اقرأ في هذا المقال
في الكيمياء إن كبريتات الزنك عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، يتكون من عنصر الأكسجين وعنصر الكبريت وعنصر الزنك، يمتلك هذا المركب الصيغة الكيميائية التالية: (ZnSO4)، له نقطة انصهار مقدارها 100 درجة مئوية، ونقطة غليان 105 درجة مئوية، وكثافة 1.31 جم لكل مل عند 20 درجة مئوية، يتواجد على شكل سائل عديم اللون، وهو قابل للذوبان في الماء.
كبريتات الزنك
- تظهر كبريتات الزنك على شكل بلورات أو مسحوق معيني عديم اللون أو أبيض في درجة حرارة الغرفة، لها خاصية التقارب وقابل للذوبان في الماء بسهولة مع كون محلولها المائي حامضيًا قابل للذوبان بشكل طفيف في الإيثانول والجلسرين، يمكن أن يتم تخزين كبريتات الزنك النقي في الهواء لفترة طويلة دون أن يتحول إلى اللون الأصفر.
- ويمكن أن يفقد الماء ليصبح مسحوقًا أبيض عند وضعه في الهواء الجاف، وهناك أنواع مختلفة من الهيدرات: في حدود 0-39 درجة مئوية هيدراتها المستقرة المتوازنة مع المرحلة المائية هي كبريتات الزنك هيبتاهيدراتي، وفي حدود 39-60 درجة مئوية هو سداسي هيدرات الزنك كبريتات، وفي حدود 60-100 درجة مئوية ستصبح كبريتات الزنك أحادي الهيدرات.
- عند تسخينها إلى 280 درجة مئوية، ستفقد أنواع مختلفة من الهيدرات الماء تمامًا مع التحلل إلى كبريتات الزنك عند 680 درجة مئوية ومزيد من التحلل عند درجة حرارة تزيد عن 750 درجة مئوية وتتحلل أخيرًا إلى أكسيد الزنك وثالث أكسيد الكبريت عند حوالي 930 درجة مئوية.
- (ZnSO4 • 7H2O) يمكن أن يشكل بلورات مختلطة مع (MSO4 • 7H2O) حيث أن (M = Mg ،Fe ،Mn ،Co ،Ni) ضمن نطاق معين، وهي تستخدم بشكل رئيسي في تحضير المواد الخام من الليثوبون الصبغي والباريوم والزنك ومركبات الزنك الأخرى، كما أن لديها أنواعًا مختلفة من التطبيقات.
- ومن هذه التطبيقات تغذية الحيوانات عند نقص الزنك ومضافات الأعلاف الحيوانية وأسمدة المحصول بالزنك، والمواد المهمة من الألياف الاصطناعية ومحلول الإلكتروليت عند الإنتاج الكهربائي لمعدن الزنك ولا سيما في صناعة النسيج والأدوية العوامل المقيئة والأدوية القابضة ومبيدات الفطريات والمواد الحافظة للأخشاب والجلود.
- ويمكن اشتقاقه من التفاعل بين أكسيد الزنك أو الزنك وحمض الكبريتيك أو من خبز السفاليريت في فرن الخبز متبوعًا بالاستخلاص والتكرير، ويستخدم كبريتات الزنك في الطبيعة مثل معدن الزنك، هيبتاهيدراتي (ZnSO4 • 7H2O) هو المعدن (goslarite)، يستخدم الملح كمادة لاذعة في طباعة الكاليكو، وفي صناعة الحرير الصناعي وفي حفظ الأخشاب وفي أعلاف الحيوانات وفي الطلاء الكهربائي وفي تحضير العديد من مركبات الزنك.
- إن المحاليل المائية من كبريتات الزنك تكون حمضية، وهي قابلة للذوبان في الماء بشكل عام، وتحتوي المحاليل الناتجة على نسبة معتدلة من أيونات الهيدروجين ولها أس هيدروجيني أقل من 7.0، تتفاعل كأحماض لتحييد القواعد، وتعطي هذه المعادلات حرارة.
استخدامات كبريتات الزنك
- كبريتات الزنك اللامائية عبارة عن مادة صلبة بلورية عديمة اللون، يتم الحصول على كبريتات الزنك أيضًا على شكل سداسي هيدرات (ZnSO4.6H2O)، وهيبتاهيدرات (ZnSO4.7H2O)، جميع الأشكال قابلة للذوبان في الماء، وكلها غير قابلة للاحتراق.
- إن الخطر الأساسي هو التهديد الذي يشكله على البيئة، يجب اتخاذ خطوات فورية للحد من انتشاره في البيئة، وتستخدم كبريتات الزنك في إنتاج الحرير الصناعي وكمكمل غذائي، وتستخدم للحصول على مادة الزنك، وفي طباعة المنسوجات وصنع الليثوبون ولتشريب الخشب والجلود وكمادة مضافة إلى حمامات الغزل لإنتاج الحرير الصناعي وفي الطلاء الكهربائي وفي أعلاف الحيوانات.
