Óxido de zinc 99,9 +%, puro

El óxido de zinc es un compuesto inorgánico con la fórmula ZnO. El ZnO es un polvo blanco insoluble en agua y se suele utilizar como aditivo en diversos materiales y productos, tales como: caucho, plástico, cerámica, vidrio, cemento, lubricantes, pinturas, ungüentos, adhesivos, selladores, pigmentos, alimentos. , baterías, ferritas, retardantes de llama y cintas de primeros auxilios. Aunque se encuentra de forma natural en el mineral zincita, la mayor parte del óxido de zinc se produce sintéticamente.

ZnO es un semiconductor del grupo de semiconductores II-VI. La adición de impurezas para modular sus propiedades eléctricas naturales (dopaje) del semiconductor debido a vacantes de oxígeno o intersticiales de zinc es de tipo n.

Este semiconductor tiene varias propiedades favorables, que incluyen buena transparencia, alta movilidad de electrones, amplio rango de energía donde no hay estados electrónicos (banda prohibida) y fuerte luminiscencia a temperatura ambiente. Estas propiedades son importantes para las aplicaciones emergentes: electrodos transparentes en dispositivos de cristal líquido, ventanas de protección contra el calor o de ahorro de energía, y electrónica como transistores de película delgada y diodos emisores de luz.

Aplicaciones

Las aplicaciones del polvo de óxido de zinc son muchas, y las principales se resumen a continuación. La mayoría de las aplicaciones aprovechan la reactividad del óxido como precursor de otros compuestos de zinc. Para aplicaciones en ciencia de materiales, el óxido de zinc tiene un alto índice de refracción, alta conductividad térmica, propiedades antibacterianas y protección UV. Por lo tanto, se agrega a materiales y productos, incluidos plásticos, cerámicas, cristales, cemento, caucho, lubricantes, pinturas, ungüentos, adhesivos, selladores, producción de concreto, pigmentos, alimentos, baterías, ferritas, retardantes de llama. , etc.
Fabricación de caucho

Entre el 50% y el 60% del ZnO se utiliza en la industria del caucho. El óxido de zinc se usa junto con el ácido esteárico en la vulcanización del caucho.18 50 51 La adición de ZnO también protege el caucho del molde (ver aplicaciones médicas) y la luz ultravioleta.

-Industria cerámica

La industria cerámica consume una cantidad importante de óxido de zinc, especialmente esmaltes cerámicos y composiciones cocidas. La capacidad calorífica relativamente alta, la conductividad térmica y la estabilidad de temperatura del ZnO en combinación con coeficientes de expansión relativamente bajos son propiedades deseables en la producción de cerámica. ZnO afecta el punto de fusión y las propiedades ópticas de barnices, esmaltes y formulaciones cerámicas. Óxido de zinc de baja expansión, flujo secundario mejora la elasticidad de los barnices al reducir el cambio de viscosidad en función de la temperatura y ayuda a prevenir el agrietamiento. Al reemplazar BaO y PbO con ZnO, la capacidad calorífica disminuye y la conductividad térmica aumenta. El zinc en pequeñas cantidades favorece el desarrollo de superficies lustrosas y brillantes. Sin embargo, en cantidades moderadas a grandes produce superficies mates y cristalinas. En términos de color, el zinc tiene una influencia complicada.

-Medicamento

El óxido de zinc como una mezcla con aproximadamente un 0,5 % de óxido de hierro (III) (Fe2O3) se denomina calamina y se utiliza en lociones de calamina. Dos minerales, zincita y hemimorfita, se conocen tradicionalmente como calamina. Cuando se mezcla con eugenol, se forma un ligando, óxido de zinc eugenol, que tiene aplicaciones como tratamiento regenerativo y protésico en odontología.

Reflejando las propiedades básicas del ZnO, las partículas finas de óxido tienen propiedades desodorantes y antibacterianas y, por lo tanto, se agregan a materiales como telas de algodón, caucho, productos para el cuidado bucal y envases de alimentos. El efecto antibacteriano mejorado de las partículas finas en comparación con el material voluminoso no es exclusivo del ZnO y también se observa en otros materiales como la plata. Esta propiedad se debe a la mayor área superficial de las partículas finas.

El óxido de zinc se usa ampliamente para tratar una variedad de afecciones de la piel, en productos como talco para bebés y cremas para erupciones, crema de calamina, champús anticaspa y ungüentos antisépticos. También es un componente. en la cinta (llamada "cinta de óxido de zinc") utilizada por los atletas como vendaje para evitar daños en los tejidos blandos durante el entrenamiento.

El óxido de zinc se puede usar en ungüentos, cremas y lociones para proteger contra las quemaduras solares y otros daños en la piel causados ​​por la luz ultravioleta. Tiene el espectro de reflectancia UVA y UVB más amplio aprobado para su uso en protectores solares en los Estados Unidos por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y es totalmente fotoestable. Cuando se usa como ingrediente en un protector solar, el óxido de zinc bloquea tanto los rayos UVA (320-400 nm) como los UVB (280-320 nm) de la luz ultravioleta. El óxido de zinc y el otro protector solar más común, el dióxido de titanio, se consideran no irritantes, no alergénicos y no comedogénicos. Sin embargo, el zinc del óxido de zinc es fácilmente absorbido por la piel.

Muchos protectores solares usan nanopartículas de óxido de zinc (junto con partículas de dióxido de titanio) porque estas diminutas partículas no dispersan la luz y, por lo tanto, no se ven blancas. Existía la preocupación de que estos pudieran ser absorbidos a través de la piel. Un estudio publicado en 2010 encontró que entre el 0,23 % y el 1,31 % (media de 0,42 %) de los niveles de zinc en sangre en muestras de sangre venosa también se encontraron cantidades traza de zinc de nanopartículas de ZnO aplicadas a la piel humana durante 5 días en muestras de orina. Por el contrario, una revisión extensa de la literatura médica en 2011 indicó que no se encontrará absorción sistémica en la literatura.

