الخواص الكيميائية للزنك ومركباته. الخواص الكيميائية هل يتفاعل الزنك مع النيتروجين؟

الزنك- معدن انتقالي هش ذو لون أبيض مزرق (يشوه في الهواء، ويصبح مغطى بطبقة رقيقة من أكسيد الزنك). العناصر الدقيقة الأساسية (التي لا يمكن تعويضها) في الأنسجة البشرية. ومن حيث النسبة الكمية في الجسم فهو يحتل المرتبة الثانية بعد الحديد في المكان. إنه يلعب دورًا رئيسيًا في تجديد الأنسجة التالفة، لأنه بدون الزنك يتم تعطيل تخليق الأحماض النووية والبروتينات.

أنظر أيضا:

بناء

تحتوي بلورات الزنك على تعبئة سداسية من الذرات. ولكن على عكس التعبئة السداسية الكثيفة للذرات الكروية، فإن شبكات الزنك ممدودة في اتجاه واحد. كل ذرة محاطة بست ذرات أخرى تقع في نفس المستوى أو الطبقة. المسافة بين مراكز الذرات المتجاورة في هذه الطبقة المسطحة تساوي 0.26649 نانومتر. التكوين الإلكتروني الخارجي للذرة هو 3d 10 4s 2. ليس متعدد الأشكال.

ملكيات

في درجة حرارة الغرفة يكون هشًا، وعندما تنحني اللوحة، يُسمع صوت تشقق نتيجة احتكاك البلورات (عادةً أقوى من "صرخة القصدير"). لديه نقطة انصهار منخفضة. يزداد حجم المعدن أثناء الذوبان وفقًا لانخفاض الكثافة. مع زيادة درجة الحرارة، تقل اللزوجة الحركية والتوصيل الكهربائي للزنك وتزداد مقاومته الكهربائية. عند درجة حرارة 100-150 درجة مئوية، يكون الزنك بلاستيكًا. الشوائب، حتى البسيطة منها، تزيد بشكل كبير من هشاشة الزنك. غير مغناطيسي.

الاحتياطيات والإنتاج

يبلغ متوسط ​​محتوى الزنك في القشرة الأرضية 8.3·10-3%، وفي الصخور النارية الأساسية يكون أعلى قليلاً (1.3·10-2%) منه في الصخور الحمضية (6·10-3%). يعتبر الزنك مهاجرًا مائيًا نشطًا، وتتميز هجرته في المياه الحرارية مع الرصاص بشكل خاص. وتترسب كبريتيدات الزنك ذات الأهمية الصناعية من هذه المياه. كما يهاجر الزنك بقوة في المياه السطحية والجوفية؛ والمرسب الرئيسي له هو كبريتيد الهيدروجين؛ ويلعب الامتصاص بواسطة الطين والعمليات الأخرى دورًا أقل.

رواسب الزنك معروفة في إيران وأستراليا وبوليفيا وكازاخستان. في روسيا، أكبر منتج لمركّزات الرصاص والزنك هو JSC MMC Dalpolimetal

يتم استخراج الزنك من الخامات المتعددة المعادن التي تحتوي على 1-4% زنك على شكل كبريتيد، بالإضافة إلى النحاس، والرصاص، وAg، وAu، وCd، وBi. يتم إثراء الخامات عن طريق التعويم الانتقائي، والحصول على مركزات الزنك (50-60٪ زنك) وفي نفس الوقت مركزات الرصاص والنحاس وأحيانًا أيضًا مركزات البيريت.
الطريقة الرئيسية للحصول على الزنك هي التحليل الكهربائي (الميتالورجيا المائية). يتم معالجة المركزات المكلسة بحمض الكبريتيك. يتم تنظيف محلول الكبريتات الناتج من الشوائب (عن طريق ترسيبها بغبار الزنك) وإخضاعه للتحليل الكهربائي في حمامات مبطنة بإحكام بالرصاص أو بلاستيك الفينيل. يتم ترسيب الزنك على كاثودات الألومنيوم، والتي يتم إزالتها (تجريدها) منها يوميًا وصهرها في أفران الحث.

أصل

لا يوجد الزنك في الطبيعة كمعدن أصلي. هناك 66 معدنًا معروفًا للزنك، على وجه الخصوص الزنكيت، والسفاليريت، والويلميت، والكالامين، والسيثسونيت، والفرانكلينيت. المعدن الأكثر شيوعًا هو السفاليريت، أو مزيج الزنك. المكون الرئيسي للمعدن هو كبريتيد الزنك ZnS، والشوائب المختلفة تعطي هذه المادة جميع أنواع الألوان. ونظرا لصعوبة التعرف على هذا المعدن فإنه يطلق عليه اسم بلند (اليونانية القديمة σφανερός - خادع). يعتبر مزيج الزنك المعدن الأساسي الذي تشكلت منه معادن أخرى من العنصر رقم 30: سميثسونيت ZnCO 3، الزنكيت ZnO، الكالامين 2ZnO · SiO 2 · H 2 O. في ألتاي، يمكنك غالبًا العثور على خام "السنجاب" المخطط - وهو خليط من مزيج الزنك والصاري البني. من مسافة بعيدة، تبدو قطعة من هذا الخام وكأنها حيوان مخطط مخفي.

طلب

يستخدم معدن الزنك النقي لاستعادة المعادن الثمينة المستخرجة عن طريق الترشيح تحت الأرض (الذهب والفضة). بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الزنك لاستخراج الفضة والذهب (ومعادن أخرى) من الرصاص الخام في شكل مركبات بين معادن الزنك والفضة والذهب (ما يسمى "رغوة الفضة")، والتي تتم معالجتها بعد ذلك بطرق التكرير التقليدية.

يتم استخدامه لحماية الفولاذ من التآكل (جلفنة الأسطح التي لا تخضع للضغط الميكانيكي أو المعدنة - للجسور والخزانات والهياكل المعدنية).

