Цинка хлорид гидроксид моногидрат
Цинка хлорид гидроксид моногидрат
TBZC кристалл
Имена
Название ИЮПАК
Моногидрат октагидроксида дихлорида пентацинка
Другие имена
  • Основной хлорид цинка
  • Nurilock TB[Z]C от Chemlock
  • Микроэлементы TBZC
  • Четырехосновной хлорид цинка гидрат
  • Цинка хлорид гидроксид моногидрат
  • Гидроксихлорид цинка
  • Оксихлорид цинка
Идентификаторы
  • 12167-79-2
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
  • InChI=1S/2ClH.9H2O.5Zn/h2*1H;9*1H2;;;;;;/q;;;;;;;;;;;;5*+2/p-10
    Ключ: LOUBNQJSBFZNMG-UHFFFAOYSA-D
  • [Cl-].[Cl-].O.[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2]
Характеристики
Zn5 ( OH ) 8Cl2 · H2O​​
Молярная масса551,87  г·моль −1
ПоявлениеБелое или бесцветное кристаллическое вещество.
Плотность3,3 г/см 3
Нерастворим в воде, pH 6,9, измеренный по методу Агентства по охране окружающей среды SW846-9045.
РастворимостьНерастворим в органических растворителях
Структура
Шестиугольный
Октаэдрический и тетраэдрический
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g. turpentineFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
1
0
0
точка возгоранияНегорючий
Паспорт безопасности (SDS)[1]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
проверятьИ проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Моногидрат гидроксида хлорида цинка или, точнее, моногидрат октагидроксида дихлорида пентацинка — это гидроксисоединение цинка с химической формулой Zn 5 ( O H ) 8 Cl 2 · H 2 O . Его часто называют четырехосновным хлоридом цинка (TBZC), основным хлоридом цинка, гидроксихлоридом цинка или оксихлоридом цинка. Это бесцветное кристаллическое твердое вещество, нерастворимое в воде. Было показано, что его природная форма, симонколлеит, является желательной пищевой добавкой для животных.

Естественное явление

Природная минеральная форма, симонколлеит, была описана как новый минерал в 1985 году для образцов, собранных в Рихельсдорфе, Германия. Это редкий вторичный минерал, образованный выветриванием цинксодержащего шлака , и связанный с самородным цинком, гидроцерусситом , диаболеитом , цинкитом и гидроцинкитом . Он назван в честь Вернера Симона и Курта Колле, коллекционеров минералов из Корнберга, недалеко от Михельсдорфа, которые предоставили образцы для исследования. Симонколлеит часто встречается как продукт коррозии металлов, содержащих цинк. [1] [2] [3] [4]

Структура

Симонколлеит является ромбоэдрическим, пространственная группа R 3 m . В симонколлеите есть два кристаллографически различных цинковых участка, оба из которых полностью заняты цинком. Участок Zn(1) координируется шестью гидроксильными (ОН) группами в октаэдрической геометрии [Zn(OH) 6 ] . Участок Zn(2) координируется тремя ОН группами и одним атомом Cl в тетраэдрической геометрии [Zn(OH) 3 Cl] . Октаэдры [Zn(OH) 6 ] образуют диоктаэдрический лист с общими ребрами, аналогичный тому, который наблюдается в диоктаэдрических слюдах. На каждом участке вакантного октаэдра тетраэдр [Zn(OH) 3 Cl] присоединен к трем анионам листа и направлен в сторону от листа. Между соседними листами интеркалированы группы интерстициальной воды ( H 2 O ). Листы удерживаются вместе водородными связями от групп ОН одного листа к анионам Cl соседних листов и к интерстициальным группам H 2 O. Октаэдры [Zn(OH) 6 ] имеют четыре длинные экваториальные связи (при 2,157 Å) и две короткие апикальные связи (при 2,066 Å). Это апикальное укорочение является результатом требований валентности связи координирующих групп ОН и связности полиэдров в структуре. Экваториальные группы ОН [O(1)H] координируются двумя катионами Zn(1) и одним катионом Zn(2), тогда как апикальные группы ОН [O(2)H] координируются тремя катионами Zn(1). Поскольку Zn(1) имеет шесть координаций, а Zn(2) — четыре, локальные требования к валентности связи требуют, чтобы связи Zn(1)-O(1) были значительно длиннее связей Zn(1)-O(2). Тетраэдр [Zn(OH) 3 Cl] имеет три короткие связи Zn(2)-O(1) (при 1,950 Å) и одну длинную связь Zn(2)-Cl (2,312 Å) (рисунок 1). [1] [2] [3]

