Hidróxido de zinc: qué es, estructura, propiedades y usos
¿Qué es el hidróxido de zinc?
El hidróxido de zinc (Zn(OH)2) es considerado como una sustancia química de naturaleza inorgánica, compuesto únicamente por tres elementos: zinc, hidrógeno y oxígeno. Puede encontrarse de manera rara en la naturaleza, en diferentes formas sólidas cristalinas de tres minerales que son hallados difícilmente, conocidos como sweetita, ashoverita y wülfingita.
Cada uno de estos polimorfos posee características intrínsecas a su naturaleza, aunque comúnmente provienen de las mismas fuentes de roca caliza y se encuentran en combinación con otras especies químicas.
Del mismo modo, una de las propiedades más importantes de esta sustancia es su capacidad de actuar como ácido o base dependiendo de la reacción química que se lleve a cabo, es decir, es anfótera.
Sin embargo, el hidróxido de zinc produce un cierto nivel de toxicidad, irritación ocular si se tiene contacto directo con él y representa un riesgo ambiental, especialmente en espacios acuáticos.
Estructura química del hidróxido de zinc
En el caso del mineral llamado sweetita, se forma en venas oxidadas que se encuentran en el lecho de rocas de tipo caliza, junto a otros minerales como la fluorita, galena o cerusita, entre otros.
La sweetita está conformada por cristales tetragonales, que poseen un par de ejes de longitud idéntica y un eje de distinta longitud, originándose ángulos de 90° entre todos los ejes. Este mineral posee un hábito cristalino de estructura bipiramidal y forma parte del conjunto espacial 4/m.
Por otro lado, la ashoverita se considera un polimorfo de la wülfingita y la sweetita, llegando a ser traslúcido y luminiscente.
Además, la ashoverita (que se encuentra junto a la sweetita y otros polimorfos en rocas calizas) posee una estructura cristalina tetragonal, cuyas celdas se intersectan en los ángulos.
La otra forma en la que se encuentra el óxido de zinc es la wülfingita, cuya estructura se basa en el sistema cristalino ortorrómbico, de tipo disfenoidal, y se halla en conjuntos con forma de estrella o incrustaciones.
Obtención
Para producir hidróxido de zinc pueden emplearse diversos procedimientos, entre estos se encuentra la adición de hidróxido de sodio en solución (de manera controlada) a una de las numerosas sales que forma el zinc, en solución también.
Como el hidróxido de sodio y la sal de zinc son electrolitos fuertes, se disocian completamente en soluciones acuosas, de manera que se forma el hidróxido de zinc según la siguiente reacción:
2OH– + Zn2+ → Zn(OH)2
La ecuación anterior describe la reacción química que ocurre para la formación del hidróxido de zinc, de una manera sencilla.
Otra manera de obtener este compuesto es a través de una precipitación acuosa de nitrato de zinc con adición de hidróxido de sodio en presencia de la enzima conocida como lisozima, la cual se encuentra en una gran cantidad de secreciones como las lágrimas y la saliva de los animales, entre otras, además de que posee propiedades antibacterianas.
Aunque no es indispensable la utilización de lisozima, se obtienen estructuras distintas de hidróxido de zinc cuando se alteran las proporciones y la técnica mediante la cual se combinan estos reactivos.
Otras reacciones
Sabiendo que el Zn2+ da origen a iones que están hexahidratados (cuando se encuentra en concentraciones elevadas de este solvente) e iones tetrahidratados (cuando se halla en concentraciones pequeñas de agua), se puede incidir que mediante la donación de un protón del complejo formado al ion OH– se forma un precipitado (de color blanco) como sigue:
Zn2+(OH2)4(ac) + OH–(ac) → Zn2+(OH2)3OH–(ac) + H2O(l)
En caso de añadir hidróxido de sodio en exceso, ocurrirá la disolución de este precipitado de hidróxido de zinc con la consecuente formación de una solución del ion conocido como cincato, la cual es incolora, de acuerdo a la siguiente ecuación:
Zn(OH)2 + 2OH– → Zn(OH)42-
La razón para que se disuelva el hidróxido de zinc es porque esta especie iónica comúnmente se encuentra circundada por ligandos de agua.
Al añadir un exceso de hidróxido de sodio a esta solución formada, lo que sucede es que los iones de hidróxido van a reducir la carga del compuesto de coordinación a -2, además de convertirlo en soluble.
En cambio, si se añade amoniaco (NH3) en exceso, se crea un equilibrio que origina la producción de iones de hidróxido y genera un compuesto de coordinación con carga +2 y 4 uniones con las especies ligando de amoniaco.
Propiedades del hidróxido de zinc
Tal como sucede con los hidróxidos que se forman a partir de otros metales (por ejemplo: hidróxido de cromo, aluminio, berilio, plomo o estaño), el hidróxido de zinc, así como el óxido formado por este mismo metal, posee propiedades anfotéricas.
Al considerarse anfótero, este hidróxido presenta tendencia a disolverse de manera fácil en una solución diluida de una sustancia ácida fuerte (como el ácido clorhídrico, HCl) o en una solución de una especie básica (como el hidróxido de sodio, NaOH).
Del mismo modo, cuando se trata de realizar ensayos para comprobar la presencia de iones de zinc en solución, se emplea la propiedad de este metal que permite la formación del ion cincato cuando se añade hidróxido de sodio en exceso a una solución que contiene hidróxido de zinc.
Además, el hidróxido de zinc puede producir un compuesto de coordinación de una amina (que es soluble en agua) cuando es disuelto en presencia de amoníaco acuoso en exceso.
En cuanto a los riesgos que este compuesto representa cuando se entra en contacto con él, se encuentran: irritación grave en los ojos y en la piel, muestra bastante toxicidad para los organismos acuáticos y representa riesgos a largo plazo para el medioambiente.
Usos del hidróxido de zinc
A pesar de encontrarse en minerales raros, el hidróxido de zinc posee muchas aplicaciones, entre las que se encuentra la obtención sintética de hidróxidos dobles laminares (HDL) en forma de películas de zinc y aluminio, a través de procesos electroquímicos.
Otra aplicación que suele otorgársele es en el proceso de absorción en materiales o apósitos quirúrgicos.
Del mismo modo, este hidróxido es empleado con el fin de hallar sales de zinc mediante la mezcla de una sal de interés con hidróxido de sodio.
También existen otros procesos que involucran la presencia del hidróxido de zinc como reactivo, tal como la hidrólisis de sales mediante compuestos de coordinación de este compuesto.
Asimismo, en la investigación de las propiedades que presenta la superficie en el proceso de adsorción reactiva en el sulfuro de hidrógeno, se analiza la participación de este compuesto de zinc.
Referencias
- Wikipedia (s.f.). Zinc Hydroxide. Recuperado de en.wikipedia.org
- Pauling, L. (2014). General chemistry. Obtenido de books.google.co.ve
- PubChem (s.f.). Zinc Hydroxide. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Sigel, H. (1983). Metal Ions in Biological Systems: Volume 15: Zinc and its Role in Biology. Obtenido de books.google.co.ve
- Zhang, X. G. (1996). Corrosion and Electrochemistry of Zinc. Recuperado de books.google.co.ve