. В интервале температур от 100° до 150° цинк становится гибким и его можно прокатывать в листы. При нагревании выше 200° металл становится необычайно хрупким. Под действием кислорода воздуха куски цинка покрываются тонким слоем оксида, а при дальнейшем окислении он превращается в гидроксокарбонат, который играет роль протектора и препятствует дальнейшему взаимодействию металла с кислородом воздуха. Физические и химические свойства цинка взаимосвязаны. Рассмотрим это на примере взаимодействия металла с водой и кислородом.

Жесткое окисление и реакция с водой

При сильном нагревании на воздухе цинковые стружки сгорают голубым пламенем, при этом образуется оксид цинка.

Он проявляет амфотерные свойства. В парах воды, разогретых до температуры красного каления, металл вытесняет водород из молекул Н 2 О, кроме этого, образуется оксид цинка. Химические свойства вещества доказывают его способность взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.

Окислительно-восстановительные реакции с участием цинка

Так как элемент в ряду активности металлов стоит перед водородом, он способен вытеснять его из молекул кислот.

Продукты реакции между цинком и кислотами будут зависеть от двух факторов:

• вида кислоты
• ее концентрации

Оксид цинка

Белый пористый порошок, желтеющий при нагревании и возвращающий свой первоначальный цвет при охлаждении - это окись металла. Химические свойства оксида цинка, уравнения реакций его взаимодействия с кислотами и щелочами подтверждают амфотерный характер соединения. Так, вещество не может реагировать с водой, но взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами. Продуктами реакций будут средние соли (в случае взаимодействия с кислотами) или комплексные соединения - тетрагидроксоцинкаты.

Оксид цинка применяют в производстве белой краски, которую называют цинковыми белилами. В дерматологии вещество входит в состав мазей, присыпок и паст, оказывающих на кожу противовоспалительное и подсушивающее действие. Большая же часть производимого оксида цинка применяется в качестве наполнителя для резины. Продолжая изучать химические свойства цинка и его соединений, рассмотрим гидроксид Zn(OH) 2 .

Амфотерный характер гидроксида цинка

Белый осадок, выпадающий под действием щелочи на растворы солей металла - это основание цинка. Соединение быстро растворяется под действием кислот или щелочей. Первый тип реакции заканчивается образованием средних солей, второй - цинкатов. В твердом виде выделены комплексные соли - гидроксоцинкаты. Особенностью гидроксида цинка является его способность растворяться в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка и воды. Основание цинка является слабым электролитом, поэтому как его средние соли, так и цинкаты в водных растворах поддаются гидролизу, то есть их ионы взаимодействуют с водой и образуют молекулы гидроксида цинка. Растворы таких солей металла, как хлорид или нитрат, будут иметь кислую реакцию вследствие накопления избытка ионов водорода.

Характеристика сульфата цинка

Рассмотренные нами ранее химические свойства цинка, в частности, его реакции с разбавленной сульфатной кислотой, подтверждают образование средней соли - сернокислого цинка. Это бесцветные кристаллы, нагревая которые до 600° и выше, можно получить оксосульфаты и трехокись серы. При дальнейшем нагревании сернокислый цинк преобразуется в оксид цинка. Соль растворима в воде и глицерине. Вещество выделяют из раствора при температуре до 39°C в виде кристаллогидрата, формула которого ZnSO 4 ×7H 2 O. В этом виде его называют цинковым купоросом.

В интервале температур 39°-70° получают шестиводную соль, а выше 70° в составе кристаллогидрата остается только одна молекула воды. Физико-химические свойства сульфата цинка позволяют применять его в качестве отбеливателя при изготовлении бумаги, в виде минерального удобрения в растениеводстве, как подкормку в рационе домашних животных и птицы. В текстильной промышленности соединение используют в производстве вискозной ткани, в окрашивании ситца.

Сернокислый цинк входит также в состав раствора электролита, применяемого в процессе гальванического покрытия слоем цинка железных или стальных изделий диффузным способом или методом горячего оцинкования. Слой цинка в течение длительного времени защищает такие конструкции от коррозии. Учитывая химические свойства цинка, нужно отметить, что в условиях высокой солености воды, значительных колебаний температуры и влажности воздуха оцинкование не дает желаемого эффекта. Поэтому в промышленности нашли широкое применение сплавы металла с медью, магнием и алюминием.

