Sulfate de zinc

Le sulfate de zinc est stricto sensu un corps composé chimique cristallin anhydre, à base de cations zinc et d'anions sulfates, de formule brut ZnSO₄.

Identification
Sulfate de zinc anhydre

Synonymes	zincosite en minéralogie
N^o CAS	7733-02-0
N^o ECHA	100.028.904
N^o CE	231-793-3
Code ATC	A12CB01
PubChem	24424
SMILES	[O-]S(=O)(=O)[O-].[Zn+2] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/H2O4S.Zn/c1-5(2,3)4;/h(H2,1,2,3,4);/q;+2/p-2/fO4S.Zn/q-2;m
Apparence	poudre blanche, cristaux légèrement colorés
Propriétés chimiques
Formule	O₄S ZnZnSO₄
Masse molaire[1]	161,44 ± 0,03 g/mol O 39,64 %, S 19,86 %, Zn 40,51 %,
Propriétés physiques
T° fusion	Dégage du SO₃ à entre 600 °C et 680 °C. A 930 °C il reste du ZnO pur.
Solubilité	soluble dans l'eau, le méthanol, le glycol, peu soluble dans l'éthanol
Masse volumique	3,74 g·cm^-3 (?), 3,54 g·cm^-3[2]
Cristallographie
Système cristallin	orthorhombique
Propriétés optiques
Indice de réfraction	indices polyaxes 1,658 1,669 1,670
Précautions
SGH[3]
Danger H302, H318 et H410 H302 : Nocif en cas d'ingestion H318 : Provoque des lésions oculaires graves H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
SIMDUT[4]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT. Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients Commentaires : La dénomination chimique et la concentration de cet ingrédient doivent être divulgués sur la fiche signalétique s'il est présent à une concentration égale ou supérieure à 1,0 % dans un produit contrôlé.
Peau	irritant
autre	réaction exothermique avec les oxydants forts

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Identification
Sulfate de zinc monohydraté

N^o CAS	7446-19-7
N^o ECHA	100.028.904
Apparence	poudre ou granulés
Propriétés chimiques
Formule	H₄O₅S ZnZnSO₄. H₂O
Masse molaire[5]	181,47 ± 0,03 g/mol H 2,22 %, O 44,08 %, S 17,67 %, Zn 36,04 %,
Propriétés physiques
T° fusion	décomposition par déshydratation à 238 °C[2]
Solubilité	soluble dans l'eau, 89,5 g pour 100 g eau à 100 °C Pratiquement insoluble dans l'alcool
Masse volumique	3,2 g·cm^-3 à 20 °C, 3,28 g·cm^-3 à 15 °C(densité 3,28)[2]
Cristallographie
Système cristallin	monoclinique
Précautions
SIMDUT[6]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Identification
Sulfate de zinc heptahydraté

Synonymes	Vitriol blanc, couperose blanche, goslarite (minéral), heptahydrate de sulfate de zinc
N^o CAS	7446-20-0
N^o ECHA	100.028.904
Apparence	cristaux légèrement colorés, granulés ou poudres efflorescents, inodores, goût astringent
Propriétés chimiques
Formule	H₁₄O₁₁S ZnZnSO₄.7H₂O
Masse molaire[7]	287,55 ± 0,03 g/mol H 4,91 %, O 61,2 %, S 11,15 %, Zn 22,74 %,
Propriétés physiques
T° fusion	100 °C[8]
T° ébullition	formation de monohydrate juste avant 270 °C, décomposition totale vers 270 °C en sulfate de zinc anhydre
Solubilité	environ 960 g·l^-1 à 20 °C dans l'eau à 20 °C[9] peu soluble dans l'éthanol et le glycérol (1 g/ 2.5 mL) glycérol, quasi-insoluble dans les autres alcools à plus longues chaînes
Masse volumique	1,97 g·cm^-3[8], 1,957 g·cm^-3[2]
Cristallographie
Système cristallin	orthorhombique
Propriétés optiques
Indice de réfraction	indices 1,457 1,480 1,484
Précautions
SIMDUT[10]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.
Directive 67/548/EEC
Xi N Numéro index : 030-006-00-9 Symboles : Xi : Irritant N : Dangereux pour l’environnement Phrases R : R36/38 : Irritant pour les yeux et la peau. R50/53 : Très toxique pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : S22 : Ne pas respirer les poussières. S25 : Éviter le contact avec les yeux. S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux. S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité. Phrases R : 36/38, 50/53, Phrases S : 22, 25, 60, 61,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Identification
Sulfate de zinc hexahydraté

