Оксид цинка как пишется формула

Полезное

Оксид цинка
Общие
Систематическое наименование	Цинка оксид
Хим. формула	[math]ce{ ZnO }[/math]
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	81,408 г/моль
Плотность	5,61 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1975 °C
• сублимации	1800 °C
Мол. теплоёмк.	40,28 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-350,8 кДж/моль
Оптические свойства
Показатель преломления	2,015 и 2,068CRC Handbook of Chemistry and Physics. — 92nd. — CRC Press, 2011. — ISBN 978-1439855119.
Структура
Кристаллическая структура	гексагональная сингония, a = 0,32495 нм, c = 0,52069 нм, z = 2
Классификация
Рег. номер CAS	1314-13-2
PubChem	14806
ChEBI	ZH4810000
Безопасность
Предельная концентрация	аэрозоль в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3 в атмосферном воздухе 0,05 мг/м3
Токсичность	Токсичен, при вдыхании пыли вызывает литейную лихорадку
Фразы риска (R)	R50/53
Фразы безопасности (S)	S60, S61
NFPA 704	1 2 0 W
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Окси́д ци́нка (о́кись цинка) [math]ce{ ZnO }[/math] — 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

• Теплопроводность: 54 Вт/(м·К)^[1].

Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ. Естественное смещение стехиометрического отношения в сторону обогащения кислородом придаёт ему электронный тип проводимости.

Эффективная масса носителей заряда m_p 0,59m_e; m_n 0,24m_e.

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 1350—1800 °C 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^[2].

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, [math]ce{ Na2[Zn(OH)4], }[/math] [math]ce{ Ba2[Zn(OH)6] }[/math] и др.):

[math]ce{ [Zn(OH)3]- + OH- -> [Zn(OH)4]^{2-}. }[/math]

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

[math]ce{ ZnO + 4NH3 + H2O -> [Zn(NH3)4](OH)2. }[/math]

При сплавлении со щелочами и оксидами некоторых металлов оксид цинка образует цинкаты:

[math]ce{ ZnO + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2O; }[/math]

[math]ce{ ZnO + CoO -> CoZnO2. }[/math]

При сплавлении с оксидом бора и диоксидом кремния оксид цинка образует стеклообразные бораты и силикаты:

[math]ce{ ZnO + B2O3 -> Zn(BO2)2; }[/math]

[math]ce{ ZnO + SiO2 ->ZnSiO3. }[/math]

При смешивании порошка оксида цинка с концентрированным раствором хлорида цинка образуется быстро (за 2—3 минуты) твердеющая масса — цинковый цемент^[3].

Нахождение в природе

Известен природный минерал цинкит, состоящий в основном из оксида цинка.

Получение

• Сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»).
• Термическим разложением некоторых солей цинка:
  • ацетата [math]ce{ Zn(CH3COO)2 }[/math];
  • гидроксида [math]ce{ Zn(OH)2 }[/math];
  • карбоната [math]ce{ ZnCO3 }[/math];
  • нитрата [math]ce{ Zn(NO3)2 }[/math].
• Окислительным обжигом сульфида [math]ce{ ZnS }[/math].
• С помощью гидротермального синтеза^[4].
• 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 (в настоящее время (2007 год) вытесняется нетоксичным диоксидом титана [math]ce{ TiO2 }[/math]).
• 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^{[источник не указан 1528 дней]}.

Известно также, что оксид цинка обладает фотокаталитической активностью^{[источник не указан 1528 дней]}, 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^{[источник не указан 1528 дней]}.

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^{[источник не указан 1528 дней]}. На основе оксида цинка в комбинации с нитридом галлия создан светодиод голубого цвета^[5][6].

Тонкие плёнки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры^[7][8].

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. 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 — 0,5 мг/м³ (по ГОСТ 10262-73). Пыль соединения может образовываться при термической обработке изделий из латуни и литья медных сплавов содержащих цинк.

Примечания

Литература

• Перельман В. И. Краткий справочник химика. — М.—Л.: Химия, 1964.
• Бовина Л. А. и др. Физика соединений AIIBVI / под ред. А. Н. Георгобиани, М. К. Шейнкмана. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. — 319, [1] с.: рис., табл. — 2600 экз.
• Статья «Цинка окись» в Большой советской энциклопедии.

Дополнительная литература

• Özgür Ü., Alivov Ya. I., Liu C., Teke A., Reshchikov M. A., Doğan S., Avrutin V., Cho S.-J., Morkoç H. A comprehensive review of ZnO materials and devices // Journal of Applied Physics. — 2005. — Vol. 98. — P. 041301. — ISSN 00218979. — doi:10.1063/1.1992666.

Оксид цинка, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

Оксид цинка – неорганическое вещество, имеет химическую формулу ZnO.

Краткая характеристика оксида цинка

Физические свойства оксида цинка

Получение оксида цинка

Химические свойства оксида цинка

Химические реакции оксида цинка

Применение и использование оксида цинка

Краткая характеристика оксида цинка:

Оксид цинка – неорганическое вещество белого цвета.

