Utilisateur:Junru Kang/Brouillon2
Oxyde de zinc | |
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Identification | |
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Nom UICPA | Oxyde de zinc |
Synonymes |
Blanc de zinc |
No CAS | |
No CE | 215-222-5 |
SMILES | |
InChI | |
Apparence | poudre blanche à jaune inodore, cristaux hexagonaux |
Propriétés chimiques | |
Formule | ZnO |
Masse molaire[1] | 81,38 ± 0,02 g/mol O 19,66 %, Zn 80,36 %, |
Propriétés physiques | |
T° fusion | décomposition du cristal à 1 975 °C[2], décomposition du corps amorphe moins stable au-dessus de 1 800 °C |
Solubilité | très faible, quasi nulle dans l'eau pure[2]. Soluble dans l'acide acétique dilué, les acides minéraux forts les alcalis forts, l'ammoniaque, le carbonate d'ammonium et le chlorure d'ammonium mais insoluble dans l'ammoniac liquide et l'éthanol |
Masse volumique | 5,6 g·cm-3[2] pour le cristal hexagonal, 5,47 g·cm-3 pour le corps amorphe |
Thermochimie | |
S0solide | 43,65 ± 0,40 J·K-1·mol-1 [3] |
ΔfH0solide | −350,46 ± 0,27 kJ·mol-1 [3] |
ΔfusH° | 4 470 calth·mol-1 |
Propriétés électroniques | |
Bande interdite | EgA 3,437 eV (à 1.6K),
3.37 (à 300K) |
Cristallographie | |
Structure type | wurtzite[4] |
Propriétés optiques | |
Indice de réfraction | indice 2,008 2,029 (biaxial) |
Précautions | |
SGH[5] | |
H410 |
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SIMDUT[6] | |
Produit non contrôlé |
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Considérations thérapeutiques | |
Classe thérapeutique | astringent, filtre ultraviolet |
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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氧化锌 氧化锌是一种锌的氧化物,无气味、味苦,可溶于酸和强碱的白色固体,属于两性化合物,几乎不溶于水。氧化锌是一种常用的化学添加剂,广泛的应用于材料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、填隙材料、药膏、粘合剂、食品、电池、铁氧体材料、阻燃剂和医用急救绷带等。氧化锌的能带隙(约3,3eV)和激子束缚能(60meV)较大,是一种宽带隙半导体材料,透明度高且具有优异的常温发光性能,因此在光电子领域有重要应用。由于纳米氧化锌具有良好的纳米特性,其应用领域也开始越来越广泛。
发展简史
modifier人类很早就学会了使用经过加工或未被加工的氧化锌作为涂料或外用医药,但人类发现氧化锌的历史已很难追溯。
早在公元前200年,罗马人已经学会用铜和含氧化锌的锌矿石反应制作黄铜,氧化锌在竖炉中化作锌蒸汽,进入烟道发生反应,作为氧化物凝结。
在古印度医学著作《查卡拉本集》中记载了一种后被认定为氧化锌的药物,用来治疗眼疾和外伤。公元1世纪,希腊医生迪奥斯科里季斯(Dioscorides)也曾提到用氧化锌做药膏。阿伟森纳于1025年完成的《回回药方》中氧化锌被描述为治疗各种皮肤疾病,包括皮肤癌的首选药品。现在,人们已经不再使用氧化锌治疗皮肤癌,但它仍被广泛用于其他普通皮肤病症。
