Оксид и гидроксид цинка.
Оксид цинка – рыхлый белый порошок, желтеющий при нагревании, но при охлаждении снова становящийся белым, полупроводник. Оксид цинка амфотерен — реагирует с кислотами с образованием солей, при взаимодействии с растворами щелочей образует комплексные три- тетра- и гексагидроксицинкаты (Na2[Zn(OH)4], Ba2[Zn(OH)6]):
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
ZnO +
2NaOH
+ 2H2O
Na2[Zn(OH)4]
+ H2↑
Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:
ZnO + 4NH3 + Н2O — [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
При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:
ZnO + C = Zn + CO
ZnO + CO = Zn + CO2
ZnO + H2 = Zn + H2O
С водой не реагирует. При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:
2ZnO + SiO2 = Zn2SiO4
ZnO + B2O3 = Zn(BO2)2
Получается при горении металлического цинка:
2Zn + O2 = 2ZnO
при термическом разложении солей:
ZnCO3 = ZnO + CO2
Оксид цинка применяют для изготовления белой масляной краски (цинковые белила), в медицине и косметике (для изготовления различных мазей); значительная часть оксида цинка используется в качестве наполнителя резины.
Гидроксид цинка – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество. При температуре выше 125°С разлагается:
Zn(OH)2 = ZnO + H2O
Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах:
Zn(OH)2 + H2SO4(конц) = ZnSO4 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:
Zn(OH)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4](OH)2
Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:
ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2NaCl
Соли цинка. Их гидролиз.
Соли цинка (II) имеют вид бесцветных кристаллов, обладают ионной природой. Сильно гидротированны ZnSO4·7H2O. Гидролизуются по катиону:
Zn2+ + HOH = ZnOH- + H+ с кислой реакцией среды;
С солями, образованными слабыми кислотами гидролиз идет до конца.
Т.к. гидроксид цинка амфотерен, его формулу можно представить в виде кислоты H2ZnO2. Производными этой кислоты являются цинкаты ZnO22-. Цинкаты щелочных металлов получают растворением цинка, его окиси или гидроокиси в растворах или расплавах щелочей. Они растворимы в воде и кристаллизуются из растворов. Цинкаты других металлов получают сплавлением ZnO2− с соответствующими окислами. В воде практически нерастворимы.
Комплексные соединения.
Цинк также склонен к комплексообразованию (к.ч.=4,6):
ZnCl2 + 6NH4OH = [Zn(NH3)6]Cl2 + 6H2O;
Особенность: способен образовывать анионные комплексы – тетрагидроксоцинкаты [Zn(OH)4]2-
4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O = 4Na2[Zn(OH)4] + NH3
Применение цинка и его соединений.
Оксид цинка ZnO применяется для изготовления белой масляной краски (цинковые белила), в медицине и косметике (для изготовления различных мазей); значительная часть оксида цинка используется в качестве наполнителя резины.
Сульфат цинка ZnSO4·7H2O (цинковый купорос) применяется при крашении и ситцепечатании, в медицине.
Сульфид цинка ZnS обладает способностью люминесцировать – испускать холодное свечение при действии лучистой энергии. Применяется для создания люминофоров: ZnS:Ag (с синим цветом свечения) — для цветных кинескопов; (Zn, Cd)S:Ag — для рентгеновских трубок, ZnS:Cu (с зеленым цветом свечения) — для светящихся табло, панелей. Крупные монокристаллы, активизированные серебром или редкоземельными металлами, применяют в качестве сцинтилляторов для регистрации ионизирующих излучений.