Nitrato de zinco: estrutura, propriedades, produção, usos

Nitrato de zinco: estrutura, propriedades, produção, usos

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.

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