- Structure
- Nomenclature
- Propriétés
- État physique
- Poids moléculaire
- Point de fusion
- Point d'ébullition
- Densité
- Solubilité
- pH
- Propriétés chimiques
- Obtention
- Applications
- En catalyse des réactions
- En polymères composites
- Dans les ciments oxisales
- Dans les revêtements d'oxyde de zinc et les nanomatériaux
- Dans les herbicides
- Dans la fabrication d'anodes
- Autres applications
- Utilisation potentielle en ingénierie tissulaire osseuse
- Des risques
- Références
Le nitrate de zinc est un composé inorganique constitué des éléments zinc (Zn), azote (N) et oxygène (O). L'état d'oxydation du zinc est de +2, celui de l'azote est de +5 et celui de l'oxygène est de -2.
Sa formule chimique est Zn (NO 3) 2. C'est un solide cristallin incolore qui a tendance à absorber l'eau de l'environnement. Il peut être obtenu en traitant le zinc métallique avec de l'acide nitrique dilué. C'est un composé fortement oxydant.
Nitrate de zinc Zn (NO 3) 2. Ondřej Mangl / Domaine public. Source: Wikimedia Commons.
Il sert d'accélérateur de réactions de chimie organique et permet d'obtenir des polymères composites aux propriétés électriquement conductrices. Il est utilisé pour former des couches de matériaux utiles en électronique.
Il fait partie de certains engrais liquides et de certains herbicides à libération lente. Il aide à la préparation des oxydes complexes, améliorant leur densité et leur conductivité électrique.
Il a été testé avec succès pour obtenir des structures qui servent de base à la régénération et à la croissance du tissu osseux, améliorant ce processus et étant efficace comme antibactérien.
Bien qu'il ne soit pas combustible, il peut accélérer la combustion de substances telles que le charbon ou des matières organiques. Il est irritant pour la peau, les yeux et les muqueuses, et il est très toxique pour la vie aquatique.
Structure
Le nitrate de zinc est un composé ionique. Il possède un cation bivalent (Zn 2+) et deux anions monovalents (NO 3 -). L'anion nitrate est un ion polyatomique formé par un atome d'azote dans son état d'oxydation +5 lié de manière covalente à trois atomes d'oxygène avec une valence de -2.
Structure ionique du nitrate de zinc. Edgar181 / Domaine public. Source: Wikimedia Commons.
L'image ci-dessous montre la structure spatiale de ce composé. La sphère grise centrale est en zinc, les sphères bleues sont en azote et les sphères rouges représentent l'oxygène.
Structure spatiale du Zn (NO 3) 2. Le zinc est au milieu des ions nitrate. Grasso Luigi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Source: Wikimedia Commons.
Nomenclature
- Nitrate de zinc
- Dinitrate de zinc
Propriétés
État physique
Solide cristallin incolore ou blanc.
Poids moléculaire
189,40 g / mol
Point de fusion
Environ 110 ºC.
Point d'ébullition
Environ 125 ºC.
Densité
2 065 g / cm 3
Solubilité
Soluble dans l'eau: 120 g / 100 g H 2 O à 25 ° C Soluble dans l'alcool.
pH
Ses solutions aqueuses sont acides. Une solution à 5% a un pH d'environ 5.
Propriétés chimiques
Étant un nitrate, ce composé est un oxydant puissant. Réagit violemment avec le carbone, le cuivre, les sulfures métalliques, la matière organique, le phosphore et le soufre. Si pulvérisé sur du charbon chaud, il explose.
D'autre part, il est hygroscopique et absorbe l'eau de l'environnement. Si chauffé, forme de l'oxyde de zinc, du dioxyde d'azote et de l'oxygène:
2 Zn (NO 3) 2 + chaleur → 2 ZnO + 4 NO 2 ↑ + O 2 ↑
Dans les solutions alcalines, telles que celles de NaOH, le zinc de ce composé forme son hydroxyde et d'autres espèces complexes:
Zn (NO 3) 2 + 2 OH - → Zn (OH) 2 + 2 NO 3 -
Zn (OH) 2 + 2 OH - → 2-
Obtention
Il peut être obtenu en traitant le zinc ou l'oxyde de zinc avec de l'acide nitrique dilué. De l'hydrogène gazeux se forme dans cette réaction.
Zn + 2 HNO 3 → Zn (NO 3) 2 + H 2 ↑
Applications
En catalyse des réactions
Il est utilisé comme catalyseur pour obtenir d'autres composés chimiques tels que les résines et les polymères. C'est un catalyseur acide.
Exemple de résine. Bugman sur Wikipedia anglais / domaine public. Source: Wikimedia Commons.
Modèle de structure d'un polymère. Ilmari Karonen / Domaine public. Source: Wikimedia Commons.
Un autre cas d'accélération des réactions est le système catalytique de Zn (NO 3) 2 / VOC 2 O 4, qui permet l'oxydation des α-hydroxyesters en α-cétoesters avec 99% de conversion même à pression et température ambiantes.
