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氯化鋅
來源:互聯(lián)網(wǎng)

氯化鋅(ZincChloride)是一種無機化合物,又名二氯化鋅,化學(xué)式為ZnCl?。通常為白色吸濕性晶體,無味,摩爾質(zhì)量為136.29g/摩爾,易溶于水和丙酮,在乙醇溶解度為100g/100cc(12.5°C),熔點為290°C,沸點為732°C,密度為2.907g/cm3(25°C)。氯化鋅水溶液為酸性,可以與強氧化劑強堿急劇發(fā)生反應(yīng),其對金屬有輕度腐蝕性,加熱分解會釋放出氯化氫氧化鋅的有毒煙霧,氯化鋅應(yīng)用多種多樣,其可以作為催化劑用于化學(xué)合成反應(yīng),也可以作為飼料添加劑、電池原料、活性劑等。

物質(zhì)結(jié)構(gòu)

氯化鋅是一種離子化合物,觀察到其會出現(xiàn)有同質(zhì)多晶現(xiàn)象。目前氯化鋅已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有四種不同的晶體結(jié)構(gòu)。其中氯化鋅的形成的一種六方密堆積結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定,在這種結(jié)構(gòu)中中,每個鋅離子都被4個氯離子包圍,四個氯離子成正四面體狀,并且將它熔融后再冷卻可以得到玻璃狀的物質(zhì)。

理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

氯化鋅是一種無機化合物,化學(xué)式為ZnCl?。通常為白色吸濕性晶體,具有四種晶體結(jié)構(gòu),很容易發(fā)生潮解,沒有氣味,可以以白色顆粒形態(tài)分散在空氣中,其煙霧有刺鼻氣味,摩爾質(zhì)量為136.29g/摩爾,易溶于水、乙醇(酒精)、甘油、丙酮、乙醚等含氧有機溶劑和吡啶、苯胺等含氮溶劑,不溶于液氨,在12.5°C時,在乙醇溶解度為100g/100cc,熔點為290°C,沸點為732°C,密度2.91g/cm3。在10°C條件下,蒸汽壓為75kPa。

化學(xué)性質(zhì)

氯化鋅加熱時分解,水溶液為中等強酸,pH為4,在加熱條件下可以生成氯化氫氧化鋅的有毒煙霧。

可以與強氧化劑強堿急劇發(fā)生反應(yīng),生成有毒和腐蝕性煙霧病。

制備方法

實驗室制備方法

在實驗室可以用鹽酸和鋅反應(yīng)生成氯化鋅。

工業(yè)制備方法

工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的鋅灰中的鋅主要是以氧化鋅的形式存在的,故可以使用鹽酸浸取,使得鋅以離子形式存在,過濾掉濾渣后,向溶液中加入高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)并過濾除去濾渣,以除掉其他重金屬雜質(zhì),再向溶液中加入進一步除去其他金屬雜質(zhì),過濾后即得氯化鋅溶液。該方法使得工業(yè)生產(chǎn)中鉛鋅煙灰可以得到更加充分的利用,使得生產(chǎn)成本大大降低。

應(yīng)用

氯化鋅應(yīng)用多種多樣,其可以用作防染料、催化劑、收斂劑、腐蝕劑,還能用于木材防腐劑及阻燃劑、活性炭制造的活化劑等。

化工領(lǐng)域

氯化鋅可以作為催化劑用于化學(xué)合成反應(yīng)。其可以用于催化鄰氨基苯甲酸、原甲酸和胺三種物質(zhì)合成3-取代-4(3H)-喹唑啉酮衍生物,傳統(tǒng)方法所使用的催化劑一般價格較為昂貴,并且還要使用有機溶劑作為反應(yīng)溶劑,而使用氯化鋅作為催化劑,其不僅價格低廉,并且反應(yīng)溫和,并且不需要使用有機溶劑就可以反應(yīng)。氯化鋅還可以用于催化合成含硅芳炔沒藥樹,該反應(yīng)以丁二炔基苯和雙(二甲氨基)二甲基硅烷為原料,氯化鋅作為催化劑可以避免生成產(chǎn)物不產(chǎn)生末端烯鍵,并且使得反應(yīng)更加穩(wěn)定簡便。

