鋅的化合物
銅臭 / 2022-08-03
鋅在化合物中只表現(xiàn)為+2價。離子呈無色，只要陰離子星無色，則所形成的鋅鹽都是白色。除氟化物外，其他的鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽和酷酸鹽都易溶于水。氧化卸、氧氧化鋅、硫化鋅、碳酸鋅等皆微溶于水。鋅離子形成絡(luò)合物的傾向小于銅離子。
1.氧化鋅和氫氧化鋅
鋅在空氣中燃燒產(chǎn)生氧化鋅ZnO,大量制造可用此法。在實驗室內(nèi)，把碳酸鋅加熱分解即可制得氧化鋅。
純氧化鋅為白色，加熱則變?yōu)辄S色，晶格屬ZnS類型(見圖20-2)。由晶格類型和Zn-O鍵長等性質(zhì)可知，氧化鋅是共價化合物。它在水中只微溶，溶度積為1.8×10?¹?(20°C)。溶于不同的酸而得各種鋅鹽。它用作白色塗料，雖然“附著力”不如鉛白，但它遇到硫化氫時顏色不變。在合成甲醇時，氧化鋅可用作催化劑。它也是橡膠的填料。
氫氧化鋅可用間接方法制取，即在鋅鹽的溶液中，加入適量的強堿，即析出白色氫氧化鋅。氫氧化鋅是兩性化合物，在飽和溶液中有下列平衡存在:
Zn??+2OH?⇔Zn(OH)?⇔H?+HZnO??
溶于強堿而形成鋅酸鹽:
Zn(OH)?+2NaOH=Na?[Zn(OH)?]
溶于酸中形成鋅鹽:
Zn(OH)?+2H?=Zn??+2H?O
前已述及，氫氧化鋅也溶于氨水中，形成氨絡(luò)離子。
2.鹵化鋅
將氧化鋅或碳發(fā)斜容解于氫鹵酸中而制得鹵化算。除Znl?呈黃色界，其他都是白色晶體在空氣中都吸水而潮解。
從表20-3可知，鹵化物中，氟化鋅的熔點和沸點最高而且不落于水。其余鹵化鋅都溶于水，自溶液中析出水合物。它們與堿金量的鹵化物形式復(fù)鹽。通式為M???ZnX?、M????ZnX?與M????ZnX?。
表20-3 鹵化鋅的性質(zhì)
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性質(zhì)
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ZnF?
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ZnCl?
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ZnBr?
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ZnI?
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熔點，°C
沸點，°C
比重
溶解度，克分子/升
水合物，水分子數(shù)
|
872
1500
4.8
5×10??
4 |
262
732
2.9
27
4、3、2.5、1.5、1
|
394
650
4.2
21
3、2
|
446
624
4.7
14
4、2
|
在鹵化鋅中以氯化鋅為最重要。水合氯化鋅ZnCl?·H?O與 MgCl?·6H?O, BeCl?·4H?O一樣在加熱時不易完全脫水，而是形成堿式鹽:
ZnCl?·H?O⇔Zn(OH)CI+HCl
ZnCl?是固體中溶解度最大的一個。在10° 時每100克水溶330克無水鹽。在它的浪溶液中可形成格合酸(與AuCl?同)，此酸有顯著的酸性:
ZnCl?+H?O=H[ZnCl?(OH)]
因此，它能溶解金屬氧化物，如氧化鐵????:
FeO+2H[ZnCl?OH]=H?O+Fe[ZnCl?OH]?
在焊接金屬時，用ZnCl?溶液清除金屬表面上的氧化物就是根據(jù)上述的性質(zhì)。
ZnCl?和ZnO的混合水溶液能迅速硬化，生成Zn(OH)Cl,是牙科中常用的粘合劑。大量的氯化錦用于印染上和染料的制備上。氯化鋅的吸水性很強，故在有機綜合上用做去水劑。浸過ZnCl?溶液后的木材不易被腐仙。浸過ZnCl?溶液可溶解微攤素，因此常用于制造牛皮紙。
3.硫酸鋅
將氧化鋅溶解于稀硫酸中，或在700°下焙燒硫化鋅，均可得到硫酸鋅:
ZnO+H?SO?=ZnSO?+H?O
ZnS+2O?=ZnSO?
它易溶于水，在25°C時，每100克水溶57.5克硫酸鋅。自硫酸鋅溶液中可析出它的水合物。已經(jīng)肯定的有三種水合物，最常見的是ZnSO?·7H?O。三種水合物的轉(zhuǎn)變溫度為
無水鹽加熱到770°即分解為SO?和ZnO。它與堿金屬硫酸鹽形 成復(fù)鹽M????SO?·ZnSO?·6H?O。
硫酸鋅用于印染上，在鍍鋅時作為電解質(zhì)，在醫(yī)藥上用作收斂劑。
4.硫化鋅
自然界存在的ZnS稱為閃鋅礦。在鋅鹽溶液中加入(NH?)?S,析出的白色沉淀就是碗化鋅ZnS:
Zn??+(NH?)?S=ZnS+2NH??
硫化鋅在酸性溶液中不能沉淀出來，在中性溶液中涵以H?S也不能使它完全沉淀，因為在反應(yīng)的過程中H?離子濃度增加，阻礙ZnS進(jìn)一步沉淀:
Zn??+H?S=ZnS+2H?
如果使溶液變?yōu)閴A性，再通以H?S,則ZnS可沉淀完全:
HZnO??+H?S=ZnS+OH?+H?O
硫化鋅在水中的溶解度很小，溶度積為1.2x10?²³(18°C)。溶于HCI,但不溶于醋酸中，因為后者的氨離子濃度很小，雖然形成HS?，但溶液中S??離子的濃度仍然能使[Zn??][S??]> 1.2x10?²³。
硫化鋅在硫化氬氣流中灼燒，轉(zhuǎn)化為晶體，其秸構(gòu)如圖20-2所示，S居于Zn所構(gòu)成的四面體中，Zn也在S的四面體中，配位數(shù)皆為4,是一種典型的晶格。如晶體硫化鋅含有微量的銅或銀的化合物做為活化劑，則能發(fā)射出不同的螢光顏色。
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