Рисунок 1. Координация и связывание Zn в симонколлеите

Характеристики

Симонколлеит бесцветен, образует таблитчатые гексагональные кристаллы диаметром до 1 мм и имеет совершенную спайность параллельно (001). [3]

Исследования термической стабильности показали, что симонколлеит разлагается до ZnO ​​на нескольких стадиях при нагревании ( ур. 1 -3). [5] [6] [7] [8] Разложение начинается с потери одного моля решеточной воды. Дальнейшая дегидратация при 165−210 °C дает смесь ZnO и промежуточного продукта Zn(OH)Cl. При 210−300 °C промежуточный продукт Zn(OH)Cl разлагается на ZnO и ZnCl 2 . При более высокой температуре происходит улетучивание хлорида цинка, в результате чего остается конечный остаток оксида цинка.

Обезвоженная смесь (Zn(OH)Cl и ZnO) легко регидратируется и превращается обратно в симонколлеит при воздействии прохладного влажного воздуха ( ур. 4 ). [5] [6] [7]

Симонколлеит практически нерастворим в воде и органических растворителях, растворим в минеральных кислотах, образуя соответствующие соли цинка ( ур. 5 ), растворим в аммиаке, амине и растворах ЭДТА при образовании комплексов. Его можно легко преобразовать в гидроксид цинка путем реакции с гидроксидом натрия ( ур. 6 ). Его pH в воде составляет 6,9, измеренный методом EPA SW846-9045. [9]

Подготовка

В результате гидролизаZnCl2​

Основной хлорид цинка может быть получен путем гидролиза раствора ZnCl2 в присутствии основания, такого как гидроксид натрия или аммиак ( ур. 7-8 ). [5] [10]

Нанодиски симонколлеита шириной 40  нм были успешно синтезированы гидротермальным методом с использованием хлорида цинка и аммиака в качестве исходных материалов. [10]

Из реакцииZnCl2​с ZnO

Основной хлорид цинка может быть синтезирован из реакции раствора ZnCl2 с ZnO ( ур . 9 ). [11] [12] [13]

Его можно синтезировать из наноразмерных частиц ZnO, выдержанных в водном растворе ZnCl2 при температуре 6–140 °C в течение 48  ч . Повышение температуры выдержки увеличивает кристалличность основного хлорида цинка. [13]

Приложения

В качестве кормовой добавки и пищевой добавки для животных

Цинк является необходимым микроэлементом для всех животных. Он содержится во всех органах и тканях организма, при этом большая часть цинка в организме приходится на кости, мышцы, печень, почки и кожу. Цинк обычно добавляют в рацион животных в дополнительной форме, обычно в виде неорганического оксида цинка кормового качества или гидрата сульфата цинка или одного из органических хелатов и комплексов цинка. В нескольких экспериментах было показано, что оксид цинка менее биодоступен для птицы и свиней, чем сульфат цинка реагентного или кормового качества; однако сульфатные формы хорошо растворяются в воде и, следовательно, также гигроскопичны во влажных условиях. [14] [15]

Четырехосновный хлорид цинка (Simonkolleite), цинковый гидрокси-минерал, является новой формой цинковой пищевой добавки для животных. Когда TBZC производится с помощью процесса кристаллизации (Micronutories TBZC), он исключает загрязняющие ионы, обеспечивая продукт с большей чистотой и меньшим количеством частиц пыли, чем при осаждении. Результатом является кристаллическое твердое вещество, которое по существу нерастворимо в воде, негигроскопично, не реагирует с большинством продуктов питания или кормов, и при этом обладает высокой биодоступностью. [14] [15] [16] [17]