Las nanopartículas de óxido de zinc pueden mejorar la actividad antibacteriana de la ciprofloxacina. Se ha demostrado que ZnO nano con un tamaño promedio de 20 nm y 45 nm mejora la actividad antibacteriana de la ciprofloxacina contra Staphylococcus aureus y Escherichia coli in vitro. El efecto potenciador de este nanomaterial depende de la concentración para todas las cepas probadas. Este efecto puede deberse a dos motivos. En primer lugar, las nanopartículas de óxido de zinc pueden interferir con la proteína NorA, que evoluciona para conferir resistencia a las bacterias y tiene una actividad de bombeo que media en la salida de fluoroquinolonas hidrófilas de una célula. En segundo lugar, las nanopartículas de óxido de zinc pueden interferir con la proteína Omf, que es responsable de la penetración de las quinolonas en la célula.

-Filtros de puros

El óxido de zinc es un componente de los filtros de cigarrillos. Un filtro que consiste en carbón impregnado con óxido de zinc y óxido de hierro elimina cantidades significativas de cianuro de hidrógeno (HCN) y sulfuro de hidrógeno (H2S) del humo del tabaco sin afectar el sabor.

-Aditivo alimentario

El óxido de zinc se agrega a muchos productos alimenticios, incluidos los cereales para el desayuno, como fuente de zinc, un nutriente necesario (el sulfato de zinc también se usa con el mismo propósito). Algunos alimentos preenvasados ​​contienen cantidades mínimas de ZnO, aunque no pretende ser un nutriente.

El óxido de zinc se asoció con la contaminación por dioxinas en los cerdos exportados en 2008 durante la crisis porcina chilena. Se descubrió que la contaminación por dioxinas se debía al óxido de zinc utilizado en la alimentación de los cerdos.

-Pigmento

El blanco de zinc se usa como pigmento en pinturas y es más opaco que el litopón, pero menos opaco que el dióxido de titanio. También se utiliza como revestimiento para papel. El blanco chino es un tipo especial de blanco de zinc que se utiliza en los pigmentos de los artistas. El uso del blanco de zinc (óxido de zinc) como pigmento en la pintura al óleo comenzó a mediados del siglo XVIII. Ha reemplazado al plomo blanco y fue utilizado por pintores como Böcklin, Van Gogh, Manet, Munch, entre otros. También es un ingrediente principal en la composición mineral (CI 77947)

-Absorbente UV

La micronización y nanoescala del óxido de zinc y el dióxido de titanio brindan una fuerte protección contra la radiación UV-UVA y se utilizan en lociones bronceadoras,

así como gafas de sol que bloquean los rayos UV para usar en el espacio y para protegerse mientras se suelda, según una investigación realizada por científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL).

-Recubrimientos

Las pinturas que contienen polvo de óxido de zinc se han utilizado como revestimientos anticorrosivos para metales. Son especialmente eficaces en la galvanización del hierro. El hierro es difícil de proteger porque su reactividad con los recubrimientos orgánicos conduce a la fragilidad y falta de adherencia. Las pinturas de óxido de zinc conservan su flexibilidad y adherencia a estas superficies durante muchos años.

El ZnO fuertemente dopado de tipo n con Al, Ga o In es transparente y conductivo (~90% de transparencia, menos resistividad ~10−4 Ω cm77). Los revestimientos de ZnO: Al se utilizan para ventanas que ahorran energía o protegen contra el calor. El revestimiento deja la parte visible del espectro, pero refleja la radiación infrarroja (IR) en la habitación (ahorro de energía) o no permite que la radiación infrarroja entre en la habitación (protección térmica), dependiendo de qué lado de la ventana esté ubicada la ventana en. transatlántico.

Los plásticos, como el naftalato de polietileno (PEN), se pueden proteger aplicando una capa de óxido de zinc. El revestimiento reduce la difusión de oxígeno con PEN. Los recubrimientos de óxido de zinc se pueden usar en policarbonato (PC) en aplicaciones al aire libre. El recubrimiento protege la PC de la radiación solar y reduce la tasa de oxidación y amarillamiento de la PC.

-Prevención de la corrosión en reactores nucleares

El óxido de zinc reducido a 64Zn (el isótopo de masa atómica del zinc) se utiliza en la prevención de la corrosión en reactores nucleares presurizados. La reducción es necesaria porque el 64Zn se convierte en 65Zn radiactivo bajo la irradiación de los neutrones del reactor.

-Reformado de metano

El óxido de zinc (ZnO) se utiliza como paso de pretratamiento para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H2S) del gas natural después de la hidrogenación de un compuesto con azufre antes del reformado con metano, que puede envenenar el catalizador. A temperaturas entre 230, H2S se convierte en agua por la siguiente reacción:

H2S + ZnO → H2O + ZnS

El sulfuro de zinc (ZnS) se reemplaza con óxido de zinc fresco cuando se consume el óxido de zinc.

Información técnica

Empirical formula ZnO
Molar mass (M) 81,37 g/mol
Density (D) ca. 5,61
Melting point (mp)1975 °C
Solubility 0,0016 g/l (H₂O, 20 °C)
ADR 9 III • WGK 2
CAS No.[1314-13-2]
EG-Nr. 215-222-5 • UN-Nr. 3077

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Hazard statements
H410 Very toxic to aquatic life with long lasting effects
Precautionary statements
Precautionary statements - prevention
P273 Avoid release to the environment
Precautionary statements - response
P391 Collect spillage
Precautionary statements - disposal
P501 Dispose of contents/container in accordance with local/regional/national/international regulations