Fórmula, propriedades e usos do óxido de zinco (ZnO)

O óxido de zinco é um composto químico da fórmula de ZnO. É um composto químico inorgânico usado como ingrediente em medicamentos de venda livre. Também é usado principalmente como aditivo em pigmentos e semicondutores em diversas indústrias.

O óxido de zinco é encontrado na natureza em zinco, um mineral encontrado principalmente em New Jersey, EUA. Zincite tem uma estrutura cristalina hexagonal (mindat.org e o Hudson Institute of Mineralogy, 2017).

Existem vários processos para sintetizar o óxido de zinco, sendo as principais rotas o método francês e o americano.

No processo francês, o zinco metálico vaporiza e o vapor é oxidado com ar pré-aquecido. O processo americano usa diferentes compostos de zinco bruto, que são reduzidos pelo carvão, produzindo vapores de zinco. Então, os vapores de zinco são oxidados com oxigênio presente no ar, semelhante ao processo francês.

Outra maneira de sintetizar o óxido de zinco é o processo úmido, que consiste na purificação de sulfato ou cloreto de zinco através da precipitação com carbonato. O precipitado é então calcinado para obter óxido de zinco (Fórmula de óxido de zinco, S.F.).

ZnSO₄ + NaCO₃ → ZnCO₃ + NaSO₄ → ZnO + CO₂ (800 ° C).

Índice

• 1 Propriedades físicas e químicas
• 2 Reatividade e riscos
• 3 nanopartículas
• 4 usos
  • 4.1 1- Medicina
  • 4.2 2- Indústria de borracha
  • 4.3 3- Pigmentos e tintas
  • 4.4 4- Células solares
  • 4,5 5- Piezoelétrico
  • 4.6 6- Outras utilizações
• 5 referências

Propriedades físicas e químicas

O óxido de zinco é um sólido branco, sem cheiro e com sabor amargo (National Center for Biotechnology Information., 2017). Sua aparência é mostrada na figura 2.

O óxido de zinco tem duas estruturas possíveis: hexagonais e cúbicas, mas os cristais hexagonais são os mais comuns. O composto tem um peso molecular de 81,38 g / mol e uma densidade de 5,606 g / ml. Seu ponto de fusão é 1975 ° C, onde começa a se decompor (Royal Society of Chemistry, 2015).

O ZnO é um óxido anfótero que pode ser dissolvido em ácidos ou álcalis através das reações:

ZnO + 2H⁺ → Zn⁺² + H₂O

ZnO + 2OH^- → Zn⁺² + H₂O

O óxido de zinco é insolúvel em água (0,0004 g por 100 ml de água a 17 ° C). A baixa solubilidade que produz produz soluções aquosas que são neutras em pH. Reage violentamente com pó de alumínio e magnésio, causando risco de incêndio e explosão.

Misturas íntimas de óxido de zinco e borracha clorada com ou sem hidrocarbonetos ou solventes clorados reagem violentamente, mesmo explosivamente no aquecimento.

A adição lenta de óxido de zinco para cobrir a superfície do verniz de óleo de linhaça causa geração de calor e ignição (CAMEO, 2016).

Reatividade e Perigos

O óxido de zinco é um composto estável que não é inflamável e não apresenta incompatibilidade com outros compostos químicos, mas quando aquecido, emite gases tóxicos. O composto não é tóxico ou perigoso quando ingerido ou em contato com a pele ou com os olhos, no entanto, o composto representa um perigo por inalação.

Uma concentração prejudicial de partículas no ar pode ser alcançada rapidamente, especialmente para partículas de óxido de zinco. A inalação de fumos pode causar febre do fumo de metal com os seguintes sintomas:

• dor de garganta
• dor de cabeça
• febre ou temperatura corporal elevada
• náusea
• vômito
• Fraqueza
• frio
• dor muscular.

A substância como fumaça é irritante para o trato respiratório. Os efeitos podem ser atrasados. Os sintomas da febre da fumaça metálica só se manifestam após algumas horas (NIOSH, 2015).

Em caso de inalação, a vítima deve poder descansar em uma área bem ventilada. Se a inalação for grave, a vítima deve ser evacuada para uma área segura o mais rápido possível.

Afrouxe roupas apertadas, como gola de camisa, cintos ou gravata. Se a vítima achar difícil respirar, o oxigênio deve ser administrado.

