Nitrato de zinco: estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência - 2023

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Nitrato de zinco: estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência
Nitrato de zinco: estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência

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o nitrato de zinco É um composto inorgânico formado pelos elementos zinco (Zn), nitrogênio (N) e oxigênio (O). O estado de oxidação do zinco é +2, o do nitrogênio é +5 e o do oxigênio é -2.

Sua fórmula química é Zn (NO3)2. É um sólido cristalino incolor que tende a absorver água do meio ambiente. Pode ser obtido tratando o zinco metálico com ácido nítrico diluído. É um composto fortemente oxidante.

Atua como um acelerador das reações da química orgânica e permite a obtenção de polímeros compostos com propriedades eletricamente condutoras. Ele é usado para formar camadas de materiais úteis na eletrônica.

É parte de alguns fertilizantes líquidos e certos herbicidas de liberação lenta. Auxilia na preparação de óxidos complexos, melhorando sua densidade e condutividade elétrica.


Foi testado com sucesso na obtenção de estruturas que servem de base para a regeneração e crescimento do tecido ósseo, melhorando este processo e sendo eficaz como antibacteriano.

Embora não seja combustível, pode acelerar a queima de substâncias que o são, como carvão ou materiais orgânicos. É irritante para a pele, olhos e membranas mucosas e é muito tóxico para a vida aquática.

Estrutura

O nitrato de zinco é um composto iônico. Possui um cátion bivalente (Zn2+) e dois ânions monovalentes (NO3–) O ânion nitrato é um íon poliatômico formado por um átomo de nitrogênio em seu estado de oxidação +5 covalentemente ligado a três átomos de oxigênio com uma valência de -2.

A imagem abaixo mostra a estrutura espacial deste composto. A esfera cinza central é o zinco, as esferas azuis são nitrogênio e as esferas vermelhas representam o oxigênio.


Nomenclatura

  • Nitrato de zinco
  • Dinitrato de zinco

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor ou branco.

Peso molecular

189,40 g / mol

Ponto de fusão

Aproximadamente 110 ºC.

Ponto de ebulição

Aproximadamente 125 ºC.

Densidade

2.065 g / cm3

Solubilidade

Solúvel em água: 120 g / 100 g H2Ou a 25 ° C. Solúvel em álcool.

pH

Suas soluções aquosas são ácidas. Uma solução a 5% tem um pH de aproximadamente 5.

Propriedades quimicas

Sendo um nitrato, este composto é um oxidante forte. Reage violentamente com carbono, cobre, sulfetos metálicos, matéria orgânica, fósforo e enxofre. Se pulverizado sobre carvão quente, ele explode.


Por outro lado, é higroscópico e absorve água do meio ambiente. Se aquecido, forma óxido de zinco, dióxido de nitrogênio e oxigênio:

2 Zn (NÃO3)2 + calor → 2 ZnO + 4 NO2↑ + O2↑

Em soluções alcalinas, como as de NaOH, o zinco neste composto forma seu hidróxido e outras espécies complexas:

Zn (NÃO3)2 + 2 OH– → Zn (OH)2 + 2 NÃO3–

Zn (OH)2 + 2 OH– → [Zn (OH)4]2-

Obtendo

Pode ser obtido tratando o zinco ou o óxido de zinco com ácido nítrico diluído. O gás hidrogênio é formado nesta reação.

Zn + 2 HNO3 → Zn (NÃO3)2 + H2↑

Formulários

Em catálise de reações

É utilizado como catalisador para a obtenção de outros compostos químicos, como resinas e polímeros. É um catalisador ácido.

Outro caso de aceleração de reações é o sistema catalítico de Zn (NO3)2/ VOC2OU4, que permite a oxidação de α-hidroxiésteres em α-cetoésteres com 99% de conversão, mesmo à pressão e temperatura ambiente.

Em polímeros compostos

Polimetilmetacrilato e Zn (NO3)2 com propriedades de condutividade elétrica que os tornam candidatos adequados para uso em supercapacitores e computadores de alta velocidade.

Em cimentos oxisales

Com soluções aquosas de nitrato de zinco e pó de óxido de zinco, obtêm-se materiais que pertencem à classe dos cimentos gerados por reação ácido-base.

Estes apresentam uma resistência razoável à dissolução em ácidos e álcalis diluídos, desenvolvendo uma resistência à compressão comparável à de outros cimentos como os dos oxicloretos de zinco.

Esta propriedade aumenta à medida que o ZnO / Zn (NO3)2, e como a concentração de Zn (NO3)2 na solução. Os cimentos obtidos são totalmente amorfos, ou seja, não possuem cristais.

Em revestimentos de óxido de zinco e nanomateriais

Zn (NÃO3)2 É usado para a deposição eletrolítica de camadas muito finas de óxido de zinco (ZnO) em vários substratos. Nanoestruturas desse óxido também são preparadas nas superfícies.

O ZnO é um material de grande interesse devido à infinidade de aplicações no campo da optoeletrônica, também possui propriedades semicondutoras e é usado em sensores e transdutores.

Em herbicidas

O nitrato de zinco tem sido usado em conjunto com alguns compostos orgânicos para diminuir a taxa de liberação de certos herbicidas na água. O lançamento lento desses produtos permite que eles fiquem disponíveis por mais tempo e menos aplicativos sejam necessários.

Na fabricação de ânodo

Estimula o processo de sinterização e melhora a densidade de certos óxidos que são usados ​​para fazer ânodos para células a combustível. A sinterização é a obtenção de um material sólido aquecendo e comprimindo um pó sem atingir sua fusão.

Os materiais testados são óxidos complexos de estrôncio, irídio, ferro e titânio. A presença de zinco aumenta significativamente a condutividade elétrica destes.

Outros aplicativos

É usado na obtenção de drogas. Atua como mordente na aplicação de tintas e corantes. Serve como coagulante de látex. É uma fonte de zinco e nitrogênio em fertilizantes líquidos.

Uso potencial em engenharia de tecido ósseo

Este composto tem sido utilizado como aditivo na elaboração de estruturas ou estruturas para a regeneração de fibras ósseas, pois permite melhorar a resistência mecânica dessas estruturas.

Descobriu-se que o arcabouço contendo zinco não é tóxico para as células osteoprogenitoras, apóia a atividade dos osteoblastos, as células que fazem os ossos, e melhora sua adesão e proliferação.

Favorece a formação da apatita, mineral que forma os ossos e também tem efeito antibacteriano.

Riscos

É um material com potencial risco de incêndio e explosão.

Não é combustível, mas acelera a queima de materiais combustíveis. Se uma grande quantidade deste composto estiver envolvida em um incêndio ou se o material combustível for finamente dividido, pode ocorrer uma explosão.

Quando submetido a forte calor, gases tóxicos de óxidos de nitrogênio são produzidos. E se a exposição for prolongada, pode explodir.

É irritante para a pele, pode causar sérios danos aos olhos, irritação ao trato respiratório, é tóxico se ingerido e causa danos ao trato digestivo.

Muito toxico para a vida aquática com efeitos de longa duração.

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