硫酸锌

易溶于水的化合物

硫酸锌(英文名称: 锌 Sulfate), 无机化合物 ,其七 水合物 又称皓矾。 化学式 为ZnSO 4 , 摩尔质量 为161.4g/ 摩尔 ,密度为3.8g/cm 3 。硫酸锌为白色或无色粉末或斜方 晶体 ,无味,味涩,易溶于水,也溶于 丙三醇 和 乙醇 ,不溶于 丙酮 。 硫酸锌有多种 水合物 ,如一水硫酸锌、六水硫酸锌和 七水硫酸锌 。 硫酸锌加热会分解,可以与碱、盐、 氧化物 发生化学反应。 制备硫酸锌的方法有 复分解反应 法、 闪锌矿 煅烧法和 菱锌矿 法。

硫酸锌在医药上有防腐和收敛作用;食品上用作锌的强化剂;在农业上作 杀菌剂 和防止 果树苗 園的病害,以及配制花木 无土栽培 营养液 ,还用于治疗动物的 锌缺乏症 ;工业上硫酸锌可以用于制造 立德粉 和锌盐和 过氧化钠 、 防腐剂 等。

相关历史

1753年,勃润特首次用 氧化锌 和 硫酸 制得硫酸锌。 1836年, 英国 科学家 丹尼尔 (Daniell)改良“Vota电堆”,他将锌置于硫酸锌溶液中,将铜置于 硫酸铜溶液 中,并用 盐桥 或离子膜等方法将两 电解质 溶液连接的一种 原电池 。这种电池解决了 电池 极化 问题,使电池电压趋于稳定,因此这种电池又称 丹尼尔电池 。 1906年, 德国 物理化学 家F. 弗里茨·哈伯 发明了不极化的锌/硫酸锌 参比电极 。 1959年,孔祥瑞用硫酸锌成功治疗小腿慢性溃疡。Frommer (1975)用硫酸锌治 胃溃疡 。

自然分布

硫酸锌的天然矿物为 闪锌矿 和 纤锌矿 。 闪锌矿常见于各种热液成因矿床中,是分布最广的锌矿物。 闪锌矿 氧化成易溶于水的硫酸锌,并往往随 地表水 而运移,在适当条件和地点形成 菱锌矿 等次生矿物。在 变质作用 下,闪 锌矿 不稳定,会转变为 红锌矿 、 锌铁尖晶石 等矿物。纤锌矿在自然界中分布远不如闪锌矿普遍。它通常从酸性溶液中析出,很少见于热液矿床中。

理化性质

物理性质

硫酸锌为白色或无色粉末或斜方 晶体 , 化学式 为ZnSO 4 , 摩尔质量 为161.4g/ 摩尔 ,密度为3.8g/cm 3 , 熔点 为680℃。无味,味涩,易溶于水,20℃时在水中的 溶解度 为22g/100mL,水溶液呈酸性,微溶于乙醇和甘油,不溶于 丙酮 。纯的硫酸锌在空气中久贮后不会变黄,置于干燥空气中会风化失水生成白色粉末。

化学性质

水合物

硫酸锌有多种 水合物 :在0℃~39℃与水相平衡的稳定水合物为ZnSO 4 ·7H 2 O,39℃~60℃为ZnSO 4 ·6H 2 O,60℃~100℃为ZnSO 4 ·H 2 O。当加热到250℃时各种水合物完全失去 结晶水 。

加热分解

硫酸锌在加热至770℃~927℃会分解生成 氧化锌 和 三氧化硫 。

与碱反应

硫酸锌与 氢氧化钠 反应会生成沉淀 氢氧化锌 。

与盐反应

硫酸锌与下列盐反应会有不同产物生成。

与氧化物反应

硫酸锌与下列氧化物反应会有不同产物生成。

应用领域

医药

硫酸锌有防腐、收敛作用。滴眼可以用于慢性 结膜炎 、 沙眼 的止痒等。其溶液局部湿敷可以用于 湿疹 、 皮炎 。口服可以促进腿部 溃疡 、 痤疮 、 常青藤 中毒及浓疤疮的修复痒愈。口服片剂可提高 血浆 的锌浓度。临床利用其口服易引起 消化道 反应,如恶心、呕吐、 腹泻 的不良反应,还用于农药、 药物中毒 时的催吐。

