نترات الزنك: التركيب ، الخصائص ، الحصول ، الاستخدامات - كيمياء - 2026

و نترات الزنك هو مركب غير العضوية التي تتكون من الزنك عناصر (الزنك) والنيتروجين (N) والأكسجين (O). حالة أكسدة الزنك هي +2 ، والنيتروجين +5 ، والأكسجين -2.

صيغته الكيميائية هي Zn (NO ₃) ₂. إنها مادة صلبة بلورية عديمة اللون تميل إلى امتصاص الماء من البيئة. يمكن الحصول عليه بمعالجة معدن الزنك بحمض النيتريك المخفف. إنه مركب مؤكسد بشدة.

نترات الزنك Zn (NO ₃) ₂. Ondřej Mangl / المجال العام. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

إنه بمثابة مسرع لتفاعلات الكيمياء العضوية ويسمح بالحصول على بوليمرات مركبة ذات خصائص موصلة للكهرباء. يتم استخدامه لتشكيل طبقات من المواد المفيدة في الإلكترونيات.

وهو جزء من بعض الأسمدة السائلة وبعض مبيدات الأعشاب بطيئة الإطلاق. يساعد في تحضير الأكاسيد المعقدة ، وتحسين كثافتها والتوصيل الكهربائي.

تم اختباره بنجاح في الحصول على الهياكل التي تعمل كأساس لتجديد ونمو أنسجة العظام ، وتحسين هذه العملية وكونها فعالة كمضاد للبكتيريا.

على الرغم من أنها غير قابلة للاحتراق ، إلا أنها يمكن أن تسرع من حرق المواد ، مثل الفحم أو المواد العضوية. إنه مهيج للجلد والعينين والأغشية المخاطية وهو شديد السمية للحياة المائية.

بناء

نترات الزنك مركب أيوني. لها كاتيون ثنائي التكافؤ (Zn ²⁺) واثنين من الأنيونات أحادية التكافؤ (NO ₃ ^-). أنيون النترات هو أيون متعدد الذرات يتكون من ذرة نيتروجين في حالة أكسدة +5 مرتبطة تساهميًا بثلاث ذرات أكسجين مع تكافؤ -2.

التركيب الأيوني لنترات الزنك. Edgar181 / المجال العام. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

توضح الصورة أدناه الهيكل المكاني لهذا المركب. الكرة الرمادية المركزية عبارة عن الزنك ، والمجالات الزرقاء عبارة عن نيتروجين ، بينما تمثل الكرات الحمراء الأكسجين.

التركيب المكاني للزنك (NO ₃) ₂. يوجد الزنك في منتصف أيونات النترات. غراسو لويجي / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

التسمية

• نترات الزنك
• ثنائي نترات الزنك

الخصائص

الحالة الفيزيائية

صلبة بلورية عديمة اللون أو بيضاء.

الوزن الجزيئي الغرامي

189.40 جم / مول

نقطة الانصهار

حوالي 110 درجة مئوية.

نقطة الغليان

حوالي 125 درجة مئوية.

كثافة

2065 جم / سم ³

الذوبان

قابل للذوبان في الماء: 120 جم / 100 جم H ₂ O عند 25 درجة مئوية. قابل للذوبان في الكحول.

الرقم الهيدروجيني

محاليلها المائية حمضية. محلول 5٪ له درجة حموضة تقارب 5.

الخواص الكيميائية

كونه نترات ، هذا المركب مؤكسد قوي. يتفاعل بعنف مع الكربون والنحاس وكبريتيدات المعادن والمواد العضوية والفوسفور والكبريت. إذا رش على الفحم الساخن فإنه ينفجر.

من ناحية أخرى ، فهو مسترطب ويمتص الماء من البيئة. إذا تم تسخينه ، يتكون أكسيد الزنك وثاني أكسيد النيتروجين والأكسجين:

2 زن (لا ₃) ₂ + حرارة ← 2 زنو + 4 لا ₂ ↑ + O ₂ ↑

في المحاليل القلوية ، مثل تلك الخاصة بـ NaOH ، يشكل الزنك الموجود في هذا المركب هيدروكسيده وأنواع معقدة أخرى:

Zn (NO ₃) ₂ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + 2 NO ₃ ^-

Zn (OH) ₂ + 2 OH ^- → ^2-

الحصول

يمكن الحصول عليها عن طريق معالجة الزنك أو أكسيد الزنك بحمض النيتريك المخفف. يتكون غاز الهيدروجين في هذا التفاعل.

Zn + 2 HNO ₃ → Zn (NO ₃) ₂ + H ₂ ↑

التطبيقات

في تحفيز التفاعلات

يتم استخدامه كمحفز للحصول على مركبات كيميائية أخرى مثل الراتنجات والبوليمرات. إنه محفز حمضي.

