Уравнения реакций разложения нитратов цинка

Соли цинка

Соли цинка

Нитрат и сульфат цинка

Нитрат цинка при нагревании разлагается на оксид цинка, оксид азота (IV) и кислород:

Сульфат цинка при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид цинка, сернистый газ и кислород:

Комплексные соли цинка

Для описания свойств комплексных солей цинка — гидроксоцинкатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоцинкат на две отдельные частицы — гидроксид цинка и гидроксид щелочного металла.

Например , тетрагидроксоцинкат натрия разбиваем на гидроксид цинка и гидроксид натрия:

Na₂[Zn(OH)₄] разбиваем на NaOH и Zn(OH)₂

Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.

Таким образом, гидроксокомплексы цинка реагируют с кислотными оксидами .

Например , гидроксокомплекс разрушается под действием избытка углекислого газа. При этом с СО₂ реагирует NaOH с образованием кислой соли (при избытке СО₂), а амфотерный гидроксид цинка не реагирует с углекислым газом, следовательно, просто выпадает в осадок:

Аналогично тетрагидроксоцинкат калия реагирует с углекислым газом:

А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид цинка реагирует с сильными кислотами.

Например , с соляной кислотой:

Правда, под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида цинка кислоты не будет хватать:

Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид цинка:

Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-цинкат:

Гидролиз солей цинка

Растворимые соли цинка и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: Zn 2+ + H₂O = ZnOH + + H +

II ступень: ZnOH + + H₂O = Zn(OH )₂ + H +

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Цинкаты

Соли, в которых цинк образует кислотный остаток (цинкаты) — образуются из оксида цинка при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

Для понимания свойств цинкатов их также можно мысленно разбить на два отдельных вещества.

Например, цинкат натрия мы разделим мысленно на два вещества: оксид цинка и оксид натрия.

Na₂ZnO₂ разбиваем на Na₂O и ZnO

Тогда нам станет очевидно, что цинкаты реагируют с кислотами с образованием солей цинка :

Под действием избытка воды цинкаты переходят в комплексные соли:

Сульфид цинка

Сульфид цинка — так называемый «белый сульфид». В воде сульфид цинка нерастворим, зато минеральные кислоты вытесняют из сульфида цинка сероводород (например, соляная кислота):

ZnS + 2HCl → ZnCl₂ + H₂S

Под действием азотной кислоты сульфид цинка окисляется до сульфата:

(в продуктах также можно записать нитрат цинка и серную кислоту).

Концентрированная серная кислота также окисляет сульфид цинка:

При окислении сульфида цинка сильными окислителями в щелочной среде образуется комплексная соль:

ZnS + 4NaOH + Br₂ = Na₂[Zn(OH)₄] + S + 2NaBr

Нитрат цинка: состав, свойства, получение, применение.

Нитрат цинка: состав, свойства, получение, применение. — Наука

Содержание:

В нитрат цинка Это неорганическое соединение, образованное элементами цинка (Zn), азота (N) и кислорода (O). Степень окисления цинка +2, азота +5 и кислорода -2.

Его химическая формула — Zn (NO₃)₂. Это бесцветное кристаллическое твердое вещество, которое имеет тенденцию поглощать воду из окружающей среды. Его можно получить, обработав металлический цинк разбавленной азотной кислотой. Это сильно окисляющее соединение.

Он служит ускорителем реакций органической химии и позволяет получать композитные полимеры с электропроводящими свойствами. Он используется для формирования слоев материалов, используемых в электронике.

Он входит в состав некоторых жидких удобрений и некоторых гербицидов с медленным высвобождением. Помогает в получении сложных оксидов, улучшая их плотность и электропроводность.

Он был успешно протестирован при получении структур, которые служат основой для регенерации и роста костной ткани, улучшают этот процесс и являются эффективным антибактериальным средством.

Хотя он негорючий, он может ускорить горение таких веществ, как уголь или органические материалы. Он раздражает кожу, глаза и слизистые оболочки и очень токсичен для водных организмов.

