Окси́д ци́нка (о́кись цинка) — бинарное неорганическое соединение цинка и кислорода с формулой ZnO</small>, белый кристаллический порошок или бесцветные кристаллы. Кристаллизуется в гексагональной сингонии типа вюрцита. Нерастворим в воде, желтеет при нагревании. В природе встречается в виде минерала цинкита.
Свойства
Физические свойства Молекулярная масса: 81,408 Температура плавления: при давлении 52 атмосферы — около 2000 °C при атмосферном давлении и 1950 °C — возгоняется Плотность: в порошке 5,5…5,6 г/см³ в виде кристалла 5,61 г/см³. Растворимость в воде: при 18 °C — 0,00052 г/100 мл при 29 °C — 1,6 г/100 мл Теплопроводность: 54 Вт/(м·К).
Образует кристаллы
Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны Естественное смещение стехиометрического отношения в сторону обогащения кислородом придаёт ему электронный тип проводимости.
Эффективная масса носителей заряда .
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 область видимого спектра.
При температурах оксид цинка сублимируется, сублимация идет через механизм разложения оксида цинка на цинк и кислород в высокотемпературной зоне и образование оксида в низкотемпературной зоне, скорости сублимации зависят от состава газовой среды, в которой она проводится.
Химические свойства Химически оксид цинка амфотерен — реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей цинка, при взаимодействии с растворами щелочей образует комплексные три-, тетра- и гексагидроксоцинкаты (например, Na2[Zn(OH)4], Ba2[Zn(OH)6] и др.):
[Zn(OH)3]- + OH- -> [Zn(OH)4]^{2-}.
Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:
ZnO + 4NH3 + H2O -> [Zn(NH3)4](OH)2.
При сплавлении со щелочами и оксидами некоторых металлов оксид цинка образует цинкаты:
ZnO + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2O; ZnO + CoO -> CoZnO2.
При сплавлении с оксидом бора и диоксидом кремния оксид цинка образует стеклообразные бораты и силикаты:
ZnO + B2O3 -> Zn(BO2)2; ZnO + SiO2 ->ZnSiO3. Восстанавливается водородом и углём до металла: ZnO + H2 ->[t^oC]Zn + H2O ^ ZnO + C ->[t^oC] Zn + CO ^
При смешивании порошка оксида цинка с концентрированным раствором хлорида цинка образуется быстро (за 2—3 минуты) твердеющая масса — цинковый цементСправочник химика. Цинковый цемент..
Нахождение в природе Известен природный минерал цинкит, состоящий в основном из оксида цинка.
Получение Сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»). Термическим разложением гидроксида цинка Zn(OH)2. Термическим разложением некоторых солей цинка: ацетата Zn(CH3COO)2; карбоната ZnCO3; нитрата Zn(NO3)2. Окислительным обжигом сульфида ZnS. С помощью гидротермального синтеза. Извлечением из пылей и шламов заводов чёрной металлургии, особенно перерабатывающих металлолом (он содержит значительную долю оцинкованного железа).
Применение Оксид цинка широко применяют в химической и фармацевтической промышленности. Применяется в составе зубных паст и цементов в терапевтической стоматологии, в солнцезащитных кремах, в косметических процедурах, в производстве в качестве наполнителя резины, искусственной кожи и резинотехнических изделий. Применяется в шинной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленностях. Оксид цинка применяют при производстве стекла и керамики.
В химической промышленности Активатор вулканизации некоторых типов каучуков. Вулканизирующий агент хлоропреновых каучуков. Катализатор получения метанола. Белый пигмент при производстве красок и эмалей (с начала XXI века вытесняется нетоксичным диоксидом титана TiO2). Был особенно востребован художниками во второй половине XIX века в виде цинковых белил — долго сохнущих красок, необходимых для новой масляной техники alla prima, основанной на письме в один приём. Наполнитель и пигмент в производстве: резины; пластмасс; бумаги; парфюмерных и косметических средств. 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 пока ещё не используется.
В электронике Оксид цинка применяется для производства варисторов, которые используются в современных ограничителях перенапряжений (ОПН) взамен морально устаревших газонаполненных разрядников.
Кроме того, порошок оксида цинка — перспективный материал в качестве рабочей среды для порошковых лазеров. На основе оксида цинка в комбинации с нитридом галлия создан светодиод голубого цвета.
Тонкие плёнки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры.
Также оксид цинка входит в состав теплопроводных паст, например, пасты КПТ-8.
В медицине
В медицине используется в качестве компонента лекарственных средств наружного применения, используемых в дерматологии. Обладает противовоспалительным, подсушивающим, адсорбирующим, вяжущим и антисептическим действием.
Применяют в виде присыпки, мази, пасты, линимента, из него делают временные пломбы. Является одним из компонентов ряда комплексных дерматологических и косметических препаратов, таких как «Цинковая мазь», «Паста Лассара» и пр.
Фармакологическое действие обусловлено тем, что оксид цинка образует альбуминаты и денатурирует белки. При нанесении на поражённую поверхность уменьшает явления экссудации, воспаления и раздражения тканей, образует защитный барьер от действия раздражающих факторов.
Может применяться при дерматите, в том числе пелёночном, опрелостях, потнице, поверхностных ранах и ожогах (солнечные ожоги, порезы, царапины), язвенных поражениях кожи (трофических язвах), пролежнях, экземе в стадии обострения, простом герпесе, стрептодермии.
Безопасность и токсичность Соединение малотоксично, но его пыль вредна для органов дыхания и может вызвать литейную лихорадку, ПДК в воздухе рабочих помещений — (по ГОСТ 10262-73). Пыль соединения может образовываться при термической обработке изделий из латуни и литья медных сплавов, содержащих цинк.
Примечания
Литература
Статья «Цинка окись» в Большой советской энциклопедии.
Дополнительная литература
цинка Категория:Ингибиторы коррозии Категория:Пигменты Категория:Катализаторы Категория:Соединения цинка Категория:Полупроводники Категория:Амфотерные оксиды Категория:Лекарственные средства по алфавиту Категория:Дерматотропные средства Категория:Антисептики и дезинфицирующие средства Категория:Полупроводниковые материалы Категория:Соединения A2B6 Категория:Фармпрепараты, содержащие цинк