مثال على الراتنج. بوجمان في ويكيبيديا الإنجليزية / المجال العام. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

نموذج هيكل البوليمر. إيلماري كارونين / المجال العام. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

حالة أخرى لتسريع التفاعلات هي النظام التحفيزي لـ Zn (NO ₃) ₂ / VOC ₂ O _{4 ،} والذي يسمح بأكسدة α-hydroxyesters إلى α-ketoesters مع تحويل 99 ٪ حتى عند الضغط ودرجة الحرارة المحيطة.

في البوليمرات المركبة

تم تطوير أغشية Polymethylmethacrylate و Zn (NO ₃) ₂ بخصائص التوصيل الكهربائي التي تجعلها مناسبة للاستخدام في المكثفات الفائقة وأجهزة الكمبيوتر عالية السرعة.

في الأسمنت المؤكسد

باستخدام المحاليل المائية لنترات الزنك ومسحوق أكسيد الزنك ، يتم الحصول على المواد التي تنتمي إلى فئة الأسمنت الناتجة عن تفاعل الحمض القاعدي.

تمثل هذه مقاومة معقولة للذوبان في الأحماض والقلويات المخففة ، مما يؤدي إلى تطوير مقاومة للضغط مماثلة لتلك الموجودة في الأسمنتات الأخرى مثل تلك الموجودة في أوكسي كلوريد الزنك.

تزداد هذه الخاصية عندما تزداد نسبة ZnO / Zn (NO ₃) ₂ ، وعندما يزداد تركيز Zn (NO ₃) ₂ في المحلول. الأسمنت الذي تم الحصول عليه غير متبلور تمامًا ، أي لا يحتوي على بلورات.

مع نترات الزنك ، تم إجراء اختبارات للحصول على الأسمنت. المؤلف: Kobthanapong. المصدر: Pixabay.

في طلاءات أكسيد الزنك والمواد النانوية

يستخدم Zn (NO ₃) ₂ للترسيب الكهربائي لطبقات رقيقة جدًا من أكسيد الزنك (ZnO) على ركائز مختلفة. كما يتم تحضير البنى النانوية لهذا الأكسيد على الأسطح.

جزيئات أكسيد الزنك النانوية. يمكن تحضير بعض الهياكل النانوية ZnO باستخدام Zn (NO ₃) ₂. فيرينا ويلهيلمي ، أوتي فيشر ، هايك ويغاردت ، كلاوس شولز-أوستهوف ، كارمن نيكل ، بوركارد ستالميكي ، توماس إيه جيه كولبوش ، أغنيس إم شيربارت ، شارلوت إيسر ، رويل بي إف شينس ، كاترين ألبريشت / CC BY (https://creativecommons.org/ تراخيص / بنسبة / 2.5). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

ZnO مادة ذات أهمية كبيرة بسبب العديد من التطبيقات في مجال الإلكترونيات الضوئية ، كما أنها تتمتع بخصائص أشباه الموصلات وتستخدم في المستشعرات ومحولات الطاقة.

في مبيدات الأعشاب

تم استخدام نترات الزنك مع بعض المركبات العضوية لإبطاء معدل إطلاق بعض مبيدات الأعشاب في الماء. يتيح الإصدار البطيء لهذه المنتجات أن تكون متاحة لفترة أطول ويتطلب عدد أقل من التطبيقات.

في صناعة الأنود

إنه يحفز عملية التلبيد ويحسن كثافة أكاسيد معينة تستخدم في صنع الأنودات لخلايا الوقود. التلبيد هو الحصول على مادة صلبة عن طريق تسخين وضغط مسحوق دون الوصول إلى انصهاره.

رسم لكيفية حدوث تلبيد حبتين. يساعد Zn (NO ₃) ₂ في تنفيذ هذه العملية على بعض الأكاسيد المعقدة. Cdang / المجال العام. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

المواد المختبرة هي أكاسيد معقدة من السترونشيوم والإيريديوم والحديد والتيتانيوم. يزيد وجود الزنك بشكل كبير من التوصيل الكهربائي لهذه المواد.

تطبيقات أخرى

يتم استخدامه في الحصول على الأدوية. إنه بمثابة مادة بارزة في تطبيق الأحبار والملونات. يعمل كمخثر لاتكس. وهو مصدر للزنك والنيتروجين في الأسمدة السائلة.

الاستخدام المحتمل في هندسة أنسجة العظام

تم استخدام هذا المركب كمادة مضافة في تطوير أطر أو أطر لتجديد ألياف العظام ، حيث يسمح بتحسين المقاومة الميكانيكية لهذه الهياكل.