Применение сплавов, содержащих цинк

Для транспортировки многих химических веществ, например, аммиака, по трубопроводам, необходимы особые требования к составу металла, из которого изготовлены трубы. Они изготавливаются на основе сплавов железа с магнием, алюминием и цинком и обладают высокой антикоррозионной устойчивостью к действию агрессивной химической среды. Кроме этого, цинк улучшает механические свойства сплавов и нивелирует вредное влияние таких примесей, как никель и медь. В процессах промышленного электролиза широкое применение получили сплавы меди и цинка. Для транспортировки продуктов нефтепереработки используют танкеры. Они построены из алюминиевых сплавов, содержащих, кроме магния, хрома и марганца, большую долю цинка. Материалы такого состава обладают не только высокими антикоррозионными свойствами и повышенной прочностью, но еще и криогенной стойкостью.

Роль цинка в организме человека

Содержание Zn в клетках составляет 0,0003%, поэтому его относят к микроэлементам. Химические свойства, реакции цинка и его соединений играют важную роль в обмене веществ и поддержании нормального уровня гомеостаза, как на уровне клетки, так и всего организма в целом. Ионы металла входят в состав важных ферментов и других биологически активных веществ. Например, известно, о серьезном влиянии цинка на формирование и функции мужской половой системы. Он входит в состав кофермента гормона тестостерона, отвечающего за фертильность семенной жидкости и формирование вторичных половых признаков. Небелковая часть еще одного важнейшего гормона - инсулина, вырабатываемого бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, также содержит микроэлемент. Иммунный статус организма тоже напрямую связан с концентрацией в клетках ионов Zn +2 , которые находятся в гормоне тимуса - тимулине и тимопоэтине. Высокая концентрация цинка регистрируется в структурах ядра - хромосомах, содержащих дезоксирибонуклеиновую кислоту и участвующих в передаче наследственной информации клетки.

В нашей статье мы изучили химические функции цинка и его соединений, а также определили его роль в жизнедеятельности организма человека.

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

медицинский факультет

Реферат по дисциплине «Фармацевтическая химия»

Тема: Цинка оксид. Цинка сульфат .

Работу выполнила студентка IVкурса

Специальность: фармация

Заочного отделения

Группа: 73Z42

Ригоева Анна Сергеевна

Работу проверил

Преподаватель:

Ермакова Галина Владимировна

Петрозаводск 2012

Цинк - элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30.

Обозначается символом Zn (лат. Zincum).

Простое вещество цинк при нормальных условиях - хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

Типичный пример металла, образующего амфотерные соединения. Амфотерными являются соединения цинка ZnO и Zn(OH)2. Стандартный электродный потенциал −0,76 В, в ряду стандартных потенциалов расположен до железа.

На воздухе цинк покрывается тонкой пленкой оксида ZnO. При сильном нагревании сгорает с образованием амфотерного белого оксида ZnO:

Оксид цинка реагирует как с растворами кислот:

так и щелочами:

Цинк обычной чистоты активно реагирует с растворами кислот:

и растворами щелочей: образуя гидроксоцинкаты. С растворами кислот и щелочей очень чистый цинк не реагирует. Взаимодействие начинается при добавлении нескольких капель раствора сульфата меди CuSO4.

При нагревании цинк реагирует с галогенами с образованием галогенидов ZnHal2. С фосфором цинк образует фосфиды Zn3P2 и ZnP2. С серой и её аналогами - селеном и теллуром - различные халькогениды, ZnS, ZnSe, ZnSe2 и ZnTe.

С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует. Нитрид Zn3N2 получают реакцией цинка с аммиаком при 550-600 °C.

В водных растворах ионы цинка Zn2+ образуют аквакомплексы 2+ и 2+.

ци́нка сульфа́т

ZnSO4, бесцветные кристаллы. Растворяется в воде. Из растворов кристаллизуется ZnSO4·7Н2О - цинковый купорос. Применяют в производстве вискозы, глазурей, для защиты древесины от гниения.

