Carbonato de zinc (ZnCO3): estructura, propiedades, usos
El carbonato de zinc es un compuesto inorgánico formado por los elementos zinc (Zn), carbono (C) y oxígeno (O). Su fórmula química es ZnCO3. El zinc posee un estado de oxidación de +2, el carbono +4 y el oxígeno -2.
Es un sólido incoloro o blanco que se encuentra en la naturaleza formando el mineral smithsonita, en el cual puede estar solo o con otros elementos como cobalto o cobre, los cuales le confieren una coloración violeta o verde respectivamente.
El ZnCO3 es casi insoluble en agua, pero se disuelve fácilmente en ácidos diluidos, pues el ion carbonato en medio ácido forma ácido carbónico (H2CO3), que luego se convierte en el gas CO2 y agua.
Se utiliza como antiséptico en heridas de animales y en ocasiones es suministrado en la dieta para evitar enfermedades causadas por deficiencia de zinc.
Sirve para retrasar el quemado que ciertas fibras, plásticos y gomas cuando entran en contacto con el fuego. Permite separar minerales tóxicos de arsénico de otras rocas de manera segura.
Ha sido utilizado en pastas dentífricas para recuperar la dentina en los dientes sometidos a blanqueamiento.
Índice del artículo
El ZnCO3 está formado por un catión Zn2+ y un anión CO32-. El carbono en el ion carbonato posee un estado de oxidación de +4. Este ion posee una estructura plana con los tres átomos de oxígeno rodeando el átomo de carbono.
- Carbonato de zinc
- Monocarbonato de zinc
- Sal de zinc del ácido carbónico
- Smithsonita
- Espato de zinc
Sólido incoloro o blanco cristalino. Cristales rómbicos.
125,4 g/mol
A 140 ºC se descompone sin fundirse.
4,398 g/cm3 a 20 °C.
Prácticamente insoluble en agua: 0,000091 g/100 g de H2O a 20°C. Soluble en ácidos diluidos, álcalis y soluciones de sales de amonio. Insoluble en amoniaco, alcohol y acetona.
Reacciona con ácidos formando dióxido de carbono:
ZnCO3 + 2 H+ → Zn2+ + H2O + CO2↑
Se disuelve en bases formando el hidróxido, el cual se disuelve parcialmente formando un ion de zincato:
ZnCO3 + 2 OH– → Zn(OH)2 + CO32-
Zn(OH)2 + H2O + OH– → [Zn(OH)3(H2O)]–
No es inflamable. Cuando se calienta hasta su descomposición produce óxido de zinc y dióxido de carbono, pero puede llegar a emitir monóxido de carbono (CO).
ZnCO3 + calor → ZnO + CO2↑
Se obtiene moliendo el mineral smithsonita, antiguamente denominado espato de zinc.
También se puede preparar mezclando una solución de carbonato de sodio con una sal de zinc, como por ejemplo sulfato de zinc. El sulfato de sodio permanece disuelto y el carbonato de zinc precipita:
ZnSO4 + Na2CO3 → ZnCO3↓ + Na2SO4
Este compuesto permite obtener algunos productos farmacéuticos. Se aplica sobre la piel inflamada en forma de polvo o de loción.
El ZnCO3 sirve como astringente, antiséptico y protector tópico de heridas en animales.
También permite prevenir enfermedades causadas por la deficiencia de zinc, por lo que se usa como suplemento en la dieta de algunos animales, siempre que las cantidades administradas estén dentro de las normas establecidas por los organismos de salud.
En brotes de paraqueratosis en cerdos se añade a la dieta de estos. Esta enfermedad es una alteración de la piel en la que no se forma correctamente la capa córnea.
Se emplea como relleno a prueba de fuego para gomas y plásticos que se exponen a altas temperaturas. Permite proteger del fuego fibras textiles.
En el caso de los textiles de algodón se aplica sobre la tela junto con algo de álcali. Este ataca directamente los grupos hidroxilo primarios (–CH2OH) de la celulosa y los convierte en sodiocelulosa (–CH2ONa).
La ruptura de enlaces de celulosa por parte del álcali favorece una mayor penetrabilidad de las cadenas de la compacta estructura celulósica, por lo que más cantidad de ZnCO3 logra introducirse en la zona amorfa de esta y se facilita su dispersión.
Como resultado de esto se reduce la cantidad de gas inflamable que se podría producir con el fuego.
Ciertas cremas dentífricas basadas en nanocristales de carbonato de zinc e hidroxiapatita aplicadas con regularidad a la dentadura reducen la hipersensibilidad de manera más efectiva que las basadas en flúor.
Los nanocristales de ZnCO3 e hidroxiapatita presentan un tamaño, forma, composición química y cristalinidad similar a la de la dentina, por lo que los túbulos dentinales pueden cerrarse con la aplicación de estos materiales.
Este tipo de pastas dentífricas resultaron útiles luego de procesos de blanqueamiento dental.
Se han probado métodos de separación de minerales de arsénico de rocas de sulfuro (tales como galena, calcopirita y pirita) utilizando ZnCO3. El mineral rico en arsénico debe separarse de los otros debido a que este elemento es un contaminante muy tóxico y venenoso para los seres vivos.
Para lograr esto se trata la mezcla de las rocas molidas con una solución de sulfato de zinc y carbonato de sodio a un pH de 7,5-9,0 y un compuesto de xantato.
Se atribuye la efectividad de la fórmula a la formación de pequeñas partículas de ZnCO3 sobre la superficie de la arsenopirita volviéndola hidrofílica (afín al agua), por lo que no se puede adherir a las burbujas de aire y no puede flotar, precipitando y separándose de los otros minerales.
El carbonato de zinc se ha empleado para obtener nanoestructuras hidrofóbicas de borato de zinc de fórmula 3ZnO•3B2O3•3,5H2O. Este material puede emplearse como aditivo retardante de llama en polímeros, madera y textiles.
Las aguas sintéticas ricas en iones zinc desechadas por procesos de electrodeposición pueden tratarse mediante la tecnología de lecho fluidizado utilizando carbonato de sodio para precipitar ZnCO3.
Al precipitar el Zn2+ en forma de carbonato disminuye su concentración, se filtra el sólido obtenido y las aguas pueden desecharse de forma segura. El ZnCO3 precipitado es de alta pureza.
Permite preparar otros compuestos de zinc. Se utiliza en cosméticos. Sirve como pigmento y se emplea en la fabricación de porcelanas, cerámicas y alfarería.
La inhalación de polvo de ZnCO3 puede causar resequedad de la garganta, tos, malestar en el pecho, fiebre y sudoración. Su ingestión produce nausea y vómitos.
El riesgo principal es su efecto sobre el ambiente, por lo que se debe evitar que sea esparcido en este. Es muy tóxico para la vida acuática con consecuencias que perduran en los organismos vivos.
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