Se a vítima não estiver respirando, uma ressuscitação boca-a-boca é realizada. Sempre levando em conta que pode ser perigoso para a pessoa que fornece ajuda dar ressuscitação boca-a-boca quando o material inalado é tóxico, infeccioso ou corrosivo (2013).

Apesar do uso de óxido de zinco como droga, é muito tóxico para o meio ambiente, especialmente para organismos aquáticos. Medidas imediatas devem ser tomadas para limitar sua disseminação ao meio ambiente de acordo com os regulamentos estabelecidos.

Nanopartículas

Atualmente, a nanotecnologia está operando em vários campos da ciência por meio de sua ação em materiais e dispositivos usando diferentes técnicas de escala nanométrica (Vaseem Mohammad (Ph.D.), 2010).

As nanopartículas fazem parte de nanomateriais que são definidos como partículas individuais de 1-100 nm de diâmetro.

Desde os últimos anos, as nanopartículas têm sido um material comum para o desenvolvimento de novas aplicações de ponta em comunicações, armazenamento de energia, detecção, armazenamento de dados, ótica, transmissão, proteção ambiental, cosméticos, biologia e medicina. importantes propriedades ópticas, elétricas e magnéticas.

Em particular, as propriedades únicas e a utilidade das nanopartículas também surgem de uma variedade de atributos, incluindo o tamanho similar de nanopartículas e biomoléculas, como proteínas e ácidos polinucleotídicos. Além disso, as nanopartículas podem ser feitas com uma ampla gama de metais.

Nanopartículas de óxido de metal, incluindo óxido de zinco, são plataformas versáteis para aplicações biomédicas e intervenções terapêuticas.

Há uma necessidade urgente de desenvolver novas classes de agentes anticancerígenos, e estudos recentes mostram que os nanomateriais de ZnO são muito promissores (John W. Rasmussen, 2010).

Essas nanopartículas possuem propriedades antibacterianas, anti-corrosivas, antifúngicas e de filtração UV. Alguns dos sinônimos de nanopartículas de óxido de zinco são o oxydatum, o cinci oxicum, o branco permanente, o ketocinc eo oxocinco (AZoNano, 2013).

Usos

1- Medicina

O óxido de zinco é um produto amplamente utilizado topicamente na dermatologia para o cuidado da pele. Nos Estados Unidos, é o principal componente dos protetores solares devido às suas propriedades reflexivas.

O óxido de zinco é um dos ingredientes mais seguros para proteger a pele dos efeitos nocivos dos raios ultravioleta (UV). Os raios UV penetram na pele e danificam o tecido, acelerando o processo de envelhecimento e secando a pele.

Esses raios também aumentam o risco de câncer de pele. Protetores solares que contêm raios UV do filtro de óxido de zinco, impedindo-os de penetrar na pele e causar danos às células.

O óxido de zinco também é eficaz na cicatrização da pele. Pode ser usado para curar feridas, reduzir a sensibilidade associada a queimaduras solares e suavizar a pele rachada.

As pessoas com deficiência de zinco tendem a experimentar ciclos mais lentos de cicatrização de feridas. Quando o óxido de zinco é aplicado na área da ferida, ele fornece ao corpo o zinco extra necessário para reparar as células da pele. O óxido de zinco ajuda a manter a área da ferida úmida e limpa.

Loções e cremes que contêm óxido de zinco são adstringentes eficazes da pele. O óxido de zinco pode ser aplicado para evitar que o excesso de óleo se forme na superfície.

É por vezes utilizado como um tratamento para a acne - acredita-se que reduz o aparecimento de manchas e reduz a irritação da pele e a inflamação, reduzindo o número e a gravidade das fugas da acne.

Os Institutos Nacionais de Saúde relatam que o zinco tópico e oral parece ser um tratamento seguro e eficaz para a acne (PEARSON, 2015).

Pomada de zinco pode funcionar melhor para esta condição de pele comum quando o antibiótico tópico eritromicina é usado em combinação.

Por causa de suas propriedades antibacterianas e desodorantes, os médicos geralmente tratam a assadura com uma pomada de óxido de zinco. Geralmente é aplicado a cada troca de fralda para uma eficácia ótima.

Manter a área da fralda limpa e permitir que a pele seque completamente antes de aplicar a pomada de óxido de zinco pode ajudar a minimizar a gravidade da erupção da fralda.

