Kẽm oxide

Kẽm oxide (công thức hóa học: ZnO; trước đây, do được sử dụng để làm chất màu trắng nên được gọi là kẽm trắng, hay kẽm hoa là chất bột mịn sau khi ngưng tụ kẽm ở trạng thái hơi). Ngày nay, kẽm trắng là thuật ngữ chỉ ZnO được sản xuất bằng cách đốt cháy kẽm kim loại.

Lịch sử

Suốt thời gian dài, ZnO đã được biết đến là một sản phẩm phụ trong quá trình luyện đồng. Người La Mã đã sử dụng nó để luyện đồng thau và chế biến thuốc mỡ. Các nhà giả kim cũng đã nghĩ rằng có thể biến kẽm oxide thành vàng. Vào thế kỷ XIII, nhà hóa học Đức Cramer đã phát hiện ra rằng đốt cháy kẽm kim loại sẽ tạo ra kẽm oxide. Năm 1781, ở Pháp, Courtois mới bắt đầu sản xuất ZnO, nhưng chỉ đến năm 1840, phương pháp này mới được áp dụng rộng rãi để sản xuất ZnO, nhờ vào nhu cầu ngày càng tăng của nó. Kẽm oxide đã được sử dụng như là một thay thế cho chì trắng (khi đó là tên gọi của chì(II) oxide). Kẽm oxide có ưu điểm là không độc hại và không bị sạm màu trong môi trường khí. Năm 1850, S.Wetherill (New Jersey) đã hoàn thành một lò nung, trong đó có một lưới lọc được phủ bởi một hỗn hợp quặng kẽm và than. Khi đốt cháy than, kẽm bị oxy hóa thành ZnO ở cửa ra của lò. Các lò nung này đã được cải tiến và ngày nay không còn được sử dụng nữa. Trong suốt nửa sau của thế kỷ 19, ZnO được sử dụng trong sản xuất cao su để giảm thời gian cần thiết trong quá trình lưu hóa cao su. Năm 1906, các nhà hóa học đã điều chế thành công chất xúc tác hữu cơ đầu tiên cho phản ứng lưu hóa cao su. Phát hiện này đã tăng thêm tầm quan trọng của kẽm oxide, khiến nó trở thành một trong những hóa chất quan trọng để sản xuất chất xúc tác này.

Cơ sở lý thuyết về tính màu của ZnO

Theo lý thuyết lượng tử, ánh sáng được xem như là các hạt gọi là photon, mỗi photon có năng lượng được xác định bởi công thức: E = hf = hc − 1. Do đó, khi vật chất hấp thu ánh sáng, nó tương đương với việc phân tử hấp thu năng lượng. Theo lý thuyết lượng tử, electron sẽ chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn khi bị kích thích bởi ánh sáng. Ánh sáng trắng bao gồm nhiều sóng điện từ khác nhau, mỗi sóng có bước sóng khác nhau dẫn đến năng lượng khác nhau. Khi một sóng điện từ có đủ năng lượng để kích thích electron, phân tử sẽ hấp thu sóng điện từ đó. Do đó, màu sắc của hợp chất phụ thuộc vào việc phối hợp các sóng điện từ còn lại. Đối với ZnO, phân tử ZnO hấp thu ánh sáng có bước sóng trong vùng tử ngoại, do đó nó phản chiếu lại các sóng điện từ có bước sóng thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy được, nên ZnO hiển thị màu trắng.

Tính chất vật lý

• Ở điều kiện thông thường, kẽm oxide tồn tại dưới dạng bột trắng mịn. Khi nung trên 300 ℃, nó chuyển sang màu vàng (sau khi làm lạnh, nó trở lại màu trắng).
• Kẽm oxide hấp thụ tia cực tím và ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 366 nm.
• Khi thêm một lượng nhỏ kim loại hóa trị I hoặc hóa trị III vào mạng tinh thể, kẽm oxide trở thành chất bán dẫn. Hơi kẽm oxide rất độc.

Ứng dụng

ZnO được sử dụng trong việc điều trị viêm da, eczema,...

ZnO cũng là thành phần quan trọng trong các loại kem và thuốc mỡ điều trị da như:

• Điều trị da khô, các bệnh da và nhiễm khuẩn da như vùng da bị kích ứng
• Vết bỏng nông, không rộng.
• Cháy nắng, hồng ban do bị chiếu nắng, bảo vệ da do nắng.

Liên kết ngoài