硫酸鋅(英文名稱:鋅 Sulfate),無機化合物,其七水合物又稱皓礬。化學式為ZnSO4,摩爾質量為161.4g/摩爾,密度為3.8g/cm3。硫酸鋅為白色或無色粉末或斜方晶體,無味,味澀,易溶于水,也溶于丙三醇和乙醇,不溶于丙酮。硫酸鋅有多種水合物,如一水硫酸鋅、六水硫酸鋅和七水硫酸鋅。硫酸鋅加熱會分解,可以與堿、鹽、氧化物發生化學反應。制備硫酸鋅的方法有復分解反應法、閃鋅礦煅燒法和菱鋅礦法。
硫酸鋅在醫藥上有防腐和收斂作用;食品上用作鋅的強化劑;在農業上作殺菌劑和防止果樹苗園的病害,以及配制花木無土栽培營養液,還用于治療動物的鋅缺乏癥;工業上硫酸鋅可以用于制造立德粉和鋅鹽和過氧化鈉、防腐劑等。
相關歷史
1753年,勃潤特首次用氧化鋅和硫酸制得硫酸鋅。1836年,英國科學家丹尼爾(Daniell)改良“Vota電堆”,他將鋅置于硫酸鋅溶液中,將銅置于硫酸銅溶液中,并用鹽橋或離子膜等方法將兩電解質溶液連接的一種原電池。這種電池解決了電池極化問題,使電池電壓趨于穩定,因此這種電池又稱丹尼爾電池。1906年,德國物理化學家F.弗里茨·哈伯發明了不極化的鋅/硫酸鋅參比電極。1959年,孔祥瑞用硫酸鋅成功治療小腿慢性潰瘍。Frommer (1975)用硫酸鋅治胃潰瘍。
自然分布
硫酸鋅的天然礦物為閃鋅礦和纖鋅礦。閃鋅礦常見于各種熱液成因礦床中,是分布最廣的鋅礦物。閃鋅礦氧化成易溶于水的硫酸鋅,并往往隨地表水而運移,在適當條件和地點形成菱鋅礦等次生礦物。在變質作用下,閃鋅礦不穩定,會轉變為紅鋅礦、鋅鐵尖晶石等礦物。纖鋅礦在自然界中分布遠不如閃鋅礦普遍。它通常從酸性溶液中析出,很少見于熱液礦床中。
理化性質
物理性質
硫酸鋅為白色或無色粉末或斜方晶體,化學式為ZnSO4,摩爾質量為161.4g/摩爾,密度為3.8g/cm3,熔點為680℃。無味,味澀,易溶于水,20℃時在水中的溶解度為22g/100mL,水溶液呈酸性,微溶于乙醇和甘油,不溶于丙酮。純的硫酸鋅在空氣中久貯后不會變黃,置于干燥空氣中會風化失水生成白色粉末。
化學性質
水合物
硫酸鋅有多種水合物:在0℃~39℃與水相平衡的穩定水合物為ZnSO4·7H2O,39℃~60℃為ZnSO4·6H2O,60℃~100℃為ZnSO4·H2O。當加熱到250℃時各種水合物完全失去結晶水。
加熱分解
硫酸鋅在加熱至770℃~927℃會分解生成氧化鋅和三氧化硫。
與堿反應
與鹽反應
硫酸鋅與下列鹽反應會有不同產物生成。
與氧化物反應
硫酸鋅與下列氧化物反應會有不同產物生成。
應用領域
醫藥
硫酸鋅有防腐、收斂作用。滴眼可以用于慢性結膜炎、沙眼的止癢等。其溶液局部濕敷可以用于濕疹、皮炎??诜梢源龠M腿部潰瘍、痤瘡、常青藤中毒及濃疤瘡的修復癢愈。口服片劑可提高血漿的鋅濃度。臨床利用其口服易引起消化道反應,如惡心、嘔吐、腹瀉的不良反應,還用于農藥、藥物中毒時的催吐。
