Qu’est-ce que l’oxyde de zinc ?
L’oxyde de zinc est un oxyde dont la formule chimique est ZnO.
Il existe à l’état naturel sous forme de minerai de zinc rouge, mais dans des zones limitées. L’oxyde de zinc est souvent appelé “fleur de zinc” ou “blanc de zinc”.
En vertu de la loi sur la santé et la sécurité au travail, il fait partie des substances dangereuses et toxiques qui doivent être étiquetées et notifiées avec leur nom, etc. Il ne relève pas de la loi sur les normes de travail, de la loi sur la promotion du contrôle des substances chimiques (loi PRTR), de la loi sur le contrôle des substances toxiques et délétères ni de la loi sur les services d’incendie.
Utilisations de l’oxyde de zinc
L’oxyde de zinc est utilisé dans les peintures à pigments blancs, les peintures et le verre émulsionné. Il est également utilisé comme additif dans les produits en caoutchouc tels que les pneus pour améliorer la durabilité et la dissipation de la chaleur.
Il est largement utilisé dans les cosmétiques et peut être utilisé comme écran solaire en raison de ses propriétés de réflexion des UV. En raison de ses effets déodorants et réducteurs de sueur, il est utilisé dans les anti-transpirants et les draps de corps. En outre, en raison de ses effets astringents, anti-inflammatoires et antiseptiques, il est également utilisé dans les produits pharmaceutiques et peut être utilisé dans les pommades et les liquides.
L’oxyde de zinc est également utilisé comme catalyseur pour la synthèse du méthanol.
Propriétés de l’oxyde de zinc
À température ambiante, l’oxyde de zinc est une poudre blanche qui ne se décompose pas lorsqu’elle est chauffée ; elle jaunit lorsqu’elle est chauffée à environ 300°C et revient lorsqu’elle est refroidie ; lorsqu’elle est chauffée à 1 atm, la sublimation commence à environ 1 300°C. Cette température est inférieure à la température à laquelle l’oxyde de zinc se décompose. Cette température est inférieure à celle à laquelle l’oxyde de zinc est réduit par le carbone.
L’oxyde de zinc est un véritable semi-conducteur. Il réfléchit la lumière sur une large gamme de longueurs d’onde. Avec de légères additions de métaux de transition, il devient un matériau phosphorescent. Il réfléchit la lumière visible et peut absorber les rayons UV. Il émet une lumière phosphorescente à la lumière du soleil, une lumière verte ou violette par rayonnement anodique et cathodique et une thermoluminescence blanche lorsqu’il est chauffé.
L’oxyde de zinc est un oxyde amphotère. Il se dissout dans l’acide pour former des sels de zinc et dans des solutions aqueuses d’hydroxyde alcalin pour former des zincates. Il est soluble dans le carbonate d’ammonium aqueux et dans l’eau ammoniaquée, formant des sels complexes. Il n’est cependant pas soluble dans l’eau.
Structure de l’oxyde de zinc
L’oxyde de zinc est un composé de zinc et d’oxygène. Le minerai de zinc rouge forme des cristaux dans le système cristallin hexagonal.
L’oxyde de zinc cristallise sous deux formes : la wurtzite hexagonale et la sphalérite cubique. La structure de type wurtzite, qui est la plus stable, est la plus courante. La structure de type sphalérite peut être stabilisée en faisant croître l’oxyde de zinc sur un substrat présentant une structure de réseau cubique. Les deux cristaux sont tétraédriques, une forme commune au Zn(II).
Autres informations sur l’oxyde de zinc
1. Méthodes de synthèse de l’oxyde de zinc
Le minerai de zinc rouge naturel est un minéral rare que l’on ne trouve que dans deux mines aux États-Unis d’Amérique. Les cristaux précipités dans les cheminées d’une usine de zinc en Pologne sont vendus.
L’oxyde de zinc est obtenu par pyrolyse de l’oxalate de zinc, dont la formule chimique est ZnC2O4, à 400°C. Il peut également être produit par pyrolyse du carbonate de zinc basique, qui est ZnCO3-3Zn(OH)2. Il peut également être produit par décomposition thermique du nitrate de zinc et du sulfate de zinc.
Industriellement, l’oxyde de zinc est obtenu en chauffant du zinc métallique, en le vaporisant et en le brûlant avec de l’air.
2. Réaction de l’oxyde de zinc
Lorsque les acides gras libres du sébum réagissent avec l’oxyde de zinc, une petite quantité d’ions zinc est produite. Lorsque l’oxyde de zinc entre en contact avec l’atmosphère terrestre, il absorbe une petite quantité de dioxyde de carbone et d’eau.
Lorsqu’il est brûlé avec de l’oxyde de cobalt, le pigment vert de cobalt peut être produit.
Lorsque l’oxyde de zinc est traité avec de l’acide phosphorique, il forme une substance semblable à du ciment utilisée en dentisterie. L’ingrédient principal est appelé “hopestone” et sa formule chimique est Zn3(PO4)2/4H2O.
3. dangers de l’oxyde de zinc
L’oxyde de zinc n’est pas toxique en soi. Cependant, il peut être dangereux si les fumées d’oxyde de zinc produites lorsque le zinc ou les alliages de zinc sont oxydés à haute température sont inhalées. Cela se produit lorsque des alliages contenant du laiton sont fondus, car le point de fusion du laiton est proche du point d’ébullition du zinc. L’exposition à l’oxyde de zinc en suspension dans l’air peut également se produire lors du soudage de l’acier galvanisé et peut provoquer une chaleur due aux fumées métalliques.
Les formulations combinées d’oxyde de zinc et d’absorbeurs d’UV, telles que celles que l’on trouve dans les écrans solaires, ont été signalées comme toxiques en raison de la photolyse de l’oxyde de zinc avec les absorbeurs d’UV à petites molécules.