Οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO), ιδιότητες και χρήσεις



Το οξείδιο ψευδαργύρου είναι μια χημική ένωση του τύπου ZnO. Είναι μια ανόργανη χημική ένωση που χρησιμοποιείται ως συστατικό σε φάρμακα χωρίς ιατρική συνταγή. Χρησιμοποιείται επίσης ως πρόσθετο σε χρωστικές ουσίες και ημιαγωγούς σε διάφορες βιομηχανίες.

Οξείδιο του ψευδαργύρου βρίσκεται στη φύση σε zincite, ένα ορυκτό που βρίσκεται κυρίως στο New Jersey των ΗΠΑ. Ο Zincite έχει μια εξαγωνική κρυσταλλική δομή (mindat.org και το Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Υπάρχουν διάφορες διεργασίες για την σύνθεση οξειδίου του ψευδαργύρου, οι κύριες οδοί είναι η γαλλική και η αμερικανική μέθοδος.

Στη γαλλική διαδικασία, ο μεταλλικός ψευδάργυρος εξατμίζεται και ο ατμός οξειδώνεται με προθερμαινόμενο αέρα. Η αμερικανική μέθοδος χρησιμοποιεί διαφορετικές ενώσεις ακατέργαστου ψευδαργύρου, οι οποίες μειώνονται με άνθρακα, παράγοντας ατμούς ψευδαργύρου. Στη συνέχεια, οι ατμοί ψευδαργύρου οξειδώνονται με οξυγόνο που υπάρχει στον αέρα, παρόμοιο με τη γαλλική διαδικασία.

Ένας άλλος τρόπος για να συντεθεί το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι η υγρή διαδικασία, η οποία συνίσταται στον καθαρισμό θειικού ή χλωριούχου ψευδαργύρου με καθίζηση με ανθρακικό άλας. Το ίζημα στη συνέχεια φρύγεται για να ληφθεί οξείδιο ψευδαργύρου (Οξείδιο του ψευδαργύρου Formula, S.F.).

ZnSO4 + NaCO3 → ZnCO3 + NaSO4 → ZnO + CO2 (800 ° C).

Ευρετήριο

  • 1 Φυσικές και χημικές ιδιότητες
  • 2 Δραστικότητα και κίνδυνοι
  • 3 Νανοσωματίδια
  • 4 Χρήσεις
    • 4.1 1- Ιατρική
    • 4.2 2- βιομηχανία καουτσούκ
    • 4.3 3- Χρωστικές και βαφές
    • 4.4 4- Ηλιακά κύτταρα
    • 4,5 5- Piezoelectric
    • 4.6 - Άλλες χρήσεις
  • 5 Αναφορές

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι ένα λευκό στερεό χωρίς άρωμα και πικρή γεύση (Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών, 2017). Η εμφάνισή του φαίνεται στο σχήμα 2.

Το οξείδιο του ψευδαργύρου έχει δύο πιθανές δομές: εξαγωνικές και κυβικές, αλλά οι εξαγωνικοί κρύσταλλοι είναι οι πιο συνήθεις. Η ένωση έχει μοριακό βάρος 81,38 g / mol και πυκνότητα 5,606 g / ml. Το σημείο τήξης του είναι 1975 ° C, όπου αρχίζει να αποσυντίθεται (Royal Society of Chemistry, 2015).

Το ZnO είναι ένα αμφοτερικό οξείδιο το οποίο μπορεί να διαλυθεί σε οξέα ή αλκάλια μέσω των αντιδράσεων:

ZnO + 2H+ → Zn+2 + H2Ο

ΖηΟ + 2ΟΗ- → Zn+2 + H2Ο

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι αδιάλυτο σε νερό (0,0004 g ανά 100 ml νερού στους 17 ° C). Η χαμηλή διαλυτότητα που παράγει παράγει υδατικά διαλύματα που είναι ουδέτερα σε ρΗ. Αντιδρά βίαια με σκόνη αλουμινίου και μαγνησίου προκαλώντας κίνδυνο πυρκαγιάς και έκρηξης.

