- Estrutura
- Propriedades do fosfato de zinco
- Aparência física
- Massa molar
- Ponto de fusão
- Ponto de ebulição
- Densidade
- Índice de refração
- Solubilidade em água
- Ponto de inflamação
- Formulários
- Cosméticos
- Agente antibacteriano
- Cimento dentário
- Revestimento anticorrosivo
- Referências
O fosfato de zinco é um composto inorgânico com a fórmula química Zn 3 (PO 4) 2, mas ocorre na natureza em sua forma tetra-hidratada, Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O em mineral Hopeite e parahopeíta. Da mesma forma, uma variedade básica dele é encontrada no mineral tarbutita, Zn 2 (PO 4) (OH). Esses minerais são formados pela oxidação da esfalerita em águas ricas em fosfato.
Todos os usos conhecidos desse composto baseiam-se no Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, pois suas moléculas de água lhe conferem a propriedade de ser um bom fixador. Portanto, sua forma anidra como tal carece de usos de grande demanda econômica.
Fragmentos de fosfato de zinco. Fonte: Chemical Interest
Como pode ser visto na imagem acima, o fosfato de zinco é um sólido branco, presente na forma de pó ou endurecido em pequenos pedaços. Sua cor branca tem sido utilizada na formulação de produtos cosméticos, bem como na preparação de cimentos odontológicos e cimentos pozolânicos de fosfato.
O fosfato de zinco é um agente anticorrosivo que tem sido utilizado em processos de eletrodeposição de minerais de zinco (hopeita e fosfofilita) na superfície de aços.
Estrutura
A fórmula Zn 3 (PO 4) 2 indica que os íons Zn 2+ e PO 4 3- constituem o sal na proporção de 3: 2, o que significa que para cada três cátions Zn 2+ há dois ânions PO 4 3-. Esses íons interagem entre si eletrostaticamente, estabelecendo assim uma forte ligação iônica devido à magnitude de suas cargas. Ambos os íons são polivalentes.
Assim, Zn 2+ e PO 4 3- acabam se orientando no espaço até definirem uma estrutura ordenada e repetitiva: um cristal de fosfato de zinco. Este cristal adota uma estrutura monoclínica, α-Zn 3 (PO 4) 2. Parece ser capaz de sofrer transições de fase para outras formas polimórficas: β-Zn 3 (PO 4) 2 e γ-Zn 3 (PO 4) 2, todas dependentes da temperatura.
Os três polimorfos são isoestruturais, diferindo apenas na orientação espacial de seus íons; ou seja, eles têm grupos espaciais diferentes.
Por outro lado, o fosfato de zinco tende a aparecer principalmente como um hidrato: Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, cuja estrutura cristalina também é monoclínica. Desta vez, os íons são acompanhados por quatro moléculas de água, que interagem com eles por meio de forças de íons dipolo e ligações de hidrogênio.
Propriedades do fosfato de zinco
Fosfato de zinco. Ondřej Mangl
Aparência física
Sólido branco empoeirado.
Massa molar
454,11 g / mol
Ponto de fusão
900 ºC
Ponto de ebulição
Sem informação. Isso pode ser devido à possível decomposição térmica ou à indisponibilidade de condições de pressão para o líquido salino ferver.
Densidade
3.998 g / cm 3
Índice de refração
1.595.
Solubilidade em água
Insolúvel. Isso se deve em parte à ligação iônica entre os íons Zn 2+ e PO 4 3-, que aumenta a energia da rede cristalina contra a dissolução do sal na água.
Ponto de inflamação
O fosfato de zinco é uma substância não inflamável.
Formulários
As utilizações do fosfato de zinco correspondem às de seu tetrahidrato, Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O, por ser sua forma predominante e mesmo ser encontrado nos minerais esperonita e paraopeita. Portanto, não se sabe se sua forma anidra, Zn 3 (PO 4) 2, tem um uso específico.
