- Estrutura
- Nomenclatura
- Propriedades
- Estado físico
- Peso molecular
- Ponto de fusão
- Ponto de ebulição
- Densidade
- Solubilidade
- pH
- Propriedades quimicas
- Obtendo
- Formulários
- Em catálise de reações
- Em polímeros compostos
- Em cimentos oxisales
- Em revestimentos de óxido de zinco e nanomateriais
- Em herbicidas
- Na fabricação de ânodo
- Outros aplicativos
- Uso potencial em engenharia de tecido ósseo
- Riscos
- Referências
O nitrato de zinco é um composto inorgânico constituído 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 (NO 3) 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.
Nitrato de zinco Zn (NO 3) 2. Ondřej Mangl / Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.
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.
Faz parte de alguns fertilizantes líquidos e de 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 (Zn 2+) e dois ânions monovalentes (NO 3 -). 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.
Estrutura iônica do nitrato de zinco. Edgar181 / Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.
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.
Estrutura espacial do Zn (NO 3) 2. O zinco está no meio dos íons nitrato. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.
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 / cm 3
Solubilidade
Solúvel em água: 120 g / 100 g de H 2 O 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 (NO 3) 2 + calor → 2 ZnO + 4 NO 2 ↑ + O 2 ↑
Em soluções alcalinas, como as de NaOH, o zinco neste composto forma seu hidróxido e outras espécies complexas:
Zn (NO 3) 2 + 2 OH - → Zn (OH) 2 + 2 NO 3 -
Zn (OH) 2 + 2 OH - → 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 HNO 3 → Zn (NO 3) 2 + H 2 ↑
Formulários
Em catálise de reações
É utilizado como catalisador para a obtenção de outros compostos químicos, como resinas e polímeros. É um catalisador ácido.
Exemplo de resina. Bugman na Wikipedia em inglês / domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.
Modelo de estrutura de um polímero. Ilmari Karonen / Domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.
Outro caso de aceleração da reação é o sistema catalítico Zn (NO 3) 2 / VOC 2 O 4, que permite a oxidação de α-hidroxiésteres em α-cetoésteres com 99% de conversão mesmo em pressão e temperatura ambiente.
Em polímeros compostos
Filmes de polimetilmetacrilato e Zn (NO 3) 2 foram desenvolvidos 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 oxicloretos de zinco.
Esta propriedade aumenta quando a razão ZnO / Zn (NO 3) 2 aumenta e quando a concentração de Zn (NO 3) 2 na solução aumenta. Os cimentos obtidos são totalmente amorfos, ou seja, não possuem cristais.
Com o nitrato de zinco, foram realizados testes de obtenção de cimentos. Autor: Kobthanapong. Fonte: Pixabay.
Em revestimentos de óxido de zinco e nanomateriais
O Zn (NO 3) 2 é utilizado para a deposição eletrolítica de camadas muito finas de óxido de zinco (ZnO) em vários substratos. Nanoestruturas desse óxido também são preparadas nas superfícies.
Nanopartículas de óxido de zinco. Algumas nanoestruturas de ZnO podem ser preparadas com Zn (NO 3) 2. Verena Wilhelmi, Ute Fischer, Heike Weighardt, Klaus Schulze-Osthoff, Carmen Nickel, Burkhard Stahlmecke, Thomas AJ Kuhlbusch, Agnes M. Scherbart, Charlotte Esser, Roel PF Schins, Catrin Albrecht / CC BY (https://creativecommons.org/ licenças / por / 2.5). Fonte: Wikimedia Commons.
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.
Desenho de como ocorre a sinterização de dois grãos. Zn (NO 3) 2 auxilia na execução desse processo em alguns óxidos complexos. Cdang / domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.
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 reforços ou armações 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 formam os ossos, e melhora sua adesão e proliferação.
Favorece a formação da apatita, mineral que forma os ossos e também tem efeito antibacteriano.
O Zn (NO 3) 2 pode ser muito útil para a reconstrução da massa óssea em pessoas que sofreram acidentes. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.
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 sujeito 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.
Referências
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