En polymères composites
Les films de polyméthacrylate de méthyle et de Zn (NO 3) 2 ont été développés avec des propriétés de conductivité électrique qui en font des candidats appropriés pour une utilisation dans les supercondensateurs et les ordinateurs à grande vitesse.
Dans les ciments oxisales
Avec des solutions aqueuses de nitrate de zinc et de poudre d'oxyde de zinc, on obtient des matériaux appartenant à la classe des ciments générés par une réaction acide-base.
Ceux-ci présentent une résistance raisonnable à la dissolution dans les acides et alcalis dilués, développant une résistance à la compression comparable à celle d'autres ciments tels que ceux des oxychlorures de zinc.
Cette propriété augmente lorsque le rapport ZnO / Zn (NO 3) 2 augmente, et lorsque la concentration de Zn (NO 3) 2 dans la solution augmente. Les ciments obtenus sont complètement amorphes, c'est-à-dire qu'ils ne comportent pas de cristaux.
Avec le nitrate de zinc, des tests ont été réalisés pour obtenir des ciments. Auteur: Kobthanapong. Source: Pixabay.
Dans les revêtements d'oxyde de zinc et les nanomatériaux
Le Zn (NO 3) 2 est utilisé pour le dépôt électrolytique de très fines couches d'oxyde de zinc (ZnO) sur différents substrats. Des nanostructures de cet oxyde sont également préparées sur les surfaces.
Nanoparticules d'oxyde de zinc. Certaines nanostructures de ZnO peuvent être préparées avec du Zn (NO 3) 2. Verena Wilhelmi, Ute Fischer, Heike Weighardt, Klaus Schulze-Osthoff, Carmen Nickel, Burkhard Stahlmecke, Thomas AJ Kuhlbusch, Agnes M. Scherbart, Charlotte Esser, Roel PF Schins, Catrin Albrecht / CC BY (https://creativecommons.org/ licences / par / 2.5). Source: Wikimedia Commons.
Le ZnO est un matériau d'un grand intérêt du fait de la multitude d'applications dans le domaine de l'optoélectronique, il possède également des propriétés semi-conductrices et est utilisé dans les capteurs et transducteurs.
Dans les herbicides
Le nitrate de zinc a été utilisé en association avec certains composés organiques pour ralentir la vitesse de libération de certains herbicides dans l'eau. La libération lente de ces produits leur permet d'être disponibles plus longtemps et moins d'applications sont nécessaires.
Dans la fabrication d'anodes
Il stimule le processus de frittage et améliore la densité de certains oxydes qui sont utilisés pour fabriquer des anodes pour piles à combustible. Le frittage consiste à obtenir un matériau solide en chauffant et en comprimant une poudre sans atteindre sa fusion.
Dessin montrant comment se produit le frittage de deux grains. Le Zn (NO 3) 2 aide à l'exécution de ce processus sur certains oxydes complexes. Cdang / Domaine public. Source: Wikimedia Commons.
Les matériaux testés sont des oxydes complexes de strontium, d'iridium, de fer et de titane. La présence de zinc augmente considérablement la conductivité électrique de ceux-ci.
Autres applications
Il est utilisé pour obtenir des médicaments. Il agit comme un mordant dans l'application des encres et des colorants. Sert de coagulant au latex. C'est une source de zinc et d'azote dans les engrais liquides.
Utilisation potentielle en ingénierie tissulaire osseuse
Ce composé a été utilisé comme additif dans l'élaboration de renforts ou d'armatures pour la régénération des fibres osseuses, car il permet d'améliorer la résistance mécanique de ces structures.
L'échafaudage contenant du zinc s'est avéré non toxique pour les cellules ostéoprogénitrices, soutient l'activité des ostéoblastes, les cellules osseuses, et améliore leur adhérence et leur prolifération.
Il favorise la formation d'apatite qui est le minéral qui forme les os et a également un effet antibactérien.
Le Zn (NO 3) 2 pourrait être très utile pour la reconstruction de la matière osseuse chez les personnes ayant subi des accidents. Mariano Coretti / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Source: Wikimedia Commons.
Des risques
Il s'agit d'un matériau présentant un risque potentiel d'incendie et d'explosion.
Il n'est pas combustible mais accélère la combustion des matières combustibles. Si une grande quantité de ce composé est impliquée dans un incendie ou si le matériau combustible est finement divisé, une explosion peut se produire.
Lorsqu'ils sont soumis à une forte chaleur, des gaz toxiques d'oxydes d'azote sont produits. Et si l'exposition est effectuée pendant une longue période, elle peut exploser.
Il est irritant pour la peau, peut provoquer des lésions oculaires graves, une irritation des voies respiratoires, est toxique en cas d'ingestion et endommage le tube digestif.
Très toxique pour la vie aquatique avec effets à long terme.
Références
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