Состав

Нитрат цинка — ионное соединение. Имеет двухвалентный катион (Zn 2+ ) и два одновалентных аниона (NO₃ – ). Нитрат-анион — это многоатомный ион, образованный атомом азота в степени окисления +5, ковалентно связанным с тремя атомами кислорода с валентностью -2.

На изображении ниже показана пространственная структура этого соединения. Центральная серая сфера — это цинк, синие сферы — азот, а красные сферы — кислород.

Номенклатура

• Нитрат цинка
• Динитрат цинка

Свойства

Физическое состояние

Бесцветное или белое кристаллическое твердое вещество.

Молекулярный вес

Температура плавления

Примерно 110 ºC.

Точка кипения

Примерно 125 ºC.

Плотность

Растворимость

Растворим в воде: 120 г / 100 г H₂Или при 25 ° С. Растворим в спирте.

pH

Его водные растворы кислые. 5% раствор имеет pH примерно 5.

Химические свойства

Будучи нитратом, это соединение является сильным окислителем. Реагирует бурно с углеродом, медью, сульфидами металлов, органическими веществами, фосфором и серой. Если его распылить на раскаленный уголь, он взорвется.

С другой стороны, он гигроскопичен и впитывает воду из окружающей среды. При нагревании образует оксид цинка, диоксид азота и кислород:

В щелочных растворах, таких как NaOH, цинк в этом соединении образует гидроксид и другие сложные формы:

Получение

Его можно получить обработкой цинка или оксида цинка разбавленной азотной кислотой. В этой реакции образуется газообразный водород.

Приложения

В катализе реакций

Он используется в качестве катализатора для получения других химических соединений, таких как смолы и полимеры. Это кислотный катализатор.

Другой случай ускорения реакций — каталитическая система Zn (NO₃)₂/ VOC₂ИЛИ_4, который позволяет окислять α-гидроксиэфиры до α-кетоэфиров с конверсией 99% даже при атмосферном давлении и температуре.

В композитных полимерах

Полиметилметакрилат и Zn (NO₃)₂ со свойствами электропроводности, которые делают их подходящими кандидатами для использования в суперконденсаторах и высокоскоростных компьютерах.

В оксидных цементах

С помощью водных растворов нитрата цинка и порошка оксида цинка получают материалы, которые относятся к классу цементов, образующихся в результате кислотно-щелочной реакции.

Они обладают разумной устойчивостью к растворению в разбавленных кислотах и ​​щелочах, развивая сопротивление сжатию, сравнимое с сопротивлением других цементов, таких как оксихлориды цинка.

Это свойство увеличивается по мере того, как ZnO / Zn (NO₃)₂, а как концентрация Zn (NO₃)₂ в растворе. Полученные цементы полностью аморфны, то есть не имеют кристаллов.

В покрытиях из оксида цинка и наноматериалах

Zn (НЕТ₃)₂ Он используется для электролитического осаждения очень тонких слоев оксида цинка (ZnO) на различные подложки. Наноструктуры из этого оксида также изготавливаются на поверхностях.

ZnO представляет собой материал, представляющий большой интерес из-за множества применений в области оптоэлектроники, он также обладает полупроводниковыми свойствами и используется в датчиках и преобразователях.

В гербицидах

Нитрат цинка использовался в сочетании с некоторыми органическими соединениями для замедления скорости высвобождения определенных гербицидов в воду. Медленный выпуск этих продуктов позволяет им оставаться доступными в течение более длительного времени и требует меньшего количества приложений.

В производстве анодов

Он стимулирует процесс спекания и улучшает плотность некоторых оксидов, которые используются для изготовления анодов для топливных элементов. Спекание — это получение твердого материала путем нагревания и сжатия порошка без его плавления.

Испытанные материалы представляют собой сложные оксиды стронция, иридия, железа и титана. Присутствие цинка значительно увеличивает их электропроводность.

Другие приложения

Используется при получении лекарств. Он действует как протрава при нанесении чернил и красителей. Служит латексным коагулянтом. Это источник цинка и азота в жидких удобрениях.

