Fórmula de carbonato de zinc: estructura, propiedades, usos, preguntas de muestra

El nanopolvo de zinc tiene una amplia gama de aplicaciones, incluida la fabricación de caucho, los sistemas respiratorios y los cosméticos. El tamaño del polvo tiene un impacto significativo en el rendimiento del material. Finalmente, debido a las crecientes industrias de cosméticos, caucho y agricultura, el uso de carbonato de zinc parece estar en aumento en el futuro.

¿Qué es el carbonato de zinc?

El carbonato de zinc, comúnmente conocido como smithsonita, calamina o espato de zinc, es un polvo cristalino blanco. James Smithson, un físico, proporcionó la inspiración para el nombre. Es un mineral de zinc, y la fórmula del carbonato de zinc es ZnCO ₃ . Es un sólido cristalino, submicrométrico o nanopolvo, que es blanco e iNodero e insoluble en agua, alcohol o acetona, pero ligeramente soluble en amoníaco. Se puede disolver en álcalis y ácidos.

Debido a que se convierte fácilmente en otros compuestos de zinc, como el rust de zinc, el carbonato de zinc es una fuente importante de zinc. El calentamiento se utiliza para completar el proceso, lo que resulta en la creación de rust de zinc y dirust de carbono. La calcinación es otro nombre para este proceso. Debido a que sus áreas de aplicación, como los cosméticos, la agricultura y la producción de caucho, están aumentando a un ritmo acelerado, la demanda de carbonato de zinc está aumentando. El carbonato de zinc se puede sintetizar de diversas formas, según el uso, la escala de producción o la estructura.

Preparación de Carbonato de Zinc

Una sal de zinc soluble, como el sulfato de zinc, se combina con una solución de carbonato de sodio. El carbonato de zinc (que es insoluble y produce un precipitado blanco) y el sulfato de sodio (que es muy soluble y por lo tanto permanece en la solución) son los productos finales.

ZnSO ₄ (aq) + Na ₂ CO ₃ (aq) → Na ₂ SO ₄ (aq) + ZnCO ₃ (s)

Debido a que el zinc es un elemento anfótero, su rust se disuelve en soluciones alcalinas fuertes para formar zincatos;

ZnO + H ₂ O + 2NaOH → Na ₂ Zn(OH) ₄

El carbonato de zinc también se puede preparar haciendo reaccionar zincatos con CO ₂

Na ₂ Zn(OH) ₄ + 2 CO ₂ → Na ₂ CO ₃ + ZnCO ₃ + 2 H ₂ O

Estructura del carbonato de zinc

El zinc es octaédrico en carbonato de zinc, y cada carbonato está unido a seis centros de zinc, lo que da como resultado átomos de oxígeno de tres coordenadas. El carbonato de zinc tiene la misma estructura química que el carbonato de calcio. El carbonato de zinc tiene una masa molar de aproximadamente 125,4 g/mol.

Propiedades físicas del carbonato de zinc

1. El carbonato de zinc tiene un peso molecular de 125,38 g/mol.
2. El carbonato de zinc tiene un punto de ebullición de 333,6 grados centígrados.
3. El carbonato de zinc tiene un punto de fusión de 1970 grados centígrados.
4. El carbonato de zinc tiene una densidad de 3,5 g/cm ³ .
5. Es un polvo blanco con un ligero olor a vinagre.
6. Debido a que es de naturaleza básica, el nivel de pH es superior a 10.
7. Es insoluble en agua.

Propiedades químicas del carbonato de zinc

• Cuando el carbonato de zinc se combina con ácidos para generar cloruro de zinc, se libera gas de dirust de carbono.

ZnCO ₃ + HCl → ZnCl ₂ + CO ₂

ZnCO ₃ + H ₂ SO ₄  → ZnSO ₄ + CO ₂ + H ₂ O

• Cuando el carbonato de zinc sufre una reacción de descomposición, se forma rust de zinc y se libera gas de dirust de carbono.

ZnCO ₃ → ZnO + CO ₂

• La interacción entre ZnCl ₂ y K ₂ CO ₃ da como resultado la síntesis hidrotermal de carbonato de zinc.

ZnCl ₂ (aq) + K ₂ CO ₃ (aq) → ZnCO ₃ (s) + 2KCl (aq)

Usos del carbonato de zinc

• Es una sal inorgánica que a menudo se emplea en reacciones de síntesis orgánica como catalizador.
• Es un precursor adecuado para la producción de partículas de rust de zinc.
• Se utiliza con frecuencia en la industria del caucho como materia prima. Debido a que estos dos materiales tienen un índice de refracción algo similar, se agrega para mejorar la translucidez o transparencia del caucho natural.
• Como resultado de sus propiedades antibacterianas y antifúngicas. Se puede encontrar en una amplia gama de productos que incluyen baño, maquillaje, higiene personal, afeitado, cuidado bucal y cuidado de la piel y el cabello.
• También se utiliza como ingrediente en aditivos para alimentación animal. La deficiencia de carbonato de zinc puede limitar el crecimiento de un animal, ya que juega un papel clave en la formación de huesos.
• El carbonato de zinc absorbente de azufre también se emplea en la industria del petróleo.
• Se utiliza como astringente y absorbente en el desempolvado de zonas irritadas.
• Se utiliza con frecuencia en medicamentos debido a sus cualidades antisépticas.

Ejemplos de preguntas 

Pregunta 1: ¿Cuáles son algunos usos del carbonato de zinc?

Responder:

Se usa comúnmente como una barrera anti-dilapidación contra el hierro y el acero. El carbonato de zinc está presente en una variedad de materiales, pigmentos de pintura y productos agrícolas. Los áNodes de zinc, a menudo conocidos como baterías, se utilizan en una variedad de aplicaciones, como electrodomésticos, monitores de televisión e iluminación.

Pregunta 2: ¿Cuál es la naturaleza del carbonato de zinc?

Responder: 

El carbonato de zinc, como otros carbonatos, se disuelve fácilmente en soluciones ácidas debido a su carácter básico, pero es insoluble en agua. El dirust de carbono se produce como resultado del proceso. En una base excepcionalmente fuerte, esto también se disolverá para crear zincatos. El carbonato de zinc puede destruirse térmicamente para producir rust de zinc.

Pregunta 3: ¿Es tóxico el carbonato de zinc?

Responder: 

Cuando respiramos carbonato de zinc, puede tener un efecto en nosotros. Puede producirse irritación cuando el producto entra en contacto con la piel o los ojos. La tos y las sibilancias pueden ocurrir cuando el carbonato de zinc irrita la nariz y la garganta. El hígado puede resultar dañado por una exposición excesiva.

Pregunta 4: ¿Cuál es la estructura del carbonato de zinc?

Solución:

El zinc es octaédrico en carbonato de zinc, y cada carbonato está unido a seis centros de zinc, lo que da como resultado átomos de oxígeno de tres coordenadas. La estructura del carbonato de zinc es idéntica a la del carbonato de calcio.

Pregunta 5: ¿El carbonato de zinc es bueno para la piel?

Responder: 

El carbonato de zinc es un ingrediente común en los cosméticos. Sin embargo, el contacto directo con el carbonato de zinc puede irritar la piel y los ojos.