Поскольку TBZC нейтрален и нерастворим в воде, он имеет превосходные вкусовые качества и очень слабо взаимодействует с другими ингредиентами в пищевой смеси по сравнению с хлоридом цинка, сульфатом цинка или хелатными формами металла. Он также позволяет избежать проблем с комкованием. [14]

Было показано, что относительная биодоступность цинка для цыплят в TBZC в два-три раза выше, чем в ZnO, обработанном методом Waselz. [14] [15]

Исследования, проведенные в университетах и ​​на предприятиях кормовой промышленности, показали, что TBZC имеет более высокую биодоступность по сравнению с сульфатом цинка, со значениями в диапазоне от 102 до 111%. [15] [16] Четыре исследования, сравнивающие TBZC с оксидом цинка в качестве стимулятора роста, все указывают на улучшение набора веса и конверсии корма при более низких уровнях с использованием TBZC. [17] [18] [19] [20] [21] Тестирование in vitro показало лучшую антимикробную активность TBZC, чем сульфата цинка и оксида цинка. [17] [21] [22] Исследования показателей роста и некоторых физиологических параметров в пищеварительном тракте поросят-отъемышей показали, что TBZC стимулирует синтез и секрецию панкреатического химотрипсина и может способствовать здоровью кишечника. [22]

В качестве стабилизатора в пищевых и фунгицидных композициях.

Основной хлорид цинка использовался в качестве стабилизирующего агента в питательных и фунгицидных композициях для нанесения на листву растущих растений. [23]

В качестве добавки Zn к терапии металлопротеазой

Четырехосновной хлорид цинка использовался в качестве добавки Zn для повышения чувствительности к терапевтическим металлопротеазам, включая повышение и/или максимизацию чувствительности и предотвращение резистентности к ботулиническому и столбнячному токсинам из-за функционального дефицита цинка. [24]

В устных сочинениях

Основной хлорид цинка использовался в качестве терапевтически активного агента в оральных композициях для ухода за зубами. [25]

В композициях покрытий

Основной хлорид цинка в сочетании с водорастворимым силикатом щелочного металла используется для покрытия поверхностей, обычно зараженных водорослями , таких как бетонная кровельная черепица и другие строительные материалы, содержащие силикат, для предотвращения или минимизации заражения водорослями , которые придают поверхности темный, неприглядный вид. [26]

Было показано, что слой цинкового покрытия, образованный основным хлоридом цинка и магнием, демонстрирует превосходную коррозионную стойкость . [27]

В цветных проявочных материалах

Основной хлорид цинка является одним из трех компонентов для приготовления цветных проявочных материалов, используемых для чувствительных к давлению копировальных бумаг и термочувствительных регистрирующих бумаг . [28] [ необходимо разъяснение ]