ЦИНКА СУЛЬФАТ

ЦИ́НКА СУЛЬФА́Т (сернокислый цинк) Zinci sulfas, ZnSO4. Из растворов кристаллизуется ZnSO4 · 7H2O - цинковый купорос. Применяют в производстве вискозы, глазурей, для защиты древесины от гниения.

Характеристика:

Бесцветные прозрачные кристаллы или мелкокристаллический порошок вяжущего вкуса, без запаха. На воздухе выветривается. Очень легко растворим в воде, практически нерастворим в этаноле, медленно растворим в глицерине (1:10). Водные растворы имеют кислую реакцию.

Цинка сульфат оказывает противомикробное, вяжущее, подсушивающее и местное противовоспалительное действие.

Применение:

Конъюнктивит, ларингит, уретрит, вагинит - местно; необходимость вызывания рвоты - внутрь в высоких дозах; дефицит цинка в организме с нарушениями анаболических, иммунологических и др. процессов (профилактика и лечение) - внутрь; гипогонадизм, гнездное облысение, детский церебральный паралич, заболевания печени, сахарный диабет, диффузные болезни соединительной ткани и др. (в составе комплексной терапии) - внутрь.

Противопоказания:

Гиперчувствительность.

Побочные действия:

Тошнота, рвота, диарея (при приеме высоких доз внутрь).

Сульфа́т ци́нка, сернокислый цинк, ZnSO4 - цинковая соль серной кислоты.

Бесцветные кристаллы, плотность 3,74 г/см³. Растворимость в воде (%): 29,4 (0 °C), 37,7 (99 °C). Из растворов при температуре ниже 38,8 °C кристаллизуется ZnSO4·7H2O (цинковый купорос), в пределах от 38,8 °C до 70 °C - ZnSO4·6H2O, выше 70 °C образуется моногидрат ZnSO4·H2O. Последний обезвоживается при 238 °C. Сульфат цинка в интервале 600-900 °C разлагается на ZnO и SO3. Слабые растворы сульфата цинка мутнеют при гидролизе вследствие выделения осадка 3Zn(OH)2·ZnSO4·4H2O.

Получение

Цинковый купорос получают выпариванием и кристаллизацией из растворов (попутно с производством цинка). Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

Применение

Применяется в производстве вискозы, минеральных красок, глазурей, в металлургии (флотореагент) и в медицине.

Активное-действующее вещество / начало: цинк (цинка сульфат, пиколинат, аспарагинат)

Био-цинк; Солгар пиколинат цинка; Сульфат цинка; Цинка аспарагинат; Цинка пиколинат; Цинка сульфат; Цинкит; Цинктерал.

Применяется при заболеваниях печени (циррозе), энтеритах, энтеропатическом дерматите, псориазе, коллагенозах (ревматоидный артрит, красная волчанка), детском церебральном параличе, частых простудных заболеваниях. Местно применяется при конъюнктивите, ларингите, уретрите, вагините.

Цинк (цинка сульфат, пиколинат, аспарагинат).

Лекарственные формы:

Шипучие таблетки.

Глазные капли.

Раствор для наружного применения.

Цинк (цинка сульфат, пиколинат, аспарагинат)

Свойства / Действие:

Цинк является важным микроэлементом. Он является составной частью более 90 различных ферментов, осуществляющих синтез ДНК и участвующих в обменных процессах. Цинк стимулирует синтез нуклеиновых кислот, белков, регенерацию тканей, способствует увеличению массы тела. Цинк необходим для функционирования инсулина, гормонов половых желез, поддерживает стабильность клеточных мембран, ограничивая высвобождение гистамина из тучных клеток. Он ограничивает свободнорадикальные реакции, предупреждает повреждение клеточных мембран. Цинк необходим для нормальной активности лимфоидной ткани, щелочной фосфатазы, карбоксипептидаз, алкогольдегидрогеназы.

Цинк повышает устойчивость к инфекционным заболеваниям, способствует заживлению ран, ускоряет рост, повышает работоспособность, улучшает память, препятствует выпадению волос.