Τα οικεία μείγματα οξειδίου ψευδαργύρου και χλωριωμένου καουτσούκ με ή χωρίς υδρογονάνθρακες ή χλωριωμένους διαλύτες αντιδρούν βίαια, ακόμη και εκρηκτικά όταν θερμαίνονται.

Η βραδεία προσθήκη οξειδίου του ψευδαργύρου για να καλύψει την επιφάνεια του βερνικιού ελαίου λιναριού προκαλεί παραγωγή θερμότητας και ανάφλεξη (CAMEO, 2016).

Δραστικότητα και κίνδυνοι

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι μια σταθερή ένωση που δεν είναι εύφλεκτη και δεν παρουσιάζει καμία ασυμβατότητα με άλλες χημικές ενώσεις, αλλά όταν θερμαίνεται, εκπέμπει τοξικά αέρια. Η ένωση δεν είναι τοξική ή επικίνδυνη κατά την κατάποση ή σε επαφή με το δέρμα ή τα μάτια, ωστόσο η ένωση αντιπροσωπεύει κίνδυνο λόγω της εισπνοής.

Μια βλαβερή συγκέντρωση σωματιδίων στον αέρα μπορεί να επιτευχθεί γρήγορα, ειδικά για σωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου. Η εισπνοή καπνών μπορεί να προκαλέσει πυρετό από μέταλλο με τα ακόλουθα συμπτώματα:

  • πονόλαιμο
  • κεφαλαλγία
  • πυρετό ή υψηλή θερμοκρασία σώματος
  • ναυτία
  • εμετός
  • Αδυναμία
  • κρύο
  • μυϊκός πόνος.

Η ουσία όπως ο καπνός είναι ερεθιστική για την αναπνευστική οδό. Τα αποτελέσματα ενδέχεται να καθυστερήσουν. Τα συμπτώματα του μεταλλικού πυρετού καπνού δεν εκδηλώνονται μετά από μερικές ώρες (NIOSH, 2015).

Σε περίπτωση εισπνοής, το θύμα πρέπει να επιτρέπεται να ξεκουραστεί σε καλά αεριζόμενο χώρο. Εάν η εισπνοή είναι σοβαρή, το θύμα πρέπει να εκκενωθεί σε ασφαλή περιοχή το συντομότερο δυνατό.

Χαλαρώστε τα σφιχτά ρούχα, όπως κολάρο, ζώνες ή γραβάτα. Εάν το θύμα δυσκολεύεται να αναπνεύσει, πρέπει να χορηγείται οξυγόνο.

Αν το θύμα δεν αναπνέει, πραγματοποιείται αναζωογόνηση από στόμα σε στόμα. λαμβάνοντας πάντα υπόψη ότι μπορεί να είναι επικίνδυνη για το άτομο που παρέχει βοήθεια για να δώσει το στόμα σε στόμα ανάνηψη όταν το εισπνεόμενο υλικό είναι τοξικό, μολυσματική ή διαβρωτικές (δεδομένων ασφαλείας υλικού οξειδίου Φύλλο ψευδαργύρου, 2013).

Παρά τη χρήση οξειδίου ψευδαργύρου ως φαρμάκου, είναι πολύ τοξικό για το περιβάλλον, ειδικά για τους υδρόβιους οργανισμούς. Πρέπει να λαμβάνονται άμεσα μέτρα για τον περιορισμό της εξάπλωσής τους στο περιβάλλον σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς.

Νανοσωματίδια

Σήμερα, η νανοτεχνολογία δραστηριοποιείται σε διάφορους τομείς της επιστήμης μέσω της δράσης της για τα υλικά και συσκευές που χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνικές σε νανοκλίμακα (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

Τα νανοσωματίδια είναι μέρος των νανοϋλικών που ορίζονται ως μεμονωμένα σωματίδια διαμέτρου 1-100 nm.