Cosméticos
O fosfato de zinco tem sido usado como pigmento branco, substituindo os óxidos de zinco e titânio em produtos cosméticos e de beleza. O material, macio ao toque, de partículas pequenas e redondas para cobrir a superfície da pele sem escoar pelos poros, é sintetizado a partir de uma mistura de ácido fosfórico, H 3 PO 4, e nitrato de zinco, Zn (NO 3) 2.
Assim, os pigmentos de fosfato de zinco branco são preparados variando as razões Zn / P. Para isso, ao misturar os reagentes, são adicionadas quantidades variáveis de H 3 PO 4 e Zn (NO 3) 2, até que o produto com as melhores propriedades cosméticas seja obtido.
Em um estudo realizado pela Universidade da Prefeitura de Kyoto, eles descobriram que os pigmentos preparados com uma relação Zn / P igual a 2/1, 1/1 e 3/2 apresentaram as melhores refletâncias; portanto, iluminaram o rosto de quem aplicou o cosmético em comparação com o brilho de outras formulações.
Agente antibacteriano
Nanopartículas de fosfato de zinco estão no arsenal destinadas a combater micróbios e, portanto, ser uma alternativa ao uso de antibióticos. Desse modo, reduz-se a resistência constante e progressiva que as bactérias desenvolvem aos antibióticos, ao mesmo tempo que se busca reduzir gastos no tratamento de doenças infecciosas.
Essas nanopartículas têm apresentado grande atividade antibacteriana contra bactérias coliformes, estudo que foi verificado em ratos sem causar estresse oxidativo.
Cimento dentário
O fosfato de zinco é usado para preparar o cimento de fosfato, que é usado em restaurações de diversos materiais; entre eles, os próprios dentes, que se comportam como um cimento odontológico muito popular na odontologia há muito tempo. Este cimento de fosfato é usado para fixar e unir vários sólidos ao mesmo tempo.
O fosfato de zinco é usado na fabricação de cimentos dentais.
É preparado pela dissolução dos óxidos de zinco e magnésio em ácido fosfórico, razão pela qual os íons Zn 2+ e Mg 2+ estão presentes, formando estruturas complexas. Este cimento dentário é essencial para a cimentação final dos dentes. No entanto, devido à sua acidez, o cimento de policarboxilato é usado para pacientes que são muito sensíveis a ele.
Revestimento anticorrosivo
Semelhante ao cimento, a superfície dos aços também pode ser fosfatada.
Para isso, as peças de aço são colocadas em um banho de ácido fosfórico alcalinizado e, após o fornecimento de corrente elétrica, forma-se em sua superfície uma película protetora composta por hopeita (Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O) e fosfofilita. (Zn 2 Fe (PO 4) 2 · 4H 2 O), sendo o último composto o mais resistente contra meios fortemente alcalinos.
As reações químicas envolvidas são as seguintes:
3Zn 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O + 4H +
2Zn 2+ + Fe 2+ + 2H 2 PO 4 - + 4H 2 O → Zn 2 Fe (PO 4) 2 · 4H 2 O + 4H +
O problema desses revestimentos está no grau de porosidade, pois deixam os flancos expostos onde o aço pode sofrer corrosão.
Por outro lado, o cimento pozolânico contendo fosfato de zinco tem sido utilizado para o desenvolvimento de concretos mais resistentes à corrosão.
Em geral, a propriedade anticorrosiva do fosfato de zinco tem sido destinada a servir de revestimento de paredes antes da aplicação das camadas de tinta, para que durem mais e apresentem melhores cores.
Referências
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Fosfato de zinco. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Elsevier BV (2020). Fosfato de Zinco. ScienceDirect. Recuperado de: sciencedirect.com
- Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2020). Fosfato de Zinco. Banco de dados PubChem., CID = 24519. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Aref M. al-Swaidani. (2018). Efeito da inibição de banhos naturais de pozolana e fosfato de zinco na corrosão do aço de reforço. doi.org/10.1155/2018/9078253
- Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Proporção de mistura de nitrato de zinco e ácido fosfórico para preparação de pigmentos brancos de fosfato de zinco. Ceramics, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
- Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. et al. (2019). Nanopartículas à base de fosfato de zinco como um novo agente antibacteriano: estudo in vivo em ratos após exposição dietética. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8