SENG FOSFAT (ZN3 (PO4) 2): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The seng fosfat merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ , tetapi terjadi di alam dalam bentuk tetrahidrat nya, Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O di hopeite mineral dan parahopeíta . Demikian pula, variasi dasarnya ditemukan dalam mineral tarbutit, Zn ₂ (PO ₄ ) (OH). Mineral ini dibentuk oleh oksidasi sfalerit di perairan kaya fosfat.

Semua penggunaan yang diketahui dari senyawa ini didasarkan pada Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O, karena molekul airnya memberikan sifat sebagai zat pengikat yang baik. Oleh karena itu, bentuk anhidratnya tidak banyak digunakan untuk permintaan ekonomi yang besar.

Fragmen seng fosfat. Sumber: Chemicalinterest

Seperti yang dapat dilihat pada gambar di atas, seng fosfat adalah padatan putih, hadir dalam bentuk bubuk atau dilapisi potongan-potongan kecil. Warna putihnya telah digunakan dalam formulasi produk kosmetik, serta dalam pembuatan semen gigi dan semen pozzolanik fosfat.

Seng fosfat adalah agen anti korosi yang telah digunakan dalam proses elektrodeposisi mineral seng (harapan dan fosfilit) pada permukaan baja.

Struktur

Rumus Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ menunjukkan bahwa ion Zn ²⁺ dan PO ₄ ^3- membentuk garam dengan perbandingan 3: 2, yang berarti bahwa untuk setiap tiga kation Zn ²⁺ terdapat dua anion PO ₄ ^3- . Ion-ion ini berinteraksi satu sama lain secara elektrostatis, sehingga membentuk ikatan ionik yang kuat karena besarnya muatannya. Kedua ion itu polivalen.

Jadi, Zn ²⁺ dan PO ₄ ^3- akhirnya mengorientasikan dirinya di ruang angkasa sampai mereka menentukan struktur yang teratur dan berulang: kristal seng fosfat. Kristal ini mengadopsi struktur monoklinik, α-Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ . Tampaknya mampu menjalani transisi fase ke bentuk polimorf lainnya: β-Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ dan γ- Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ , semua bergantung pada suhu.

Ketiga polimorf adalah isostruktural, hanya berbeda dalam orientasi spasial ion-ionnya; artinya, mereka memiliki kelompok spasial yang berbeda.

Di sisi lain, seng fosfat cenderung muncul terutama sebagai hidrat: Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O, yang struktur kristalnya juga monoklinik. Kali ini ion-ion tersebut disertai oleh empat molekul air, yang berinteraksi dengannya melalui gaya ion-dipol dan ikatan hidrogen.

Sifat seng fosfat

Seng fosfat. Ondřej Mangl

Penampilan fisik

Padatan putih berdebu.

Masa molar

454,11 g / mol

Titik lebur

900 ºC

Titik didih

Tidak ada informasi. Hal ini dapat disebabkan oleh kemungkinan dekomposisi termal, atau kondisi tekanan yang tidak tersedia untuk cairan garam mendidih.

Massa jenis

3.998 g / cm ³

Indeks bias

1.595.

Kelarutan air

Tidak larut. Hal ini sebagian disebabkan oleh ikatan ion antara ion Zn ²⁺ dan PO ₄ ^3- , yang meningkatkan energi kisi kristal saat garam larut dalam air.

Titik nyala

Seng fosfat adalah zat yang tidak mudah terbakar.

Aplikasi

Penggunaan seng fosfat sesuai dengan tetrahidratnya, Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O, karena merupakan bentuk utamanya dan bahkan ditemukan dalam mineral hopeite dan parahopeite. Oleh karena itu, tidak diketahui apakah bentuk anhidratnya, Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ , memiliki kegunaan khusus.

Kosmetik

Seng fosfat telah digunakan sebagai pigmen putih, menggantikan seng dan titanium oksida dalam produk kosmetik dan kecantikan. Bahan, lembut saat disentuh, partikel kecil dan bulat untuk menutupi permukaan kulit tanpa merembes melalui pori-pori, disintesis dari campuran asam fosfat, H ₃ PO ₄ , dan seng nitrat, Zn (NO ₃ ) ₂ .

Jadi, pigmen seng fosfat putih dibuat dengan memvariasikan rasio Zn / P. Untuk ini, ketika mencampur reagen, jumlah variabel H ₃ PO ₄ dan Zn (NO ₃ ) _{2 ditambahkan} , sampai diperoleh produk dengan sifat kosmetik terbaik.

