Νιτρικός ψευδάργυρος – Δομή, ιδιότητες και χρήσεις του Zn(NO3)2

Ο νιτρικός ψευδάργυρος είναι μια οργανική ένωση που χρησιμοποιείται ευρέως ως καταλύτης στην κατασκευή βαφών, φαρμάκων και άλλων χημικών προϊόντων. Έχει πολλά άλλα ονόματα, όπως σελοξάνη, δινιτρικός ψευδάργυρος και εξαένυδρος νιτρικός ψευδάργυρος. Ο τύπος για τον νιτρικό ψευδάργυρο είναι Zn(NO3)2.

Ο νιτρικός ψευδάργυρος είναι ένα κρυσταλλικό, λευκό ή άχρωμο στερεό σε θερμοκρασία δωματίου. Είναι διαλυτό στο νερό και την αλκοόλη και υπάρχει ως εξαένυδρο (Zn(NO3)2 • 6 H2O. Αν και ο νιτρικός ψευδάργυρος είναι άκαυστος, αυτή η ένωση έχει τη δύναμη να επιταχύνει την καύση άλλων εύφλεκτων ουσιών. Κατά τη θέρμανση νιτρικού ψευδάργυρου, τοξικό απελευθερώνονται οξείδια του αζώτου.

Παραγωγή νιτρικού ψευδαργύρου

Ο νιτρικός ψευδάργυρος παράγεται με τη διάλυση του ψευδαργύρου σε διάλυμα νιτρικού οξέος. Η αντίδραση με αραιό και πυκνό HNO3 δίνεται παρακάτω:

Zn + 2 HNO3 (dil.) → Zn(NO3)2 (τύπος νιτρικού ψευδαργύρου) + H2

4 Zn + 10 HNO3 (συμπ.) → 4 Zn(NO3)2 (τύπος νιτρικού ψευδαργύρου) + NH4NO3 + 3 H2O

Αφού ο νιτρικός ψευδάργυρος αποσυντεθεί θερμικά, σχηματίζονται διοξείδιο του αζώτου, οξείδιο ψευδαργύρου και οξυγόνο.

2 Zn(NO3)2 (τύπος νιτρικού ψευδαργύρου) + Θερμότητα → 2 ZnO + 4 NO2 + O2

Ιδιότητες του νιτρικού ψευδαργύρου – Zn(NO₃)2

Φόρμουλα για νιτρικό ψευδάργυρο	Zn(NO3)2 (τύπος νιτρικού ψευδαργύρου ii)
Πυκνότητα νιτρικού ψευδαργύρου	2,064 g/cm³ (άνυδρο)
Μοριακό βάρος νιτρικού ψευδάργυρου	189,36 g/mol
Σημείο βρασμού νιτρικού ψευδάργυρου	125 °C (περίπου)
Σημείο τήξης νιτρικού ψευδάργυρου	110 °C

Χημικές ιδιότητες του νιτρικού ψευδαργύρου

Ακολουθούν οι χημικές ιδιότητες του νιτρικού ψευδαργύρου:

Θερμική αποσύνθεση νιτρικού ψευδαργύρου

Κατά τη θέρμανση, ο νιτρικός ψευδάργυρος υφίσταται αποσύνθεση για να παράγει διοξείδιο του αζώτου, οξείδιο ψευδαργύρου και οξυγόνο. Παρακάτω είναι η χημική εξίσωση για αυτήν την αντίδραση:

2 Zn(NO3)2 (χημικός τύπος νιτρικού ψευδαργύρου) → 2 ZnO + 4 NO2 + O2

Η αντίδραση του νιτρικού ψευδαργύρου με ανθρακικό νάτριο

Όταν ο ψευδάργυρος αντιδρά με το ανθρακικό νάτριο, σχηματίζονται ανθρακικός ψευδάργυρος και νιτρικό νάτριο. Ακολουθεί η χημική εξίσωση για την αντίδραση:

Zn(NO3)2 (χημικός τύπος νιτρικού ψευδαργύρου) + Na2CO3 → ZnCO3 + 2 NaNO3

Όταν ο νιτρικός ψευδάργυρος αντιδρά με το υδροξείδιο του αμμωνίου

Μια αντίδραση νιτρικού ψευδαργύρου με διάλυμα υδροξειδίου του αμμωνίου δίνει ένα λευκό ίζημα νιτρικού αμμωνίου. Ακολουθεί η χημική εξίσωση για την αντίδραση:

Zn(NO3)2 (χημικός τύπος νιτρικού ψευδαργύρου) + 2 NH4OH → Zn(OH)2 + 2 NH4NO3

Τα ιζήματα νιτρικού αμμωνίου διαλύονται εάν προστεθεί περίσσεια υδροξειδίου του αμμωνίου.

