的磷酸锌是具有化学式Zn的无机化合物3(PO 4)2,但它在自然界中它的四水合物形式,锌发生3(PO 4)2 ·4H 2 ö在矿物磷锌矿和parahopeíta 。同样,它的基本变体存在于矿物锰矿中,Zn 2(PO 4)(OH)。这些矿物是由闪锌矿在富含磷酸盐的水中氧化而形成的。
该化合物的所有已知用途均基于Zn 3(PO 4)2 ·4H 2 O,因为其水分子使其具有良好的固定剂性能。因此,其无水形式本身就没有很大的经济需求。
磷酸锌的碎片。资料来源:Chemicalinterest
如上图所示,磷酸锌为白色固体,呈粉末状或小块状结块。它的白色已用于化妆品的配制以及牙科用水泥和磷酸盐火山灰水泥的制备中。
磷酸锌是一种防腐剂,已用于在钢表面上电沉积锌矿物质(磷铁矿和亚磷灰石)的过程。
结构体
式中的Zn 3(PO 4)2表示Zn 2+和PO 4 3-离子以3:2的比例组成盐,这意味着每三个Zn 2+阳离子都有两个PO 4 3-阴离子。这些离子彼此静电相互作用,因此由于其电荷大小而建立了牢固的离子键。两个离子都是多价的。
因此,Zn 2+和PO 4 3-最终在空间中定向,直到它们定义了有序且重复的结构:磷酸锌晶体。该晶体采用单斜结构,α-Zn系3(PO 4)2。这似乎是能够经历相转变到其它多晶型形式的:β-Zn系3(PO 4)2和γ-锌3(PO 4)2,所有的依赖于温度。
这三种多晶型物是同构的,仅在离子的空间方向上有所不同。也就是说,它们具有不同的空间组。
另一方面,磷酸锌倾向于主要以水合物的形式出现:Zn 3(PO 4)2 ·4H 2 O,其晶体结构也是单斜晶的。这次离子伴随着四个水分子,它们通过偶极离子力和氢键与它们相互作用。
磷酸锌的性质
磷酸锌。翁德里·曼格(OndřejMangl)
外观
尘土白色固体。
摩尔质量
454.11克/摩尔
熔点
900℃
沸点
无信息。这可能是由于可能发生的热分解,或者是由于压力条件无法使盐溶液沸腾所致。
密度
3998克/厘米3
折光率
1,595。
水溶性
不溶。这部分归因于Zn 2+和PO 4 3-离子之间的离子键,该键增加了晶格能量,使盐不溶于水。
闪点
磷酸锌是不可燃的物质。
应用领域
磷酸锌的用途与它的四水合物Zn 3(PO 4)2 ·4H 2 O相对应,因为它是磷酸锌的主要形式,甚至存在于褐铁矿和副陨石矿物中。因此,未知其无水形式Zn 3(PO 4)2是否具有特定用途。
化妆品
磷酸锌已被用作白色颜料,替代了化妆品和美容产品中的氧化锌和氧化钛。由磷酸H 3 PO 4和硝酸锌Zn(NO 3)的混合物合成的,触感柔软的小而圆形的颗粒,可以覆盖皮肤表面而不会渗入毛孔。)2。
因此,通过改变Zn / P比率来制备白色磷酸锌颜料。为此,当混合试剂时,加入可变量的H 3 PO 4和Zn(NO 3)2,直到获得具有最佳化妆性能的产物。
在京都府立大学进行的一项研究中,他们发现以Zn / P比等于2 / 1、1 / 1和3/2的比例制备的颜料显示出最佳的反射率。因此,与其他配方相比,它们使使用化妆品的人的脸部更加明亮。
抗菌剂
磷酸锌纳米颗粒位于武器库中,旨在与微生物作斗争,因此可以替代使用抗生素。以这种方式,减少了细菌对抗生素产生的持续的和渐进的抗性,同时,它试图减少治疗传染病的费用。
这些纳米颗粒对大肠菌群显示出极大的抗菌活性,这项研究在大鼠中得到证实,且不会引起氧化应激。
牙水泥
磷酸锌用于制备磷酸盐水泥,用于许多材料的修复。其中,我们自己的牙齿表现得像牙科水泥,长期以来在牙科界非常流行。该磷酸盐水泥用于同时固定和连接多种固体。
磷酸锌用于制造牙胶。
它是通过将锌和镁的氧化物溶解在磷酸中来制备的,这就是为什么存在Zn 2+和Mg 2+离子并形成复杂结构的原因。这种牙齿胶合剂对于牙齿的最终胶合至关重要。但是,由于其酸度,聚羧酸水泥代替了对太敏感的患者。
防腐涂料
与水泥相似,钢的表面也可以被磷化。
为此,将钢片引入碱化的磷酸浴中,并且在供应电流之后,在其表面上形成由褐铁矿(Zn 3(PO 4)2 ·4H 2 O)和叶蜡石组成的保护膜。(Zn 2 Fe(PO 4)2 ·4H 2 O),后者对强碱性介质的抵抗力最大。
涉及的化学反应如下:
性的3Zn 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O→锌3(PO 4)2 ·4H 2 O + 4H +
2ZN 2+ +的Fe 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O→锌2的Fe(PO 4)2 ·4H 2 O + 4H +
这些涂层的问题在于它们的孔隙度,因为它会将裸露的侧面留在钢上,从而使钢容易受到腐蚀。
另一方面,含有磷酸锌的火山灰水泥已被用于开发更耐腐蚀的混凝土。
通常,在施加涂料层之前,磷酸锌的防腐性能已被用作墙壁的涂料,因此它们可以持续更长的时间并显示出更好的颜色。
参考文献
- 颤抖和阿特金斯。(2008)。无机化学。(第四版)。Mc Graw Hill。
- 维基百科。(2020)。磷酸锌。从以下位置恢复:en.wikipedia.org
- Elsevier BV(2020年)。磷酸锌。ScienceDirect。摘自:sciencedirect.com
- 国家生物技术信息中心。(2020)。磷酸锌。PubChem数据库。,CID = 24519。从以下地址恢复:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. al-Swaidani。(2018)。天然火山灰和磷酸锌镀液对增强钢腐蚀的抑制作用。doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda,H.和Haruki,M.(2014)。硝酸锌与磷酸的混合比用于制备磷酸锌白颜料。陶瓷,60(355),392-396。dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky,P.,Skalickova,S.,Urbankova,L。等。 (2019)。磷酸锌基纳米颗粒作为新型抗菌剂:在饮食中对大鼠的体内研究。动物科学与生物技术杂志10,17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8