Определенные группы населения, например, беременные, кормящие матери, подростки, спортсмены и последовательные вегетарианцы имеют повышенную потребность в цинке. Причиной дефицита цинка может быть недостаточное поступление его в организм или неправильное питание, несбалансированные диеты, нарушенное всасывание цинка (например, при кишечных заболеваниях) или усиленное выделение цинка, например, при алкоголизме, приеме слабительных средств или других медикаментов.

Показания:

Устранение гипоцинкемий, в т.ч. с нарушениями анаболических, иммунологических и др. процессов, которая может возникать при заболеваниях печени (особенно при циррозе), стеаторрее, энтеритах, глистной инвазии, энтеропатическом акродерматите, псориазе, при почечных заболеваниях, гиповитаминозе D, при ожогах.

Профилактически при следующих состояниях: сахарный диабет, коллагенозы (ревматоидный артрит, красная волчанка), гипогонадизм, гнездное облысение, детский церебральный паралич, частые простудные заболевания, прием глюкокортикоидов, беременность и лактация.

Местно (цинка сульфат):

Конъюнктивит, ларингит, уретрит, вагинит.

Способ применения и дозы:

Натощак, в драже или шипучих таблетках. Для профилактики гипоцинкемии 10 мг цинка 1-2 раза в сутки. С лечебной целью - 20-50 мг 2-3 раза в день.

Местно (цинка сульфат):

При конъюнктивитах - глазные капли 0,1-0,5%, при ларингите - смазывание или пульверизация 0,25-0,5% раствором, при уретритах и вагинитах - спринцевания 0,1-0,5% раствором.

Передозировка:

Возможна при приеме внутрь: лихорадка, нарушения функции легких, дегидратация, дисбаланс электролитов в плазме, летаргия, расстройства мышечных движений, почечная недостаточность.

Противопоказания:

активные аутоиммунные процессы, особенно иммунный энцефалит;

острая почечная недостаточность, тяжелые паренхиматозные поражения почек.

Применение в период беременности и лактации:

Применение возможно только при доказанном дефиците цинка в организме.

Побочное действие:

Появляется при приеме больших доз. При этом наблюдаются диспепсические расстройства (тошнота, рвота, понос), дегидратация, дисбаланс электролитов плазме крови, летаргия, почечная недостаточность.

При применении в терапевтических дозах осложнения возникают крайне редко.

Условия хранения:

При комнатной температуре не выше 25С.

Хранить в местах, недоступных для детей.

Сроки годности указан на упаковке. Препарат не может быть использован после окончания срока годности.

Отпуск из аптеки: без рецепта врача.

Оксид цинка (Zinci oxidum )

Белый или белый с желтоватым оттенком аморфный порошок без запаха. Поглощает углекислоту воздуха.

Практически не растворим в воде и спирте, растворим в растворах щелочей, разведенных минеральных кислотах, а также в уксусной кислоте.

При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещённой зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю.

Оксид цинка амфотерен - реагирует с кислотами с образованием солей, при взаимодействии с растворами щелочей образует комплексные три- тетра- и гексагидроксицинкаты (Na2, Ba2):

OH- 2-

Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:

ZnO + 4NH3 + Н20 - (OH)2

При сплавлении с щелочами и оксидами металлов оксид цинка образует цинкаты:

ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O

ZnO + CoO CoZnO2

При сплавлении с оксидами бора и кремния оксид цинка образует стекловидные бораты и силикаты:

ZnO + B2O3 Zn(BO2)2

ZnO + SiO2 ZnSiO3

Получение

природный минерал цинкит

сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»)

термическим разложением соединений:

ацетата Zn(CH3COO)2

гидроксида Zn(OH)2

карбоната ZnCO3

нитрата Zn(NO3)2

окислительным обжигом сульфида ZnS

гидротермальный синтез

извлечением из пылей и шламов металлургических комбинатов, особенно тех, что работают на металлоломе в качестве сырья (он содержит значительную долю оцинкованного железа).

извлечением из тройной системы фазового равновесия «нитрат цинка-нитрат амина-вода» (с нитратом пиридина и хинолина размерность частиц порядка 5-10 нм до 75 %)

Применение

активатор вулканизации некоторых каучуков

вулканизирующий агент хлоропреновых каучуков

катализатор синтеза метанола

белый пигмент при производстве красок и эмалей (в настоящее время (2007) вытеснен нетоксичной двуокисью титана TiO2)

наполнитель и пигмент в производстве:

пластмасс

парфюмерии и косметике

В медицине в виде присыпок и в составе мазей как антисептик.