Από τα τελευταία χρόνια, τα νανοσωματίδια αποτελούν κοινό υλικό για την ανάπτυξη νέων εφαρμογών αιχμής στις επικοινωνίες, την αποθήκευση ενέργειας, την ανίχνευση, την αποθήκευση δεδομένων, την οπτική, τη μετάδοση, την προστασία του περιβάλλοντος, τα καλλυντικά, τη βιολογία και την ιατρική. σημαντικές οπτικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες.

Ειδικότερα, οι μοναδικές ιδιότητες και η χρησιμότητα των νανοσωματιδίων προκύπτουν επίσης από μια ποικιλία ιδιοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της παρόμοιου μεγέθους των νανοσωματιδίων και βιομορίων όπως πρωτεϊνών και polinucleóticos οξέα. Επιπλέον, τα νανοσωματίδια μπορούν να κατασκευαστούν με ένα ευρύ φάσμα μετάλλων.

Τα νανοσωματίδια οξειδίου του μετάλλου, συμπεριλαμβανομένου του οξειδίου του ψευδαργύρου, είναι ευέλικτες πλατφόρμες για βιοϊατρικές εφαρμογές και θεραπευτική παρέμβαση.

Υπάρχει επείγουσα ανάγκη να αναπτυχθούν νέες κατηγορίες των αντικαρκινικών παραγόντων, και πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι ZnO τα νανοϋλικά είναι πολύ ελπιδοφόρα (John W. Rasmussen, 2010).

Αυτά τα νανοσωματίδια έχουν αντιβακτηριακές, αντιδιαβρωτικές, αντιμυκητιακές ιδιότητες και ιδιότητες διήθησης με υπεριώδη ακτινοβολία. Ορισμένα από τα συνώνυμα των νανοσωματιδίων οξειδίου του ψευδαργύρου είναι οξυδάρτα, πέντε οξικά, μόνιμα λευκά, κετοκινά και οξοσκόπιο (AZoNano, 2013).

Χρησιμοποιεί

1- Ιατρική

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι ένα προϊόν που χρησιμοποιείται ευρέως τοπικά στην δερματολογία για την περιποίηση του δέρματος. Στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι το κύριο συστατικό των αντηλιακών, λόγω των ανακλαστικών ιδιοτήτων του.

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι ένα από τα ασφαλέστερα συστατικά για την προστασία του δέρματος από τις βλαβερές επιδράσεις των υπεριωδών ακτίνων (UV). Οι ακτίνες UV διεισδύουν στο δέρμα και βλάπτουν τον ιστό, επιταχύνοντας τη διαδικασία γήρανσης και στεγνώνοντας το δέρμα.

Αυτές οι ακτίνες αυξάνουν επίσης τον κίνδυνο καρκίνου του δέρματος. Αντιηλιακά που περιέχουν φίλτρα υπεριώδους ακτίνων ψευδαργύρου, εμποδίζοντας τους να διεισδύσουν στο δέρμα και να προκαλέσουν βλάβη στα κύτταρα.

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι επίσης αποτελεσματικό στην επούλωση του δέρματος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επουλώσει πληγές, να μειώσει την ευαισθησία που σχετίζεται με την ηλιακά εγκαύματα και να μαλακώσει το σκασμένο δέρμα.

Οι άνθρωποι που έχουν έλλειψη ψευδαργύρου τείνουν να βιώνουν αργούς κύκλους επούλωσης τραυμάτων. Όταν εφαρμόζεται οξείδιο ψευδαργύρου στην περιοχή του τραύματος, παρέχει στο σώμα τον επιπλέον ψευδάργυρο που χρειάζεται για την επιδιόρθωση των κυττάρων του δέρματος. Το οξείδιο του ψευδαργύρου βοηθά στη διατήρηση της περιοχής της πληγής υγρή και καθαρή.

