في الكيمياء إن مركب فوسفات الزنك وفي الإنجليزية: (zinc phosphate) ويختصر بـ (ZP) عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (Zn3(PO4)2)، مع وزن جزيئي مقداره 386.11 غرام لكل مول، وهو مسحوق أبيض قابل للذوبان في الأحماض وهيدروكسيد الأمونيوم، وغير قابل للذوبان في الماء، ستخدم فوسفات الزنك عادة في التثبيت الدائم في طب الأسنان.
فوسفات الزنك
- فوسفات الزنك مركب غير عضوي يتكون من عنصري الفوسفور والأكسجين والزنك بالصيغة الجزيئية: (Zn3(PO4)2)، وهو عبارة عن مسحوق أبيض يتم استخدامه في العادة كمثبط للتآكل عند وضعه على الأسطح المعدنية، بعض الأشكال المختلفة للزنك أورثو فوسفات هي معادن مثل الأميت والبارهوبايت.
- يمتلك فوسفات الزنك نقطة انصهار مقدارها 900 درجة مئوية، وكثافة 3.998 جم لكل سم مكعب، له شكل مسحوق أبيض عديم الرائحة، غير قابل للذوبان في الماء، ينشأ من أسمنت فوسفات الزنك، يشيع استخدام هذا الأسمنت كقاعدة لترميم الأسنان، يتم استخدامه لتدعيم التيجان والبطانات والجسور وكترميم مؤقت وأجهزة تقويم الأسنان.
- يتم تصنيعه من خلال خلط مسحوق أكسيد المغنيسيوم وأكسيد الزنك مع سائل يتكون من حمض الفوسفوريك والماء، لا رائحة لفوسفات الزنك، وهو قابل للذوبان في حامض معدني مخفف، حمض الخليك، الأمونيا ومحلول هيدروكسيد قلوي، غير قابل للذوبان في الماء أو الكحول، تقل قابليته للذوبان مع زيادة درجة الحرارة.
- عند تسخين فوسفات الزنك المائي إلى درجة 100، يتم فقد 2 من المياه الكريستالية لتكوين فوسفات الزنك اللا مائي، يطلق على المعدن الطبيعي لفوسفات الزنك اسم “خام الزنك عن طريق الفوسفات”، وهناك نوعان منه النوع ألفا والنوع بيتا، يستخدم كمادة أساس طلاء الفينول، الإيبوكسي، الألكيد، الصباغ، المطاط المكلور ومواد البوليمر العضوية المثبطة للهب، ككاشف كيميائي.
- فوسفات الزنك غير قابل للذوبان في الماء أو الإيثانول وقابل للذوبان في حمض مخفف والأمونيا ومحاليل ملح الأمونيوم، يمكن الحصول عليه من خلال تفاعل محلول حمض الفوسفوريك مع أكسيد الزنك، أو عن طريق تفاعل فوسفات الصوديوم مع كبريتات الزنك، ويجب أن يتم تخزين فوسفات الزنك في مستودع بارد وجيد التهوية وجاف، ونقله لمنع المطر والرطوبة والحرارة.
- لا يجوز تخزين فوسفات الزنك وخلطه مع المواد الصالحة للأكل، ولا يكدس مع الأحماض والقلويات والزيت والمواد القابلة للاحتراق، أثناء التحميل والتفريغ، من الواجب أن يتم توخي الحذر لمنع كسر العبوة، وتكون مبطنة بأكياس بلاستيكية من البولي إيثيلين، عبوة برميلية من الألواح الليفية الخارجية، يتم إطفاء الحريق باستخدام المياه والرمل وثاني أكسيد الكربون.
استخدامات فوسفات الزنك
- يستخدم فوسفات الزنك كأسمنت الأسنان، طلاء التحويل من الفولاذ والألمنيوم والأسطح المعدنية الأخرى، ستخدم فوسفات الزنك في طب الأسنان وهو مادة تستخدم في تثبيت البطانات والتيجان والجسور وأجهزة تقويم الأسنان وأحيانًا كترميم مؤقت، ويستخدم كعامل طلاء وكذلك كعامل معالجة السطح.
