Zinkphosphat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Zinkphosphat
Andere Namen	Trizinkbis(orthophosphat) Trizinkdiphosphat Zinkorthophosphat
Summenformel	O8P2Zn3
CAS-Nummer	7779-90-0 14485-28-0 (Dihydrat) 7543-51-3 (Tetrahydrat) 13847-22-8 (Mischung von Zinkphosphaten)
PubChem	24519
Kurzbeschreibung	weißer geruchloser Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	386,11 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,75 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	> 900 °C[1]
Löslichkeit	Praktisch unlöslich in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2] Achtung H- und P-Sätze H: 410 EUH: keine EUH-Sätze P: 273-​501 [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2] Umwelt- gefährlich (N) R- und S-Sätze R: 50/53 S: 60-61
LD50	>5000 mg·kg−1 (Ratte, oral)[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Zinkphosphat ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Phosphate und Zinkverbindungen.

Vorkommen

Natürlich kommt Zinkphosphat als Tetrahydrat als Mineral in Form des orthorhombischen Hopeit und triklinem Parahopeit, als Hydroxid in Form des Minerals Tarbuttit und in Verbindung mit Eisen und Mangan als Phosphophyllit vor.^[4][5]

Gewinnung und Darstellung

Zinkphosphat (als Tetrahydrat) kann durch Reaktion von Zinkoxid mit Phosphorsäure gewonnen werden.^[6]

$\mathrm{3 \ ZnO + 2 \ H_3PO_4 + H_2O \rightarrow Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4 \ H_2O}$

Auch die Gewinnung durch Reaktion von Zinksulfat mit Dinatriumhydrogenphosphat ist möglich.^[7]

$\mathrm{3 \ ZnSO_4 \cdot 7 \ H_2O + 2 \ Na_2HPO_4 \cdot 2 \ H_2O}$

$\mathrm{\rightarrow Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4 \ H_2O + 2 \ Na_2SO_4 + H_2SO_4 + 21 \ H_2O}$

Eigenschaften

Zinkphosphat ist ein weißer, geruchloser Feststoff, der unlöslich in Wasser, aber löslich in verdünnten Mineralsäuren ist.^[8] Es kommt neben der wasserfreien auch als Mono-, Di- und Tetrahydrat vor. Zinkphosphat-Monohydrat, Zn₃(PO₄)₂·H₂O liegt in der zentrischen Raumgruppe P 2₁/c (C⁵_2h ) mit vier Formeleinheiten pro Elementarzelle und den Gitterkonstanten a = 8,696(6), b = 4,891(2) und c = 16,695(9) Å sowie β = 94,94(3)° vor. Zinkphosphat-Dihydrat kristallisiert in der zentrischen Raumgruppe P 2/c (C⁵_2h) und acht Formeleinheiten mit den Gitterkonstanten a = 10,451(7), b = 5,036(3) und c = 31,437(15) Å sowie β = 92.46°. Zinkphosphat-Tetrahydrat ist ein dimorphes Orthophosphat das als orthorhombisches Hopeit oder triklines Parahopeit auftritt, wobei von ersterem wieder drei verschiedene Modifikationen bekannt sind, die sich jedoch lediglich in der Anordnung der Wasserstoffatome unterscheiden. Parahopeit kristallisiert in der zentrischen Raumgruppe PĪ1 (C¹_i) mit einer Formeleinheit pro Elementarzelle und den Gitterkonstanten a = 5,768(5), b = 7,550(5) , c = 5,276(5) Å, α = 93,4°, β = 91,2° und γ = 91,4°. Hopeit kristallisiert in der zentrischen Raumgruppe Pnma (D¹⁶_2h) mit vier Formeleinheiten pro Elementarzelle und den Gitterkonstanten a = 10,597(3), b = 18,318(8) und c = 5,031(1) Å.^[5] α–Hopeit wandelt sich bei Temperaturen >105 °C, β–Hopeit ab >140 °C und p–Hopeit ab >163 °C in andere Formen um.^[3] Ab 250 °C erhält man die wasserfreie Variante.

Verwendung

Zinkphosphat wird als Korrosionsschutzpigment und zur Herstellung von Zahnzementen verwendet.^[1]

Verwandte Verbindungen

• Zinkpyrophosphat Zn₂P₂O₇
• Dizinkcyclotetraphosphat Zn₂P₄O₁₂
• Zinkhydrogenphosphat ZnHPO₄
• Zinkhydroxidphosphat Zn₂(OH)PO₄

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu CAS-Nr. 7779-90-0 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. Dezember 2009 (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b} Eintrag zu CAS-Nr. 7779-90-0 im European chemical Substances Information System ESIS (ergänzender Eintrag)
3. ↑ ^{a b} IUCLID-DataSheet
4. ↑ Hopeit (Mineralienatlas)
5. ↑ ^{a b} Grundlegende Untersuchungen zur Abbindereaktion von Zinkphosphatzement
6. ↑ Process for the production of particulate zinc phosphate. (Freepatentsonline)
7. ↑ Brauer, Georg - Handbuch der präparativen anorganischen Chemie, 2. Band, ISBN 3-432-87813-3
8. ↑ Zinkphosphat (Gischem)