- يمكن استخدامه لعلاج نقص الزنك: الزنك هو مكون للعديد من الإنزيمات الهامة في الجسم الحي مثل الكربونيك الأنهيدراز والفوسفاتيز القلوي كونه عنصرًا نادرًا لا غنى عنه في جسم الإنسان، ويمكن استخدام مكملات الزنك لعلاج نقص الزنك مثل التقزم والتهاب الجلد اللامع ونقص الزنك الناجم عن نقص التغذية الوريدي طويل الأمد وما إلى ذلك، ويمكن استخدامه لعلاج الأمراض المتعلقة بنقص الزنك: مثل حب الشباب وتقرحات الجلد والصدفية والتهاب الجلد الدهني.
- وفي علاج الأكزيما المزمنة وتقرحات الفم وتساقط الشعر واضطرابات حاسة الشم، ويمكن استخدامه كمواد أساسية للطباعة والصباغة والمواد الحافظة للأخشاب وعامل التبييض لصناعة الورق، ويستخدم أيضًا في الطب والألياف الاصطناعية وفي التحليل الكهربائي والطلاء الكهربائي ومبيدات الآفات وكذلك إنتاج ملح الزنك، ولقد تم استخدام محلول كبريتات الزنك كعنصر في وسائل الإعلام لفحوصات النمو في المختبر.
- كما تم استخدام كبريتات الزنك كمكمل في الوسائط جنبًا إلى جنب مع (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)) مع التعبير عن البروتينات المحتوية على الزنك، إن المستحضر التجاري الرئيسي لكبريتات الزنك هو الحبيبات أحادية الهيدرات (36٪ من الزنك) المستخدمة كسماد، وهو أيضًا أحد مكونات حمام الغزل في إنتاج الرايون ومبيدات الفطريات الكرباماتية وأحواض الطلاء بالزنك ومحاليل العيون.
- تستخدم كبريتات الزنك كعامل تسريع في مادة طب الأسنان، وعامل تعويم الرغوة ومضافات الأعلاف الحيوانية، وهناك الاستخدامات المستخدمة مع هيدروكسيد الباريوم لنزع البروتين عن طريق ترسيب كبريتات الباريوم في الدم الكامل أو عينات البلازما أو المصل الملونة أو العكرة، يتوفر بعد ذلك المادة الطافية أو المرشح الناتج للتحليل اللاحق للجلوكوز بواسطة طريقة (Somogi-Nelson).
طرق الإنتاج لكبريتات الزنك
- يتم إنتاج مادة كبريتات الزنك كوسيط في استعادة الزنك من معدن الزنك المخلوط (ZnS)، يتم تحميص المعدن عند حوالي 1000 درجة مئوية لتكوين أكسيد الزنك وثاني أكسيد الكبريت الذي يتحول، عند التسخين المطول في الهواء الزائد إلى كبريتات الزنك:
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
2ZnO + 2SO2 + O2 → 2ZnSO4
- وفي عملية استعادة الزنك فإنه يتم ترشيح المنتجات المحمصة بحمض الكبريتيك، وعندها يتم تحويل أكسيد الزنك إلى كبريتات.
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
- أيضًا فإنه يمكن تحضير كبريتات الزنك عن طريق تفاعل الزنك المعدني مع حمض الكبريتيك المخفف متبوعًا بالتبخر والتبلور:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
الخصائص الفيزيائية لكبريتات الزنك
- الكبريتات اللامائية عبارة عن مادة صلبة بلورية متجانسة السطوح عديمة اللون، تملك معامل الانكسار 1.658، والكثافة 3.54 جم لكل سم مكعب، يتحلل عند 600 درجة مئوية، وهو قابل للذوبان في الماء والميثانول والجلسرين، أما سداسي هيدرات (ZnSO4 .6H2O) يشكل بلورات أحادية عديمة اللون أو بلورات رباعي الزوايا، يمتلك كثافة 2.072 جم لكل سم مكعب في 15 درجة مئوية، ويفقد خمسة جزيئات ماء عند 70 درجة مئوية، ويذوب في الماء.
- أما هيبتاهيدراتي (ZnSO4. 7H2O) هي مادة صلبة بلورية عديمة اللون ذات طعم معدني على شكل بلورات معينية السطوح، لها معامل الانكسار 1.457 والكثافة 1.957 جم لكل سم مكعب عند 25 درجة مئوية، يذوب عند 100 درجة مئوية ويفقد جميع جزيئات الماء عند 280 درجة مئوية، ويتحلل فوق 500 درجة مئوية، وهو شديد الذوبان في الماء بنسبة 96.5 جم لكل 100 مل عند 20 درجة مئوية، وهو قابل للذوبان في الجلسرين بنسبة 40 جم لكل 100 مل، غير قابل للذوبان في الكحول.