Так как валентность цинка равна двум, то оксид цинка содержит один атом кислорода и один атом цинка.

Химическая формула оксида цинка ZnO.

При нагревании желтеет. При температуре 1800 ^оС сублимируется.

В воде не растворяется.

Оксид цинка относится к малотоксичным веществам. Его пыль вредна для органов дыхания.

Физические свойства оксида цинка:

* Примечание:

— нет данных.

Получение оксида цинка:

В природе встречается в виде минерала цинкита, который практически полностью состоит из оксида цинка.

Оксид цинка также получают в результате следующих химических реакций:

1. 1. сжиганием цинка в кислороде:

2Zn + О₂ → 2ZnО (t  > 250 ^oC).

1. 2. путем термического разложения гидроксида цинка:

Zn(OH)₂ → ZnO + H₂О (t  = 100-250 ^oC).

1. 3. путем термического разложения карбоната цинка:

ZnCO₃  → ZnO + CO₂ (t  = 200-300 ^oC).

1.  4. путем термического разложения нитрата цинка:

2Zn(NO₃)₂ → 2ZnO + 4NO₂ + O₂ (t  = 300-500 ^oC).

1. 5. путем окислительного обжига сульфида цинка:

2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂ (t  = 800-1000 ^oC).

1.  6. путем термического разложения ацетата цинка.

Химические свойства оксида цинка. Химические реакции оксида цинка:

Оксид цинка относится к амфотерным оксидам. Он проявляет в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства.

Химические свойства оксида цинка аналогичны свойствам амфотерных оксидов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция оксида цинка с углеродом:

ZnO + C → Zn + CO (t  = 1200-1300 ^oC).

В результате реакции образуется цинк и оксид углерода (II). Таким образом, цинк восстанавливается из оксида цинка коксом или углем при температуре 1200-1300 ^oC.

2. реакция оксида цинка с оксидом кремния:

ZnО + SiО₂ → ZnSiО₃ (t = 1200-1400 ^oC),

2ZnО + SiО₂ → Zn₂SiО₄ (t = 900-1000 ^oC).

Оксид кремния является кислотным оксидом. В результате реакции в первом случае  образуется соль – метасиликат цинка, во втором – ортосиликат цинка.

3. реакция оксида цинка с оксидом серы: 

ZnО + SО₂ → ZnSО₃.

Оксид серы является кислотным оксидом. В результате реакции образуется соль – сульфит цинка.

4. реакция оксида цинка с оксидом бора: 

ZnО + B₂О₃ → Zn(BО₂)₂.

В результате реакции образуется соль – борат цинка.

5. реакция оксида цинка с оксидом углерода: 

ZnО + СО → Zn + CO₂ (t = 700 ^oC).

В результате реакции образуется цинк и углекислый газ.

6. реакция оксида цинка с оксидом бария: 

ZnО + BaО → BaZnО₂ (t = 1100 ^oC).

В результате реакции образуется соль – цинкат бария.

7. реакция оксида цинка с оксидом хрома: 

ZnО + CrО₃ → ZnCrО₄.

В результате реакции образуется соль – хромат цинка.

8. реакция оксида цинка с оксидом железа: 

ZnО + Fe₂О₃ → Fe₂ZnО₄ (t = 800-1000 ^oC),

ZnО + Fe₂О₃ → ZnFe₂О₄ (t = 800-1000 ^oC).

В результате реакции образуется оксид железа-цинка.

9. реакция оксида цинка с оксидом молибдена: 

ZnО + MoО₃ → ZnMoО₄.

В результате реакции образуется соль – молибдат цинка.

10. реакция оксида цинка с оксидом ванадия: 

2ZnО + VО₂ → Zn₂VО₄ (t = 1500-1700 ^oC).

В результате реакции образуется соль – тетраоксованадат цинка.

11. реакция оксида цинка с оксидом марганца: 

3ZnО + MnО₂ → MnZn₃О₅ (t = 700-800 ^oC),

ZnО + Mn₂О₃ → ZnMn₂О₄ (t = 900 ^oC).

В результате реакции образуется в первом случае – оксид марганца-трицинка, во втором – оксид марганца-цинка.

12. реакция оксида цинка с оксидом вольфрама: 

ZnО + WО₃ → ZnWО₄ (t = 600-800 ^oC).

В результате реакции образуется соль – вольфрамат цинка.

13. реакция оксида цинка с сульфидом цинка:

2ZnO + ZnS → 3Zn + SO₂.

В результате химической реакции получается цинк и оксид цинка.

14. реакция оксида цинка с хлоридом цинка и водой:

ZnO + ZnCl₂ + H₂O → 2Zn(OH)Cl (t = 100-130 ^oC).

В результате химической реакции получается быстро (2-3 минуты) твердеющая масса – хлорид-гидроксид цинка (т.н. цинковый цемент). Хлорид цинка – концентрированный раствор.

15. реакция оксида цинка с плавиковой кислотой:

ZnO + 2HF → ZnF₂ + H₂O.