Οι λοσιόν και οι κρέμες που περιέχουν οξείδιο ψευδαργύρου είναι αποτελεσματικά στυπτικά του δέρματος. Μπορεί να εφαρμοστεί οξείδιο του ψευδαργύρου για να αποφευχθεί η σχηματισμό υπερβολικού πετρελαίου στην επιφάνεια.

Μερικές φορές χρησιμοποιείται ως θεραπεία για την ακμή - πιστεύεται ότι μειώνει την εμφάνιση των λεκέδων και να μειώσει τον ερεθισμό του δέρματος και φλεγμονή, μειώνοντας τον αριθμό και τη σοβαρότητα της ακμής breakouts.

Τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας αναφέρουν ότι η τοπική και η από του στόματος ψευδάργυρος φαίνεται να είναι μια ασφαλής και αποτελεσματική θεραπεία για την ακμή (PEARSON, 2015).

Η αλοιφή ψευδαργύρου μπορεί να λειτουργήσει καλύτερα για αυτή την κοινή πάθηση του δέρματος όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με το τοπικό αντιβιοτικό ερυθρομυκίνη.

Λόγω των αντιβακτηριακών και αποσμητικών ιδιοτήτων του, οι γιατροί συνήθως αντιμετωπίζουν το εξάνθημα της πάνας με μια αλοιφή οξείδιο του ψευδαργύρου. Συνήθως εφαρμόζεται σε κάθε αλλαγή πάνας για βέλτιστη αποτελεσματικότητα.

Κρατώντας την περιοχή της πάνας καθαρή και επιτρέποντας στο δέρμα να στεγνώσει εντελώς πριν από την εφαρμογή αλοιφής οξείδιο του ψευδαργύρου μπορεί να βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση της σοβαρότητας του εξανθήματος της πάνας.

Η αλοιφή οξείδιο του ψευδαργύρου μπορεί να ανακουφίσει τα συμπτώματα του μελάσματος, σύμφωνα με την Αμερικανική Ακαδημία Δερματολογίας. Melasma είναι μια κοινή κατάσταση του δέρματος που προκαλεί καφέ σημεία στο πρόσωπο, ειδικά στη μύτη, τα μάγουλα, τα χείλη και το μέτωπο του πηγουνιού..

Περίπου το 90% των περιπτώσεων μελάσματος εμφανίζονται στις γυναίκες. Η συχνότερη στους ανθρώπους με πιο σκούρο δέρμα.

Μικρές δέρμα ερεθισμούς όπως κοψίματα, εγκαύματα, τις γρατζουνιές και δηλητηριώδης κισσός συχνά επωφελούνται από αντι-φλεγμονώδεις ιδιότητες που περιέχεται στην αλοιφή οξείδιο του ψευδαργύρου. Μπορείτε να εφαρμόσετε ένα λεπτό στρώμα οξειδίου του ψευδαργύρου στο προσβεβλημένο δέρμα όσο συχνά χρειάζεται για την ανακούφιση από τον ερεθισμό και την προώθηση της επούλωσης.

Οι προστατευτικές επιδράσεις της αλοιφής οξείδιο του ψευδαργύρου στο δέρμα την καθιστούν μία από τις καλύτερες θεραπείες για τις αιμορροΐδες χωρίς θεραπεία

Τα αιμορροΐδες είναι πρησμένες φλέβες στο πρωκτικό κανάλι που προκαλούνται από υπερβολική πίεση στις περιοχές της πυέλου και του ορθού. Οι αιμορροΐδες συνήθως δεν είναι σοβαρές, αλλά μπορούν να προκαλέσουν σημαντική ενόχληση (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2- βιομηχανία καουτσούκ

Περισσότερο από το 50% του οξειδίου του ψευδαργύρου χρησιμοποιείται στη βιομηχανία ελαστικών. Μέσω της διαδικασίας βουλκανισμού, το φινίρισμα έχει υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό και αντοχή στην διόγκωση και την τριβή και είναι ελαστική σε ευρύτερη περιοχή θερμοκρασιών.