Η αντίδραση του νιτρικού ψευδαργύρου με υδροξείδιο του νατρίου

Όταν ο νιτρικός ψευδάργυρος αντιδρά με το υδροξείδιο του νατρίου, λαμβάνεται ένα ίζημα υδροξειδίου του ψευδαργύρου. Ακολουθεί η αντίδραση σε αυτό:

2 NaOH (υδατικό) + Zn(NO3)2 (υδατικό) (τύπος νιτρικού ψευδάργυρου ii) → Zn(OH)2 (s) + 2 NaNO3 (υδατικό) (τύπος νιτρικού ψευδάργυρου ii)

Εάν προσθέσουμε υπερβολικές ποσότητες υδροξειδίου του νατρίου στην παραπάνω αντίδραση, θα υπάρξει διάλυση του ιζήματος του υδροξειδίου του ψευδαργύρου που σχηματίζεται.

Δομή νιτρικού ψευδαργύρου – Zn(NO₃)2

Χρήσεις νιτρικού ψευδάργυρου

Ο νιτρικός ψευδάργυρος χρησιμοποιείται στην κατασκευή πολυμερών συντονισμού.
Χρησιμοποιείται ως μολυσματικό στη διαδικασία της βαφής.
Χρησιμοποιείται ως καταλύτης στην παραγωγή ρητινών.
Ο νιτρικός ψευδάργυρος έχει πολλές εφαρμογές ως ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας.
Χρησιμοποιείται στην παρασκευή υγρών λιπασμάτων και πηκτικών λάτεξ.
Χρησιμοποιείται στην παραγωγή φαρμάκων.

Κίνδυνοι για την υγεία από τον νιτρικό ψευδάργυρο

Η εισπνοή σκόνης νιτρικού ψευδαργύρου έχει ως αποτέλεσμα ερεθισμό της μύτης και του λαιμού, ενώ η κατάποση των ιχνών του μπορεί να οδηγήσει σε διάβρωση του πεπτικού σωλήνα. Η επαφή με το νιτρικό ψευδάργυρο στο δέρμα οδηγεί σε ερεθισμό και δερματικά εξανθήματα.

Όταν ο νιτρικός ψευδάργυρος θερμαίνεται, μπορεί να απελευθερωθούν τοξικά οξείδια του αζώτου. Ο ίδιος ο νιτρικός ψευδάργυρος δεν είναι εύφλεκτος, αλλά όταν έρχεται σε επαφή με άλλα εύφλεκτα υλικά, αυξάνει την ένταση της καύσης τους, η οποία μερικές φορές μπορεί να είναι επικίνδυνη.

Τι είναι ο ψευδάργυρος;

Ο ψευδάργυρος είναι ένα στοιχείο που δρα ως απαραίτητο θρεπτικό συστατικό για το ανθρώπινο σώμα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί να παραχθεί από τον οργανισμό ανεξάρτητα. Επομένως, πρέπει να παρέχεται στη διατροφή. Πολλές διεργασίες στο σώμα απαιτούν ψευδάργυρο, όπως ενζυματικές αντιδράσεις, έκφραση γονιδίων, πρωτεϊνική σύνθεση, ανοσοποιητική λειτουργία, σύνθεση DNA, ανάπτυξη και ανάπτυξη και επούλωση τραυμάτων. Ο ψευδάργυρος βρίσκεται φυσικά σε μια ποικιλία φυτικών και ζωικών τροφών. Τα προϊόντα διατροφής όπως οι μπάρες σνακ, τα δημητριακά πρωινού και το αλεύρι ψησίματος που φυσικά στερούνται ψευδάργυρου συχνά συμπληρώνονται με συνθετικές μορφές του στοιχείου, έτσι ώστε το σώμα να τον πάρει. Επειδή ο ψευδάργυρος ενισχύει το ανοσοποιητικό σύστημα, προστίθεται σε ορισμένες παστίλιες, ρινικά σπρέι και άλλα φάρμακα.