Pomada de óxido de zinco pode aliviar os sintomas de melasma, de acordo com a Academia Americana de Dermatologia. Melasma é uma condição comum da pele que causa manchas marrons no rosto, especialmente no nariz, bochechas, lábios e testa superior do queixo.

Cerca de 90 por cento dos casos de melasma ocorrem em mulheres. É mais frequente em pessoas com pele mais escura.

Pequenas irritações da pele, como cortes, queimaduras, arranhões e heras venenosas, geralmente se beneficiam das propriedades anti-inflamatórias contidas na pomada de óxido de zinco. Você pode aplicar uma camada fina de óxido de zinco na pele afetada tantas vezes quantas forem necessárias para aliviar a irritação e promover a cicatrização.

Os efeitos protetores da pomada de óxido de zinco na pele fazem dela um dos melhores tratamentos para hemorróidas vendidos sem receita médica.

Hemorróidas são veias inchadas no canal anal que são causadas pelo excesso de pressão nas áreas pélvica e retal. Hemorróidas geralmente não são graves, mas podem causar desconforto significativo (HELLESVIG-GASKELL, 2013).

2- indústria de borracha

Mais de 50% do óxido de zinco é usado na indústria da borracha. Através do processo de vulcanização, o acabamento tem maior resistência à tração e resistência ao inchaço e à abrasão, e é elástico em uma faixa mais ampla de temperaturas.

Em sua forma mais simples, a vulcanização é produzida pelo aquecimento da borracha com enxofre (Encyclopædia Britannica, 2018).

Dois ingredientes que desempenham um papel importante na química de vulcanização são conhecidos como "ativadores", geralmente óxido de zinco e ácido esteárico.

Estes compostos reagem em conjunto e com aceleradores para formar um composto de sulfeto de zinco, que por sua vez é o intermediário chave na adição de enxofre a um elastômero de dieno e a criação de ligações de enxofre para produzir elementos como pneus, solas sapato e até mesmo discos de hóquei (Gent, 2016).

3- Pigmentos e tintas

Juntamente com o óleo de linhaça (um óleo de secagem útil como veículo), o óxido de zinco é usado como pigmento desde o século XVIII, o que trouxe uma rápida expansão da indústria europeia de tintas. Os pigmentos brancos básicos incluem óxido de zinco, sulfureto de zinco, litopona e dióxido de titânio (Encyclopædia Britannica, 1998).

4- Células Solares

Um uso muito importante é que o óxido de zinco é amplamente utilizado como camada amortecedora nas células solares CIGS (Copio Indio Gálio Selenido). Alguns experimentos atuais enfocam o efeito da espessura do ZnO na potência máxima de saída das células.

5- Piezoelétrico

O óxido de zinco (ZnO) é um material interessante em relação à condutividade. Ela cristaliza na estrutura wurtzita e sua união é uma mistura de iônica e covalente. Monocristais de alta pureza são isolantes.

O óxido de zinco é o mais piezoelétrico de todos os materiais e é amplamente utilizado como transdutor em dispositivos eletrônicos. (Piezoeletricidade é a propriedade de um cristal para polarizar quando submetido a pressão.)

O óxido de zinco é um bom semicondutor quando as impurezas de alumínio são incluídas no cristal. As cerâmicas de óxido de zinco semicondutor policristalino conduzem bem e obedecem à lei de Ohm.

A adição de pequenas quantidades de outros óxidos, como o bário e o crómio, faz com que as cerâmicas de óxido de zinco tenham propriedades elétricas muito não ôhmicas

6- Outros usos

A adição de óxido de zinco ajuda a processar o concreto e também melhora a resistência à água.

O óxido de zinco é utilizado em filtros de cigarro e como aditivo em cereais. Também é usado na xerografia como folha fotocondutora e como anticorrosivo.

O futuro do óxido de zinco de alta qualidade certamente será fascinante. Os avanços potenciais para aplicações não medicinais excedem até mesmo os usos medicinais atuais.

Sensores de óxido de zinco, spintrônico e piezoelétrico de nanorod são campos muito promissores e aqueles que devem ser levados em conta em um futuro não muito distante.

Referências

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2. (2016). ÓXIDO DE ZINCO, BRUTO. Retirado da veioquímica: veioochemicals.noa.gov.
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4. Enciclopédia Britânica. (1998, 7 de julho). Pintar. Recuperado de britannica.com.
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6. Gent, A. N. (2016, 21 de abril). Borracha Recuperado de britannica.com.
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