Στην απλούστερη μορφή του, ο βουλκανισμός παράγεται με θέρμανση του καουτσούκ με θείο (Encyclopædia Britannica, 2018).

Δύο συστατικά που παίζουν σημαντικό ρόλο στη χημεία βουλκανισμού είναι γνωστά ως "ενεργοποιητές", συνήθως οξείδιο ψευδαργύρου και στεατικό οξύ.

Αυτές οι ενώσεις αντιδρούν μαζί και με επιταχυντές για να σχηματιστεί μία ένωση του θειούχου ψευδαργύρου, το οποίο με τη σειρά του είναι το ενδιάμεσο κλειδί στην προσθήκη θείου σε ένα ελαστομερές διενίου και τη δημιουργία συνδέσεων θείου για την παραγωγή ειδών, όπως ελαστικά, σόλες παπούτσια και ακόμη και τα χτυπήματα του χόκεϋ (Γάνδη, 2016).

3 - Χρωστικές και βαφές

Μαζί με το λιναρόσπορο (ένα ξηρό λάδι χρήσιμο ως όχημα), το οξείδιο του ψευδαργύρου χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία από τον 18ο αιώνα, η οποία επέφερε ταχεία επέκταση της ευρωπαϊκής βιομηχανίας χρωμάτων. Οι βασικές λευκές χρωστικές περιλαμβάνουν το οξείδιο του ψευδαργύρου, το θειούχο ψευδάργυρο, τη λιθοπόνη και το διοξείδιο του τιτανίου (Encyclopædia Britannica, 1998).

4- Ηλιακά κύτταρα

Μια πολύ σημαντική χρήση είναι ότι το οξείδιο του ψευδαργύρου χρησιμοποιείται ευρέως ως ρυθμιστικό στρώμα σε ηλιακά κύτταρα CIGS (Copio Indio Gálio Selenido). Ορισμένα τρέχοντα πειράματα επικεντρώνονται στην επίδραση του πάχους ZnO στη μέγιστη ισχύ εξόδου των κυψελών.

5-Piezoelectric

Το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO) είναι ένα ενδιαφέρον υλικό σε σχέση με την αγωγιμότητα. Κρυσταλλώνεται στη δομή του βορτζίτη και η ένωση του είναι ένα μίγμα ιοντικών και ομοιοπολικών. Οι μονοκρύσταλλοι υψηλής καθαρότητας είναι μονωτήρες.

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι το πιό πιεζοηλεκτρικό όλων των υλικών και χρησιμοποιείται ευρέως ως μετατροπέας σε ηλεκτρονικές συσκευές. (Η πιεζοηλεκτρική ενέργεια είναι η ιδιότητα ενός κρυστάλλου να πολώνει όταν υπόκειται σε πίεση).

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι ένας καλός ημιαγωγός όταν περιλαμβάνονται ακαθαρσίες από αλουμίνιο στον κρύσταλλο. Οι πολυκρυσταλλικές κεραμικές ενώσεις οξειδίου ψευδαργύρου ημιαγωγών συμπεριφέρονται καλά και υπακούουν στον νόμο του Ohm.

Η προσθήκη μικρών ποσοτήτων άλλων οξειδίων, όπως το βάριο και το χρώμιο, κάνει τα κεραμικά οξείδια του ψευδαργύρου να έχουν πολύ μη-ωμικές ηλεκτρικές ιδιότητες

6- Άλλες χρήσεις

Η προσθήκη οξειδίου του ψευδαργύρου βοηθά στην επεξεργασία του σκυροδέματος και βελτιώνει επίσης την αντοχή στο νερό.