食品
中國現已批準鈣、鐵、鋅、碘、、六種礦物質作為食品的營養強化劑來使用。一般用作鋅的強化劑有硫酸鋅、氯化鋅、乙酸鋅等。鋅是機體發育、性成熟、智力發育、機體免疫等不可缺少的微量元素之一,對兒童尤為重要。在中國約有40%的兒童處于臨界性缺鋅狀況。也可以在酵母中加入硫酸鋅,即富鋅酵母,是一種生物蛋白鋅補充劑。
農業
硫酸鋅在農業上可用于防止果樹苗圃的病害,也是一種補充作物鋅微量元素肥的常用肥料,可做基肥,葉面肥等。施肥方法:取用0.04~0.06千克鋅肥,對水1千克,拌種10千克,堆悶2~3小時播種。播種前將鋅肥施于根際層,每畝施0.75~1千克。苗期若葉色偏淡,可噴施鋅肥,每畝用量0.1千克。硫酸鋅可以用于治療動物的鋅缺乏癥,多與飼料混合內服。動物缺鋅時,皮膚會不完全角質化癥,食欲減退,生長緩慢,血漿堿性磷酸酶的活性降低,生長停滯及上皮細胞代謝異常,精子的產生及其運動性降低,動物發生皮炎和羽毛缺少,并導致其免疫機能低下,對疾病的易感染性增加,影響動物的生長發育和飼料利用率。
工業
硫酸鋅可以用于制造立德粉和鋅鹽,也用于化纖絲、人造絲(硫酸鋅用作凝固劑)、人造毛、粘膠類化纖的酸浴處理劑,以及作凡拉明藍染色的抗堿劑,酞菁艷藍的底色防染劑。在造紙工業作漂白劑,木材和皮革工業作防腐劑。還用于電鍍工業配制鍍鋅液、仿金電鍍液和無鍍銅-鋅-錫三元合金仿金鍍液等。
制備方法
復分解法
硫酸與氧化鋅、氫氧化鋅或其他含鋅原料發生復分解反應,經過精制得到硫酸鋅。
閃鋅礦煅燒法
閃鋅礦在600℃下氧化焙燒得到硫酸鋅。
菱鋅礦法
菱鋅礦用鹽酸浸取,經過氧化、除鐵后水解富集鋅,與鎂分離。富集的鋅用硫酸溶解,除重金屬后,蒸發、冷卻析晶得到硫酸鋅。
分子結構
硫酸鋅的晶格屬于正交晶系,單位晶格中含有4個硫酸鋅分子。在硫酸鋅的晶格上有兩種不同質點,一種是正的鋅離子,另一種是負的硫酸配位化合物,兩者通過離子鍵結合起來。SO42-絡離子內部主要是共價鍵,這是由于硫和氧兩種原子的電負性相差不大的緣故。硫酸鋅晶格和ABO4型化合物中第一類CaSO4相近,但比CaSO4復雜,因為鋅離子比鈣離子的極化能力強。
安全事宜
安全標志
毒性
小鼠經口LD502.2g/kg。美國FDA將硫酸鋅列為GRAS(一般認為安全 Generally Recognized as Safe)物質。
健康危害
硫酸鋅對皮膚、黏膜有刺激性,大量內服可引起嘔吐、惡心、腹痛和消化障礙。
急救措施
吸入:立即將人移至新鮮空氣處休息。如果感覺不舒服,需就醫。
皮膚接觸:立即用大量水沖洗皮膚或淋浴。
眼睛接觸:立即用大量水沖洗。立即給予醫療護理。
食入:立即進行漱口,飲用1或2杯水。給予醫療護理。
參考資料 >
Zinc Sulfate | ZnSO4 | CID 24424 - PubChem. PubChem.2023-07-05
硫酸鋅.國際化學品安全卡.2023-07-06