Cink- törékeny, kékesfehér színű átmeneti fém (levegőben elhalványul, vékony cink-oxid réteggel borítja be). Az emberi szövetek nélkülözhetetlen (pótolhatatlan) mikroeleme. A test mennyiségi arányát tekintve a vas után a második helyen áll. Kulcsszerepet játszik a sérült szövetek regenerációjában, mivel cink nélkül a nukleinsavak és fehérjék szintézise megszakad.
Lásd még:
SZERKEZET
A cinkkristályok hatszögletű atomcsomaggal rendelkeznek. De ellentétben a gömb alakú atomok sűrű hatszögletű tömítésével, a cinkrácsok egy irányban megnyúlnak. Minden atomot hat másik atom vesz körül, amelyek ugyanabban a síkban vagy rétegben helyezkednek el. Ebben a lapos rétegben a szomszédos atomok középpontjai közötti távolság 0,26649 nm. Az atom külső elektronikus konfigurációja 3d 10 4s 2. Nem polimorf. TULAJDONSÁGOK
Szobahőmérsékleten sérülékeny, a lemez meghajlításakor a krisztallitok súrlódásából roppanó hang hallható (általában erősebb, mint az „ón kiáltása”). Alacsony olvadáspontja van. A fém térfogata az olvadás során a sűrűség csökkenésével összhangban növekszik. A hőmérséklet emelkedésével a cink kinetikus viszkozitása és elektromos vezetőképessége csökken, elektromos ellenállása pedig nő. 100-150 °C-on a cink műanyag. A szennyeződések, még a kisebbek is, drámaian növelik a cink törékenységét. Diamágneses.
TARTALÉKOK ÉS TERMELÉS
A földkéreg átlagos cinktartalma 8,3·10 -3%, a bázikus magmás kőzetekben valamivel magasabb (1,3·10 -2%), mint a savas kőzetekben (6,10 -3%). A cink energikus vízi vándorló, különösen jellemző vándorlása a termálvizekben az ólommal együtt. Ezekből a vizekből ipari jelentőségű cink-szulfidok válnak ki. A cink a felszíni és felszín alatti vizekben is erőteljesen vándorol, fő kicsapója a hidrogén-szulfid, kisebb szerepe van az agyagok általi szorpciónak és egyéb folyamatoknak.
Cinklerakódások ismertek Iránban, Ausztráliában, Bolíviában és Kazahsztánban. Oroszországban az ólom-cink koncentrátumok legnagyobb gyártója a JSC MMC Dalpolimetal
A cinket szulfid formájában 1-4% Zn-t, valamint Cu-t, Pb-t, Ag-t, Au-t, Cd-t, Bi-t tartalmazó polifémes ércekből vonják ki. Az érceket szelektív flotációval dúsítják, így cinkkoncentrátumot (50-60% Zn) és ezzel egyidejűleg ólom-, réz-, és néha piritkoncentrátumot is kapnak.
A cink előállításának fő módja az elektrolitikus (hidrometallurgiai). A kalcinált koncentrátumokat kénsavval kezeljük; a kapott szulfát oldatot megtisztítják a szennyeződésektől (cinkporral kicsapva), és elektrolízisnek vetik alá ólommal vagy vinil műanyaggal szorosan bélelt fürdőben. A cinket alumíniumkatódokra rakják le, amelyekről naponta eltávolítják (lehúzzák), és indukciós kemencékben megolvasztják.
EREDET
A természetben természetes fémként a cink nem fordul elő. 66 cink-ásvány ismert, különösen a cinkit, a szfalerit, a willemit, a kalamin, a smithsonit és a franklinit. A leggyakoribb ásvány a szfalerit vagy cinkkeverék. Az ásvány fő összetevője a cink-szulfid ZnS, és a különféle szennyeződések mindenféle színt adnak ennek az anyagnak. Az ásvány azonosításának nehézsége miatt blende-nek (ógörög σφαλερός - megtévesztő) nevezik. A cinkkeveréket tekintik az elsődleges ásványnak, amelyből a 30. számú elem egyéb ásványai keletkeztek: a smithsonite ZnCO 3, a cinkit ZnO, a kalamin 2ZnO · SiO 2 · H 2 O. Altajban gyakran találkozhatunk csíkos „mókus” érccsel - keverékkel. cinkkeverékből és barna szárból. Távolról egy ilyen ércdarab valóban úgy néz ki, mint egy rejtett csíkos állat.