食品

中国现已批准钙、铁、锌、碘、 、 六种矿物质作为食品的营养强化剂来使用。一般用作锌的强化剂有硫酸锌、 氯化锌 、 乙酸锌 等。锌是机体发育、 性成熟 、智力发育、机体免疫等不可缺少的 微量元素 之一,对儿童尤为重要。在中国约有40%的儿童处于临界性缺锌状况。 也可以在酵母中加入硫酸锌,即 富锌酵母 ,是一种 生物蛋白锌 补充剂。

农业

硫酸锌在农业上可用于防止果树苗圃的病害,也是一种补充作物锌微量元素肥的常用肥料,可做基肥,叶面肥等。施肥方法:取用0.04~0.06千克锌肥,对水1千克,拌种10千克,堆闷2~3小时播种。播种前将锌肥施于根际层,每亩施0.75~1千克。苗期若叶色偏淡,可喷施锌肥,每亩用量0.1千克。 硫酸锌可以用于治疗动物的 锌缺乏症 ,多与饲料混合内服。 动物缺锌时,皮肤会不完全角质化症,食欲减退,生长缓慢, 血浆 碱性磷酸酶的活性降低,生长停滞及上皮 细胞 代谢异常,精子的产生及其运动性降低,动物发生 皮炎 和羽毛缺少,并导致其免疫机能低下,对疾病的易感染性增加,影响动物的生长发育和饲料利用率。

工业

硫酸锌可以用于制造 立德粉 和锌盐,也用于化纤丝、 人造丝 (硫酸锌用作 凝固剂 )、 人造毛 、粘胶类化纤的酸浴处理剂,以及作凡拉明蓝染色的抗碱剂, 酞菁 艳蓝的底色防 染剂 。在 造纸 工业作 漂白剂 ,木材和皮革工业作 防腐剂 。还用于 电镀 工业配制 镀锌 液、仿金电镀液和 无 镀铜 -锌-锡 三元合金 仿金镀液等。

制备方法

复分解法

硫酸 与 氧化锌 、 氢氧化锌 或其他含锌原料发生 复分解反应 ,经过精制得到硫酸锌。

闪锌矿煅烧法

闪锌矿在600℃下氧化焙烧得到硫酸锌。

菱锌矿法

菱锌矿用 盐酸 浸取,经过氧化、除铁后 水解 富集锌,与镁分离。富集的锌用 硫酸 溶解,除重金属后,蒸发、冷却析晶得到硫酸锌。

分子结构

硫酸锌的晶格属于 正交晶系 , 单位晶格 中含有4个硫酸锌分子。在 硫酸 锌的晶格上有两种不同 质点 ,一种是正的 锌离子 ,另一种是负的硫酸 配位化合物 ,两者通过 离子键 结合起来。SO 4 2- 络离子内部主要是 共价键 ,这是由于硫和氧两种 原子 的 电负性 相差不大的缘故。硫酸锌晶格和ABO 4 型化合物中第一类CaSO 4 相近,但比CaSO 4 复杂,因为锌离子比钙离子的 极化 能力强。

安全事宜

安全标志

毒性

小鼠 经口LD 50 2.2g/kg。美国FDA将硫酸锌列为GRAS(一般认为安全 Generally Recognized as Safe)物质。

健康危害

硫酸锌对皮肤、黏膜有刺激性,大量内服可引起呕吐、恶心、腹痛和消化障碍。

急救措施

吸入:立即将人移至新鲜空气处休息。如果感觉不舒服,需就医。

皮肤接触:立即用大量水冲洗皮肤或淋浴。

眼睛接触:立即用大量水冲洗。立即给予医疗护理。

食入:立即进行 漱口 ,饮用1或2杯水。给予医疗护理。

参考资料

  1. Zinc Sulfate | ZnSO4 | CID 24424 - PubChem PubChem 2023-07-05
  2. 硫酸锌 国际化学品安全卡 2023-07-06