يستخدم الزنك كمادة للقطب السالب في مصادر الطاقة الكيميائية، أي في البطاريات والمراكم.

تُستخدم ألواح الزنك على نطاق واسع في الطباعة، وعلى وجه الخصوص، لطباعة الرسوم التوضيحية في المنشورات واسعة الانتشار. لهذا الغرض، تم استخدام علم الزنك منذ القرن التاسع عشر - لعمل الكليشيهات على لوح الزنك عن طريق حفر التصميم فيه بالحمض. الشوائب، باستثناء كمية صغيرة من الرصاص، تضعف عملية النقش. قبل النقش، يتم تلدين لوحة الزنك ولفها في حالة ساخنة.

يضاف الزنك إلى العديد من اللحامات الصلبة لتقليل درجة انصهارها.

يستخدم أكسيد الزنك على نطاق واسع في الطب كعامل مطهر ومضاد للالتهابات. يستخدم أكسيد الزنك أيضًا لإنتاج الطلاء - الزنك الأبيض.

الزنك هو عنصر مهم من النحاس. تستخدم سبائك الزنك مع الألومنيوم والمغنيسيوم (ZAM، ZAMAK)، نظرًا لخصائصها الميكانيكية العالية نسبيًا وخصائص الصب العالية جدًا، على نطاق واسع جدًا في الهندسة الميكانيكية من أجل الصب الدقيق. على وجه الخصوص، في صناعة الأسلحة، يتم أحيانًا صب مسامير المسدس من سبيكة ZAMAK (-3، −5)، خاصة تلك المصممة لاستخدام خراطيش ضعيفة أو مؤلمة. كما يتم صب كافة أنواع الملحقات التقنية من سبائك الزنك، مثل مقابض السيارات وأجسام المكربن ​​والمجسمات المصغرة وجميع أنواع المنمنمات، بالإضافة إلى أي منتجات أخرى تتطلب صبًا دقيقًا وبقوة مقبولة.

يعد كلوريد الزنك تدفقًا مهمًا لحام المعادن ومكونًا في إنتاج الألياف.

يتم استخدام تيلوريد الزنك والسيلينيد والفوسفيد والكبريتيد على نطاق واسع في أشباه الموصلات. كبريتيد الزنك هو جزء لا يتجزأ من العديد من الفوسفورات. يستخدم فوسفيد الزنك كسم للقوارض.

يستخدم سيلينيد الزنك في صناعة النظارات البصرية ذات معاملات امتصاص منخفضة للغاية في منطقة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، كما هو الحال في ليزر ثاني أكسيد الكربون.

الزنك - الزنك

تصنيف

سترونز (الطبعة الثامنة)	1/أ.04-10
نيكل سترونز (الطبعة العاشرة)	1.AB.05
دانا (الطبعة السابعة)	1.1.8.1
دانا (الطبعة الثامنة)	1.1.5.1
يا المرجع CIM	1.8

كانت سبيكة الزنك والنحاس - النحاس - معروفة في اليونان القديمة ومصر القديمة والهند (القرن السابع) والصين (القرن الحادي عشر). لفترة طويلة لم يكن من الممكن عزل الزنك النقي. في عام 1746، طور أ.س.مارغراف طريقة لإنتاج الزنك النقي عن طريق تكليس خليط من أكسيده والفحم دون وصول الهواء في معوجات طينية حرارية، يليها تكثيف بخار الزنك في الثلاجات. بدأ صهر الزنك على نطاق صناعي في القرن السابع عشر.
يتم ترجمة الزنكوم اللاتيني على أنه "طلاء أبيض". لم يتم تحديد أصل هذه الكلمة بدقة. من المفترض أنه يأتي من "تشنغ" الفارسية، على الرغم من أن هذا الاسم لا يشير إلى الزنك، ولكن إلى الحجارة بشكل عام. تم العثور على كلمة "الزنك" في أعمال باراسيلسوس وباحثين آخرين في القرنين السادس عشر والسابع عشر. وربما يعود إلى "الزنك" الألماني القديم - البلاك، قبيح للعين. أصبح اسم "الزنك" شائع الاستخدام فقط في عشرينيات القرن العشرين.

يجري في الطبيعة، وتلقي:

معدن الزنك الأكثر شيوعًا هو السفاليريت، أو مزيج الزنك. المكون الرئيسي للمعدن هو كبريتيد الزنك ZnS، والشوائب المختلفة تعطي هذه المادة جميع أنواع الألوان. على ما يبدو، هذا هو السبب في أن المعدن يسمى بليند. يعتبر مزيج الزنك المعدن الأساسي الذي تشكلت منه معادن أخرى من العنصر رقم 30: سميثسونيت ZnCO 3، الزنكيت ZnO، كالامين 2ZnO·SiO 2 ·H 2 O. في ألتاي، يمكنك غالبًا العثور على خام "السنجاب" المخطط - وهو خليط من مزيج الزنك والصاري البني. من مسافة بعيدة، تبدو قطعة من هذا الخام وكأنها حيوان مخطط مخفي.
يبدأ عزل الزنك بتركيز الخام باستخدام طرق الترسيب أو التعويم، ثم يتم تحميصه حتى تتكون أكاسيد: 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
تتم معالجة أكسيد الزنك كهربائيا أو يتم تقليله باستخدام فحم الكوك. في الحالة الأولى، يتم ترشيح الزنك من أكسيد الخام بمحلول مخفف من حمض الكبريتيك، ويتم ترسيب شوائب الكادميوم بغبار الزنك، ويخضع محلول كبريتات الزنك للتحليل الكهربائي. يتم ترسيب المعدن بدرجة نقاء 99.95% على كاثودات الألومنيوم.