12到16世纪,印度人认识了锌和锌矿,并开始用原始的方式冶锌。17世纪,冶锌技术传入中国。1743年,英国布里斯托尔创立了欧洲第一个锌冶炼工厂。
氧化锌的主要用途是用作颜料。1834年,首次成为水彩颜料,但难溶于油,这一问题很快由新的氧化锌生产工艺解决。1845年,勒克莱尔(Le Claire)开始在巴黎大规模生产锌白油画颜料,到1850年,锌白颜料在整个欧洲流行起来。锌白颜料成功的原因是它在阳光下的永久性,不会被含硫空气熏黑,无毒且经济。氧化锌的纯净度很高,当它与其他颜料混合时,会形成干膜,以致画作在百年后出现裂纹。
化学性质
modifier氧化锌是两性氧化物,几乎不溶于水,但在酸溶液中会溶解,例如:
Zno + 2HCl →ZnCl2 + H2O
与碱反应,氧化锌固体可被分解成锌酸盐:
ZnO +2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]
氧化锌非常稳定,在标准氧气压力下,ZnO在大约1975°C时才会分解成锌蒸汽和氧气。然而在碳热反应中,用碳加热将氧化锌转化成锌蒸汽的所需温度只有大约950°C,碳能将氧化物还原为金属单质,金属锌比氧化锌更容易挥发。反应如下:
ZnO + C → Zn + CO
氧化锌与铝粉和镁粉会剧烈反应。
氧化锌是一种白色颜料,俗名为锌白。锌白的优点是遇到H2S气体不变黑,因为ZnS也是白色固体。在加热时,结晶ZnO会由白色、浅黄逐步变为柠檬黄色,冷却后黄色便退去,利用这一特性,把它掺入油漆或加入温度计中,可做成变色油漆或者变色温度计。这种颜色变化是由于在高温下氧气的少量损失造成的,形成非化学计量化合物Zn1+xO造成的,其中x=0,00007(800°C时)。
氧化锌与硫化氢反应如下:
ZnO + H2S → ZnS + H2O
此反应(氧化锌清除硫化氢)也可用于商业用途,例如除臭剂。
氧化锌的具有收敛性和一定的杀菌能力,在医药上常调制成软膏使用。
物理性质
modifier氧化锌有两种主要的晶体结构:六方纤锌矿和立方闪锌矿。纤锌矿结构在环境条件下最稳定,因此最为常见。可通过在立方晶格结构的基质上生长氧化锌的方法获得立方闪锌矿结构的氧化锌。
制备方法
modifier间接法
在间接法(又称为法国法)工艺中,纯的金属锌在石墨坩埚中融化并在高于907°C(通常约1000°C)的温度下汽化形成锌的蒸汽,锌蒸汽与空气中的氧气反应生成ZnO,这个氧化过程伴随着温度的降低以及发出闪亮的光。氧化锌颗粒被运送的冷却管道中并收集在一个集尘室里。这种间接法在1844年被法国的Le Claire所推广,因此这个方法被称为法国法。其产品由平均为0,1至几微米的聚结氧化锌颗粒组成。按重量计算,世界上大部分的氧化锌都是由这种方法所生产。
直接法
直接法(又称为美国法)以不纯的含锌化合物或金属锌精炼后的副产物为原料,与碳加热还原生成锌蒸汽,接着蒸汽用间接法氧化成氧化锌。由于原料的纯度较低,所以与间接法相比直接法得到的最终产物的产品质量要低。
化学湿法
一小部分的工业产品是以纯的锌盐水为原料,通过化学反应产生碳酸锌或氢氧化锌沉淀。例如:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
ZnSO4 + Na2CO3 → ZnCO3↓ + Na2SO4
ZnSO4 + 2NH3·H2O → Zn(OH)2↓ + (NH4)2SO4
沉淀经过过滤、洗涤、干燥后在800°C左右的温度下经过煅烧得到最终产品。
实验室合成方法
有很多专门用于科研和某些特定用途的氧化锌合成方法。这些方法根据所得氧化锌的形态(块状氧化锌、氧化锌薄膜、氧化锌纳米线)、合成温度(室温或1000°C高温)、处理方法和其他参数分为很多种。
应用
modifier毒理数据
modifier参考文献
modifier- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- OXYDE DE ZINC, Fiches internationales de sécurité chimique
- (en) « Zinc oxide », sur NIST/WebBook, consulté le 30 mai 2010
- (en) Bodie E. Douglas, Shih-Ming Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Pittsburgh, PA, USA, Springer Science + Business Media, Inc., , 346 p. (ISBN 0-387-26147-8)
- Numéro index règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008) dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du
- « Oxyde de zinc » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009