Carbonato di zinco

Il carbonato di zinco è il sale di zinco dell'acido carbonico avente formula molecolare ZnCO₃. Si presenta come cristalli incolori o polvere microcristallina bianca e inodore, praticamente insolubile in acqua e in alcool. In natura è presente in forma molto pura nel minerale smithsonite. Trova applicazioni in ceramiche e come carica riempitiva per rendere ignifughe gomme e plastiche. Inoltre, è usato in lozioni, unguenti, cosmetici e come antisettico topico.^[4]

Carbonato di zinco
Nome IUPAC
carbonato di zinco
Nomi alternativi
triossocarbonato(IV) di zinco
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	ZnCO3
Massa molecolare (u)	125,4
Aspetto	solido bianco
Numero CAS	3486-35-9
Numero EINECS	222-477-6
PubChem	19005
SMILES	C(=O)([O-])[O-].[Zn+2]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	4,434[1]
Indice di rifrazione	n1=1.621, n2=1.848[2]
Solubilità in acqua	0,91 mg/L[3]
Costante di solubilità (pKs) a 25 °C K	10,68
Temperatura di fusione	140 °C
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	319 - 400 - 410 - 411
Consigli P	264 - 273 - 280 - 302+352 - 305+351+338 - 321 - 332+313 - 337+313 - 362 - 391 - 501

Il carbonato di zinco si prepara trattando a freddo soluzioni acquose di solfato di zinco (o anche il cloruro, ZnCl₂) con bicarbonato di potassio:^[5]

ZnSO₄ + 4 KHCO₃ → ZnCO₃↓ + K₂CO₃ + K₂SO₄ + 2 H₂O + 2 CO₂↑

Il carbonato di zinco precipita e si può recuperare per filtrazione; per riscaldamento della sospensione, che è basica a causa dell'idrolisi del carbonato di potassio formatosi, si ha la conversione in carbonato basico di zinco (Zn₅(CO₃)₂(OH)₆).^[5]

Riscaldato a 140 °C inizia a decomporsi in ossido di zinco, anch'esso bianco, e anidride carbonica; a 300 °C la decomposizione è praticamente completa, dato che la pressione parziale di CO₂ raggiunge 1 atm:^[6]

ZnCO₃ ⇌ ZnO + CO₂↑

Il carbonato di zinco è pochissimo solubile in acqua (pK_s è 10,68.^[7]), ma si scioglie facilmente in soluzioni acquose di acidi minerali:

ZnCO_{3 (s)} + 2 HCl _(sol) → ZnCl_{2 (sol)} + H₂O + CO₂↑

Il carbonato di zinco cristallino adotta la stessa struttura esagonale del carbonato di calcio, o del carbonato di magnesio (magnesite). In essa lo ione zinco è coordinato ottaedricamente e ciascuno ione carbonato è legato a sei ioni zinco in modo tale che ogni atomo di ossigeno sia tricoordinato. La sua struttura cristallina è quella della calcite con simbolo di Pearson hR30. Il suo gruppo spaziale è R3c (gruppo n° 167) con costanti di reticolo a = 4,6528 Å e c = 15,025 Å e avente ${\displaystyle Z=6}$ (numero di unità formula nella cella elementare).