الخصائص الفيزيائية:

وهو في شكله النقي معدن أبيض فضي مطاوع. في درجة حرارة الغرفة يكون هشًا، وعندما تنحني اللوحة، يُسمع صوت تشقق نتيجة احتكاك البلورات (عادةً أقوى من "صرخة القصدير"). عند درجة حرارة 100-150 درجة مئوية، يكون الزنك بلاستيكًا. الشوائب، حتى البسيطة منها، تزيد بشكل كبير من هشاشة الزنك. نقطة الانصهار - 692 درجة مئوية، نقطة الغليان - 1180 درجة مئوية

الخواص الكيميائية:

معدن مذبذب نموذجي. تبلغ إمكانات القطب القياسية -0.76 فولت ، وفي نطاق الإمكانات القياسية تقع حتى الحديد. في الهواء، يتم تغليف الزنك بطبقة رقيقة من أكسيد الزنك. يحترق عند تسخينه أكثر من اللازم. عند تسخينه، يتفاعل الزنك مع الهالوجينات، مع الفوسفور، مكونًا فوسفيدات Zn 3 P 2 وZnP 2، مع الكبريت ونظائره، مكونًا مركبات الكالكوجينيدات المختلفة، ZnS، ZnSe، ZnSe 2 وZnTe. لا يتفاعل الزنك مباشرة مع الهيدروجين والنيتروجين والكربون والسيليكون والبورون. يتم إنتاج نيتريد الزنك 3 N 2 من تفاعل الزنك مع الأمونيا عند درجة حرارة 550-600 درجة مئوية.
يتفاعل الزنك ذو النقاء العادي بشكل نشط مع محاليل الأحماض والقلويات، وفي الحالة الأخيرة يشكل هيدروكسينات: Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
الزنك النقي جدًا لا يتفاعل مع محاليل الأحماض والقلويات.
يتميز الزنك بمركبات ذات حالة أكسدة +2.

أهم الإتصالات:

أكسيد الزنك- أكسيد الزنك الأبيض، المذبذب، يتفاعل مع المحاليل الحمضية والقلويات:
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (الانصهار).
هيدروكسيد الزنك- يتشكل على شكل راسب جيلاتيني أبيض عند إضافة القلويات إلى المحاليل المائية لأملاح الزنك. هيدروكسيد مذبذب
أملاح الزنك. المواد البلورية عديمة اللون. في المحاليل المائية، تشكل أيونات الزنك Zn 2+ مجمعات مائية 2+ و2+ وتخضع لتحلل مائي شديد.
الزنكاتتتشكل نتيجة تفاعل أكسيد الزنك أو الهيدروكسيد مع القلويات. عندما تنصهر، تتشكل الميتازينكات (على سبيل المثال، Na 2 ZnO 2)، والتي تذوب في الماء وتتحول إلى زنكات رباعي هيدروكسو: Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O = Na 2. عندما تتحمض المحاليل، يترسب هيدروكسيد الزنك.

طلب:

إنتاج الطلاءات المضادة للتآكل. - يستخدم الزنك المعدني على شكل قضبان للحماية من تآكل منتجات الصلب عند ملامستها لمياه البحر. يتم استخدام ما يقرب من نصف إجمالي الزنك المنتج في إنتاج الفولاذ المجلفن، وثلثه في جلفنة المنتجات النهائية بالغمس الساخن، والباقي للشرائط والأسلاك.
- تعتبر سبائك الزنك والنحاس (النحاس بالإضافة إلى 20-50% زنك) ذات أهمية عملية كبيرة. بالإضافة إلى النحاس، يتم استخدام عدد متزايد بسرعة من سبائك الزنك الخاصة في عملية الصب بالقالب.
- مجال آخر للتطبيق هو إنتاج بطاريات الخلايا الجافة، على الرغم من أن هذا انخفض بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة.
- يستخدم تيلورايد الزنك ZnTe كمادة للمقاومات الضوئية ومستقبلات الأشعة تحت الحمراء ومقاييس الجرعات وعدادات الإشعاع. - خلات الزنك Zn(CH 3 COO) 2 تستخدم كمثبت لصبغ الأقمشة، وكمادة حافظة للأخشاب، وعامل مضاد للفطريات في الطب، ومحفز في التخليق العضوي. خلات الزنك هي أحد مكونات الأسمنت الأسنان وتستخدم في إنتاج الزجاج والخزف.

يعد الزنك أحد أهم العناصر النشطة بيولوجيًا وهو ضروري لجميع أشكال الحياة. ويعود دوره أساسًا إلى كونه جزءًا من أكثر من 40 إنزيمًا مهمًا. تم تحديد وظيفة الزنك في البروتينات المسؤولة عن التعرف على تسلسل القواعد في الحمض النووي، وبالتالي تنظيم نقل المعلومات الوراثية أثناء تكرار الحمض النووي. يشارك الزنك في استقلاب الكربوهيدرات بمساعدة هرمون الأنسولين المحتوي على الزنك. فيتامين أ فعال فقط في وجود الزنك، والزنك ضروري أيضًا لتكوين العظام.
وفي الوقت نفسه، أيونات الزنك سامة.

بيسبوتستنيخ إس، شتانوفا آي.
جامعة ولاية HF تيومين، 571 مجموعة.

المصادر: ويكيبيديا:

يقع في المجموعة الثانية، وهي مجموعة فرعية ثانوية من الجدول الدوري لمندليف وهو معدن انتقالي. الرقم التسلسلي للعنصر هو 30، والكتلة 65.37. التكوين الإلكتروني للطبقة الخارجية للذرة هو 4s2. الوحيد والثابت هو "+2". تتميز المعادن الانتقالية بتكوين مركبات معقدة تعمل فيها كعامل معقد بأرقام تنسيق مختلفة. وهذا ينطبق أيضًا على الزنك. هناك 5 نظائر مستقرة في الطبيعة بأعداد كتلية من 64 إلى 70. علاوة على ذلك، فإن نظير 65Zn مشع، وعمر النصف له هو 244 يومًا.

