Carbonato de zinco (ZnCO3): estrutura, propriedades, usos - Ciência - 2023

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o carbonato de zinco É um composto inorgânico formado pelos elementos zinco (Zn), carbono (C) e oxigênio (O). Sua fórmula química é ZnCO₃. O zinco tem um estado de oxidação de +2, carbono +4 e oxigênio -2.

É um sólido incolor ou branco que se encontra na natureza, formando o mineral smithsonita, no qual pode estar sozinho ou com outros elementos como o cobalto ou o cobre, que lhe conferem a cor violeta ou verde respectivamente.

O ZnCO₃ É quase insolúvel em água, mas se dissolve facilmente em ácidos diluídos, uma vez que o íon carbonato em um meio ácido forma ácido carbônico (H₂CO₃), que é então convertido em gás CO₂ e água.

É usado como anti-séptico em feridas de animais e às vezes é fornecido na dieta para prevenir doenças causadas pela deficiência de zinco.

Serve para retardar a queima de certas fibras, plásticos e borrachas quando entram em contato com o fogo. Ele permite separar minerais de arsênico tóxico de outras rochas com segurança.

Tem sido usado em cremes dentais para restaurar a dentina em dentes submetidos ao clareamento.

Estrutura

O ZnCO₃ consiste em um cátion Zn²⁺ e um ânion CO₃^2-. O carbono no íon carbonato tem um estado de oxidação de +4. Este íon tem uma estrutura plana com três átomos de oxigênio circundando o átomo de carbono.

Nomenclatura

Carbonato de zinco
Monocarbonato de Zinco
Sal de zinco de ácido carbônico
Smithsonite
Zinc spar

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor ou branco. Cristais rômbicos.

Peso molecular

125,4 g / mol

Ponto de fusão

A 140 ºC se decompõe sem derreter.

Densidade

4.398 g / cm³ a 20 ° C.

Solubilidade

Praticamente insolúvel em água: 0,000091 g / 100 g H₂Ou a 20 ° C. Solúvel em soluções diluídas de ácidos, álcalis e sais de amônio. Insolúvel em amônia, álcool e acetona.

Propriedades quimicas

Reage com ácidos formando dióxido de carbono:

ZnCO₃ + 2 H⁺ → Zn²⁺ + H₂O + CO₂↑

Ele se dissolve em bases formando o hidróxido, que se dissolve parcialmente formando um íon zincato:

ZnCO₃ + 2 OH^– → Zn (OH)₂ + CO₃^2-

Zn (OH)₂ + H₂O + OH^– → [Zn (OH)₃(H₂OU)]^–

Não é inflamável. Quando aquecido até a decomposição, ele produz óxido de zinco e dióxido de carbono, mas pode emitir monóxido de carbono (CO).

ZnCO₃ + calor → ZnO + CO₂↑

Obtendo

É obtido pela moagem do mineral smithsonita, anteriormente denominado espiga de zinco.

Também pode ser preparado pela mistura de uma solução de carbonato de sódio com um sal de zinco, como o sulfato de zinco. O sulfato de sódio permanece dissolvido e o carbonato de zinco precipita:

ZnSO₄ + Na₂CO₃ → ZnCO₃↓ + Na₂SW₄

Formulários

Em tratamentos médicos

Este composto permite a obtenção de alguns produtos farmacêuticos. É aplicado na pele inflamada na forma de pó ou loção.

Em aplicações veterinárias

O ZnCO₃ atua como adstringente, anti-séptico e protetor tópico de feridas em animais.

Também auxilia na prevenção de doenças causadas pela deficiência de zinco, por isso é utilizado como suplemento na dieta de alguns animais, desde que as quantidades administradas estejam dentro dos padrões estabelecidos pelos órgãos de saúde.

Em surtos de paraqueratose em porcos, é adicionado à dieta. Esta doença é uma alteração da pele em que a camada córnea não se forma corretamente.

Como um retardante de chama

É utilizado como enchimento à prova de fogo para borrachas e plásticos expostos a altas temperaturas. Protege as fibras têxteis do fogo.

No caso dos tecidos de algodão, é aplicado ao tecido junto com um pouco de álcali. Ele ataca diretamente os grupos hidroxila primários (–CH₂OH) da celulose e os converte em celulose sódica (–CH₂Com um).

A quebra das ligações de celulose por álcali favorece uma maior penetrabilidade das cadeias da estrutura celulósica compacta, de forma que mais ZnCO₃ consegue entrar na área amorfa deste e sua dispersão é facilitada.

Como resultado, a quantidade de gás inflamável que poderia ser produzida pelo fogo é reduzida.

Em tratamentos dentários

Certos cremes dentais baseados em nanocristais de carbonato de zinco e hidroxiapatita aplicados regularmente nos dentes reduzem a hipersensibilidade de forma mais eficaz do que aqueles baseados em flúor.

Nanocristais ZnCO₃ e a hidroxiapatita têm tamanho, formato, composição química e cristalinidade semelhantes aos da dentina, por isso os túbulos dentinários podem ser fechados com a aplicação desses materiais.

Este tipo de creme dental mostrou-se útil após processos de clareamento dentário.

Para separar minerais perigosos de arsênico

Métodos de separação de minerais de arsênio de rochas de sulfeto (como galena, calcopirita e pirita) usando ZnCO foram testados.₃. O mineral rico em arsênio deve ser separado dos demais, pois este elemento é um poluente muito tóxico e venenoso para os seres vivos.

Para conseguir isso, a mistura das rochas moídas é tratada com uma solução de sulfato de zinco e carbonato de sódio a um pH de 7,5-9,0 e um composto xantato.

A eficácia da fórmula é atribuída à formação de pequenas partículas de ZnCO₃ na superfície da arsenopirita, tornando-a hidrofílica (relacionada à água), por isso não pode aderir a bolhas de ar e não pode flutuar, precipitando-se e separando-se dos demais minerais.

Na obtenção de outros compostos de zinco

O carbonato de zinco tem sido usado para obter nanoestruturas de borato de zinco hidrofóbicas de fórmula 3ZnO • 3B₂OU₃• 3,5H₂O. Este material pode ser usado como aditivo retardador de chamas em polímeros, madeira e têxteis.

Na recuperação de zinco de efluentes residuais

Águas sintéticas ricas em íons de zinco descartadas por processos de eletrodeposição podem ser tratadas por tecnologia de leito fluidizado usando carbonato de sódio para precipitar ZnCO₃.

Ao precipitar o Zn²⁺ na forma de carbonato, sua concentração diminui, o sólido obtido é filtrado e as águas podem ser descartadas com segurança. O ZnCO₃ precipitado é de alta pureza.

Outros aplicativos

Permite preparar outros compostos de zinco. É usado em cosméticos. Atua como pigmento e é utilizado na fabricação de porcelanas, cerâmicas e olarias.

Riscos

Inalação de poeira ZnCO₃ Pode causar garganta seca, tosse, desconforto no peito, febre e suor. Sua ingestão causa náuseas e vômitos.

Efeitos no meio ambiente

O principal risco é o seu efeito no meio ambiente, por isso deve ser evitado que se espalhe nele. É muito tóxico para a vida aquática com consequências que persistem nos organismos vivos.

Referências

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