تم العثور على السقالة المحتوية على الزنك غير سامة لخلايا osteoprogenitor ، وتدعم نشاط بانيات العظم ، والخلايا التي تصنع العظام ، وتحسن التصاقها وتكاثرها.

يفضل تكوين الأباتيت وهو المعدن الذي يشكل العظام وله أيضًا تأثير مضاد للجراثيم.

يمكن أن يكون Zn (NO ₃) ₂ مفيدًا جدًا لإعادة بناء مادة العظام لدى الأشخاص الذين تعرضوا لحوادث. ماريانو كوريتي / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

المخاطر

إنها مادة ذات خطر محتمل بحدوث حريق وانفجار.

إنه غير قابل للاحتراق ولكنه يسرع من حرق المواد القابلة للاحتراق. إذا كانت كمية كبيرة من هذا المركب متورطة في حريق أو إذا كانت المادة القابلة للاحتراق مقسمة بدقة ، فقد يحدث انفجار.

عندما تتعرض للحرارة الشديدة ، يتم إنتاج غازات سامة من أكاسيد النيتروجين. وإذا تم التعرض لفترة طويلة فقد ينفجر.

إنه مهيج للجلد ، ويمكن أن يسبب أضرارًا جسيمة للعيون ، وتهيجًا في الجهاز التنفسي ، ويكون سامًا إذا ابتلع ويسبب ضررًا في الجهاز الهضمي.

شديدة السمية للحياة المائية مع تأثيرات طويلة الأمد.

المراجع

1. جو ، واي وآخرون. (2019). تأثير جديد لنترات الزنك / فاناديل أوكسالات للأكسدة التحفيزية الانتقائية لإسترات ألفا هيدروكسي لإسترات ألفا كيتو مع الأكسجين الجزيئي: دراسة في الموقع ATR-IR. جزيئات 2019 ، 24 ، 1281. تم الاسترجاع من mdpi.com.
2. محمد س. ، SN وآخرون. (2020). تركيبة مسيطر عليها من نترات هيدروكسيد الزنك مقسمة مع كبريتات دوديسيل الصوديوم وأنيونات بيسبيريباك: مركب نانوي مبيد أعشاب جديد لزراعة الأرز. المجلة العربية للكيمياء 13 ، 4513-4527 (2020). تعافى من sciencedirect.
3. ماني ، إم بي وآخرون. (2019). قوة ميكانيكية معززة وتمعدن العظام لسقالة المحاكاة الحيوية الكهربائية المغزولة بزيت يلانغ يلانغ ونترات الزنك لهندسة أنسجة العظام. البوليمرات 2019 ، 11 ، 1323. تم الاسترجاع من mdpi.com.
4. كيم ، كي وآخرون. (2018). تأثير نترات الزنك كمساعد تلبيد على الخصائص الكهروكيميائية لـ Sr _0.92 Y _0.08 TiO _3-DELTA و Sr _0.92 Y _0.08 Ti _0.6 Fe _0.4 O _3-DELTA Ceramics International، 44 (4): 4262-4270 (2018). تعافى من sciencedirect.com.
5. براساد ، بي وآخرون. (2012). الترسيب الكهربائي لطلاء ZnO من حمامات الزنك المائي (NO ₃) ₂: تأثير تركيز الزنك ، ودرجة حرارة الترسيب ، والوقت على الاتجاه. J Solid State Electrochem 16 ، 3715-3722 (2012). تعافى من link.springer.com.
6. Bahadur، H. and Srivastava، AK (2007). مشتق مورفولوجيات Sol-Gel أغشية رقيقة من ZnO باستخدام مواد سليفة مختلفة وبنيتها النانوية. Nanoscale Res Lett (2007) 2: 469-475. تعافى من link.springer.com.
7. نيكولسون ، جي دبليو وتيبالدي ، جي بي (1992). تكوين وخصائص الأسمنت المحضر من أكسيد الزنك والمحاليل المائية من نترات الزنك. J Mater Sci 27 ، 2420-2422 (1992). تعافى من link.springer.com.
8. Lide ، DR (محرر) (2003). كتيب CRC للكيمياء والفيزياء. 85 ^تشرين CRC برس.
9. ماجي ، ب وآخرون. (2015). تأثير حشو Zn (NO ₃) ₂ على سماحية العزل الكهربائي والمعامل الكهربائي لـ PMMA. Bull Mater Sci 38 ، 417-424 (2015). تعافى من link.springer.com.
10. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). نترات الزنك. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
11. Byju's. (2020). نترات الزنك - Zn (NO3) 2. تعافى من byjus.com.
12. العناصر الأمريكية. نترات الزنك. تعافى من americanelements.com.
13. قطن ، ف.ألبرت وويلكينسون ، جيفري. (1980). كيمياء غير عضوية متقدمة. طبعة رابعة. جون وايلي وأولاده.