O nitrato de zinco é um composto inorgânico composto 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 a água do meio ambiente. Pode ser obtido tratando o metal de zinco com ácido nítrico diluído. É um composto fortemente oxidante.
Ele serve como um acelerador de reações químicas orgânicas e permite obter polímeros compostos com propriedades condutoras de eletricidade. É usado para formar camadas de materiais úteis em eletrônicos.
Faz parte de alguns fertilizantes líquidos e de certos herbicidas de liberação lenta. Ajuda 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 esse processo e provando ser eficaz como antibacteriano.
Embora não seja combustível, pode acelerar a queima de substâncias que são, como carvão ou materiais orgânicos. É irritante para a pele, olhos e mucosa 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, ligado covalentemente 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 oxigênio.
Nomenclatura
- Nitrato de zinco
- Dinitrato de zinco
Propriedades
Estado físico
Sólido incolor ou branco cristalino.
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 cerca de 5.
Propriedades quimicas
Por ser um nitrato, esse composto é um forte oxidante. Reage violentamente com carvão, cobre, sulfetos metálicos, matéria orgânica, fósforo e enxofre. Se for pulverizado sobre carvão quente, ele explode.
Por outro lado, é higroscópico e absorve a água do 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 o 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 – → [Zn (OH) 4 ] 2-
Obtenção
Pode ser obtido tratando zinco ou 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 reação
É usado como catalisador na preparação de outros compostos químicos, como resinas e polímeros. É um catalisador ácido.
Outro caso de aceleração da reação é o sistema catalisador Zn (NO 3 ) 2 / VOC 2 O 4, que permite a oxidação de a-hidroxi-ésteres em a-ceto-ésteres com 99% de conversão, mesmo à pressão e temperatura ambiente.
Em polímeros compostos
Os 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 de oxissal
Com soluções aquosas de nitrato de zinco e óxido de zinco em pó, são obtidos materiais pertencentes à classe de cimentos gerados por uma 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.
A referida propriedade aumenta com o aumento da proporção de ZnO / Zn (NO 3 ) 2 e com o aumento da concentração de Zn (NO 3 ) 2 na solução. Os cimentos obtidos são completamente amorfos, ou seja, não possuem cristais.
Em revestimentos de óxido de zinco e nanomateriais
O Zn (NO 3 ) 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 às inúmeras 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. A liberação lenta desses produtos permite que eles estejam disponíveis por mais tempo e exijam menos aplicativos.
Na fabricação de ânodos
Estimula o processo de sinterização e melhora a densidade de certos óxidos que são usados para fabricar ânodos para células de combustível. Sinterização é a obtenção de um material sólido por aquecimento e compressão de um pó sem derreter.
Os materiais nos quais os testes foram realizados 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 um coagulante de látex. É uma fonte de zinco e nitrogênio em fertilizantes líquidos.
Uso potencial na engenharia de tecidos ósseos
Este composto tem sido utilizado como aditivo na elaboração de reforços ou estruturas para a regeneração de fibras ósseas, pois permite melhorar a resistência mecânica dessas estruturas.
Verificou-se que andaimes contendo zinco não são tóxicos para as células osteoprogenitoras, apóiam a atividade dos osteoblastos, que são as células que produzem ossos, e melhoram sua adesão e proliferação.
Favorece a formação de apatita, que é o mineral que forma os ossos e também tem um efeito antibacteriano.
Riscos
É um material com risco potencial 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 estiver finamente dividido, pode ocorrer uma explosão.
Quando submetidos a calor forte, gases tóxicos de óxidos de nitrogênio são produzidos. E se a exposição for feita por um longo tempo, ela pode explodir.
É irritante para a pele, pode causar sérios danos aos olhos, irritação ao trato respiratório, é tóxico por ingestão e causa danos ao trato digestivo.
Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.
Referências
- Ju, Y. et al. (2019). Novo Efeito do Nitrato de Zinco / Oxalato de Vanadil na Oxidação Catalítica Seletiva de Ésteres ALFA-Hidroxi em Ésteres ALFA-Ceto com Oxigênio Molecular: Um Estudo ATR-IR In Situ. Molecules 2019, 24, 1281. Recuperado de mdpi.com.
- Mohd S., SN et al. (2020). Formulação de liberação controlada de nitrato de hidróxido de zinco intercalado com dodecilsulfato de sódio e ânions bispiribac: Um novo nanocompósito de herbicida para cultivo de arroz. Arabian Journal of Chemistry 13, 4513-4527 (2020). Recuperado do sciencedirect.
- Mani, MP et al. (2019). Resistência mecânica enriquecida e mineralização óssea do andaime biomimético eletroespunhado carregado com óleo de Ylang Ylang e nitrato de zinco para engenharia de tecidos ósseos. Polymers 2019, 11, 1323. Recuperado de mdpi.com.
- Kim, KI et al. (2018). Efeitos do nitrato de zinco como auxiliar de sinterização nas características eletroquímicas de Sr 0,92 Y 0,08 TiO 3-DELTA e Sr 0,92 Y 0,08 Ti 0,6 Fe 0,4 Fe 0,4 O 3-DELTA Ceramics International, 44 (4): 4262-4270 (2018). Recuperado de sciencedirect.com.
- Prasad, BE et al. (2012). Eletrodeposição do revestimento de ZnO a partir de banhos aquosos de Zn (NO 3 ) 2 : efeito da concentração de Zn, temperatura de deposição e tempo na orientação. J Electrochem de Estado Sólido 16, 3715-3722 (2012). Recuperado de link.springer.com.
- Bahadur, H. e Srivastava, AK (2007). Morfologias de filmes finos derivados de Sol-Gel de ZnO usando diferentes materiais precursores e suas nanoestruturas. Nanoscale Res Lett (2007) 2: 469-475. Recuperado de link.springer.com.
- Nicholson, JW e Tibaldi, JP (1992). Formação e propriedades do cimento preparado a partir de óxido de zinco e soluções aquosas de nitrato de zinco. J Mater Sci 27, 2420-2422 (1992). Recuperado de link.springer.com.
- Lide, DR (editor) (2003). Manual CRC de Química e Física. 85 a CRC Pressione.
- Maji, P. et ai. (2015). Efeito do enchimento de Zn (NO 3 ) 2 na permissividade dielétrica e no módulo elétrico do PMMA. Bull Mater Sci 38, 417-424 (2015). Recuperado de link.springer.com.
- Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA. (2019). Nitrato de zinco. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Byju’s. (2020). Nitrato de zinco – Zn (NO3) 2. Recuperado de byjus.com.
- Elementos americanos. Nitrato de zinco. Recuperado de americanelements.com.
- Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.