ALKALMAZÁS
A tiszta cink fémet a földalatti kilúgozással bányászott nemesfémek (arany, ezüst) visszanyerésére használják. Ezenkívül a cinket ezüst, arany (és más fémek) nyers ólomból történő kivonására használják cink-ezüst-arany intermetallikus vegyületek (ún. „ezüsthab”) formájában, amelyeket azután hagyományos finomítási módszerekkel dolgoznak fel.
Az acél korrózió elleni védelmére szolgál (mechanikai igénybevételnek nem kitett felületek horganyzása, vagy fémezés - hidakhoz, tartályokhoz, fémszerkezetekhez).
A cinket a negatív elektróda anyagaként használják kémiai áramforrásokban, azaz elemekben és akkumulátorokban.
A cinklemezeket széles körben használják a nyomtatásban, különösen nagy példányszámú kiadványok illusztrációinak nyomtatására. Erre a célra a 19. század óta alkalmazzák a cinkográfiát - cinklemezen kliséket készítenek úgy, hogy savval maratják bele a mintát. A szennyeződések, kis mennyiségű ólom kivételével, rontják a maratási folyamatot. Maratás előtt a horganylemezt izzítják és felhevített állapotban hengerelik.
Sok keményforraszhoz cinket adnak, hogy csökkentsék az olvadáspontjukat.
A cink-oxidot széles körben használják az orvostudományban antiszeptikus és gyulladáscsökkentő szerként. A cink-oxidot festék - cinkfehér - előállítására is használják. 
A cink a sárgaréz fontos alkotóeleme. Az alumíniumot és magnéziumot tartalmazó cinkötvözetek (ZAM, ZAMAK) viszonylag magas mechanikai és nagyon jó öntési tulajdonságaik miatt igen széles körben használatosak a gépészetben a precíziós öntéshez. Különösen a fegyveriparban a pisztolycsavarokat néha ZAMAK (-3, -5) ötvözetből öntik, különösen azokat, amelyeket gyenge vagy traumás patronok használatára terveztek. Ezenkívül mindenféle műszaki kiegészítőt cinkötvözetből öntnek, mint például autók fogantyúi, karburátortestek, méretarányos modellek és mindenféle miniatűr, valamint minden olyan termék, amely precíz, elfogadható szilárdságú öntést igényel.
A cink-klorid fontos folyasztószer a fémforrasztáshoz és a szálgyártás komponense.
A cink-tellurid, szelenid, foszfid és szulfid széles körben használt félvezetők. A cink-szulfid számos foszfor szerves része. A cink-foszfidot rágcsálóméregként használják.
A cink-szelenidet nagyon alacsony abszorpciós együtthatójú optikai üvegek készítésére használják a középső infravörös tartományban, például szén-dioxid lézerekben.
Cink - Zn
OSZTÁLYOZÁS
| Strunz (8. kiadás) | 1/A.04-10 |
| Nickel-Strunz (10. kiadás) | 1.AB.05 |
| Dana (7. kiadás) | 1.1.8.1 |
| Dana (8. kiadás) | 1.1.5.1 | Szia CIM Ref | 1.8 |
A cink és a réz ötvözete - a sárgaréz - ismert volt az ókori Görögországban, az ókori Egyiptomban, Indiában (7. század), Kínában (XI. század). Hosszú ideig nem lehetett tiszta cinket elkülöníteni. 1746-ban A. S. Marggraf kifejlesztett egy eljárást tiszta cink előállítására, amelynek során oxidja és szén keverékét égetik, anélkül, hogy agyag-tűzálló retortákban levegőhöz jutna, majd a cinkgőzt hűtőszekrényekben kondenzálták. A cinkkohászat ipari méretekben a 17. században kezdődött.
A latin cink jelentése „fehér bevonat”. Ennek a szónak az eredete nincs pontosan megállapítva. Feltehetően a perzsa "cheng" szóból származik, bár ez a név nem a cinkre, hanem általában a kövekre vonatkozik. A "cink" szó megtalálható Paracelsus és más 16. és 17. századi kutatók munkáiban. és visszanyúlik talán az ősi német „cinkhez” - plakk, szemfájdalom. A "cink" elnevezést csak az 1920-as években használták általánosan.