الزنك هو معدن أزرق فضي، عند تعرضه للهواء، يصبح مغطى بسرعة بطبقة أكسيد واقية، مما يخفي لمعانه. عند إزالة طبقة الأكسيد، يظهر الزنك خصائص المعادن - التألق واللمعان المميز. يوجد الزنك في الطبيعة في العديد من المعادن والخامات. الأكثر شيوعًا: الكليوفان، مزيج الزنك (السفاليريت)، الورزيت، المارماتيت، الكالامين، سميثسونيت، الويلميت، الزنكيت، فرانكلينيت.

سميثسونايت

كجزء من الخامات المختلطة، يلتقي الزنك برفاقه الدائمين: الثاليوم والجرمانيوم والإنديوم والجاليوم والكادميوم. تحتوي القشرة الأرضية على 0.0076% من الزنك، ويوجد 0.07 ملغم/لتر من هذا المعدن في مياه البحر على شكل أملاح. صيغة الزنك كمادة بسيطة هي Zn، والرابطة الكيميائية معدنية. يحتوي الزنك على شبكة بلورية كثيفة سداسية الشكل.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزنك

نقطة انصهار الزنك هي 420 درجة مئوية. في الظروف العادية فهو معدن هش. عند تسخينه إلى 100-150 درجة مئوية، تزداد قابلية الزنك للطرق والليونة، ومن الممكن تصنيع الأسلاك من المعدن ولف الرقائق. درجة غليان الزنك هي 906 درجة مئوية. هذا المعدن هو موصل ممتاز. بدءًا من 200 درجة مئوية، يتم طحن الزنك بسهولة إلى مسحوق رمادي ويفقد مرونته. المعدن لديه الموصلية الحرارية الجيدة والقدرة الحرارية. تسمح المعلمات الفيزيائية الموصوفة باستخدام الزنك في المركبات مع عناصر أخرى. النحاس هو سبائك الزنك الأكثر شهرة.

آلات النفخ النحاسية

في ظل الظروف العادية، يتم تغطية سطح الزنك على الفور بأكسيد في شكل طلاء رمادي-أبيض باهت. يتشكل بسبب حقيقة أن الأكسجين الموجود في الهواء يؤكسد مادة نقية. يتفاعل الزنك كمادة بسيطة مع الكالكوجينات والهالوجينات والأكسجين والقلويات والأحماض والأمونيوم (أملاحه) . لا يتفاعل الزنك مع النيتروجين والهيدروجين والبورون والكربون والسيليكون. الزنك النقي كيميائيا لا يتفاعل مع محاليل الأحماض والقلويات. - المعدن مذبذب، وفي التفاعلات مع القلويات يشكل مركبات معقدة - هيدروكسينات. انقر لمعرفة التجارب التي يمكن إجراؤها لدراسة خصائص الزنك في المنزل.

تفاعل حمض الكبريتيك مع الزنك وإنتاج الهيدروجين

يعد تفاعل حمض الكبريتيك المخفف مع الزنك الطريقة المعملية الرئيسية لإنتاج الهيدروجين. ولهذا الغرض، يتم استخدام الزنك النقي (الحبيبي) أو الزنك التقني في شكل قصاصات ونشارة.

إذا تم تناول الزنك وحمض الكبريتيك النقي جدًا، يتم إطلاق الهيدروجين ببطء، خاصة في بداية التفاعل. لذلك، يتم أحيانًا إضافة القليل من محلول كبريتات النحاس إلى المحلول الذي تم تبريده بعد تخفيفه. يؤدي ترسب معدن النحاس على سطح الزنك إلى تسريع التفاعل. الطريقة المثلى لتخفيف الحمض لإنتاج الهيدروجين هي تخفيف حمض الكبريتيك المركز بكثافة 1.19 بالماء بنسبة 1:1.

تفاعل حمض الكبريتيك المركز مع الزنك

في حمض الكبريتيك المركز، العامل المؤكسد ليس كاتيون الهيدروجين، ولكن عامل مؤكسد أقوى - أيون الكبريتات. لا يظهر كعامل مؤكسد في حامض الكبريتيك المخفف بسبب الترطيب القوي، ونتيجة لذلك، انخفاض الحركة.

تعتمد كيفية تفاعل حمض الكبريتيك المركز مع الزنك على درجة الحرارة والتركيز. معادلات التفاعل:

Zn + 2H₂SO₄ = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

3Zn + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O

4Zn + 5H₂SO₄ = 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

حمض الكبريتيك المركز هو عامل مؤكسد قوي بسبب حالة أكسدة الكبريت (S⁺⁶). وهو يتفاعل حتى مع المعادن منخفضة النشاط، أي مع المعادن قبل الهيدروجين وبعده، وعلى عكس الحمض المخفف، لا يطلق الهيدروجين أبدًا أثناء هذه التفاعلات. في تفاعلات حمض الكبريتيك المركز مع المعادن، يتم دائمًا تكوين ثلاثة منتجات: الملح والماء ومنتج اختزال الكبريت. يعد حمض الكبريتيك المركز عامل مؤكسد قوي لدرجة أنه يؤكسد بعض العناصر غير المعدنية (الفحم والكبريت والفوسفور).

بدون "الحماية" يتم أكلها بسبب التآكل. إنه يحفظ الزنك. يتم تطبيق المعدن الأبيض والأزرق على القاعدة بطبقة رقيقة.

أسمع الصفة " المجلفن" غالبًا ما يتم استبدالها بالكلمات التالية: - الدلاء، وأغطية الأسقف، والأسلاك. في جدول العناصر الكيميائية، يقع الزنك من قبل.

وهذا يعني أنه أكثر نشاطا، أي أنه أول من يتفاعل مع الهواء.

التآكل، كما هو معروف، يحدث على وجه التحديد بسبب ملامسة الرطوبة من الغلاف الجوي للمعادن.

معدن الزنكالأول يتلقى الضربة ويحفظ المعدن الموجود تحته. لذلك، الدلاء مجلفنة، وليست مطلية أو مطلية.

تقع هذه العناصر بعد الحديد. سوف ينتظرون حتى ينهار هذا المعدن وعندها فقط يبدأون في التفكك.