生物領(lǐng)域

鋅作為人體重要的微量元素之一,其不僅可以參與調(diào)節(jié)多種酶功能,還可以調(diào)控上千種轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)和功能。研究表明,鋅的濃度的高低可以影響細(xì)胞凋亡的水平,進而可以減少氧化數(shù)所造成的細(xì)胞凋亡,達(dá)到保護細(xì)胞的作用。白內(nèi)障便是因為紫外線誘導(dǎo)晶狀體上皮細(xì)胞凋亡而形成的一種疾病,通過大鼠實驗可以表明,高糖水平能夠引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng),進而引起細(xì)胞凋亡,通過調(diào)控氯化鋅的水平,可以有效遏制這種細(xì)胞凋亡,對于由于紫外線引發(fā)的HLECB-3細(xì)胞凋亡,氯化鋅可以通過抑制HLECB-3細(xì)胞中的caspase-12的表達(dá),從而抑制其線粒體內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激凋亡通路,進而減少HLECB-3的凋亡。

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

秸稈預(yù)處理

氯化鋅熔鹽水合物溶液(ZnCl?·4H?O)協(xié)同硫酸作為一種無機化合物熔鹽水合物對對小麥秸稈進行預(yù)處理,從而制備果糖。傳統(tǒng)處理秸稈制備果糖的方法具有條件苛刻、預(yù)處理時間過長和步驟復(fù)雜等缺點,而使用氯化鋅水合物不僅成本更低,且不易揮發(fā),可以通過將氯化鋅溶于去離子水中制得氯化鋅熔鹽水合物溶液,進而和脫蠟小麥秸稈粉末混合均勻后水浴加熱,并攪拌加入硫酸溶液,最后使用酶水解即可,而通過這種預(yù)處理最終木糖得率可以高達(dá)90.85%。

飼料添加劑

以氯化鋅和氧化鋅作為原料,生產(chǎn)一種新型的飼料添加劑—堿式氯化鋅。鋅作為一種動物生長所必需的微量元素,在動物生長過程中往往以添加劑的形式加入,但傳統(tǒng)的添加劑往往不易被動物消化,并且還容易污染環(huán)境,所以可以利用氯化鋅和氧化鋅來制作一種新的飼料添加劑,其他飼料添加劑容易殘留一些氧化劑,而堿式氯化鋅避免了氧化劑的殘留,使得其性質(zhì)更加穩(wěn)定,并且這種添加劑具有不溶于水、易溶于酸性溶液和吸水性低的特點,使得其更容易被動物吸收,減少了飼料中其他營養(yǎng)物質(zhì)的損失。

改良樹木根系

氯化鋅溶液可以用來改善櫸樹在幼苗培養(yǎng)時的根系形態(tài),并具有一定促生作用。通過使用不同濃度氯化鋅溶液對樹幼苗進行處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯化鋅溶液可以增加櫸樹幼苗一級側(cè)根數(shù)、根系的總長等,還可以增加其木質(zhì)部結(jié)構(gòu),并提高其抗逆性。但氯化鋅濃度過高時可以增加植物體內(nèi)的丙二醇含量,從而對植物具有輕微的重金屬脅迫作用,當(dāng)氯化鋅濃度為120g/L對櫸樹幼苗根部的形態(tài)和生長達(dá)到最佳效果。

工業(yè)領(lǐng)域

助鍍劑

氯化鋅可以作為一種助鍍劑而應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。在工業(yè)上常常利用溶劑法使用助鍍劑達(dá)到批量熱浸鍍鋅的目的,而氯化鋅可單獨作為一種助鍍劑使用,也可以和氯化銨聯(lián)合使用,但當(dāng)單獨使用氯化鋅作為助鍍劑使用時,由于氯化鋅易溶于水和吸濕的特點,其往往會在助鍍工件的表面生成一些白色塊狀物,使得助鍍工件的表面鍍膜不夠均勻,而和氯化聯(lián)合使用則不會出現(xiàn)這種情況,最終助鍍工件的表面膜覆蓋也較為均勻,所以一般不單獨使用氯化鋅作為助鍍劑使用。

電池原料

液體氯化鋅是一種用于電池生產(chǎn)的重要原料,可以通過利用冶煉廠生產(chǎn)中所產(chǎn)生的含酸廢液來生產(chǎn)液體氯化鋅,這樣可以大大減少環(huán)境污染的同時,使得資源可以回收利用,可以使用這些含酸廢液浸出在冶煉過程中所產(chǎn)生的次氧化鋅,二者可以反應(yīng)生成粗制氯化鋅,隨后首先對這些粗制氯化鋅使用過氧化氫三氯化鐵除去部分雜質(zhì),再使用鋅單質(zhì)置換掉其他金屬離子,最后通過加入雙氧水和氯化鋇進一步除去其他雜質(zhì)后,蒸發(fā)濃縮即得液體氯化鋅。