A természetben lenni, megkapni:
A leggyakoribb cink ásvány a szfalerit vagy cinkkeverék. Az ásvány fő összetevője a cink-szulfid ZnS, és a különféle szennyeződések mindenféle színt adnak ennek az anyagnak. Nyilván ezért nevezik az ásványt keveréknek. A cinkkeveréket tekintik az elsődleges ásványnak, amelyből a 30. számú elem egyéb ásványai keletkeztek: a smithsonite ZnCO 3, a cinkit ZnO, a kalamin 2ZnO·SiO 2 ·H 2 O. Altajban gyakran találkozhatunk csíkos „mókus” érccsel – egy keverékkel. cinkkeverékből és barna szárból. Távolról egy ilyen ércdarab valóban úgy néz ki, mint egy rejtett csíkos állat.
A cink izolálása az érc ülepítési vagy flotációs módszerekkel történő koncentrálásával kezdődik, majd addig pörköljük, amíg oxidok képződnek: 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
A cink-oxidot elektrolitikusan dolgozzák fel, vagy koksszal redukálják. Az első esetben a nyers oxidból híg kénsavoldattal a cinket kilúgozzák, a kadmium-szennyeződést cinkporral kicsapják, a cink-szulfát oldatot pedig elektrolízisnek vetik alá. Alumíniumkatódokon 99,95%-os tisztaságú fémet raknak le.
Fizikai tulajdonságok:
Tiszta formájában meglehetősen képlékeny ezüstfehér fém. Szobahőmérsékleten sérülékeny, a lemez meghajlításakor a krisztallitok súrlódásából roppanó hang hallható (általában erősebb, mint az „ón kiáltása”). 100-150 °C-on a cink műanyag. A szennyeződések, még a kisebbek is, drámaian növelik a cink törékenységét. Olvadáspont - 692 °C, forráspont - 1180 °C
Kémiai tulajdonságok:
Tipikus amfoter fém. A standard elektródpotenciál -0,76 V, a standard potenciálok tartományában vasig helyezkedik el. A levegőben a cinket vékony ZnO-oxid filmréteg vonja be. Túl melegen ég. Hevítéskor a cink reagál halogénekkel, foszforral, Zn 3 P 2 és ZnP 2 foszfidokat képezve, a kénnel és analógjaival, különböző kalkogenideket, ZnS-t, ZnSe-t, ZnSe 2-t és ZnTe-t képezve. A cink nem reagál közvetlenül hidrogénnel, nitrogénnel, szénnel, szilíciummal és bórral. A Zn 3 N 2 -nitrid cink és ammónia reakciójával képződik 550-600 °C-on.
A szokásos tisztaságú cink aktívan reagál savak és lúgok oldataival, utóbbi esetben hidroxinátokat képez: Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
A nagyon tiszta cink nem lép reakcióba savakkal és lúgokkal.
A cinket +2 oxidációs állapotú vegyületek jellemzik.
A legfontosabb kapcsolatok:
Cink-oxid- ZnO, fehér, amfoter, savas oldatokkal és lúgokkal egyaránt reagál:
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (fúzió).
Cink-hidroxid- zselatinos fehér csapadék formájában képződik, ha lúgot adnak a cinksók vizes oldatához. Amfoter hidroxid
Cink sók. Színtelen kristályos anyagok. Vizes oldatokban a Zn 2+ cinkionok 2+ és 2+ vízi komplexeket képeznek, és súlyos hidrolízisen mennek keresztül.
Cinkáz cink-oxid vagy -hidroxid lúgokkal való kölcsönhatása során jönnek létre. Összeolvadáskor metacinkátok képződnek (például Na 2 ZnO 2), amelyek vízben oldva tetrahidroxo-cinkátokká alakulnak: Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O = Na 2. Amikor az oldatokat megsavanyítják, a cink-hidroxid kicsapódik.
Alkalmazás:
Korróziógátló bevonatok gyártása. - A fémes cinket rudak formájában használják a tengervízzel érintkező acéltermékek korrózió elleni védelmére. Az előállított cink hozzávetőleg felét horganyzott acélgyártáshoz, egyharmadát késztermékek tűzihorganyzásához, a többit szalaghoz és huzalhoz használják fel.