العدد الذري للزنك هو 30. هذا هو رقم المجموعة الثانية من الفترة الرابعة من جدول المواد الكيميائية. تسمية المعادن – الزنك.

وهو أحد مكونات خامات الصخور والمعادن وينتقل عن طريق الماء ويوجد حتى في الأنسجة الحية.

لذلك، على سبيل المثال، بعض أنواع البنفسج تتراكم بنشاط المعادن. ولكن، تسليط الضوء الزنك النقينجحت فقط في القرن الثامن عشر.

وقد تم ذلك من قبل الألماني أندرياس سيغيسموند مارغراف. قام بتكليس الخليط أكسيد الزنكمع .

كانت التجربة ناجحة لأنها أجريت دون الوصول إلى الهواء، أي الأكسجين. كان خزان التفاعل عبارة عن وعاء مقاوم للحريق مصنوع من.

وضع الكيميائي الأبخرة المعدنية الناتجة في الثلاجة. تحت تأثير درجات الحرارة المنخفضة جزيئات الزنكواستقر على جدرانه.

رواسب الزنك والتعدين

الآن، يتم استخراج حوالي 10 ملايين طن من المعدن المزرق في شكله النقي كل عام في العالم. محتواه في القشرة الأرضية 6-9%.

وتم توزيع هذه النسب على 50 دولة. القادة هم بيرو والولايات المتحدة وكندا وأوزبكستان، ولكن الأهم من ذلك كله رواسب الزنكفي أستراليا و.

تمتلك كل دولة من هذه الدول ما يقرب من 3 عشرات الملايين من الأطنان من المعدن برقم تسلسلي 30.

ومع ذلك، في المستقبل قد يأخذ المحيط المركز الأول في التصنيف. أساسي احتياطيات الزنكتتركز في مياهها، في قاعها.

ومع ذلك، فإنهم لم يتعلموا بعد كيفية تطوير الودائع الخارجية. هناك تقنيات، لكنها مكلفة للغاية.

ولذلك، لا يزال يوجد ما يقرب من 3 ملايين طن من الزنك في قاع البحر الأحمر، ناهيك عن احتياطيات منطقة البحر الكاريبي وسلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي.

تطبيقات الزنك

أنت بحاجة إلى الزنك. يضاف المعدن إلى القاعدة. الحد الأدنى جرعات من الزنكاجعلهم طيعة، سهلة الاستسلام، مطيعة في يدي السيد.

يقوم العنصر الثلاثون أيضًا بإضاءة المنتج، لذلك غالبًا ما يستخدم لإنشاء ما يسمى.

ومع ذلك، فإن الشيء الرئيسي هو عدم المبالغة في تناول الزنك. حتى 3 أعشار المحتوى المعدني سيجعله ضعيفًا وهشًا.

يقلل من المعدن ونقطة انصهار السبائك. وتستخدم في الإنتاج مركبات النحاس والزنك المكتشفة في مصر القديمة. السبيكة رخيصة الثمن وسهلة المعالجة وتبدو جذابة.

نظرًا لنقطة انصهاره المنخفضة، أصبح الزنك "بطل" الدوائر الدقيقة وجميع أنواع الأجهزة.

إنه، مثل القصدير، يربط الأجزاء الصغيرة ببعضها البعض بسهولة وثبات. في درجات الحرارة المنخفضة يكون المعدن هشًا، ولكن عند درجة حرارة 100-150 درجة يصبح مرنًا ومرنًا.

هذا الجسدي خاصية الزنكويستخدمه الصناعيون والحرفيون.

ومن المثير للاهتمام أنه مع حرارة أكبر، على سبيل المثال، ما يصل إلى 500 درجة، يتحول العنصر مرة أخرى إلى هش وغير موثوق به.

نقطة الانصهار المنخفضة مفيدة ماليًا للصناعيين. أنت بحاجة إلى كمية أقل من الوقود، وليس هناك حاجة إلى دفع مبالغ زائدة مقابل المعدات باهظة الثمن.

كما أنها توفر أيضًا عند معالجة "مسبوكات" الزنك الناتجة. غالبًا لا يتطلب سطحها تلميعًا إضافيًا.

يستخدم المعدن بنشاط في صناعة السيارات. تُستخدم السبائك القائمة على الزنك في مقابض الأبواب، والأقواس، والديكور الداخلي، والأقفال، وتصميمات المرايا، وأغطية مساحات الزجاج الأمامي.

في السيارة سبائك الزنكنسبة عالية. هذا الأخير يجعل الاتصال أكثر مقاومة للاهتراء ودائم.

يضاف أكسيد الزنك إلى إطارات السيارات. وبدون ذلك، فإن المطاط ذو نوعية رديئة.

يلعب الحديد الزهر والحديد دورًا رائدًا في اقتصاد العديد من البلدان. إنتاجهم لا يمكن تصوره بدون الزنك. أما في النحاس فهي من 30 إلى 50 بالمائة (حسب نوع السبيكة).

النحاس ليس فقط لمقابض الأبواب. كما أنها مصنوعة من الأطباق والخلاطات والمعدات عالية التقنية للمصانع ذات التشكيلات المختلفة.

تستخدم على نطاق واسع و صفائح الزنك. وهم أساس نماذج الطباعة في الطباعة.

تُستخدم الألواح في تصنيع مصادر الطاقة والأنابيب وأغطية الأسطح ومزاريب مياه الصرف الصحي.

الزنك جزء لا يتجزأ من العديد من الأصباغ. وبالتالي، يتم استخدام أكسيد الزنك كطلاء أبيض. بالمناسبة، هذا هو بالضبط نوع الطلاء المستخدم في الملاحة الفضائية.

بالنسبة للصواريخ والأقمار الصناعية، هناك حاجة إلى الأصباغ التي تعكس الضوء، وأفضل طريقة للقيام بذلك هي المركبات القائمة على الزنك.

