Phosphate de zinc

Le phosphate de zinc est un composé chimique du groupe des phosphates et faisant partie des composés du zinc.

Identification
Phosphate de zinc

N^o CAS	7779-90-0 14485-28-0 (Dihydraté) 7543-51-3 (Tetrahydraté) 13847-22-8 (Mélange de phosphates de zinc)
N^o ECHA	100.029.040
PubChem	24519
Apparence	substance solide blanche
Propriétés chimiques
Formule	Zn₃(PO₄)₂
Masse molaire	386,11 g/mol
Propriétés physiques
T° fusion	900 °C
Solubilité	quasiment insoluble dans l'eau

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Gisements

On trouve le phosphate de zinc dans la nature comme minerai. Il se présente sous différentes formes: sous la forme hydratée, c'est l'hopeite qui cristallise dans le système orthorhombique et la parahopeite qui cristallise dans le système triclinique. Il existe aussi sous la forme hydroxyde, c'est la tarbuttite et comme composé avec du fer et du manganèse, c'est la phosphophyllite[1]^,[2].

Extraction et Représentation

Le phosphate de zinc (sous la forme tétrahydratée) peut être obtenu par réaction de l'oxyde de zinc avec de l'acide phosphorique[3] : ${\ce {3ZnO{}+2H_{3}PO_{4}{}+H_{2}O->Zn_{3}(PO_{4})_{2}\cdot 4\ H_{2}O}}$ .

Il est également obtenu à partir de la réaction du sulfate de zinc avec de l'hydrogénosulfate de sodium[4] : ${\ce {3ZnSO_{4}\cdot 7H_{2}O{}+2Na_{2}HPO_{4}\cdot 2H_{2}O->Zn_{3}(PO_{4})_{2}\cdot 4H_{2}O{}+2Na_{2}SO_{4}{}+H_{2}SO_{4}{}+21H_{2}O}}$ .

Propriétés

Le phosphate de zinc est une substance solide, blanche et inodore. Il est insoluble dans l'eau mais soluble dans les acides minéraux faiblement concentrés[5]. Il existe sous la forme anhydre mais aussi sous les formes mono-, di- et tétrahydratées.

Cristallographie

Phosphate de zinc monohydraté

Le phosphate de zinc monohydraté, ${\ce {Zn3(PO4)2\cdot H2O}}$ cristallise dans le groupe d'espace P2₁/c, groupe n^o 14 ( ${\ce {C^5_{2h}}}$ ), avec quatre unités de formule par maille élémentaire.

Paramètres cristallins du zinc monohydraté
a	b	c	β
8,696(6) Å	4,891(2) Å	16,695(9) Å	94,94(3)°

Phosphate de zinc dihydraté

Le phosphate de zinc dihydraté cristallise dans le groupe d'espace P2/c, groupe n^o 13 ( ${\ce {C^5_{2h}}}$ ), avec huit unités de formule par maille.

Paramètres cristallins du zinc dihydraté
a	b	c	β
10,451(7) Å	5,036(3) Å	31,437(15) Å	92.46°

Phosphate de zinc tétrahydraté

Le phosphate de zinc tétrahydraté est un orthophosphate dimorphe : on le retrouve comme hopeite ou comme parahopeit. Il existe trois variétés d'hopeite pour lesquelles seulement l'arrangement des atomes d'hydrogène diffère. L'hopeite cristallise dans le groupe d'espace Pnma, n^o 62 ( ${\ce {D^16_{2h}}}$ ), avec quatre unités de formule par maille élémentaire. La parahopeit cristallise dans le groupe d'espace P1, groupe n^o 2 ( ${\ce {C^1_{i}}}$ ) avec une unité de formule par maille élémentaire.

Paramètres cristallins du zinc tétrahydraté
	a	b	c	α	β	γ
Hopeite	10,597(3) Å	18,318(8) Å	5,031(1) Å	—
Parahopeite	5,768(5) Å	7,550(5) Å	5,276(5) Å	93,4°	91,2°	91,4°

Évaluation de la substance

En raison de sa large utilisation, les effets du phosphate de zinc sur la santé humaine et l'environnement ont été évalués sous REACH en 2013 par les autorités roumaines. En 2014, après l'achèvement de cette évaluation, il n'y a eu aucune modification de la mention de danger, la substance reste classée H400 et H410[6].

Utilisation

Le phosphate de zinc est utilisé comme pigment anticorrosion et pour la fabrication de ciments dentaires.

Composés apparentés

Pyrophosphate de zinc Zn₂P₂O₇
Cyclotétraphosphate de zinc Zn₂P₄O₁₂
Hydrogénophosphate de zinc ZnHPO₄
Phosphate hydroxyde de zinc Zn₂(OH)PO₄

Notes et références

(de) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en allemand intitulé « Zinkphosphat » (voir la liste des auteurs).

Hopeit (Mineralienatlas)
Grundlegende Untersuchungen zur Abbindereaktion von zinkphosphatzement
Process for the production of particulate zinc phosphate.
Brauer, Georg - Handbuch der präparativen anorganischen Chemie
Fiche de données Gischem phosphate de zinc (PDF, 156 ko).
(fr+en) Community rolling action plan (CoRAP (de)) de l’agence européenne des produits chimiques : Trizinc bis(orthophosphate) (consulté le 30 octobre 2016).

Voir aussi

Phosphate

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[1] Hopeit (Mineralienatlas)

[Abbinde-2] Grundlegende Untersuchungen zur Abbindereaktion von zinkphosphatzement

[3] Process for the production of particulate zinc phosphate.

[4] Brauer, Georg - Handbuch der präparativen anorganischen Chemie

[5] Fiche de données Gischem phosphate de zinc (PDF, 156 ko).

[6] (fr+en) Community rolling action plan (CoRAP (de)) de l’agence européenne des produits chimiques : Trizinc bis(orthophosphate) (consulté le 30 octobre 2016).