- A cink-sárgaréz ötvözetek (réz plusz 20-50% cink) nagy gyakorlati jelentőséggel bírnak. A sárgaréz mellett rohamosan növekvő számú speciális cinkötvözetet használnak présöntéshez.
- Egy másik alkalmazási terület a szárazelemek gyártása, bár ez az elmúlt években jelentősen csökkent.
- A ZnTe cinktelluridot fotoellenállások, infravörös sugárzás vevők, dózismérők és sugárzásszámlálók anyagaként használják. - A cink-acetát Zn(CH 3 COO) 2 fixálószerként szövetfestéshez, favédőszerként, gombaellenes szerként a gyógyászatban és katalizátorként a szerves szintézisekben. A cink-acetát a fogászati cementek összetevője, mázak és porcelánok előállításához használják.
A cink az egyik legfontosabb biológiailag aktív elem, és az élet minden formája számára nélkülözhetetlen. Szerepe elsősorban annak köszönhető, hogy több mint 40 fontos enzim része. Megállapították, hogy a fehérjékben a cink a DNS-ben található bázisok szekvenciájának felismeréséért felelős, és ezáltal szabályozza a genetikai információ átadását a DNS-replikáció során. A cink részt vesz a szénhidrát-anyagcserében a cinktartalmú hormon inzulin segítségével. Az A-vitamin csak cink jelenlétében hatásos.A cink a csontképződéshez is szükséges.
Ugyanakkor a cinkionok mérgezőek.
Bespotestnykh S., Shtanova I.
HF Tyumen State University, 571 csoport.
Források: Wikipédia:
A második csoportban, Mengyelejev periódusos rendszerének másodlagos alcsoportjában található, és átmeneti fém. Az elem sorozatszáma 30, tömege 65,37. Az atom külső rétegének elektronikus konfigurációja 4s2. Az egyetlen és állandó a „+2”. Az átmeneti fémekre jellemző, hogy komplex vegyületek képződnek, amelyekben különböző koordinációs számokkal komplexképzőként működnek. Ez vonatkozik a cinkre is. A természetben 5 stabil izotóp létezik, tömegszámuk 64 és 70 között van. Ráadásul a 65Zn izotóp radioaktív, felezési ideje 244 nap.
A cink egy ezüstös-kék fém, amely levegővel érintkezve gyorsan védő oxidréteggel vonódik be, elrejti fényét. Az oxidfilm eltávolításakor a cink a fémek tulajdonságait mutatja – ragyogást és jellegzetes fényes fényt. A természetben a cink számos ásványban és ércben található. A leggyakoribbak: kleiofán, cinkkeverék (szfalerit), wurtzit, marmatit, kalamin, smithsonit, willemit, cinkit, franklinit.
Smithsonite
A kevert ércek részeként a cink találkozik állandó társaival: talliummal, germániummal, indiummal, galliummal és kadmiummal. A földkéreg 0,0076% cinket tartalmaz, ebből a fémből 0,07 mg/l található a tengervízben sók formájában. A cink mint egyszerű anyag képlete Zn, a kémiai kötése fémes. A cinknek hatszögletű, sűrű kristályrácsa van.
A cink fizikai és kémiai tulajdonságai
A cink olvadáspontja 420 °C. Normál körülmények között törékeny fém. 100-150 °C-ra hevítve nő a cink alakíthatósága, hajlékonysága, a fémből és a tekercsfóliából lehet huzalt gyártani. A cink forráspontja 906 °C. Ez a fém kiváló vezető. 200 °C-tól a cink könnyen szürke porrá őrölhető, és elveszti plaszticitását. A fém jó hővezető képességgel és hőkapacitással rendelkezik. A leírt fizikai paraméterek lehetővé teszik a cink felhasználását más elemekkel alkotott vegyületekben. A sárgaréz a legismertebb cinkötvözet.
Rézfúvós hangszerek
Normál körülmények között a cink felületét azonnal oxid borítja, tompa szürke-fehér bevonat formájában. Annak a ténynek köszönhető, hogy a levegő oxigénje oxidálja a tiszta anyagot. A cink, mint egyszerű anyag reakcióba lép kalkogénekkel, halogénekkel, oxigénnel, lúgokkal, savakkal, ammóniummal (sóival), . A cink nem lép kölcsönhatásba nitrogénnel, hidrogénnel, bórral, szénnel és szilíciummal. A kémiailag tiszta cink nem lép reakcióba savak és lúgok oldataival. - a fém amfoter, és lúgokkal reagálva komplex vegyületeket - hidroxinátokat képez. Kattintson ide, és megtudja, milyen kísérletek végezhetők otthon a cink tulajdonságainak tanulmányozására.
