甲酸锌二水合物是一种无机碱水合物,常温常压下为白色结晶固体,在水中有一定的溶解性并且可溶于醇类有机溶剂。甲酸锌二水合物可由碳酸锌和90%甲酸水溶液通过络合反应制备得到,该物质在医药生产领域中主要用作防腐剂、织物防水剂及制甲醇的催化剂。

图1 甲酸锌二水合物的性状图
结构特性

图2 甲酸锌二水合物的化学结构式
研究人员测定了甲酸锌二水合物各晶体位点的结构、四极耦合参数及电场梯度张量的取向。甲酸锌二水合物的不对称单元中包含两个不同的位点:一个位点包含四个平面内水分子和两个桥连甲酸根,另一位点包含六个桥连甲酸根。通过同位素标记和交叉极化方法,固体核磁共振谱线形已分别归属至对应位点。水合位点对应的谱线形具有9.6 MHz的四极耦合常数(Cq),而无水位点的Cq为6.2 MHz。在18.8 T高场下进行的固体核磁共振实验证实,观测到的谱线形未受化学屏蔽效应的影响。[1]
摩尔热容
研究人员合成了甲酸锌二水合物,并通过粉末X射线衍射、元素分析、傅里叶变换红外光谱和热分析进行了表征。首次采用温度调制差示扫描量热法(TMDSC)在200至330 K的温度范围内测量了甲酸锌二水合物的摩尔热容,并基于该摩尔热容计算了相对于298.15 K的熵和焓等热力学参数。通过热重分析(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究了该化合物的热分解特性。TG曲线显示热分解过程分为两个阶段:第一步为甲酸锌二水合物的脱水过程,第二步对应无水甲酸锌的分解。利用TG分析的实验数据,通过Kissinger方法计算了该化合物脱水步骤的表观活化能。DSC曲线在300至650 K的温度范围内出现了三个明显的吸热峰。[2]
参考文献
[1] Lipton A S, Smith M D, Adams R D, et al. 67Zn solid-state and single-crystal NMR spectroscopy and x-ray crystal structure of zinc formate dihydrate[J]. Journal of the American Chemical Society, 2002, 124: 410-414.
[2] Zhang J, Liu Y, Zeng J, et al. Thermodynamic properties and thermal stability of the synthetic zinc formate dihydrate[J]. Journal of thermal analysis and calorimetry, 2008, 91: 861-866.