אבץ פחמתי (ZNCO3): מבנה, תכונות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

קרבונט האבץ הוא תרכובת אורגנית המורכבת של אלמנטי אבץ (Zn), פחמן (C) וחמצן (O). הנוסחה הכימית שלו היא ZnCO ₃ . לאבץ מצב חמצון של +2, פחמן +4 וחמצן -2.

זהו מוצק חסר צבע או לבן שנמצא בטבע, ויוצר את הסמיתסוניט המינרלי, בו הוא יכול להיות לבד או עם אלמנטים אחרים כמו קובלט או נחושת, המעניקים לו צבע סגול או ירוק בהתאמה.

סמיתסוניט, מינרל ZnCO ₃ . רוב לווינסקי, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). מקור: Wikimedia Commons.

ZnCO ₃ הוא כמעט בלתי מסיס במים, אבל זה מתמוסס בקלות בחומצות לדלל, כמו יון קרבונט בחומצה פחמתית צורות בינוני חומצה (H ₂ CO ₃ ), אשר לאחר מכן הופך CO ₂ גז ומים.

הוא משמש כחומר חיטוי בפצעים של בעלי חיים ולעיתים מסופק בתזונה למניעת מחלות הנגרמות כתוצאה ממחסור באבץ.

זה משמש לעיכוב שריפת סיבים מסוימים, פלסטיק וגומי בבואם במגע עם אש. הוא מאפשר להפריד בבטחה מינרלים ארסן רעילים מסלעים אחרים.

זה שימש במשחות שיניים לשיקום דנטין בשיניים שעוברות הלבנה.

מִבְנֶה

ZnCO ₃ מורכב מקטיון Zn ²⁺ ומאיון CO ₃ ^2- . לפחמן ביון הפחמתי יש מצב חמצון של +4. ליון זה יש מבנה שטוח עם שלושת אטומי החמצן המקיפים את אטום הפחמן.

מבנה כימי של אבץ קרבונט. מחבר / תחום ציבורי לא ידוע. מקור: Wikimedia Commons.

מִנוּחַ

• אבץ פחמתי
• אבץ מונוקארבונט
• מלח אבץ חומצה פחמנית
• סמיתסוניט
• שקע אבץ

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי חסר צבע או לבן. גבישים מעוין.

אבץ פחמתי. Ondřej Mangl / רשות הרבים. מקור: Wikimedia Commons.

משקל מולקולרי

125.4 גרם / מול

נקודת המסה

ב -140 מעלות צלזיוס הוא מתפרק ללא התכה.

צְפִיפוּת

4.398 גרם / ס"מ ³ בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס.

מְסִיסוּת

באופן בלתי מסיס במים: 0.000091 גרם / 100 גרם H ₂ O ב 20 מעלות צלזיוס. מסיסים בתמיסות חומצות מדוללות, אלקליות ומלח אמוניום. בלתי מסיס באמוניה, אלכוהול ואצטון.

תכונות כימיות

מגיב עם חומצות הנוצרות פחמן דו חמצני:

ZnCO ₃ + 2 H ⁺ → Zn ²⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

זה מתמוסס בבסיסים היוצרים את ההידרוקסיד, שמתמוסס חלקית ויוצרים יון אבץ:

ZnCO ₃ + 2 OH ^- → Zn (OH) ₂ + CO ₃ ^2-

Zn (OH) ₂ + H ₂ O + OH ^- → ^-

זה לא דליק. כאשר הוא מחומם לפירוק הוא מייצר תחמוצת אבץ ופחמן דו חמצני, אך הוא אפילו יכול לפלוט פחמן חד חמצני (CO).

ZnCO ₃ + חום → ZnO + CO ₂ ↑

להשיג

הוא מתקבל על ידי טחינה של המינרל סמית'וניט, שנקרא בעבר ספאר אבץ.

