stringtranslate.com

Цинка сульфат

Сульфат цинка описывает семейство неорганических соединений с формулой ZnSO 4 (H 2 O) x . Все они являются бесцветными твердыми веществами. Наиболее распространенная форма включает кристаллизационную воду в виде гептагидрата [4] с формулой Zn SO 4 ·7H 2 O . Еще в 16 веке его готовили в больших масштабах, и он был исторически известен как «белый купорос » [5] (название использовалось, например, в 1620-х годах коллективным письмом под псевдонимом Василий Валентин ) [ требуется ссылка ] . Сульфат цинка и его гидраты являются бесцветными твердыми веществами.

Использует

Производство

Основное применение гептагидрата — коагулянт при производстве вискозы . Он также является предшественником пигмента литопона . Он также используется в качестве электролита для цинкования , как протрава при крашении и как консервант для кожи и кож.

Питание

Сульфат цинка используется для поставки цинка в корма для животных, удобрения, зубную пасту и сельскохозяйственные спреи. Сульфат цинка, [6] как и многие соединения цинка, может использоваться для контроля роста мха на крышах. [7]

Сульфат цинка может использоваться для дополнения цинка в процессе пивоварения. Цинк является необходимым питательным веществом для оптимального здоровья и производительности дрожжей, хотя он не является необходимой добавкой для пива с низкой плотностью, поскольку зерно, обычно используемое в пивоварении, уже обеспечивает достаточное количество цинка. Это более распространенная практика, когда дрожжи достигают предела своих возможностей, увеличивая содержание алкоголя за пределами их зоны комфорта. До появления современной нержавеющей стали, варочных котлов, бродильных сосудов и после появления дерева цинк медленно выщелачивался при использовании медных котлов. Предполагается, что современный медный погружной охладитель обеспечивает следовые количества цинка; поэтому необходимо соблюдать осторожность при добавлении дополнительного цинка, чтобы не вызвать избыток. Побочные эффекты включают «...увеличение производства ацетальдегида и сивушного спирта из-за высокого роста дрожжей, когда концентрация цинка превышает 5 ppm. Избыток цинка также может вызывать мыльный или козий привкус». [8] [9] [10]

Сульфат цинка является мощным ингибитором восприятия сладости большинства сладких на вкус веществ. [11]

Лекарство

Он используется в качестве пищевой добавки для лечения дефицита цинка и профилактики этого состояния у людей с высоким риском. [12] Побочные эффекты избыточного приема добавок могут включать боль в животе , рвоту , головную боль и усталость . [13] Он также используется вместе с пероральной регидратационной терапией (ОРТ) и вяжущим средством . [4]

Производство, реакции, структура

Водные растворы сульфата цинка состоят из аквакомплекса [Zn(H 2 O) 6 ] 2+ .

Сульфат цинка получают путем обработки практически любого цинксодержащего материала (металла, минералов, оксидов) серной кислотой. [4]

Конкретные реакции включают реакцию металла с водной серной кислотой :

Zn + H 2 SO 4 + 7 H 2 O → ZnSO 4 ·7H 2 O + H 2

Фармацевтический сульфат цинка получают путем обработки высокочистого оксида цинка серной кислотой:

ZnO + H 2 SO 4 + 6 H 2 O → ZnSO 4 ·7H 2 O

В водном растворе все формы сульфата цинка ведут себя одинаково. Эти водные растворы состоят из металлического аквакомплекса [Zn(H 2 O) 6 ] 2+ и SO2−
4ионы. Сульфат бария образуется при обработке этих растворов растворами ионов бария:

ZnSO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + ZnCl 2

При восстановительном потенциале -0,76 В цинк(II) восстанавливается с трудом.

При нагревании выше 680 °C сульфат цинка разлагается на сернистый газ и пары оксида цинка , оба из которых опасны. [14]

Гептагидрат изоструктурен гептагидрату сульфата железа. Твердое вещество состоит из ионов [Zn(H 2 O) 6 ] 2+ , взаимодействующих с сульфатом и одной кристаллизационной водой водородными связями. Безводный сульфат цинка изоморфен безводному сульфату меди(II) . Он существует в виде минерала цинкозита. [15] Известен моногидрат. [16] Также известен гексагидрат. [17]

Минералы

Как минерал, ZnSO 4 •7H 2 O известен как госларит . Сульфат цинка встречается в виде нескольких других второстепенных минералов, таких как цинкмелантерит , (Zn,Cu,Fe)SO 4 ·7H 2 O (структурно отличается от госларита). Низшие гидраты сульфата цинка редко встречаются в природе: (Zn,Fe)SO 4 ·6H 2 O (бианхит), (Zn,Mg)SO 4 ·4H 2 O (бойлеит) и (Zn,Mn)SO 4 ·H 2 O ( ганнингит ).