Dalam studi yang dilakukan oleh Kyoto Prefectural University, mereka menemukan bahwa pigmen yang dibuat dengan rasio Zn / P sama dengan 2/1, 1/1 dan 3/2 menunjukkan pantulan terbaik; oleh karena itu, mereka mencerahkan wajah orang yang mengaplikasikan kosmetik dibandingkan dengan kecerahan formulasi lain.

Agen antibakteri

Nanopartikel seng fosfat ada di gudang yang ditujukan untuk melawan mikroba dan, dengan demikian, menjadi alternatif penggunaan antibiotik. Dengan cara ini, resistensi konstan dan progresif yang berkembang pada bakteri terhadap antibiotik berkurang, sementara pada saat yang sama ia berupaya mengurangi biaya pengobatan penyakit menular.

Nanopartikel ini telah menunjukkan aktivitas antibakteri yang hebat terhadap bakteri coliform, sebuah penelitian yang diverifikasi pada tikus tanpa menyebabkan stres oksidatif.

Semen gigi

Seng fosfat digunakan untuk membuat semen fosfat, yang digunakan dalam restorasi banyak bahan; di antaranya, gigi kita sendiri, berperilaku seperti semen gigi yang sudah cukup lama populer di dunia kedokteran gigi. Semen fosfat ini digunakan untuk mengikat dan menggabungkan beberapa padatan pada waktu yang bersamaan.

Seng fosfat digunakan untuk pembuatan semen gigi.

Ini dibuat dengan melarutkan seng dan magnesium oksida dalam asam fosfat, itulah sebabnya ion Zn ²⁺ dan Mg ²⁺ hadir , membentuk struktur kompleks. Semen gigi ini penting untuk penyemenan akhir gigi. Namun, karena keasamannya, semen polikarboksilat digunakan sebagai gantinya untuk pasien yang terlalu sensitif terhadapnya.

Lapisan anti korosi

Mirip dengan semen, permukaan baja juga bisa difosfat.

Untuk melakukan ini, potongan baja ditempatkan dalam bak asam fosfat alkalin, dan setelah memasok arus listrik, lapisan pelindung yang terdiri dari harapan (Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O) dan fosfofil terbentuk di permukaannya. (Zn ₂ Fe (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O), senyawa terakhir yang paling tahan terhadap media yang sangat basa.

Reaksi kimia yang terlibat adalah sebagai berikut:

3Zn ²⁺ + 2H ₂ PO ₄ ^- + 4H ₂ O → Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O + 4H ⁺

2Zn ²⁺ + Fe ²⁺ + 2H ₂ PO ₄ ^- + 4H ₂ O → Zn ₂ Fe (PO ₄ ) ₂ · 4H ₂ O + 4H ⁺

Masalah dengan pelapis ini terletak pada tingkat porositasnya, karena lapisan ini meninggalkan sisi yang terbuka di mana baja dapat mengalami korosi.

Di sisi lain, semen pozzolanic yang mengandung seng fosfat telah digunakan untuk pengembangan beton yang lebih tahan korosi.

Secara umum sifat antikorosif zinc phosphate telah digunakan sebagai pelapis dinding sebelum diaplikasikan pada lapisan cat, sehingga lebih awet dan menampilkan warna yang lebih baik.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Seng fosfat. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Elsevier BV (2020). Seng Fosfat. ScienceDirect. Diperoleh dari: sciencedirect.com
4. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2020). Seng Fosfat. Basis Data PubChem., CID = 24519. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Aref M. al-Swaidani. (2018). Pengaruh Penghambatan Rendam Pozzolan dan Seng Fosfat Alami pada Penguatan Korosi Baja. doi.org/10.1155/2018/9078253
6. Onoda, H., & Haruki, M. (2014). Rasio pencampuran seng nitrat dan asam fosfat untuk pembuatan pigmen putih seng fosfat. Keramik, 60 (355), 392-396. dx.doi.org/10.1590/S0366-69132014000300010
7. Horky, P., Skalickova, S., Urbankova, L. et al. (2019). Nanopartikel berbasis seng fosfat sebagai agen antibakteri baru: studi in vivo pada tikus setelah paparan makanan. J Animal Sci Biotechnol 10, 17. doi.org/10.1186/s40104-019-0319-8