Ацетат цинка
Ацета́т ци́нка — химическое соединение, цинковая соль уксусной кислоты. Образует кристаллогидраты —обычно в виде дигидрата Zn(CH 3 CO 2 ) 2 · 2H 2 O, также может быть получен в виде безводной формы при особых условиях реакции. Используется в качестве пищевой добавки ( E650[1]). Категорируется, как усилитель вкуса и аромата[1].
Общие сведения
| Ацетат цинка | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Ацетат цинка |
| Традиционные названия | Цинк уксуснокислый |
| Хим. формула | C4H6O4Zn |
| Рац. формула | (CH3COO)2Zn |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса |
219,50 (дигидрат) 183,48 (ангидрат) г/моль |
| Плотность | 1,735 г/см³ (дигидрат) |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 237 °C (дигидрат при 100 °C) |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | 43 г/100 мл (20 °C, дигидрат) |
| Структура | |
| Гибридизация | тетраэдр |
| Координационная геометрия | октаэдр (дигидрат) |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 557-34-6 |
| 3D model (JSmol) | Интерактивная схема |
| PubChem | 11192 |
| UNII | H2ZEY72PME |
| CompTox Dashboard EPA | DTXSID8038770 |
| Рег. номер EINECS | 209-170-2 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Кодекс Алиментариус | E650 |
| RTECS | ZG8750000 |
| ChEBI | 62984 |
| Номер ООН | H2ZEY72PME |
| ChemSpider | 10719 |
| ECHA InfoCard | 100.008.338 |
| Безопасность | |
| Фразы риска (R) | R22 R36 R50/53 |
| Фразы безопасности (S) | S26 S60 S61 |
Свойства
Получение
Как и любые соли уксусной кислоты, ацетат цинка можно получить растворением оксида, гидроксида или некоторых солей цинка в уксусной кислоте. Известен простой[3] способ получения ацетата цинка взаимодействием оксида цинка с ледяной уксусной кислотой[4][5].
- 2CH3COOH + ZnO = Zn(CH3COO)2 + H2O
На этой реакции основан запатентованный способ получения дигидрата ацетата цинка[6]. Безводный ацетат цинка нельзя получить данным способом, даже если использовать безводную уксусную кислоту[3].
Гидратированный ацетат цинка может быть получен и множеством других способов[7], например, путём растворения гидроксокарбоната (основная соль цинка и угольной кислоты) либо гидроксида цинка в уксусной кислоте[7]. При этом реакция происходит эффективнее при взаимодействии с разбавленными растворами уксусной кислоты и при нагревании.
- 4CH3COOH + Zn2(CO3)(OH)2 = 2Zn(CH3COO)2 + 3H2O + CO2↑
- 2CH3COOH + Zn(OH)2 = Zn(CH3COO)2 + 2H2O
Обработка нитрата цинка уксусным ангидридом является альтернативным путём получения безводного ацетата цинка[8].
Для нужд электроники, волоконной оптики, атомной энергетики— запатентован россиянами способ получения высокочистого безводного ацетата цинка, основанный на реакции диэтилцинка, в качестве цинксодержащего соединения, с уксусной кислотой[3].
Химические свойства
Химические свойства ацетата цинка характерны для ацетатов.
Как и все растворимые соли, ацетат цинка диссоциирует в водных растворах.
При воздействии более сильных кислот выделяется уксусная кислота, а цинк образует соль более сильной кислоты. В реакции ацетата цинка с серной кислотой образуется уксусная кислота и сульфат цинка.
- Zn(CH3COO)2 + H2SO4 = 2CH3COOH + ZnSO4
При температуре ацетат цинка разлагается с образованием ацетона и карбоната цинка.
- Zn(CH3COO)2 = C3H6O + ZnCO3
Из-за этой реакции ацетат цинка нельзя хранить или сушить вблизи открытого огня.
Замещение цинка в ацетате металлами, стоящими левее цинка в электрохимическом ряду активности металлов, влияет на коррозионную стойкость. Так соприкосновение ацетата цинка и алюминия не рекомендуется[9].
- 3Zn(CH3COO)2 + 2Al = 2Al(CH3COO)3 + 3Zn
Взаимодействие ацетата цинка с сильными основаниями приводит, по реакции обмена, к образованию гидроксида цинка и соответствующей соли-ацетата. Эта реакция является качественной реакцией на ацетат цинка в части определения ионов цинка по белому осадку гидроксида цинка, который растворяется при дальнейшем воздействии щёлочью[10].
Zn(CH3COO)2 + 2NaOH = 2CH3COONa + Zn(OH)2
Структура
В безводном ацетате цинка цинк координируется с 4-мя атомами кислорода, образуя тетраэдрическую форму, затем эти тетраэдрические полиэдры соединяются между собой ацетатными лигандами, образуя полимерную структуру[11][12][13].
В дигидрате ацетата цинка цинк координируется с 8-ю атомами кислорода, образуя октаэдрическую форму, при этом обе ацетатные группы являются бидентатными лигандами[14][15].
Ацетат цинка, основной
Нагрев ацетата цинка Zn(CH3CO2)2 в вакууме ведёт к потере уксусного ангидрида, оставляя осадок ацетата цинка основного (оксид ацетата цинка, оксиацетат цинка, оксид-гексаацетата цинка ) с формулой Zn4O(CH3CO2)6. Этот кластер имеет тетраэдрическую структуру с оксидным лигандом в центре.
Молекула соединения напоминает соответствующую ацетатную бериллиевую соль, но с бо́льшим межатомным расстоянием, так длина связи Zn-O ~1.97 Å, против ~1.63 Å для оксида-гексаацетата бериллия (Be4O(OAc)6)[16].
Оксид-гексаацетата цинка (Ацетат цинка основной) является распространённым предшественником Металл-органических каркасных структур.
Применение
Ацетат цинка входит в список разрешённых к применению пищевых добавок как пищевая добавка E650.
Ацетат цинка может быть использован как:
- препарат для лечения дефицита цинка в организме,
- препарат для ингибирования усвоения меди при Болезни Вильсона — Коновалова,
- препарат в смеси с антибиотиком, например эритромицином, для лечения акне; мазь против зуда; противогрибковое средство,
- вяжущее средства в мазях, лосьонах,
- компонент зубных цементов,
- освежитель дыхания[17][18] и ингибитор налёта[19]в жевательной резинке,
- компонент пастилок для лечения назофарингита.
Ацетат цинка особенно показан в виде примеси в пастилках[20][21]. Мета-анализ показал, что три повышенные дозы препарата снижают длительность назофарингита на 42 %[22].
Хотя пастилки с ацетатом цинка укорачивают длительность назофарингита, многие цинковые пастилки на рынке США имеют либо слишком низкое содержание цинка, либо ингредиенты, связывающие ионы цинка, например лимонную кислоту[23]. Так что, выигрыш от высоких доз активного цинка в тестовом изучении может и не проявляться при обыденном применении потребителями.
В промышленности ацетат цинка применяется как:
- протрава для придания грибковой устойчивости древесине, протрава при окрашивании тканей
- цинкосодержащее вещество для производства других солей цинка (см. Категория:Соли цинка),
- реагент в производстве полимеров, этилацетата, этилена,
- катализатор в органическом синтезе,
- аналитический реактив,
- поверхностный ингибитор в водяных трубопроводах первого контура атомных электростанций,
- цинксодержащее вещество для получения в золь-гель процессе слоёв прозрачного полупроводника — оксида цинка.
Примечания
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
- Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
- Химическая энциклопедия / Редкол.: И. Л. Кнунянц и другие. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