Kénsav reakciója cinkkel és hidrogén előállítása
A híg kénsav cinkkel való reakciója a fő laboratóriumi módszer a hidrogén előállítására. Erre a célra tiszta szemcsés (granulált) cinket vagy műszaki cinket használnak törmelék és forgács formájában.
Ha nagyon tiszta cinket és kénsavat veszünk, akkor a hidrogén lassan szabadul fel, különösen a reakció elején. Ezért a hígítás után lehűlt oldathoz néha kevés réz-szulfát oldatot adnak. A cink felületén lerakódott réz felgyorsítja a reakciót. A hidrogén előállítására szolgáló sav hígításának optimális módja az 1,19 sűrűségű tömény kénsavat 1:1 arányban vízzel hígítani.
Tömény kénsav reakciója cinkkel
A tömény kénsavban az oxidálószer nem a hidrogénkation, hanem egy erősebb oxidálószer - a szulfátion. Nem jelenik meg oxidálószerként a híg kénsavban az erős hidratáció és ennek következtében az alacsony mobilitás miatt.
A tömény kénsav és a cink reakciója a hőmérséklettől és a koncentrációtól függ. Reakcióegyenletek:
Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O
4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
A tömény kénsav a kén (S⁺⁶) oxidációs állapota miatt erős oxidálószer. Még az alacsony aktivitású fémekkel is kölcsönhatásba lép, vagyis a hidrogén előtti és utáni fémekkel, és a híg savval ellentétben soha nem bocsát ki hidrogént e reakciók során. A tömény kénsav fémekkel való reakciójában mindig három termék képződik: só, víz és egy kénredukciós termék. A tömény kénsav olyan erős oxidálószer, hogy még egyes nemfémeket is oxidál (szén, kén, foszfor).
„Védelem” nélkül megemészti őket a korrózió. Megment cink. A fehér-kék fémet vékony filmmel kell felvinni az alapra.
hallom a "melléknevet" galvanizált" Gyakran helyettesítik a következő szavakkal: - vödrök, tetőburkolatok, drót. A kémiai elemek táblázatában a cink előbb található.
Ez azt jelenti, hogy aktívabb, vagyis először reagál levegővel.
A korróziót, mint ismeretes, pontosan a légkörből származó nedvesség fémmel való érintkezése okozza.
Fém cink az első vállalja az ütést, megmentve az alatta lévő fémet. Ezért a vödrök horganyzottak, és nincsenek bevonva vagy bevonva.
Ezek az elemek a vas után helyezkednek el. Megvárják, amíg ez a fém összeomlik, és csak azután kezdenek szétesni.
A cink rendszáma 30. Ez a kémiai anyagok táblázatának 4. periódusa 2. csoportjának száma. Fémjelölés – Zn.
Kőzetércek, ásványok alkotórésze, a víz szállítja, sőt az élő szövetekben is megtalálható.
Így például az ibolya egyes fajtái aktívan felhalmozzák a fémet. De kiemeld tiszta cink csak a 18. században sikerült.
Ezt a német Andreas Sigismund Marggraff végezte. A keveréket kalcinálta cink-oxid Val vel .
A kísérlet sikeres volt, mert levegőhöz, azaz oxigénhez való hozzáférés nélkül hajtották végre. A reakció tartálya egy tűzálló edény volt, amelyből készült.
A vegyész a keletkező fémgőzöket a hűtőbe helyezte. Alacsony hőmérséklet hatása alatt cink részecskék falaira telepedett.
Cinklelőhelyek és bányászat
Napjainkban évente körülbelül 10 millió tonna kékes fémet bányásznak tiszta formában a világon. Tartalma a földkéregben 6-9%.
Ezeket a százalékokat 50 ország között osztották el. A vezetők Peru, USA, Kanada, Üzbegisztán, de leginkább cink lerakódások Ausztráliában és.
Ezen országok mindegyike körülbelül 3 tíz millió tonna 30-as sorozatszámú fémet termel.