吸附劑

氯化鋅溶液因為其良好的吸附作用,可以用來處理孟宗竹,以便其制成竹地板制品等。將毛竹置于氯化鋅溶液中進行超聲波熱處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在高溫條件下半纖維素可以水解產(chǎn)生食用醋酸,從而和氯化鋅溶液形成酸性環(huán)境,使得纖維分解為納米纖絲化纖維,使得有機化合物更少吸附。同時,氯化鋅溶液還可以使毛竹發(fā)生溶脹、水解等反應(yīng),使得毛竹顏色加深,從而完成毛竹的碳化處理,使得其更加穩(wěn)定。

發(fā)光二極管

研究表明,當(dāng)改良藍(lán)光量子點發(fā)光二極管時,使用金屬鹵化物配體尺寸較小時相較于使用長鏈有機配體,其所受到的空間位阻效應(yīng)將容易克服,使得可以達(dá)到更多量子點表面配位的位點,并且當(dāng)使用氯化物時,其在醇溶劑中的溶解性更好,所以可以使用氯化鋅修飾B-QDs薄膜,這使得QDs的部分長鏈油酸配體會被無機化合物配體氯化鋅取代,減少了當(dāng)QDs表態(tài)轉(zhuǎn)換時其油酸配體脫落的缺陷,進而使得B-QDs薄膜的溶液熒光量子效率得到提高。另外,無機配體氯化鋅的配位還可以改善器件的電子空穴注入平衡,使得藍(lán)光量子點發(fā)光二極管壽命得到延長。

環(huán)境領(lǐng)域

活性劑

氯化鋅可以作為一種活化劑來用于制備活性炭吸附環(huán)境污染?;钚蕴康墨@得通常是使用生物質(zhì)原料來制備,氯化鋅可以作為一種活化劑來處理澳洲堅果殼,即將夏威夷果殼清洗干燥、粉碎過篩后與氯化鋅混合,在活化溫度條件下氯化鋅可以進入果殼內(nèi)部,通過活化作用使得果殼內(nèi)部發(fā)生催化羥基的反應(yīng),從而達(dá)到果殼脫水的目的,另外,氯化鋅還可以幫助果殼形成多孔碳結(jié)構(gòu),殘留在果殼表面的氯化鋅,也會腐蝕果殼表面,從而形成孔隙,使得最終制成的活性炭擁有更強的吸附能力和更大的比表面積。此外,氯化鋅也可以作為活化劑用于柚子皮和大棗核制備活性炭,并且使用氯化鋅處理后,可以使柚子皮制備的活性炭擁有更廣泛的pH和溫度適應(yīng)范圍,而對于大棗核制備活性炭時使用氯化鋅,這可以使用煅法制備,使得制備活性炭的工藝更加簡單,也使得制備的活性炭更加穩(wěn)定。

改性劑

氯化鋅和硫聯(lián)合使用作為一種改性劑,可以用于制備生物炭穩(wěn)定土壤中的汞污染。氯化鋅和用于改性玉米秸稈,從而制備生物炭,單獨使用氯化鋅作為改性劑,氯化鋅可以在生物炭上生成活性位點,常用于除掉煙氣中的汞污染,而與硫單質(zhì)聯(lián)合使用后,可以結(jié)合硫單質(zhì)改性生物炭的優(yōu)點,使得生物炭的吸附能力更強,更利于修復(fù)土壤中的汞污染。

制備濾膜

氯化鋅可以作為溶劑制備聚丙烯腈過濾膜,采用氯化鋅水溶液,置于三口燒瓶中并攪拌加入丙烯、過硫酸銨亞硫酸氫鈉水溶液,經(jīng)反應(yīng)及后續(xù)實驗操作后即得pan過濾膜,研究表明,經(jīng)氯化鋅溶液制備的PAN過濾膜,其表面更加平整光滑,并且其結(jié)構(gòu)分布均勻并且致密,具有一定的韌性,且其對相對分子質(zhì)量較大的染料具有更好的攔截效果,具有更好的抗污染性能,并且在制備過程中也避免了使用有機溶劑污染環(huán)境的問題。

安全事宜

毒性作用

該物質(zhì)對水生生物有極高毒性。當(dāng)人體暴露于濃度為40mg/cum的氯化鋅氣溶膠,可以聞到到金屬味。當(dāng)濃度在80mg/cum時,人體在2分鐘后會出現(xiàn)輕微惡心和咳嗽的癥狀,當(dāng)濃度為120mg/cum時,人體的鼻子、喉嚨和胸部會受到刺激,當(dāng)濃度為4800mg/cum,人體接觸30分鐘后可以導(dǎo)致肺部疾病。動物實驗表明,氯化鋅的80%水溶液在兔、豚鼠類小鼠試驗中具有嚴(yán)重刺激性,可以誘發(fā)表皮增生和潰瘍,小鼠和大鼠口服LD??分別為1260和1100mg/kg。