ניתן להכין אותו גם על ידי ערבוב של תמיסת נתרן קרבונט עם מלח אבץ, כגון אבץ סולפט. נתרן גופרתי נותר מומס והפחמימת האבץ מזרזת:

ZnSO ₄ + Na ₂ CO ₃ → ZnCO ₃ ↓ + Na ₂ SO ₄

יישומים

בטיפולים רפואיים

תרכובת זו מאפשרת להשיג מוצרים פרמצבטיים מסוימים. הוא מוחל על עור מודלק כאבקה או קרם.

ביישומים וטרינריים

ZnCO ₃ משמש כמגן פצע מחריף , חיטוי ועצבי אצל בעלי חיים.

זה גם מסייע במניעת מחלות הנגרמות כתוצאה ממחסור באבץ, וזו הסיבה שהוא משמש כתוסף בתזונה של בעלי חיים מסוימים, בתנאי שהכמויות הניתנות עומדות בתקנים שקבעו סוכנויות הבריאות.

אבץ פחמתי ניתנת לעיתים כחומר מזין למניעת מחלות בחזירים. סופר לא ידוע / CC0. מקור: Wikimedia Commons.

בהתפרצויות של parakeratosis אצל חזירים, הוא מתווסף לתזונה שלהם. מחלה זו מהווה שינוי בעור בו השכבה החרמנית לא נוצרת כראוי.

כמעכב בעירה

הוא משמש כמילוי חסין אש עבור גומי ופלסטיק שנחשפים לטמפרטורות גבוהות. מגן על סיבי טקסטיל מפני אש.

במקרה של טקסטיל כותנה, הוא מוחל על הבד יחד עם מעט אלקלי. זה תוקף ישירות את קבוצות ההידרוקסיל העיקריות (–CH ₂ OH) של תאית וממיר אותן לתאית נתרן (–CH ₂ ONa).

שבירת קשרי התאית על ידי אלקלים מעדיפה חדירה גבוהה יותר של שרשראות המבנה התאית הקומפקטית, כך שיותר ZnCO ₃ מצליח להיכנס לאזור האמורפי של זה ולהקל על פיזורו.

חלק מבדי הכותנה עשויים להכיל בסיבים שלהם ZnCO ₃ כדי להפוך אותם לעמני אש. Socken_farbig.jpeg: עבודתו של Scott Ba Challivative: Socky / public public. מקור: Wikimedia Commons.

כתוצאה מכך, כמות הגז הדליק שיכולה להפיק באמצעות שריפה מופחתת.

בטיפולי שיניים

משחות שיניים מסוימות המבוססות על ננו-גבישים מאבץ קרבונט והידרוקסי-אפטיט המופעלות על השיניים באופן קבוע מפחיתות רגישות יתר בצורה יעילה יותר מאלה המבוססות על פלואוריד.

לננו - גבישים ZnCO ₃ והידרוקסיאפיטייט יש גודל, צורה, הרכב כימי וגבישות הדומה לזה של דנטין, כך שניתן לסגור את צינורות השיניים בעזרת יישום חומרים אלה.

ZnCO ₃ -hydroxyapatite חלקיקים נבדקו בהצלחה להפחית רגישויות בשיניים מולבנות. מחבר: תערובת תמונות. מקור: Pixabay.

משחת שיניים מסוג זה התבררה כמועילה לאחר תהליכי הלבנת שיניים.

להפרדת מינרלים מסוכנים מארסן

נבדקו שיטות להפרדת מינרלים ארסן מסלעי גופרתי (כמו גלנה, כלקופיריט ופיריט) באמצעות ZnCO ₃ . יש להפריד את המינרל העשיר בארסן מהאחרים מכיוון שיסוד זה הוא מזהם רעיל ורעיל מאוד עבור יצורים חיים.

כדי להשיג זאת מטפלים בתערובת של סלעים טחונים בתמיסה של אבץ סולפט ונתרן קרבונט בחומציות של 7.5-9.0 ותרכובת קסנטט.

ארסנופיט. יש להפריד מינרל זה מאחרים מכיוון שהוא מכיל את הארסן הרעיל. ניתן להשיג הפרדה באמצעות אבץ קרבונט. ג'יימס סנט ג'ון / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0). מקור: Wikimedia Commons.