A jövőben azonban az óceán kerülhet az első helyre a rangsorban. Alapvető cink tartalékok vizében, a fenekén koncentrálódott.
Azt azonban még nem tanulták meg, hogyan alakítsanak ki offshore lelőhelyet. Vannak technológiák, de azok túl drágák.
Ezért közel 3 millió tonna cink még mindig a Vörös-tenger fenekén fekszik, nem beszélve a Karib-tenger és a Közép-Atlanti-hátság készleteiről.
A cink alkalmazásai
Cink kell. Az alaphoz fém kerül. Minimális cink adagok alakíthatóvá, könnyen beadhatóvá, engedelmessé a mester kezében.
A 30. elem egyben fényesebbé is teszi a terméket, így gyakran készítik belőle az ún.
A legfontosabb azonban az, hogy ne vigyük túlzásba a cinket. Már a fémtartalom 3 tizede is gyengévé és törékennyé teszi.
Csökkenti a fémet és az ötvözet olvadáspontját. Az ókori Egyiptomban felfedezett réz és cink vegyületeit használják a gyártáshoz. Az ötvözet olcsó, könnyen feldolgozható és vonzónak tűnik.
Alacsony olvadáspontja miatt a cink a mikroáramkörök és mindenféle eszköz „hősévé” vált.
Az ónhoz hasonlóan könnyen és szilárdan összeköti a kis alkatrészeket egymással. Alacsony hőmérsékleten a fém törékeny, de már 100-150 fokon képlékenysé, alakíthatóvá válik.
Ez a fizikai a cink tulajdonságaés iparosok és kézművesek használják.
Érdekes, hogy még nagyobb hővel, például 500 fokig az elem ismét törékennyé és megbízhatatlanná válik.
Az alacsony olvadáspont pénzügyileg előnyös az iparosok számára. Kevesebb üzemanyagra van szüksége, és nem kell túlfizetnie a drága berendezésekért.
Megspórolják a keletkező cink „öntvények” feldolgozását is. Felületük gyakran nem is igényel további polírozást.
A fémet aktívan használják az autóiparban. A cink alapú ötvözeteket ajtókilincsekhez, konzolokhoz, belső dekorációhoz, zárakhoz, tükrök kialakításához és ablaktörlő házakhoz használják.
Az autóban cink ötvözet magas százalék. Ez utóbbi kopásállóbbá és tartósabbá teszi a csatlakozást.
Az autógumikhoz cink-oxidot adnak. Enélkül rossz minőségű a gumi.
Az öntöttvas és a vas számos ország gazdaságában vezető szerepet tölt be. Előállításuk elképzelhetetlen cink nélkül. Sárgarézben ez 30-50 százalék (az ötvözet típusától függően).
A sárgaréz nem csak az ajtókilincsekhez való. Különféle profilú gyárak edényei, keverői és csúcstechnológiás berendezései is készülnek belőle.
Széles körben használt és cink lapok. Ezek képezik a nyomdai formák alapját a nyomtatásban.
A lemezekből áramforrásokat, csöveket, tetőfedéseket és szennyvízcsatornákat készítenek.
A cink számos színezék szerves része. Így a cink-oxidot fehér festékként használják. Egyébként pontosan ilyen bevonatot használnak az űrhajózásban.
A rakétákhoz és a műholdakhoz olyan festékekre van szükség, amelyek visszaverik a fényt, és ezt legjobban cink alapú vegyületek teszik lehetővé.
A sugárzás elleni küzdelemben is nélkülözhetetlen. Sugárjai alatt a fém-szulfid fellángol, jelezve a veszélyes részecskék jelenlétét.
Áhított tovább elem cinkés gyógyszerészek. A cink antiszeptikus. Hozzáadják az újszülöttek kenőcséhez és a gyógyító készítményekhez.
Sőt, egyes orvosok biztosak abban, hogy a cink, vagy inkább annak hiánya skizofréniát okoz.
Ezért, az orvosok imádják, elengedhetetlen a fémtartalmú ételek fogyasztása.
A tenger gyümölcsei tartalmazzák a legtöbb cinket. Nem hiába tárolják a fémlerakódásokat az óceán mélyén.