كما أنه لا غنى عنه في مكافحة الإشعاع. تحت أشعتها، يشتعل كبريتيد المعدن، مما يدل على وجود جزيئات خطيرة.

مطمعا على عنصر الزنكوالصيادلة. الزنك مطهر. يضاف إلى المراهم لحديثي الولادة والتركيبات العلاجية.

علاوة على ذلك، فإن بعض الأطباء واثقون من أن الزنك، أو بالأحرى نقصه، يسبب مرض انفصام الشخصية.

ولذلك يعشق الأطباء ضرورة تناول الأطعمة التي تحتوي على المعدن.

تحتوي المأكولات البحرية على أكبر قدر من الزنك. ليس من قبيل الصدفة أن يتم تخزين الرواسب المعدنية في أعماق المحيط.

الزنك(lat. Zincum)، Zn، العنصر الكيميائي للمجموعة الثانية من النظام الدوري Mendeleev؛ العدد الذري 30، الكتلة الذرية 65.38، معدن أبيض مزرق. هناك 5 نظائر مستقرة معروفة ذات أعداد كتلية 64، 66، 67، 68 و70؛ الأكثر شيوعاً هو 64 زنك (48.89%). تم الحصول على عدد من النظائر المشعة بشكل مصطنع، من بينها الأطول عمرا هو 65 الزنك مع عمر النصف T ½ = 245 يوما؛ تستخدم كمؤشر النظائر.

مرجع تاريخي.كانت سبيكة الزنك والنحاس - النحاس - معروفة لدى اليونانيين القدماء والمصريين. لفترة طويلة لم يكن من الممكن عزل الزنك النقي. في عام 1746، طور أ.س.مارغراف طريقة لإنتاج المعدن عن طريق تكليس خليط من أكسيده والفحم دون وصول الهواء في معوجات طينية حرارية، يليها تكثيف بخار الزنك في الثلاجات. بدأ صهر الزنك على نطاق صناعي في القرن السابع عشر.

توزيع الزنك في الطبيعة.يبلغ متوسط ​​​​محتوى الزنك في القشرة الأرضية (كلارك) 8.3 · 10 -3٪ بالوزن ، وفي الصخور النارية الأساسية يكون أعلى قليلاً (1.3 · 10 -2٪) منه في الصخور الحمضية (6 · 10 -3٪) . ويوجد 66 معدناً معروفاً للزنك، أهمها الزنكيت، والسفاليريت، والويلميت، والكالامين، والسميثسونايت، وفرانك لينيت ZnFe 2 O 4 . يعتبر الزنك مهاجرًا مائيًا نشطًا؛ تعتبر هجرتها في المياه الحرارية مع الرصاص مميزة بشكل خاص؛ وتترسب كبريتيدات الزنك ذات الأهمية الصناعية الكبيرة من هذه المياه. كما يهاجر الزنك بقوة في المياه السطحية والجوفية؛ المرسب الرئيسي له هو H2S، ويلعب الامتصاص بواسطة الطين والعمليات الأخرى دورًا أقل. يعتبر الزنك عنصرًا حيويًا مهمًا؛ تحتوي المادة الحية على متوسط ​​5·10 -4% زنك، ولكن هناك أيضًا كائنات مركزة (على سبيل المثال، بعض البنفسج).

الخصائص الفيزيائية للزنك.الزنك معدن متوسط ​​الصلابة. عندما يكون باردًا يكون هشًا، ولكن عند درجة حرارة 100-150 درجة مئوية يكون بلاستيكيًا للغاية ويمكن لفه بسهولة إلى صفائح ورقائق يبلغ سمكها حوالي أجزاء من مائة من المليمتر. عند درجة حرارة 250 درجة مئوية، يصبح هشًا مرة أخرى. ليس لديها تعديلات متعددة الأشكال. يتبلور في شبكة سداسية ذات معلمات a = 2.6594Å، c = 4.9370Å. نصف القطر الذري 1.37 أنجستروم؛ أيوني الزنك 2+ -0.83 أنجليزي. تبلغ كثافة الزنك الصلب 7.133 جم/سم 3 (20 درجة مئوية)، والسائل 6.66 جم/سم 3 (419.5 درجة مئوية)؛ ر 419.5 درجة مئوية؛ نقطة الغليان 906 درجة مئوية. معامل درجة الحرارة للتمدد الخطي 39.7 10 -3 (20-250 درجة مئوية)، معامل التوصيل الحراري 110.950 وات/(م ك) 0.265 كال/سم ثانية درجة مئوية (20 درجة مئوية)، المقاومة الكهربائية 5.9 10 -6 أوم سم (20) درجة مئوية)، الحرارة النوعية للزنك 25.433 كيلوجول/(كجم ك.). قوة الشد 200-250 مليون نيوتن/م2 (2000-2500 كجم قوة/سم2)، الاستطالة النسبية 40-50%، صلابة برينل 400-500 مليون نيوتن/م2 (4000-5000 كجم قوة/سم2). الزنك ذو قدرة مغناطيسية، وحساسيته المغناطيسية المحددة هي -0.175·10 -6.