Возможное использование в инженерии костной ткани

Этот состав использовался в качестве добавки при разработке каркасов или каркасов для регенерации костных волокон, поскольку он позволяет улучшить механическое сопротивление этих структур.

Было обнаружено, что цинкосодержащий каркас не токсичен для клеток-остеопрогениторов, поддерживает активность остеобластов, клеток, образующих кость, и улучшает их адгезию и пролиферацию.

Он способствует образованию апатита, минерала, образующего кости, а также обладает антибактериальным действием.

Риски

Это материал с потенциальной опасностью пожара и взрыва.

Он не горюч, но ускоряет горение горючих материалов. При попадании большого количества этого соединения в пожар или если горючий материал мелко измельчается, может произойти взрыв.

При воздействии сильной жары выделяются токсичные газы оксидов азота. А если выдерживать длительное время, она может взорваться.

Он раздражает кожу, может вызвать серьезное повреждение глаз, раздражение дыхательных путей, токсичен при проглатывании и вызывает повреждение пищеварительного тракта.

Очень токсично для водных организмов с долгосрочными последствиями.

Ссылки

1. Ju, Y. et al. (2019). Новый эффект нитрата цинка / ванадилоксалата для селективного каталитического окисления сложных эфиров ALFA-гидрокси в сложные эфиры ALFA-кето с молекулярным кислородом: исследование ATR-IR in situ. Molecules 2019, 24, 1281. Восстановлено с mdpi.com.
2. Мохд С., С.Н. и другие. (2020). Состав с контролируемым высвобождением нитрата гидроксида цинка, интеркалированного додецилсульфатом натрия и анионами биспирибака: новый гербицидный нанокомпозит для выращивания риса. Arabian Journal of Chemistry 13, 4513-4527 (2020). Восстановлено из научной директивы.
3. Мани, М. и другие. (2019). Повышенная механическая прочность и минерализация костей биомиметического каркаса из электроспрядника, насыщенного маслом иланг-иланга и нитратом цинка для инженерии костной ткани. Полимеры 2019, 11, 1323. Восстановлено с mdpi.com.
4. Ким, К. и другие. (2018). Влияние нитрата цинка как спекающей добавки на электрохимические характеристики Sr_0,92Y_0,08Дядя_{3-ДЕЛЬТА} и Sr_0,92Y_0,08Вы_0,6Вера_0,4ИЛИ_{3-ДЕЛЬТА} Ceramics International, 44 (4): 4262-4270 (2018). Восстановлено с sciencedirect.com.
5. Прасад, Б. и другие. (2012). Электроосаждение покрытия ZnO из водного Zn (NO₃)₂ ванны: влияние концентрации Zn, температуры и времени осаждения на ориентацию. J. Solid State Electrochem 16, 3715-3722 (2012). Восстановлено с link.springer.com.
6. Бахадур, Х., Шривастава, А.К. (2007). Морфология золь-гель-производных тонких пленок ZnO с использованием различных исходных материалов и их наноструктур. Nanoscale Res Lett (2007) 2: 469-475. Восстановлено с link.springer.com.
7. Николсон, Дж. и Тибальди, Дж. (1992). Образование и свойства цемента, приготовленного из оксида цинка и водных растворов нитрата цинка. J Mater Sci 27, 2420-2422 (1992). Восстановлено с link.springer.com.
8. Лиде, Д. (редактор) (2003). CRC Справочник по химии и физике. 85 th CRC Press.
9. Maji, P. et al. (2015). Влияние Zn (NO₃)₂ наполнитель по диэлектрической проницаемости и электрическому модулю ПММА. Bull Mater Sci 38, 417-424 (2015). Восстановлено с link.springer.com.
10. НАС. Национальная медицинская библиотека. (2019). Нитрат цинка. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
11. Byju’s. (2020). Нитрат цинка — Zn (NO3) 2. Получено с byjus.com.
12. Американские элементы. Нитрат цинка. Получено с сайта americanelements.com.
13. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертый выпуск. Джон Вили и сыновья.

9 занятий для детей с синдромом Аспергера (рабочие эмоции)

Электромагнитный спектр: характеристики, диапазоны, приложения

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.