Безопасность

Порошок сульфата цинка вызывает раздражение глаз. Прием внутрь следовых количеств считается безопасным, и сульфат цинка добавляется в корм для животных как источник необходимого цинка в дозах до нескольких сотен миллиграммов на килограмм корма. Избыточное потребление приводит к острому расстройству желудка, тошноте и рвоте, появляющимся при дозировке 2–8 мг/кг веса тела. [18] Было обнаружено, что промывание носа раствором сульфата цинка может повредить обонятельные нервы и вызвать аносмию у ряда различных видов, включая людей. [19]

Ссылки

  1. ^ «Сульфат цинка».
  2. ^ Lide, David R., ред. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  3. ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Химические принципы 6-е изд . Houghton Mifflin Company. стр. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
  4. ^ abc Дитер ММ Роэ; Ганс Уве Вольф (2005). "Соединения цинка". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: John Wiley & Sons. doi :10.1002/14356007.a28_537. ISBN 978-3527306732.
  5. ^ Роско, Генри Энфилд; Шорлеммер, Карл (1889). Трактат по химии: Металлы. Эпплтон.
  6. ^ "Сульфат цинка". Chemical & Fertilizer Expert . Архивировано из оригинала 15 сентября 2021 г. Получено 15 сентября 2021 г.
  7. ^ "Мох на крышах" (PDF) . Информационный листок по садоводству № 97. Расширение округа Кинг в Университете штата Вашингтон. Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2015 г.
  8. ^ "Металлургия для домашних пивоваров". Журнал Brew Your Own.
  9. ^ «Влияние цинка на эффективность ферментации». Блог Braukaiser.
  10. ^ Шиллерова, Сильвия; Лавова, Блажена; Урминска, Дана; Полакова, Анежка; Волманнова, Алена; Харангозо, Любош (февраль 2012 г.). «Получение обогащенных цинком дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) путем культивирования с различными солями цинка». Журнал микробиологии, биотехнологии и пищевых наук . 1 (Специальный выпуск): 689–695. ISSN  1338-5178.
  11. ^ Кист, RSJ; Кэнти, TM; Бреслин, PA (2004). «Пероральные растворы сульфата цинка подавляют восприятие сладкого вкуса». Chemical Senses . 29 (6): 513–521. doi :10.1093/chemse/bjh053. PMID  15269123.
  12. ^ Британский национальный формуляр: BNF 69 (69-е изд.). Британская медицинская ассоциация. 2015. стр. 700. ISBN 9780857111562.
  13. ^ Всемирная организация здравоохранения (2009). Stuart MC, Kouimtzi M, Hill SR (ред.). WHO Model Formulary 2008. Всемирная организация здравоохранения. стр. 351. hdl : 10665/44053 . ISBN 9789241547659.
  14. ^ "Сульфат цинка. Паспорт безопасности сульфата цинка от производителей". Mubychem.com. 5 мая 2013 г. Получено 8 июня 2013 г.
  15. ^ Wildner, M.; Giester, G. (1988). «Уточнение кристаллической структуры синтетического халькоцианита (CUSO4) и цинкозита (ZnSO4)». Минералогия и петрология . 39 (3–4): 201–209. Bibcode : 1988MinPe..39..201W. doi : 10.1007/BF01163035. S2CID  93701665.
  16. ^ Вилднер, М.; Гистер, Г. (1991). «Кристаллические структуры соединений типа кизерита. I. Кристаллические структуры Me(II)SO4*H 2 O (Me = Mn, Fe, Co, Ni, Zn)». Neues Jahrbuch für Mineralogie - Monatshefte . 1991 : 296–306.
  17. ^ Шписс, М.; Грюн, Р. (1979). «Beiträge zum thermischen Verhalten von Sulfaten. II. Zur thermischen DeHydraulicsieung des ZnSO4•7H2O und zum Hochtemperaturverhalten von Wasserfreiem ZnSO4». Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 456 : 222–240. дои : 10.1002/zaac.19794560124.
  18. ^ "Научное мнение о безопасности и эффективности соединений цинка (E6) в качестве кормовых добавок для всех видов животных: моногидрат сульфата цинка". Журнал EFSA . 10 (2). Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA): 2572. Февраль 2012 г. doi : 10.2903/j.efsa.2012.2572 .
  19. ^ Дэвидсон, Теренс М.; Смит, Венди М. (19 июля 2010 г.). «Критерии Брэдфорд-Хилла и вызванная цинком аносмия: анализ причинности». Архивы отоларингологии–хирургии головы и шеи . 136 (7): 673–676. doi : 10.1001/archoto.2010.111 . PMID  20644061.