ÇINKO NITRAT: YAPISI, ÖZELLIKLERI, ELDE EDILMESI, KULLANIMLARI - KIMYA - 2024

Çinko nitrat elemanları çinko (Zn), azot (N) ve oksijen (O) 'dan oluşan bir inorganik bileşiktir. Çinkonun oksidasyon durumu +2, azotunki +5 ve oksijeninki -2'dir.

Kimyasal formülü Zn (NO ₃ ) _2'dir . Ortamdan su emme eğiliminde olan renksiz kristal bir katıdır. Çinko metalin seyreltik nitrik asit ile işlenmesiyle elde edilebilir. Kuvvetli oksitleyici bir bileşiktir.

Çinko nitrat Zn (NO ₃ ) ₂ . Ondřej Mangl / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Organik kimya reaksiyonlarının hızlandırıcısı olarak hizmet eder ve elektriksel olarak iletken özelliklere sahip kompozit polimerlerin elde edilmesini sağlar. Elektronikte yararlı malzeme katmanları oluşturmak için kullanılır.

Bazı sıvı gübrelerin ve yavaş salınan bazı herbisitlerin bir parçasıdır. Karmaşık oksitlerin hazırlanmasına, yoğunluklarının ve elektriksel iletkenliklerinin iyileştirilmesine yardımcı olur.

Kemik dokusunun yenilenmesi ve büyümesi için temel teşkil eden, bu süreci iyileştiren ve antibakteriyel olarak etkili olan yapıların elde edilmesinde başarıyla test edilmiştir.

Yanıcı olmamasına rağmen kömür veya organik maddeler gibi olan maddelerin yanmasını hızlandırabilir. Cildi, gözleri ve mukozayı tahriş eder ve su yaşamı için çok zehirlidir.

yapı

Çinko nitrat iyonik bir bileşiktir. İki değerlikli bir katyona (Zn ²⁺ ) ve iki tek değerlikli anyona (NO ₃ ^- ) sahiptir. Nitrat anyonu, oksidasyon durumunda +5 kovalent olarak -2 değerine sahip üç oksijen atomuna bağlanmış bir nitrojen atomunun oluşturduğu çok atomlu bir iyondur.

Çinko nitratın iyonik yapısı. Edgar181 / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Aşağıdaki görüntü, bu bileşiğin uzamsal yapısını göstermektedir. Merkezi gri küre çinkodur, mavi küreler nitrojendir ve kırmızı küreler oksijeni temsil eder.

Zn'nin (NO ₃ ) mekansal yapısı ₂ . Çinko, nitrat iyonlarının ortasındadır. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

terminoloji

• Çinko nitrat
• Çinko dinitrat

Özellikleri

Fiziksel durum

Renksiz veya beyaz kristal katı.

Moleküler ağırlık

189,40 g / mol

Erime noktası

Yaklaşık 110 ºC.

Kaynama noktası

Yaklaşık 125 ºC.

Yoğunluk

2,065 g / cm ³

Çözünürlük

Suda çözünür: 120 g / 100 g H ₂ O 25 ° C'de Alkolde çözünür.

pH

Sulu çözeltileri asidiktir. % 5'lik bir çözeltinin pH'ı yaklaşık 5'tir.

Kimyasal özellikler

Bir nitrat olan bu bileşik, güçlü bir oksidandır. Karbon, bakır, metal sülfitler, organik madde, fosfor ve sülfür ile şiddetli reaksiyona girer. Sıcak kömür üzerine püskürtülürse patlar.

Öte yandan higroskopiktir ve ortamdaki suyu emer. Isıtıldığında çinko oksit, nitrojen dioksit ve oksijen oluşturur:

2 Zn (NO ₃ ) ₂ + ısı → 2 ZnO + 4 NO ₂ ↑ + O ₂ ↑

NaOH gibi alkali çözeltilerde, bu bileşikteki çinko, hidroksitini ve diğer kompleks türlerini oluşturur:

Zn (NO ₃ ) ₂ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + 2 NO ₃ ^-

Zn (OH) ₂ + 2 OH ^- → ^2-

edinme

Çinko veya çinko oksidin seyreltik nitrik asit ile işlenmesiyle elde edilebilir. Bu reaksiyonda hidrojen gazı oluşur.

Zn + 2 HNO ₃ → Zn (NO ₃ ) ₂ + H ₂ ↑

Uygulamalar

Reaksiyonların katalizinde

Reçineler ve polimerler gibi diğer kimyasal bileşikleri elde etmek için katalizör olarak kullanılır. Asit katalizördür.