Το οξείδιο του ψευδαργύρου χρησιμοποιείται στα φίλτρα τσιγάρων και ως πρόσθετο στα δημητριακά. Χρησιμοποιείται επίσης στην ξηρογραφία ως φωτοαγώγιμο φύλλο και ως αντιδιαβρωτική.

Το μέλλον του οξειδίου του ψευδαργύρου υψηλής ποιότητας θα είναι αναμφισβήτητα συναρπαστικό. Οι πιθανές προόδους για μη ιατρικές εφαρμογές ξεπερνούν ακόμη και τις τρέχουσες φαρμακευτικές χρήσεις.

Nanorod οξείδιο ψευδαργύρου, spintronic και piezoelectric αισθητήρες είναι πολύ ελπιδοφόρα πεδία και αυτά που πρέπει να λάβουν υπόψη στο όχι πολύ μακρινό μέλλον.

Αναφορές

  1. (2013, 10 Ιουλίου). Νανοσωματίδια οξειδίου ψευδαργύρου (ZnO) - Ιδιότητες, Εφαρμογές. Ανάκτηση από το azonano: azonano.com.
  2. (2016). ΟΞΕΙΔΙΟ Ψευδάργυρου, ακατέργαστο. Ανακτήθηκε από αιματοχημικά: cameochemicals.noaa.gov.
  3. EMBL-EBI (2017, 22 Φεβρουαρίου). οξείδιο ψευδαργύρου. Ανάκτηση από το ChEBI: ebi.ac.uk.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 7 Ιουλίου). Βαφή. Ανάκτηση από britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (2018, 15 Σεπτεμβρίου). Βουλκανισμός ΚΑΠΝΙΣΜΑ. Ανακτήθηκε από τη Britannica.com.
  6. Gent, Α. Ν. (2016, 21 Απριλίου). Καουτσούκ. Ανάκτηση από britannica.com.
  7. HELLESVIG-GASKELL, Κ. (2013, 16 Αυγούστου). Χρήση αλοιφής οξείδιο ψευδαργύρου. Ανακτήθηκε από το livestrong.com.
  8. John W. Rasmussen, Ε. Μ. (2010). Νανοσωματίδια οξειδίου ψευδαργύρου για επιλεκτική καταστροφή κυττάρων όγκου και δυναμικό για εφαρμογές χορήγησης φαρμάκων. Expert Opin Drug Deliv. 7 (9) :, 1063-1077.
  9. Φύλλο δεδομένων ασφαλείας υλικών Οξείδιο του ψευδαργύρου. (2013, 21 Μαΐου). Ανάκτηση από το sciencelab.com.
  10. org και το Ινστιτούτο Ορυκτολογίας του Hudson. (2017, 29 Μαρτίου). Zincite Ανακτήθηκε από το mindat.org.
  11. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών ... (2017, Απρίλιος 30). Δημοσιευμένη βάση δεδομένων PubChem. CID = 14806. Ανακτήθηκε από την PubChem.
  12. (2015, 22 Ιουλίου). ΟΞΕΙΔΙΟ Ψευδάργυρου. Ανάκτηση από cdc.gov.
  13. PEARSON, Ο. (2015, 18 Φεβρουαρίου). Τα οφέλη του οξείδιο του ψευδαργύρου για το δέρμα. Ανακτήθηκε από το livestrong.com
  14. Βασιλική Εταιρεία Χημείας. (2015). Οξείδιο ψευδαργύρου Ανακτήθηκε από το chemspider. 
  15. Ο Vaseem Mohammad (Ph.D.), ο Α. U.-B. (2010). ZnO Nanoparticles: Ανάπτυξη, ιδιότητες και εφαρμογές. Στις νανοδομές μετάλλου μετάλλου και στις εφαρμογές τους (σελ. 1-36). American Scientific Publishers.
  16. Τύπος οξειδίου ψευδαργύρου. (S.F.). Ανακτήθηκε από το softschools.com.