الخواص الكيميائية للزنك.التكوين الإلكتروني الخارجي لذرة الزنك هو 3d 10 4s 2. حالة الأكسدة في المركبات هي +2. تميز إمكانات الأكسدة والاختزال الطبيعية البالغة 0.76 فولت الزنك بأنه معدن نشط وعامل اختزال نشط. في الهواء عند درجات حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية، يفقد الزنك بريقه بسرعة، ويصبح مغطى بطبقة سطحية من الكربونات الأساسية. في الهواء الرطب، وخاصة في وجود ثاني أكسيد الكربون، يحدث تدمير المعادن حتى في درجات الحرارة العادية. عند تسخينه بقوة في الهواء أو الأكسجين، يحترق الزنك بشدة بلهب مزرق، مما ينتج عنه دخان أبيض من أكسيد الزنك ZnO. لا يتفاعل الفلور الجاف والكلور والبروم مع الزنك في البرد، ولكن في وجود بخار الماء يمكن أن يشتعل المعدن، مكونًا، على سبيل المثال، ZnCl 2. خليط ساخن من مسحوق الزنك والكبريت يعطي كبريتيد الزنك ZnS. يترسب كبريتيد الزنك عندما يعمل كبريتيد الهيدروجين على المحاليل المائية ذات الحموضة الضعيفة أو الأمونيا لأملاح الزنك. يتم الحصول على هيدريد ZnH 2 عن طريق تفاعل LiAlH 4 مع Zn(CH 3) 2 ومركبات الزنك الأخرى؛ مادة تشبه المعدن تتحلل إلى عناصر عند تسخينها. نيتريد الزنك 3 ن 2 - مسحوق أسود، يتشكل عند تسخينه إلى 600 درجة مئوية في تيار من الأمونيا؛ مستقر في الهواء حتى درجة حرارة 750 درجة مئوية، ويتحلله الماء. تم الحصول على كربيد الزنك ZnC 2 عن طريق تسخين الزنك في تيار من الأسيتيلين. تعمل الأحماض المعدنية القوية على إذابة الزنك بقوة، خاصة عند تسخينه، لتكوين الأملاح المقابلة. عند التفاعل مع حمض الهيدروكلوريك المخفف وH 2 SO 4، يتم إطلاق H 2، ومع HNO 3، بالإضافة إلى NO، NO 2، NH 3. يتفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك المركز، H2SO4 وHNO3، ويطلق H2، SO2، NO وNO2، على التوالي. تعمل محاليل وذوبان القلويات على أكسدة الزنك، مما يؤدي إلى إطلاق الهيدروجين وتكوين الزنكيت القابل للذوبان في الماء. تعتمد شدة عمل الأحماض والقلويات على الزنك على وجود الشوائب فيه. يعتبر الزنك النقي أقل تفاعلًا تجاه هذه الكواشف نظرًا لارتفاع جهد الهيدروجين الزائد. في الماء، تتحلل أملاح الزنك عند تسخينها، وتطلق راسبًا أبيض من هيدروكسيد الزنك (OH) 2. ومن المعروف المركبات المعقدة التي تحتوي على الزنك، مثل SO 4 وغيرها.

الحصول على الزنكيتم استخراج الزنك من الخامات متعددة الفلزات التي تحتوي على 1-4% زنك على شكل كبريتيد، بالإضافة إلى النحاس، والرصاص، وAg، وAu، وCd، وBi. يتم إثراء الخامات عن طريق التعويم الانتقائي، والحصول على مركزات الزنك (50-60٪ زنك) وفي نفس الوقت مركزات الرصاص والنحاس وأحيانًا أيضًا مركزات البيريت. يتم إطلاق مركزات الزنك في أفران في طبقة مميعة، لتحويل كبريتيد الزنك إلى أكسيد الزنك؛ ويتم استهلاك ثاني أكسيد الكبريت الناتج SO 2 في إنتاج حمض الكبريتيك. هناك طريقان من ZnO إلى Zn. وفقًا لطريقة المعالجة المعدنية الحرارية (التقطير) الموجودة منذ فترة طويلة، يتم إخضاع المركز المكلس للتلبيد لنقل الحبيبات ونفاذية الغاز، ثم يتم تقليله بالفحم أو فحم الكوك عند درجة حرارة 1200-1300 درجة مئوية: ZnO + C = Zn + شركة. يتم تكثيف الأبخرة المعدنية الناتجة وصبها في قوالب. في البداية، تم إجراء التخفيض فقط في المعوجات المصنوعة من الطين المخبوز، والتي تم تشغيلها يدويًا، وبعد ذلك بدأوا في استخدام المعوجات الميكانيكية الرأسية المصنوعة من الكاربوروندوم، ثم - الأفران الكهربائية ذات العمود والقوس؛ يتم الحصول على الزنك من مركزات الرصاص والزنك في الأفران العالية. زادت الإنتاجية تدريجيًا، لكن الزنك يحتوي على ما يصل إلى 3% من الشوائب، بما في ذلك الكادميوم الثمين. التقطير: تتم تنقية الزنك عن طريق الفصل (أي عن طريق ترسيب المعدن السائل من الحديد وجزء من الرصاص عند درجة حرارة 500 درجة مئوية)، ليصل إلى درجة نقاء 98.7%. أحيانًا ما تكون عملية التنقية الأكثر تعقيدًا وتكلفة عن طريق التصحيح تنتج معدنًا بدرجة نقاء تبلغ 99.995٪ وتسمح باستعادة الكادميوم.

الطريقة الرئيسية للحصول على الزنك هي التحليل الكهربائي (الميتالورجيا المائية). تتم معالجة المركزات المحمصة بحمض الكبريتيك. يتم تنظيف محلول الكبريتات الناتج من الشوائب (عن طريق ترسيبها بغبار الزنك) وإخضاعه للتحليل الكهربائي في حمامات مبطنة بإحكام بالرصاص أو بلاستيك الفينيل. يتم ترسيب الزنك على كاثودات الألومنيوم، والتي يتم إزالتها (تجريدها) منها يوميًا وصهرها في أفران الحث. عادة، نقاء الزنك كهربائيا هو 99.95٪، واكتمال استخراجه من التركيز (مع مراعاة معالجة النفايات) هو 93-94٪. يتم الحصول على كبريتات الزنك، Pb، Cu، Cd، Au، Ag من نفايات الإنتاج؛ في بعض الأحيان أيضًا In، Ga، Ge، Tl.