Reçine örneği. Bugman at English Wikipedia / Public domain. Kaynak: Wikimedia Commons.

Bir polimerin yapı modeli. Ilmari Karonen / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Reaksiyonların hızlanmasının diğer bir durumu , ortam basıncı ve sıcaklığında bile% 99 dönüşümle a-hidroksiesterlerin α-ketoesterlere oksidasyonuna izin veren Zn (NO ₃ ) ₂ / VOC ₂ O _4'ün katalitik sistemidir .

Kompozit polimerlerde

Polimetilmetakrilat ve Zn (NO ₃ ) ₂ filmler , süperkapasitörlerde ve yüksek hızlı bilgisayarlarda kullanım için uygun adaylar haline getiren elektriksel iletkenlik özelliklerine sahip olarak geliştirilmiştir .

Oxisales çimentolarında

Sulu çinko nitrat ve çinko oksit tozu çözeltileri ile, bir asit-baz reaksiyonu ile üretilen çimento sınıfına ait malzemeler elde edilir.

Bunlar, seyreltik asitler ve alkalilerde çözünmeye karşı makul bir direnç gösterirler ve çinko oksiklorürler gibi diğer çimentolarla karşılaştırılabilir bir sıkıştırmaya karşı direnç geliştirirler.

ZnO / Zn (NO ₃ ) ₂ oranı arttığında ve solüsyondaki Zn (NO ₃ ) ₂ konsantrasyonu arttığında bu özellik artar. Elde edilen çimentolar tamamen şekilsizdir yani kristalleri yoktur.

Çinko nitrat ile çimento elde etmek için testler yapılmıştır. Yazar: Kobthanapong. Kaynak: Pixabay.

Çinko oksit kaplamalar ve nanomalzemelerde

Zn (NO ₃ ) ₂ , çeşitli substratlar üzerinde çok ince çinko oksit (ZnO) tabakalarının elektrolitik biriktirilmesi için kullanılır. Bu oksidin nanoyapıları da yüzeylerde hazırlanır.

Çinko oksit nanopartiküller. Bazı ZnO nanoyapıları Zn (NO ₃ ) ₂ ile hazırlanabilir . 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/ lisanslar / tarafından / 2.5). Kaynak: Wikimedia Commons.

ZnO, optoelektronik alanındaki çok sayıda uygulamadan dolayı büyük ilgi gören bir malzemedir, aynı zamanda yarı iletken özelliklere sahiptir ve sensörlerde ve dönüştürücülerde kullanılır.

Herbisitlerde

Çinko nitrat, bazı herbisitlerin suya salınım hızını yavaşlatmak için bazı organik bileşiklerle birlikte kullanılmıştır. Bu ürünlerin yavaş piyasaya sürülmesi, daha uzun süre kullanılabilmesini sağlar ve daha az uygulama gerektirir.

Anot imalatında

Sinterleme sürecini uyarır ve yakıt hücreleri için anot yapmak için kullanılan belirli oksitlerin yoğunluğunu iyileştirir. Sinterleme, bir tozun füzyonuna ulaşmadan ısıtılarak ve sıkıştırılarak katı bir malzeme elde edilmesidir.

İki tanenin sinterlenmesinin nasıl gerçekleştiğinin çizimi. Zn (NO ₃ ) ₂ , bazı karmaşık oksitler üzerinde bu işlemin yürütülmesine yardımcı olur. Cdang / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Test edilen malzemeler karmaşık stronsiyum, iridyum, demir ve titanyum oksitleridir. Çinkonun varlığı bunların elektriksel iletkenliğini önemli ölçüde artırır.

Diğer uygulamalar

İlaç elde etmede kullanılır. Mürekkeplerin ve renklendiricilerin uygulanmasında mordan görevi görür. Lateks pıhtılaştırıcı görevi görür. Sıvı gübrelerde bulunan çinko ve azot kaynağıdır.

Kemik dokusu mühendisliğinde potansiyel kullanım

Bu bileşik, bu yapıların mekanik direncini geliştirmeye izin verdiği için, kemik liflerinin rejenerasyonu için takviye veya iskeletlerin geliştirilmesinde bir katkı maddesi olarak kullanılmıştır.

Çinko içeren yapı iskeletinin osteoprogenitör hücrelere toksik olmadığı, osteoblastların, kemik yapıcı hücrelerin aktivitesini desteklediği ve bunların yapışmasını ve çoğalmasını geliştirdiği bulunmuştur.