добавка к кормам для животных

в производстве стекла и красок на основе жидкого стекла

как один из компонентов преобразователя ржавчины

Известно также, что оксид цинка обладает фотокаталитической активностью, что на практике используется для создания самоочищающихся поверхностей, бактерицидных покрытий для стен и потолков в больницах и пр. Для фотокаталитической очистки воды в промышленных масштабах оксид цинка в настоящее время не используется.

Кроме того, порошок оксида цинка - перспективный материал в качестве рабочей среды для порошковых лазеров. На основе оксида цинка создали светодиод голубого цвета. Тонкие пленки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры.

Свойства оксида цинка обуславливают его широко применение в фармацевтической промышленности. Оксид цинка нашел широкое применение в создании абразивных зубных паст и цементов в терапевтической стоматологии, в кремах для загара и косметических процедурах, в производстве электрокабеля, искусственной кожи и резинотехнических изделий. Кроме того, применение распространено в шинной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленностях. Оксид цинка участвует процессе производства стекла и керамики.

Препараты Цинка оксида - противовоспалительные дерматотропные средства с подсушивающим действием для наружного применения. Цинка оксид оказывает также адсорбирующее, вяжущее и антисептическое действие; образует альбуминаты и денатурирует белки. Уменьшает явления экссудации, воспаления и раздражения тканей, образует защитный барьер от действия раздражающих факторов. Смягчает раздраженную кожу. Применяют как средство с защитным эффектом при экземе (в стадии обострения), дерматитах (пеленочный дерматит, контактный дерматит), опрелости, потнице, пролежнях, поверхностных ранах, порезах, царапинах, ожогах, язвенных поражениях кожи, простом герпесе, стрептодермии, трофических язвах.

Активное-действующее вещество:

Цинка оксид / Zinc oxide.

Лекарственные формы:

Линимент.

Цинка оксид

Свойства / Действие:

Цинка оксид проявляет слабое вяжущее действие и его применяют как средство с защитным эффектом при экземе и шелушении кожи.

Показания:

опрелость;

дерматиты, в т.ч. пеленочный дерматит (пеленочная сыпь у детей грудного возраста), контактный дерматит;

пролежни;

поверхностные раны, порезы, царапины;

ожоги (термические, солнечные);

язвенные поражения кожи;

экзема в стадии обострения;

простой герпес;

стрептодермия;

трофические язвы.

Способ применения и дозы:

Препараты Цинка оксида применяют наружно, в виде мази, пасты, линимента.

Вымыть и высушить пораженную область. Наносят на очищенную и высушенную кожу.

Препараты Цинка оксида наносят тонким слоем на пораженные участки кожи 4-6 раз в день.

Курс лечения - до 1 месяца.

Количество наносимого препарата зависит от обширности очага поражения.

Незначительные термические и солнечные ожоги, порезы, царапины, раны - наносят тонким слоем на пораженную поверхность, при необходимости накладывают марлевую повязку.

Пеленочная сыпь у детей - если появляются первые признаки гиперемии, опрелости или незначительного раздражения кожи, мазь наносят 3 или больше раз в сутки, при необходимости во время каждой смены пеленок; профилактически обрабатывают препаратом участки тела, находящиеся в длительном контакте с мокрым бельем.

Противопоказания:

индивидуальная непереносимость (в т.ч. гиперчувствительность в анамнезе) цинка оксида.

Побочные действия:

Аллергические реакции (кожный зуд, гиперемия, кожная сыпь).

Особые указания и меры предосторожности:

Только для наружного применения. Не допускать попадания в глаза.

Мазь наносят лишь на поверхностные и неинфицированные повреждения и не применяют для лечения гнойничковых поражений кожи. Не предназначено для назначения лечения без участия врача.

Препарат не противопоказан в период беременности и кормления грудью.

Лекарственное взаимодействие:

Не описано.

Условия хранения:

При температуре до 30°C, вдали от источников тепла и прямых солнечных лучей.

Срок хранения указан на упаковке.

Отпуск из аптеки - без рецепта врача.