Zinkphosphat (Zn₃(PO₄)₂) 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.

Gewinnung und Darstellung

Zinkphosphat (als Tetrahydrat) kann durch Reaktion von Zinkoxid mit Phosphorsäure gewonnen werden.

${\displaystyle \mathrm {3\ ZnO+2\ H_{3}PO_{4}+H_{2}O\rightarrow Zn_{3}(PO_{4})_{2}\cdot 4\ H_{2}O} }$

Auch die Gewinnung durch Reaktion von Zinksulfat mit Dinatriumhydrogenphosphat ist möglich.

${\displaystyle \mathrm {3\ ZnSO_{4}\cdot 7\ H_{2}O+2\ Na_{2}HPO_{4}\cdot 2\ H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {\rightarrow Zn_{3}(PO_{4})_{2}\cdot 4\ H_{2}O+2\ Na_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}+21\ H_{2}O} }$

Eigenschaften

Zinkphosphat ist ein weißer, geruchloser Feststoff, der unlöslich in Wasser, aber löslich in verdünnten Mineralsäuren ist. Es kommt neben der wasserfreien auch als Mono-, Di- und Tetrahydrat vor. Zinkphosphat-Monohydrat, Zn₃(PO₄)₂·H₂O liegt in der zentrischen Raumgruppe P2₁/c (Raumgruppen-Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14 (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 P2/c (Nr. 13)Vorlage:Raumgruppe/13 (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 P1 (Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2 (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 (Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62 (D¹⁶_2h) mit vier Formeleinheiten pro Elementarzelle und den Gitterkonstanten a = 10,597(3), b = 18,318(8) und c = 5,031(1) Å. α–Hopeit wandelt sich bei Temperaturen >105 °C, β–Hopeit ab >140 °C und p–Hopeit ab >163 °C in andere Formen um. Ab 250 °C erhält man die wasserfreie Variante.

Verwendung

Zinkphosphat wird als Korrosionsschutzpigment und zur Herstellung von Zahnzementen verwendet.

Stoffbewertung

Zinkphosphat wurde 2013 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Zinkphosphat waren die Besorgnisse bezüglich hoher (aggregierter) Tonnage und weit verbreiteter Verwendung. Die Neubewertung fand ab 2013 statt und wurde von Rumänien durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht, in dem keine Änderung der Kennzeichnung empfohlen wird.

Verwandte Verbindungen

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

Einzelnachweise

1. ↑ Eintrag zu ZINC PHOSPHATE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 28. Dezember 2020.
2. 1 2 3 4 5 6 7 Eintrag zu Zinkphosphat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)
3. ↑ Eintrag zu Trizinc bis(orthophosphate) im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
4. 1 2 IUCLID Datasheet des European chemical Substances Information System (ESIS): trizinc bis(orthophosphate) (Memento vom 10. November 2013 im Internet Archive) vom 19. Februar 2000.
5. ↑ Hopeit (Mineralienatlas)
6. 1 2 Grundlegende Untersuchungen zur Abbindereaktion von Zinkphosphatzement
7. ↑ Patentanmeldung EP0009717A1: Verfahren zur Herstellung von feinverteiltem Zinkphosphat. Angemeldet am 19. September 1979, veröffentlicht am 16. April 1980, Anmelder: Hoechst AG, Erfinder: Eberhard Achsel et Al.‌
8. ↑ Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3.
9. ↑ Datenblatt Zinkphosphat (PDF; 156 kB) bei Gischem.
10. ↑ Europäische Chemikalienagentur (ECHA): Substance Evaluation Report und Conclusion Document.
11. ↑ Community rolling action plan (CoRAP) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA): Trizinc bis(orthophosphate), abgerufen am 26. März 2019.