В результате химической реакции получается соль – фторид цинка и вода.

16. реакция оксида цинка с азотной кислотой:

ZnO + 2HNO₃ → 2Zn(NO₃)₂ + H₂O.

В результате химической реакции получается соль – нитрат цинка и вода.

17. реакция оксида цинка с ортофосфорной кислотой:

3ZnO + 2H₃PO₄ → Zn₃(PO₄)₂ + 3H₂O.

В результате химической реакции получается соль – ортофосфат цинка и вода. Ортофосфорная кислота изначально растворена в воде.

Аналогично проходят реакции оксида цинка и с другими кислотами.  

18. реакция оксида цинка с бромистым водородом (бромоводородом):

ZnO + 2HBr → ZnBr₂ + H₂O.

В результате химической реакции получается соль – бромид цинка и вода.

19. реакция оксида цинка с йодоводородом:

ZnO + 2HI → ZnI₂ + H₂O.

В результате химической реакции получается соль – йодид цинка и вода.

20. реакция оксида цинка с сероводородом:

ZnO + H₂S → ZnS + H₂O (t = 450-550 ^oC).

В результате химической реакции получается соль – сульфид цинка и вода.

21. реакция оксида цинка с гидроксидом натрия:

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O (t = 500-600 ^oC).

В результате химической реакции получается соль – цинкат натрия и вода.

22. реакция оксида цинка с гидроксидом натрия и водой:

ZnO + NaOH + H₂O → Na[Zn(OН)₃] (t = 100 ^oC),

ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OН)₄] (t = 90 ^oC).

В результате химической реакции в первом случае получается тригидроксоцинкат натрия. Гидроксид натрия изначально растворен в воде. Раствор гидроксида натрия в воде 40 %. Реакция протекает при кипении.

В результате химической реакции во втором случае получается тригидроксоцинкат натрия. Гидроксид натрия изначально растворен в воде. Раствор гидроксида натрия в воде 60 %. Реакция протекает при температуре 90 ^oC.

23. реакция оксида цинка с гидратом аммиака:

ZnО + 4(NH₃•H₂O) → [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + 3H₂O.

В результате реакции образуются гидроксид тетраамминцинка и вода. Гидрат аммиака – концентрированный раствор.

24. реакция оксида цинка с хлоридом аммония:

ZnО + 2NH₄Cl → ZnCl₂ + 2NH₃ + H₂O (t°).

В результате реакции образуются хлорид цинка, аммиак и вода.

Применение и использование оксида цинка:

Оксид цинка применяется в качестве наполнителя, компонента или катализатора в химической, фармацевтической, резинотехнической, лакокрасочной и нефтеперерабатывающей промышленности, в производстве стекла и керамики, а также медицине.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

оксид цинка реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие оксида цинка
реакции с оксидом цинка

Коэффициент востребованности
8 983

Оксид цинка

Способы получения

Оксид цинка можно получить различными методами:

1. Окислением цинка кислородом: 

2Zn + O₂ → 2ZnO

2. Разложением гидроксида цинка при нагревании:

Zn(OН)₂  →   ZnO  + H₂O

 3. Оксид цинка можно получить разложением нитрата цинка:

2Zn(NO₃)₂  →  2ZnO    +   4NO₂   +  O₂

Химические свойства

Оксид цинка — типичный амфотерный оксид. Взаимодействует с кислотными и основными оксидами, кислотами, щелочами.

1. При взаимодействии оксида цинка с основными оксидами образуются соли-цинкаты.

Например, оксид цинка взаимодействует с оксидом натрия:

ZnO  +  Na₂O →  Na₂ZnO₂

2. Оксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—цинкаты, а в растворе – комплексные соли. При этом оксид цинка проявляет кислотные свойства.

Например, оксид цинка взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием цинката натрия и воды:

ZnO  +  2NaOH  →    Na₂ZnO₂  + H₂O

Оксид цинка растворяется в избытке раствора щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:

ZnO  +  2NaOH + H₂O  =  Na₂[Zn(OH)₄] 

3. Оксид цинка не взаимодействует с водой.

ZnO  +  H₂O ≠

4. Оксид цинка взаимодействует с кислотными оксидами. При этом образуются соли цинка. В этих реакциях оксид цинка проявляет основные свойства.

Например, оксид цинка взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка: 

ZnO + SO₃ → ZnSO₄

5. Оксид цинка взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием солей.

Например, оксид цинка реагирует с соляной кислотой:

ZnO  +  2HCl  =  ZnCl₂  +  H₂O

6. Оксид цинка проявляет слабые окислительные свойства.

Например, оксид цинка при нагревании реагирует с водородом и угарным газом:

ZnO + С_(кокс)   →  Zn + СО 

ZnO + СО →  Zn + СО₂

7. Оксид цинка — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Например, из карбоната бария:

ZnO + BaCO₃ →  BaZnO₂  + СО₂

Справочник содержит названия веществ и описания химических формул (в т.ч. структурные формулы и скелетные формулы).