- يستخدم فوسفات الزنك في صناعة المنتجات المطاطية، وكعامل مضاد للتحجيم، كما ويتم استخدامه في صناعة الأصباغ، وكمادة مضافة في الدهانات، ويستخدم أيضا كمثبط للتآكل، وفي منتجات معالجة المياه، يستخدم كراتنج الألكيد والفينول والإيبوكسي وأنواع أخرى من مواد الطلاء الأساسية.
- ويستخدم فوسفات الزنك أيضًا في إنتاج أصباغ غير سامة مضادة للصدأ وطلاءات قابلة للذوبان في الماء، ويستخدم أيضًا للمطاط المكلور ومواد البوليمر الاصطناعية المثبطة للهب، كما ويستخدم كمواد صيدلانية ولواصق أسنان، وفي الطلاء المضاد للصدأ، والفوسفور، إن فوسفات الزنك (ZP) والباريوم ميتابورات وأصباغ كرومات السترونتيوم هي أيضًا مكونات شائعة في الطلاءات المانعة للتآكل.
- وغالبًا ما تصاغ البادئات الرقيقة المثبطة للغسيل بأصباغ كرومات أو فوسفات يتم إدخالها في مادة رابطة بوليمرية صناعية مثل بوليمر كلوريد الفينيل المشترك، وتشتمل مجموعة الأصباغ غير العضوية المانعة للتآكل أيضًا على كربونات الرصاص وكرومات السترونتيوم وأكسيد الزنك وفوسفات الزنك، ويعتبر فوسفات الزنك بأنه أكثر الأصباغ المثبطة غير السامة نجاحًا تجاريًا المستخدمة في تركيبات الطلاء.
- وعلاوة على ذلك فإنه لا يمثل استخدام الفوسفات تكلفة باهظة، كما أن تطبيق فوسفات الزنك أسهل من البدائل الأخرى المقترحة لأصباغ الكرومات، هذا هو الصباغ المضاد للتآكل الأكثر استخدامًا في الدهانات، وقد أدى الاستخدام المكثف لفوسفات الزنك غير السامة والمقبولة بيئيًا إلى حدوث ضغط هائل للوائح التي تحظر استخدام الرصاص الأحمر والأصباغ المضادة للتآكل المطلية بالكروم.
- تشير النتائج التجريبية إلى أن فوسفات الزنك وجميع الأصباغ القائمة على الفوسفات (الزنك والألومنيوم متعدد الفوسفات، فوسفات الزنك المعدلة بمثبط التآكل العضوي، إلخ) تظهر كفاءة محسنة في مقاومة التآكل عند زيادة تركيزها.
تحضير فوسفات الزنك
- طريقة أكسيد الزنك: يضاف محلول حمض الفوسفوريك المخفف بنسبة 15٪ إلى المفاعل، ويتم تكوين فوسفات الزنك عن طريق إضافة ببطء ملاط أكسيد الزنك بتركيز حوالي 20٪ مع التحريك للتفاعل، وتبقى درجة الحرارة أقل من 30 درجة مئوية، تتم إضافة بذور ثنائي هيدرات فوسفات الزنك وتسخينها إلى 80 درجة مئوية تحت شرط قيمة الرقم الهيدروجيني 3، وتسخينها إلى 80 درجة مئوية، ثم ترشيحها، وغسلها بالماء الساخن، وسحقها، وتجفيفها عند 90 درجة مئوية للحصول على منتج ثنائي فوسفات الزنك النهائي.
- طريقة التحلل المزدوج: يضاف محلول فوسفات ثلاثي الصوديوم إلى المفاعل، ويضاف محلول كبريتات الزنك ببطء مع التحريك، ويتم إجراء تفاعل التحلل المزدوج عند 70 ~ 80 درجة مئوية، بعد التفاعل الكامل، يتم ترشيح التفاعل، وإزالة أيونات الكبريتات عن طريق الشطف بالماء، ثم سحقها وتجفيفها عند درجة حرارة 1 20 درجة مئوية للحصول على ثنائي فوسفات الزنك النهائي.
3ZnSO4 + 2Na3P04 → Zn3(PO4)2 + 3Na2SO4