Ссылки

  1. ^ ab "Simonkolleite" (PDF) . Получено 2023-08-21 .
  2. ^ ab "Список от А до Я".
  3. ^ abc Hawthorne, FC; Sokolova, E. "Simonkolleite, Zn 5 (OH) 8 Cl 2 ·H 2 O, декорированная прерывистая слоистая структура формы [Mφ2]4". The Canadian Mineralogist , 2002, 40, 939.
  4. ^ Чжэн, Л. и др. «Коррозионное поведение чистого цинка и его сплава под тонким слоем электролита». Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.), 2010, 23(6), 416.
  5. ^ abc Разинес, И.; Моралес, Дж.И. «Термический анализ бета-Co 2 (OH) 3 Cl и Zn 5 (OH)8Cl 2 •(H 2 O)». Thermochimica Acta , 1980, 37, 239.
  6. ^ ab Garcia-Martinez, O. et al. "О термическом разложении хлоридов гидроксида цинка(II) Zn 5 (OH)8Cl 2 •(H 2 O) и бета-Zn(OH)Cl". J. Mat. Sci. 1994, 29, 5429
  7. ^ ab Хоффман, Дж. В.; Лаудер, И. "Основной хлорид цинка". Aust. J. Chem. 1968, 21, 1439
  8. ^ Шривастава, О.К.; Секко, Е.А. «Исследования гидроксильных соединений металлов. I. Термический анализ производных цинка e-Zn(OH) 2 , Zn5 ( OH)8Cl2 • (H2O ) , бета-ZnOHCl и ZnOHF». Can. J. Chem. 1967, 45, 579
  9. ^ http://www.micro.net/pdf/MicroNutrients%20TBZC%20MSDS%208-22-01.pdf [ мертвая ссылка ‍ ]
  10. ^ ab Li, Y. et al. «Синтез и характеристика нанодисков симонколлеита и их преобразование в наноструктуры ZnO». Cryst. Res. Technol. 2011, 1
  11. ^ Оствальд, HR; Фейткнехт, В. Хельв. Хим. Акта. , 1961, 44, 847
  12. ^ Новацкий, В.; Сильверман, JHZ Кристаллогр. 1961, 115, 21
  13. ^ ab Tanaka, H.; et al. "Синтез и характеристика слоистых гидроксихлоридов цинка". J. Solid State Chem. 2007, 180, 2061
  14. ^ abcd Cao, J., PR Henry, CB Ammerman, RD Miles и RC Littel. 2000. «Относительная биодоступность основного сульфата цинка и основного хлорида цинка для цыплят». J. Appl. Poultry Res. 9:513-517
  15. ^ abcd Batal, AB, TM Parr и DH Baker. 2001. «Биодоступность цинка в четырехосновном хлориде цинка и потребность в цинке в рационе молодых цыплят, которых кормили соевым концентратом». Poultry Sci. 80:87-91
  16. ^ ab Edwards, HM, III., и DH Baker. 2000. «Биодоступность цинка в соевом шроте». J. Anim. Sci. 78:1017–1021
  17. ^ abc Mavromichalis, I., DM Webel, EN Parr и DH Baker. 2001. «Эффективность фармакологических доз четырехосновного хлорида цинка в рационах для поросят-сосунков для стимулирования роста». Can. J. Anim. Sci. 81:387–391
  18. ^ Хан, Дж. Д. и Д. Х. Бейкер. 1993. «Рост и реакция цинка плазмы у молодых свиней, которым давали фармакологические дозы цинка». J. Anim. Sci. 71:3020–3024
  19. ^ Хилл, GM, GL Cromwell, TD Crenshaw, CR Dove, RC Ewan, DA Knabe, AJ Lewis, GW Libal, DC Mahan, GC Shurson, LL Southern и TL Veuum. 2000. «Эффекты стимуляции роста и изменения плазмы от кормления поросят-отъемышей высокими концентрациями цинка и меди (региональное исследование)». J. Anim. Sci. 78:1010–1016
  20. ^ Хортин, AE; PJ Bechtel и DH Baker. 1991. «Эффективность свиной корейки как источника цинка и влияние добавленного цистеина на биодоступность цинка». J. Food Sci. 56:1505–1508. Мавромихалис, I., CM Peter, TM Parr, D. Ganessunker и DH Baker. 2000. «Эффективность стимуляции роста у молодых свиней двух источников оксида цинка, имеющих либо высокую, либо низкую биодоступность цинка». J. Anim. Sci. 78:2896–2902
  21. ^ ab Zhang, B.; Guo, Y. «Полезные эффекты четырехосновного хлорида цинка для поросят-отъемышей и биодоступность цинка в четырехосновной форме относительно ZnO». Animal Feed Science and Technology . 2007, 135, 75–85
  22. ^ ab Zhang, B.; Guo, Y. «Влияние четырехосновного хлорида цинка и сульфата меди на показатели роста и некоторые физиологические параметры пищеварительного тракта поросят-отъемышей». J. Animal and Feed Sciences , 2009, 18, 465–477
  23. ^ GB753251, 1956
  24. ^ Сопаркар, К. WO2011005577A1
  25. ^ Гиббс, CD; Лайл, IG; Смит, RG GB2243775A, 1991
  26. ^ Лодж, младший, US3998644, 1976
  27. ^ (a) Ferkous, H.; et al. «Исследование способности защиты от коррозии покрытий Zn-Mg». The Open Corrosion Journal , 2009, 2, 26–31. (b) Hiroshi, S.; et al. JP1312081A, 1989; JP3107469A, 1991
  28. ^ Осаму, Ф.; и др. JP55069494A
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Цинк_хлорид_гидроксид_моногидрат&oldid=1214092263"