N^o CAS	13986-24-8
N^o ECHA	100.028.904
Propriétés chimiques
Formule	H₁₂O₁₀S ZnZnSO₄.6H₂O
Masse molaire[11]	269,53 ± 0,03 g/mol H 4,49 %, O 59,36 %, S 11,9 %, Zn 24,26 %,
Propriétés physiques
T° fusion	instable, perte de cinq molécules d'eau vers 70 °C, mais formation facile de l'heptahydrate à 39 °C en présence d'eau
T° ébullition	,
Solubilité	soluble dans l'eau, 117,5 g pour 100 g d'eau à 40 °C
Masse volumique	2,072 g·cm^-3[2]
Cristallographie
Système cristallin	monoclinique, tétraédrique

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Sous une même appellation générique, il existe aussi d'autres corps hydratés, à la fois différents et voisins, les hydrates de sulfate de zinc, dont les plus communs sont l'heptahydrate, le monohydrate et l'hexahydrate.

Présentation des sulfates de zinc

Le sulfate de zinc existe dans la nature à l'état anhydre. Il s'agit du minéral zincosite orthorhombique.

L'heptahydrate de sulfate de zinc ZnSO₄.7H₂O correspond au vitriol blanc ou couperose blanc des anciens chimistes, ou encore à la goslarite orthorhombique des minéralogistes. C'est le corps précis sous lequel le "sulfate de zinc" au sens générique est encore le plus utilisé, mais le sulfate de zinc hydraté existe également à l'état de monohydrate monoclinique (gunningite), de tétrahydrate monoclinique (boyléite), de l'hexahydrate monoclinique (bianchite) ou tétraédrique...

Le vitriol blanc était obtenu industriellement par les anciens procédés de fabrication d'hydrogène, mais aussi lors du grillage à basse température de la blende ZnS.

Ce corps efflorescent à l'air sec, très soluble dans l'eau, laisse sur la langue, selon les gluco-chimistes, une saveur métallique désagréable. Il cristallise en prismes orthorhombiques à la température ordinaire. Ces cristaux sont isomorphes avec ceux du sulfate de magnésium anhydre et du sulfate de magnésium heptahydraté ou epsomite. Le vitriol blanc se déshydrate progressivement par chauffage thermique de plus en plus vigoureux. L'opérateur obtient le sulfate de zinc anhydre, qui se décompose enfin au rouge vif en ZnO en perdant les gaz anhydride sulfureux SO₂, anhydride sulfurique SO₃ et oxygène O₂.

Propriétés physiques et chimiques

Solubilité du sulfate de zinc anhydre dans l'eau pure

Le sulfate de zinc anhydre présente une solubilité à maximum, décrite dans le graphe ci-contre.

L'heptahydrate de sulfate de zinc présente une solubilite dans l'eau croissante avec la température, soient 96,5 g pour 100 g eau à 20 °C et 663,6 g pour 100 g d'eau à 100 °C. Ce corps est le plus facilement soluble de la série générique. En chauffant légèrement, il est facile de dissoudre 250 g dans 100 g d'eau.

Préparation

On l'obtient au laboratoire à l'état d'heptahydrate en faisant réagir de l'acide sulfurique sur le zinc:

Zn + H₂SO₄ + 7 H₂O → ZnSO₄(H₂O)₇ + H₂

Utilisations

Il est utilisé de manière générique pour la conservation du cuir et du bois, le blanchiment du papier, le placage au zinc. Comme de nombreux composés de zinc, il peut être utilisé pour contrôler la croissance de la mousse sur les toits.

Il fait partie de la liste des médicaments essentiels de l'Organisation mondiale de la santé (liste mise à jour en avril 2013)[12].

L'heptahydrate de sulfate de zinc est un corps astringent, très utilisé dans la médecine de la Belle Époque. Il était aussi très employé dans l'impression et en teinture.

Le monohydrate de sulfate de zinc est utilisé en complément oligo-élément inséré dans les engrais, en fongicide pour arboriculture, voire comme additif alimentaire et agent de conservation.

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Perry's Chemical Engineer's Handbook, 6^e éd.
Numéro index 030-006-00-9 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008).
« Sulfate de zinc » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
« Sulfate de zinc monohydrate » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
SULFATE DE ZINC (HEPTAHYDRATE), Fiches internationales de sécurité chimique .
Lide, David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. (ISBN 0-8493-0487-3).
« Sulfate de zinc heptahydraté » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
WHO Model List of Essential Medicines, 18th list, avril 2013.

Liens externes

Fiche technique et sécurité du sulfate de zinc heptahydraté Fiche technique et sécurité du sulfate de zinc monohydraté

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