Ο ρόλος του ψευδαργύρου στο σώμα

Ο ψευδάργυρος είναι ένα απαραίτητο θρεπτικό συστατικό που το ανθρώπινο σώμα χρησιμοποιεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Μετά τον σίδηρο, είναι το δεύτερο πιο άφθονο ιχνοστοιχείο στο σώμα και κάθε κύτταρο τον περιέχει σε κάποια ποσότητα.

Εκτός από το ρόλο του ψευδαργύρου στη λειτουργία του ανοσοποιητικού, είναι σημαντικός για τη σύνθεση DNA, την υγεία του δέρματος και την παραγωγή πρωτεϊνών στο σώμα. Επιπλέον, παίζει ρόλο στην ανάπτυξη και ανάπτυξη του σώματος καθώς είναι σημαντικό για την ανάπτυξη και τη διαίρεση των κυττάρων. Οι αισθήσεις της όσφρησης και της γεύσης βασίζονται επίσης στον ψευδάργυρο ως ένα από τα κύρια ένζυμα για την όσφρηση και η αντίληψη της γεύσης εξαρτάται από αυτόν. Η ανεπάρκεια ψευδαργύρου οδηγεί σε μειωμένη αντίληψη της οσμής ή της γεύσης.

Οφέλη για την υγεία του ψευδαργύρου

Ο ψευδάργυρος έχει πολλά οφέλη για την υγεία. Επομένως, πρέπει να παρέχεται στη διατροφή. Ακολουθούν μερικά:

Ο ψευδάργυρος ενισχύει το ανοσοποιητικό σύστημα και το βοηθά να διατηρείται δυνατό και υγιές.
Επιταχύνει την επούλωση των πληγών. Ως εκ τούτου, στα νοσοκομεία, χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ορισμένων ελκών, εγκαυμάτων και άλλων τραυματισμών του δέρματος.
Μειώνει τον κίνδυνο ορισμένων ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία, όπως λοιμώξεις, πνευμονία και ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας (AMD).
Η τοπική εφαρμογή ψευδαργύρου βοηθά στην αντιμετώπιση δερματικών προβλημάτων όπως η ακμή.
Μειώνει τη φλεγμονή μειώνοντας τα επίπεδα ορισμένων φλεγμονωδών πρωτεϊνών στο σώμα και μειώνοντας το οξειδωτικό στρες. Το οξειδωτικό στρες προκαλεί χρόνια φλεγμονή και είναι επίσης ένοχος για την ανάπτυξη ποικίλων χρόνιων ασθενειών όπως ο καρκίνος, οι καρδιακές παθήσεις και η διανοητική έκπτωση.

Σημαντικά σημεία

Ακολουθούν ορισμένα σημαντικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:

Καθώς ο ψευδάργυρος είναι ένα αποτελεσματικό οξύ Lewis, είναι ένας πολύτιμος καταλυτικός παράγοντας στη διαδικασία της υδροξυλίωσης και άλλων χημικών και ενζυματικών διεργασιών. Επιδεικνύει επίσης μια ευέλικτη γεωμετρία συντονισμού, η οποία επιτρέπει στις πρωτεΐνες να αλλάζουν τις διαμορφώσεις τους γρήγορα κατά τη διάρκεια βιολογικών αντιδράσεων.
Υπάρχουν δύο ένζυμα που περιέχουν ψευδάργυρο και είναι σημαντικά για τη ρύθμιση του διοξειδίου του άνθρακα και της πέψης των πρωτεϊνών - η καρβοξυπεπτιδάση και η καρβονική ανυδράση.
Το διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται σε διττανθρακικό από την ανθρακική ανυδράση στο αίμα των σπονδυλωτών. Το ίδιο ένζυμο, η καρβονική ανυδράση, προκαλεί στη συνέχεια τη μετατροπή των διττανθρακικών σε διοξείδιο του άνθρακα, έτσι ώστε να μπορεί να εκπνέεται μέσω των πνευμόνων. Με αυτό το ένζυμο, αυτή η μετατροπή θα διαρκούσε ένα εκατομμύριο φορές περισσότερο σε ένα τυπικό pH αίματος 7. Θα μπορούσε ακόμη και να απαιτήσει pH αίματος 10 ή περισσότερο.
Η ανθρακική ανυδράση απαιτείται από τα φυτά για το σχηματισμό φύλλων, τη σύνθεση του οξικού οξέος της ινδόλης και την αλκοολική ζύμωση.
Ο ψευδάργυρος απαιτείται από τον άνθρωπο, τα φυτά και τους μικροοργανισμούς σε ίχνη. Αποθηκεύεται και μεταφέρεται σε μεταλλοθειονεΐνες, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη λειτουργία περισσότερων από 1000 μεταγραφικών παραγόντων και 300 ενζύμων. Είναι το δεύτερο πιο συχνά ανιχνευόμενο ιχνοστοιχείο στον άνθρωπο μετά τον σίδηρο και είναι το μόνο μέταλλο που απαντάται σε όλες τις ομάδες των ενζύμων.

Συμπέρασμα

Συνοψίζοντας, ο νιτρικός ψευδάργυρος είναι το άλας ψευδαργύρου του οξικού οξέος. Είναι μια ανόργανη ένωση που περιέχει ψευδάργυρο και νιτρικά ιόντα. Ως εκ τούτου, θεωρείται ως ιοντική ένωση. Κατασκευάζεται με αντίδραση μετάλλου ψευδαργύρου με νιτρικό οξύ. Άλλες λεπτομέρειες σχετικά με τον νιτρικό ψευδάργυρο, συμπεριλαμβανομένων των άλλων μεθόδων παρασκευής του, τη φόρμουλα για τον νιτρικό ψευδάργυρο, τις χημικές και φυσικές ιδιότητες, τη δομή, τις εφαρμογές και τους κινδύνους για την υγεία, έχουν συζητηθεί στο άρθρο.

Συχνές ερωτήσεις

1. Ο νιτρικός ψευδάργυρος έχει ευρεία χρήση;

Α. Ο νιτρικός ψευδάργυρος δεν έχει εφαρμογές ευρείας κλίμακας, αλλά χρησιμοποιείται στην κατασκευή πολυμερών συντονισμού στο εργαστήριο. Μπορεί να αποσυντεθεί σε οξείδιο ψευδαργύρου με ελεγχόμενο τρόπο και αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για τη δημιουργία διαφορετικών ειδών δομών, όπως νανοσύρματα. Χρησιμοποιείται επίσης ως μυρωδάτο κατά τη διαδικασία της βαφής.

2. Ο νιτρικός ψευδάργυρος είναι όξινη ή βασική ένωση;

Α. Ο νιτρικός ψευδάργυρος είναι άλας ενός ισχυρού οξέος και μιας ασθενούς βάσης. Κατά τον ιονισμό, αποδίδει ιόντα νιτρικού και ψευδαργύρου στο νερό. Η υδρόλυση της βασικής ρίζας, του ιόντος ψευδαργύρου, δημιουργεί την ασθενή βάση υδροξείδιο του ψευδαργύρου και ιόντα υδρογόνου, καθιστώντας το διάλυμα όξινο.

3. Μπορεί το νιτρικό οξύ να αντιδράσει με τον ψευδάργυρο;

Α. Ναι, το νιτρικό οξύ μπορεί να αντιδράσει με τον ψευδάργυρο. Η αντίδραση ψευδαργύρου και αλουμινίου με πυκνό νιτρικό οξύ δεν μπορεί να συμβεί επειδή σχηματίζεται ένα πυκνό, δυσδιάλυτο στρώμα μέσω μιας διαδικασίας παθητικής οξείδωσης. Αυτό το στρώμα προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω διάβρωση. Επιπλέον, η αντίδραση ψευδάργυρου με αραιό νιτρικό οξύ δεν λαμβάνει χώρα.