יעילות הפורמולה מיוחסת להיווצרותם של חלקיקי ZnCO ₃ קטנים על פני הארסן-פיריט , מה שהופך אותה להידרופילית (בדומה למים), כך שהיא לא יכולה להיצמד לבועות אוויר ולא יכולה לצוף, לזרום ולהפריד של המינרלים האחרים.

בהשגת תרכובות אבץ אחרות

אבץ פחמתי שימש להשגת מבנים ננו-ביו-ברטיים הידרופוביים עם הפורמולה 3ZnO • 3B ₂ O ₃ • 3.5H ₂ O. חומר זה יכול לשמש כתוסף מעכב בעירה בפולימרים, עץ וטקסטיל.

בהתאוששות אבץ מקולחין

ניתן לטפל במים סינתטיים העשירים ביוני אבץ המופעלים בתהליכי העמדת אלקטרודות באמצעות טכנולוגית מיטה נזילה באמצעות נתרן קרבונט כדי לזרז את ZnCO ₃ .

כאשר משקעים Zn ²⁺ בצורה של קרבונט, הריכוז שלו יורד, המוצק המתקבל מסונן וניתן להיפטר מהמים בבטחה. ZnCO ₃ המשופץ הוא בעל טוהר גבוה.

אפליקציות אחרות

זה מאפשר להכין תרכובות אבץ אחרות. הוא משמש בקוסמטיקה. הוא משמש כפיגמנט ומשמש לייצור חרסינה, קרמיקה וכלי חרס.

סיכונים

שאיפת אבק ZnCO ₃ עלולה לגרום לגרון יבש, שיעול, אי נוחות בחזה, חום והזעה. בליעתו גורם לבחילות והקאות.

השפעות על הסביבה

הסיכון העיקרי הוא השפעתו על הסביבה, ולכן יש להימנע ממנו להתפשט בו. זה רעיל מאוד לחיים מימיים עם השלכות שנמשכות באורגניזמים חיים.

הפניות

1. הספרייה הלאומית לרפואה בארה"ב. (2019). אבץ פחמתי. התאושש מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (עורכת) (2003). מדריך CRC לכימיה ופיזיקה. 85 ^ה CRC Press.
3. כותנה, פ. אלברט ווילקינסון, ג'פרי. (1980). כימיה אורגנית מתקדמת. גרסה רביעית. ג'ון וויילי ובניו.
4. Sharma, V. et al. (2018). סינתזה של צינורות ננו-צינורות אבץ, חומר מעכב בעירה לטקסטיל כותנה. תאית 25, 6191-6205 (2018). התאושש מ- link.springer.com.
5. גואן, י 'ואח'. (2020). ZnCO3 קולואידי כמדכא רב עוצמה של ארסנופיריט בעיסה אלקליין חלשה ומנגנון האינטראקציה. מינרלים 2020, 10, 315. התאושש מ- mdpi.com.
6. מחלות עור, עין, לחמית ואוזן חיצונית. (2017). ברפואה וטרינרית (מהדורה אחת-עשרה). התאושש מ- sciencedirect.com.
7. האניג, מ 'והניג, סי (2013). ננו-חומרים ברפואת שיניים מונעת. בננו-חומרים ברפואת שיניים קלינית. פרק 8. התאושש מ- sciencedirect.com.
8. Tugrul, N. et al. (2015). סינתזה של מבנים ננו-הידרופוביים אבץ בוראט מאבץ פחמתי, ואפיון המוצר. Res Chem Intermed (2015) 41: 4395-4403. התאושש מ- link.springer.com.
9. דה לונה, MDG, et al. (2020). התאוששות של גרגירי אבץ ממי שפכים אלקטרוליטי סינטטי באמצעות תהליך התגבשות הומוגני עם מיטות נזילות. בי. ג'יי סביבה. מדע מדעי. 17, 129-142 (2020). התאושש מ- link.springer.com.