Окси́д ци́нка (окись цинка) ZnO — бесцветный кристаллический порошок, нерастворимый в воде, желтеющий при нагревании и сублимирующийся при 1800 °C .

Свойства

Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ.

При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещённой зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю.

Оксид цинка амфотерен — реагирует с кислотами с образованием солей, при взаимодействии с растворами щелочей образует комплексные три- тетра- и гексагидроцсицинкаты (Na₂[Zn(OH)₄], Ba₂[Zn(OH)₆]):

[Zn(OH)₃]^- + OH^- [Zn(OH)₄]^2-

Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:

ZnO + 4NH₃ + Н₂0 — [Zn(NH₃)₄](OH)₂

При сплавлении с щелочами и оксидами металлов оксид цинка образует цинкаты:

ZnO + 2NaOH Na₂ZnO₂ + H₂O

ZnO + CoO CoZnO₂

При сплавлении с оксидами бора и кремния оксид цинка образует стекловидные бораты и силикаты:

ZnO + B₂O₃ Zn(BO₂)₂

ZnO + SiO₂ ZnSiO₃

Получение

• природный минерал цинкит
• сжиганием паров цинка в кислороде («французский процесс»)
• термическим разложением соединений:
  • ацетата Zn(CH₃COO)₂
  • гидроксида Zn(OH)₂
  • карбоната ZnCO₃
  • нитрата Zn(NO₃)₂
• окислительным обжигом сульфида ZnS
• гидротермальный синтез^[1]
• извлечением из пылей и шламов металлургических комбинатов, особенно тех, что работают на металлоломе в качестве сырья (он содержит значительную долю оцинкованного железа).
• извлечением из тройной системы фазового равновесия «нитрат цинка-нитрат амина-вода» (с нитратом пиридина и хинолина размерность частиц порядка 5-10 нм до 75 %)

Применение

• активатор вулканизации некоторых каучуков
• вулканизирующий агент хлоропреновых каучуков
• катализатор синтеза метанола
• белый пигмент при производстве красок и эмалей (в настоящее время (2007) вытеснен нетоксичной двуокисью титана TiO₂)
• наполнитель и пигмент в производстве:
  • резины
  • пластмасс
  • бумаги
  • парфюмерии и косметике
• В медицине в виде присыпок и в составе мазей как антисептик. См. статью: Оксид цинка (лекарственное средство).
• добавка к кормам для животных
• в производстве стекла и красок на основе жидкого стекла
• как один из компонентов преобразователя ржавчины

Известно также, что оксид цинка обладает фотокаталитической активностью, что на практике используется для создания самоочищающихся поверхностей, бактерицидных покрытий для стен и потолков в больницах и пр. Для фотокаталитической очистки воды в промышленных масштабах оксид цинка в настоящее время не используется.

Кроме того, порошок оксида цинка — перспективный материал в качестве рабочей среды для порошковых лазеров. На основе оксида цинка создали светодиод голубого цвета. Тонкие пленки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры.

Свойства оксида цинка обуславливают его широко применение в фармацевтической промышленности. Оксид цинка нашел широкое применение в создании абразивных зубных паст и цементов в терапевтической стоматологии, в кремах для загара и косметических процедурах, в производстве электрокабеля, искусственной кожи и резинотехнических изделий. Кроме того, применение распространено в шинной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленностях. Оксид цинка участвует процессе производства стекла и керамики.

Влияние на человека

Слабо токсичен, ПДК в воздухе рабочих помещений — 6 мг/м³. Пыль может образовываться при обжиге изделий из латуни.

Примечания