Kemikleri oluşturan mineral olan apatit oluşumunu destekler ve aynı zamanda antibakteriyel etkiye sahiptir.

Zn (NO ₃ ) ₂ , kaza geçirmiş kişilerde kemik maddesinin yeniden inşası için çok yararlı olabilir. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

Riskler

Potansiyel yangın ve patlama riski olan bir malzemedir.

Yanıcı olmayıp yanıcı malzemelerin yanmasını hızlandırır. Bu bileşiğin büyük bir miktarı yangına karışırsa veya yanıcı malzeme ince bir şekilde bölünürse, bir patlama meydana gelebilir.

Güçlü ısıya maruz kaldığında, zehirli nitrojen oksit gazları üretilir. Ve maruz kalma uzun bir süre yapılırsa patlayabilir.

Cildi tahriş eder, gözlerde ciddi hasara, solunum yollarında tahrişe neden olabilir, yutulduğunda zehirlidir ve sindirim sistemine zarar verir.

Uzun süreli etkilerle sudaki yaşam için çok zehirlidir.

Referanslar

1. Ju, Y. vd. (2019). ALFA-Hidroksi Esterlerin Moleküler Oksijenle ALFA-Keto Esterlere Seçici Katalitik Oksidasyonu için Çinko Nitrat / Vanadil Oksalatın Yeni Etkisi: Bir In Situ ATR-IR Çalışması. Moleküller 2019, 24, 1281. mdpi.com'dan kurtarıldı.
2. Mohd S., SN ve diğerleri. (2020 yılında). Sodyum dodesilsülfat ve bispiribak anyonları ile ara katılmış çinko hidroksit nitratın kontrollü salimli formülasyonu: Çeltik yetiştiriciliği için yeni bir herbisit nanokompozit. Arabian Journal of Chemistry 13, 4513-4527 (2020). Sciencedirect'ten kurtarıldı.
3. Mani, MP vd. (2019). Kemik Doku Mühendisliği için Ylang Ylang Yağı ve Çinko Nitrat ile Yüklenmiş Elektrospun Biyomimetik İskele'nin Zenginleştirilmiş Mekanik Dayanımı ve Kemik Mineralizasyonu. Polimerler 2019, 11, 1323. mdpi.com'dan kurtarıldı.
4. Kim, KI vd. (2018). Sinterleme yardımcısı olarak çinko nitratın Sr _0.92 Y _0.08 TiO _3-DELTA ve Sr _0.92 Y _0.08 Ti _0.6 Fe _0.4 O _3-DELTA Ceramics International'ın elektrokimyasal özellikleri üzerindeki etkileri , 44 (4): 4262-4270 (2018). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
5. Prasad, BE vd. (2012). Sulu Zn (NO ₃ ) ₂ banyolarından ZnO kaplamasının elektrodepozisyonu : Zn konsantrasyonunun, biriktirme sıcaklığının ve zamanın oryantasyon üzerindeki etkisi. J Katı Hal Elektrokimya 16, 3715-3722 (2012). Link.springer.com'dan kurtarıldı.
6. Bahadur, H. ve Srivastava, AK (2007). Farklı Öncü Malzemelerin Kullanıldığı Sol-Jel Türetilmiş İnce ZnO Filmlerinin Morfolojileri ve Nanoyapıları. Nano ölçekli Res Lett (2007) 2: 469-475. Link.springer.com'dan kurtarıldı.
7. Nicholson, JW ve Tibaldi, JP (1992). Çinko oksit ve sulu çinko nitrat çözeltilerinden hazırlanan çimentonun oluşumu ve özellikleri. J Mater Sci 27,2420-2422 (1992). Link.springer.com'dan kurtarıldı.
8. Lide, DR (editör) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 ^inci CRC Basın.
9. Maji, P. vd. (2015). Zn (NO ₃ ) ₂ dolgusunun PMMA'nın dielektrik geçirgenliği ve elektriksel modülü üzerindeki etkisi. Bull Mater Sci 38, 417-424 (2015). Link.springer.com'dan kurtarıldı.
10. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Çinko nitrat. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
11. Byju's. (2020 yılında). Çinko nitrat - Zn (NO3) 2. Byjus.com'dan kurtarıldı.
12. Amerikan Elemanları. Çinko nitrat. Americanelements.com'dan kurtarıldı.
13. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.