Cink(lat. cinkum), Zn, a Mengyelejev-féle periodikus rendszer II. csoportjának kémiai eleme; rendszáma 30, atomtömege 65,38, kékesfehér fém. 5 stabil izotóp ismert, amelyek tömegszáma 64, 66, 67, 68 és 70; a leggyakoribb a 64 Zn (48,89%). Számos radioaktív izotópot sikerült mesterségesen előállítani, amelyek közül a leghosszabb élettartamú a 65 Zn, felezési ideje T ½ = 245 nap; izotópos indikátorként használják.
Történelmi hivatkozás. A cink és a réz ötvözetét - a sárgaréz - ismerték az ókori görögök és egyiptomiak. Hosszú ideig nem lehetett tiszta cinket izolálni. 1746-ban A. S. Marggraf kifejlesztett egy módszert fém előállítására, amelynek során oxidja és szén keverékét agyag tűzálló retortákban levegő hozzáférés nélkül kalcinálják, majd a cinkgőzt hűtőszekrényekben kondenzálják. A cinkkohászat ipari méretekben a 17. században kezdődött.
A cink eloszlása a természetben. A földkéreg (clarke) átlagos cinktartalma 8,3 10 -3 tömeg%, a bázikus magmás kőzetekben valamivel magasabb (1,3 10 -2%), mint a savas kőzetekben (6 10 -3%). 66 cink ásvány ismert, ezek közül a legfontosabbak a cinkit, szfalerit, willemit, kalamin, smithsonit, Frank-linit ZnFe 2 O 4 . A cink energikus vízi vándorló; Különösen jellemző a termálvizekben való vándorlása a Pb-vel együtt; Ezekből a vizekből kicsapódnak a nagy ipari jelentőségű cink-szulfidok. A cink a felszíni és talajvízben is erőteljesen vándorol; Ennek fő kicsapója a H 2 S, az agyagok általi szorpció és egyéb folyamatok kisebb szerepet játszanak. A cink fontos biogén elem; élő anyag átlagosan 5·10 -4% cinket tartalmaz, de vannak koncentrációs organizmusok is (például néhány ibolya).
A cink fizikai tulajdonságai. A cink egy közepesen kemény fém. Hidegen sérülékeny, de 100-150 °C-on nagyon képlékeny, könnyen tekercselhető körülbelül századmilliméter vastagságú lapokká, fóliákká. 250 °C-on ismét törékennyé válik. Nincsenek polimorf módosulatai. Hatszögletű rácsban kristályosodik, paraméterei a = 2,6594Å, c = 4,9370Å. Atomsugár 1,37Å; ionos Zn 2+ -0,83Å. A szilárd cink sűrűsége 7,133 g/cm 3 (20 °C), a folyékony 6,66 g/cm 3 (419,5 °C); tpl 419,5 °C; forráspontja 906 °C. Lineáris tágulási hőmérsékleti együttható 39,7 10 -3 (20-250 °C), hővezetési együttható 110,950 W/(m K) 0,265 cal/cm sec °C (20 °C), elektromos ellenállás 5,9 10 -6 ohm cm (20) °C), a cink fajhője 25,433 kJ/(kg K.). Szakítószilárdság 200-250 MN/m2 (2000-2500 kgf/cm2), relatív nyúlás 40-50%, Brinell keménység 400-500 MN/m2 (4000-5000 kgf/cm2). A cink diamágneses, fajlagos mágneses szuszceptibilitása -0,175·10 -6.