تطبيق الزنك.يتم إنفاق حوالي نصف الزنك المنتج على حماية الفولاذ من التآكل (الجلفنة). نظرًا لأن الزنك يحتل مرتبة أعلى من الحديد في سلسلة الإجهاد، فعندما يدخل الحديد المجلفن إلى بيئة مسببة للتآكل، يكون الزنك عرضة للتدمير. نظرًا لخصائص الصب الجيدة ونقطة الانصهار المنخفضة، يتم استخدام الزنك في قولبة الحقن لمختلف الأجزاء الصغيرة من الطائرات والآلات الأخرى. تستخدم سبائك النحاس والزنك - النحاس والفضة والنيكل وكذلك الزنك مع الرصاص والمعادن الأخرى على نطاق واسع في التكنولوجيا. ينتج الزنك مركبات بين معدنية مع الذهب والفضة (غير قابلة للذوبان في الرصاص السائل)، ولذلك يستخدم الزنك في تنقية الرصاص من المعادن النبيلة. في شكل مسحوق، يعمل الزنك كعامل اختزال في عدد من العمليات الكيميائية والتكنولوجية: في إنتاج الهيدروسلفيت، أثناء ترسيب الذهب من محاليل السيانيد الصناعية، والنحاس والكادميوم أثناء تنقية محاليل كبريتات الزنك، وغيرها. العديد من مركبات الزنك عبارة عن فوسفورات، على سبيل المثال، الألوان الأساسية الثلاثة في شاشة أنبوب الصورة تعتمد على ZnS Ag (الأزرق)، ZnSe Ag (الأخضر) وZn 3 (PO 4) 2 Mn (الأحمر). مواد أشباه الموصلات المهمة هي مركبات الزنك من النوع A II B VI - ZnS، ZnSe، ZnTe، ZnO. مصادر التيار الكيميائي الأكثر شيوعًا تحتوي على الزنك كقطب سلبي.

الزنك في الجسم.الزنك، باعتباره أحد العناصر الحيوية، موجود باستمرار في أنسجة النباتات والحيوانات. متوسط ​​محتوى الزنك في معظم الكائنات البرية والبحرية هو جزء من الألف من المائة. الفطر وخاصة السام منه غني بالزنك والأشنات والصنوبريات وبعض الحيوانات البحرية اللافقارية مثل المحار (0.4% وزن جاف). في المناطق ذات المحتوى العالي من الزنك في الصخور، تم العثور على ما يسمى بنباتات الجلمين المركزة للزنك. يدخل الزنك جسم النباتات من التربة والماء، والحيوانات - مع الطعام. تغطى حاجة الإنسان اليومية من الزنك (5-20 ملغ) من خلال المخبوزات، واللحوم، والحليب، والخضروات؛ عند الرضع، تتم تلبية الحاجة إلى الزنك (4-6 ملغ) من خلال حليب الثدي.

يرتبط الدور البيولوجي للزنك بمشاركته في التفاعلات الأنزيمية التي تحدث في الخلايا. وهو جزء من أهم الإنزيمات: الأنهيدراز الكربونيك، ومختلف ديهيدروجينيز، والفوسفات المرتبط بالتنفس والعمليات الفسيولوجية الأخرى، والبروتينات والببتيداز المشاركة في استقلاب البروتين، وإنزيمات استقلاب الحمض النووي (بوليميرات الحمض النووي الريبوزي والحمض النووي) وغيرها. يلعب الزنك دورًا مهمًا في تركيب جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال في الأقسام المقابلة من الحمض النووي (النسخ)، وفي تثبيت الريبوسومات والبوليمرات الحيوية (RNA، DNA، وبعض البروتينات).

في النباتات، إلى جانب المشاركة في التنفس واستقلاب البروتين والأحماض النووية، ينظم الزنك النمو، ويؤثر على تكوين الحمض الأميني التربتوفان، ويزيد من محتوى الجبرلين. يعمل الزنك على تثبيت الجزيئات الكبيرة في الأغشية البيولوجية المختلفة ويمكن أن يكون جزءًا لا يتجزأ منها، ويؤثر على النقل الأيوني، ويشارك في التنظيم فوق الجزيئي للعضيات الخلوية. في وجود الزنك في مزرعة Ustilago sphaerogena، يتشكل عدد أكبر من الميتوكوندريا، ومع نقص الزنك في Euglena gracilis، تختفي الريبوسومات. الزنك ضروري لتطور البويضة والجنين (في غيابه لا تتشكل البذور). يزيد من مقاومة الجفاف والحرارة والبرودة للنباتات. يؤدي نقص الزنك إلى ضعف انقسام الخلايا وأمراض وظيفية مختلفة - تبييض قمم الذرة ووردة النباتات وغيرها. في الحيوانات، بالإضافة إلى مشاركته في التنفس واستقلاب الحمض النووي، يزيد الزنك من نشاط الغدد التناسلية ويؤثر على تكوين الهيكل العظمي للجنين. لقد ثبت أن نقص الزنك في الفئران المرضعة يقلل من محتوى الحمض النووي الريبي (RNA) وتخليق البروتين في الدماغ ويبطئ نمو الدماغ. تم عزل بروتين يحتوي على الزنك من لعاب الغدة النكفية البشرية؛ ومن المفترض أنه يحفز تجديد خلايا براعم التذوق في اللسان ويدعم وظيفة التذوق الخاصة بها. يلعب الزنك دورًا وقائيًا في الجسم عندما تكون البيئة ملوثة بالكادميوم.

يؤدي نقص الزنك في الجسم إلى التقزم وتأخر النمو الجنسي؛ عندما يدخل الجسم بكميات زائدة، من الممكن حدوث تأثيرات مسرطنة وتأثيرات سامة على القلب والدم والغدد التناسلية وما إلى ذلك (وفقًا للبيانات التجريبية)، وقد تترافق المخاطر المهنية مع تأثيرات ضارة على الجسم لكل من معدن الزنك ومركباته . عند ذوبان السبائك المحتوية على الزنك، تكون حالات حمى المسبك ممكنة. تستخدم مستحضرات الزنك على شكل محاليل (كبريتات الزنك) وكجزء من المساحيق والمعاجين والمراهم والتحاميل (أكسيد الزنك) في الطب كأدوية قابضة ومطهرات.