健康危害

氯化鋅不具有致癌性,短期接觸該物質(zhì),會對眼睛和皮膚具有腐蝕性,會使眼睛和皮膚發(fā)紅、疼痛,甚至嚴(yán)重?zé)齻?。?a href="/hebeideji/7207768803546857511.html">氣溶膠可以嚴(yán)重刺激呼吸道,會引起咳嗽、喉嚨痛,并伴有灼燒感、呼吸困難、呼吸短促,其癥狀可能推遲表現(xiàn)出來。食入有腐蝕性,引起咽喉疼痛,咽喉和胸腔伴有有灼燒感、惡心、嘔吐等,嚴(yán)重可引起休克或虛脫。吸入可能導(dǎo)致肺水腫,吸入高濃度可吸入顆粒物(例如煙氣),可能導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、肺纖維化和死亡。

環(huán)境危害

鋅離子雖然是一種重要的化工原料,但在工業(yè)中往往會產(chǎn)生大量的廢水流入河道中,再加上農(nóng)業(yè)中關(guān)于氯化鋅的應(yīng)用也會經(jīng)雨水排入河道,造成了很大的水體污染,這些鋅離子在水體中可以通過生物放大作用聚集在生物體內(nèi),而魚類作為水體中的食物鏈頂端生物,從而大量富集鋅離子,氯化鋅會對淞江鱸的腎細(xì)胞造成細(xì)胞毒性并抑制其生長,其在24小時的半致死濃度為308.41μmol/L,同時,過量氯化鋅還會抑制其SOD酶活性,并引起鱸魚細(xì)胞的細(xì)胞核出現(xiàn)微核和脫氧核糖核酸斷裂現(xiàn)象,進而使其造成遺傳損傷。

通過使用氯化鋅對泥鰍細(xì)胞處理也可以表明,當(dāng)鋅離子在人體濃度過高時,其可以產(chǎn)生大量自由基,而這些活性自由基會攻擊DNA鏈,從而使其發(fā)生斷裂,造成細(xì)胞損傷。鋅的濃度還會影響DNA聚合酶核糖核酸聚合酶的活性,從而引起細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層的生理穩(wěn)態(tài),從而導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙。并且,當(dāng)鋅濃度過高時對細(xì)胞對于鐵、銅、鈣等元素的吸收和代謝還有一定的影響。

預(yù)防和急救措施

氯化鋅接觸時應(yīng)佩戴防護手套,并注意防止粉塵或煙氣擴散和局部排氣通風(fēng)或呼吸防護,當(dāng)樣品為粉末時,一定要戴安全護目鏡或眼睛防護并應(yīng)當(dāng)結(jié)合呼吸防護,且工作時不得進食,飲水或吸煙,進食前應(yīng)注意洗手。若不慎吸入,應(yīng)注意病人呼吸新鮮空氣,保持半直立體位,必要時進行人工呼吸,并送往醫(yī)院。皮膚或眼睛接觸,應(yīng)立即用大量水沖洗或淋浴至少15分鐘。若發(fā)生誤食,一定不要進行催吐,應(yīng)立即飲用一或兩杯水并送往就醫(yī)。

消防安全

氯化鋅本身不可燃,在火焰中釋放出刺激性或有毒煙霧(或氣體),周圍環(huán)境著火時,可使用任何可得到的滅火劑進行滅火。

安全標(biāo)志

氯化鋅具有腐蝕性和刺激性,會造成嚴(yán)重的皮膚灼傷和眼睛損傷,同時具有環(huán)境危害性,對水生生物有劇毒。

存儲

氯化鋅應(yīng)儲存在40°C以下,最好在15至30°C之間,防止產(chǎn)品凍結(jié)。同時,產(chǎn)品應(yīng)與強堿、食品和飼料分開存放,保持環(huán)境密閉干燥。且應(yīng)儲存在沒有排水管或下水道的場所。

參考資料 >

Zinc Chloride | ZnCl2 .PubChem.2023-03-24

ZINC CHLORIDE (Annotation).pubchem.2023-03-24

Zinc Chloride | ZnCl2.PubChem.2023-03-24

氯化鋅.安全卡.2023-03-24

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