A cink kémiai tulajdonságai. A Zn atom külső elektronikus konfigurációja 3d 10 4s 2. A vegyületek oxidációs állapota +2. A normál 0,76 V-os redoxpotenciál jellemzi a cinket aktív fémként és energikus redukálószerként. 100 °C-ig terjedő hőmérsékletű levegőben a cink gyorsan elhomályosodik, és bázikus karbonátokból álló felületi filmréteggel borítja be. Nedves levegőben, különösen CO 2 jelenlétében, normál hőmérsékleten is fémpusztulás következik be. Levegőn vagy oxigénben erősen hevítve a cink kékes lánggal intenzíven ég, és cink-oxid ZnO fehér füstjét termel. A száraz fluor, klór és bróm hidegben nem lép reakcióba a cinkkel, de vízgőz jelenlétében a fém meggyulladhat, így például ZnCl 2 képződik. Cinkpor és kén hevített keveréke ZnS cink-szulfidot eredményez. A cink-szulfid kicsapódik, amikor a hidrogén-szulfid a Zn-sók gyengén savas vagy ammóniás vizes oldatára hat. A ZnH 2 hidridet LiAlH 4 Zn(CH 3) 2 és más cinkvegyületek reagáltatásával állítják elő; fémszerű anyag, amely hevítés hatására elemekre bomlik. Nitrid Zn 3 N 2 - fekete por, ammóniaáramban 600 ° C-ra melegítve képződik; levegőn 750 °C-ig stabil, a víz lebontja. Cink-karbid A ZnC 2 cinket acetilénáramban hevítettek. Az erős ásványi savak erőteljesen oldják a cinket, különösen hevítés közben, és a megfelelő sókat képezik. Híg sósavval és H 2 SO 4-gyel való kölcsönhatás során H 2 szabadul fel, HNO 3-mal pedig NO, NO 2, NH 3. A cink reagál tömény sósavval, H 2 SO 4 -vel és HNO 3 -val, és H 2, SO 2, NO és NO 2 szabadul fel. A lúgok oldatai és olvadékai oxidálják a cinket, H2 szabadul fel és vízben oldódó cinkit képződik. A savak és lúgok cinkre gyakorolt hatásának intenzitása a benne lévő szennyeződések jelenlététől függ. A tiszta cink kevésbé reaktív ezekkel a reagensekkel szemben a magas hidrogéntúlfeszültség miatt. Vízben a cinksók hevítéskor hidrolizálnak, és fehér Zn(OH)2-hidroxid csapadékot szabadítanak fel. Ismertek cinket tartalmazó komplex vegyületek, például SO 4 és mások.
Cink beszerzése. A cinket olyan polifémes ércekből bányászják, amelyek 1-4% Zn-t tartalmaznak szulfid formájában, valamint Cu-t, Pb-t, Ag-t, Au-t, Cd-t, Bi-t. Az érceket szelektív flotációval dúsítják, így cinkkoncentrátumot (50-60% Zn) és ezzel egyidejűleg ólom-, réz-, és néha piritkoncentrátumot is kapnak. A cink-koncentrátumokat kemencékben, fluidágyban égetik, a cink-szulfidot ZnO-oxiddá alakítva; a keletkező kén-dioxid SO 2 a kénsav előállításában kerül felhasználásra. ZnO-tól Zn-ig két útvonal van. A régóta létező pirometallurgiai (desztillációs) módszer szerint a kalcinált koncentrátumot szinterelik a szemcsésség és gázáteresztő képesség biztosítása érdekében, majd 1200-1300 °C-on szénnel vagy koksszal redukálják: ZnO + C = Zn + CO. A keletkező fémgőzöket lecsapolják és formákba öntik. A redukciót eleinte csak sült agyagból készült, kézzel működtetett retortákban végezték, később elkezdték használni a karborundumból készült függőleges gépesített retortákat, majd - tengelyes és íves elektromos kemencéket; Ólom-cink koncentrátumokból A cinket nagyolvasztókban nyerik. A termelékenység fokozatosan nőtt, de a cink akár 3% szennyeződést is tartalmazott, beleértve az értékes kadmiumot is. Desztilláció A cinket szegregációval tisztítják (azaz a folyékony fémet a vasból és az ólom egy részéből ülepítik 500 °C-on), és 98,7%-os tisztaságot érnek el. Az esetenként bonyolultabb és drágább rektifikálásos tisztítás 99,995%-os tisztaságú fémet eredményez, és lehetővé teszi a kadmium visszanyerését.
A cink előállításának fő módja az elektrolitikus (hidrometallurgiai). A pörkölt koncentrátumokat kénsavval kezeljük; a kapott szulfát oldatot megtisztítják a szennyeződésektől (cinkporral kicsapva), és elektrolízisnek vetik alá ólommal vagy vinil műanyaggal szorosan bélelt fürdőben. A cinket alumíniumkatódokra rakják le, amelyekről naponta eltávolítják (lehúzzák), és indukciós kemencékben megolvasztják. Az elektrolitikus cink tisztasága jellemzően 99,95%, a koncentrátumból történő kivonásának teljessége (a hulladékfeldolgozást figyelembe véve) 93-94%. A cink-szulfátot, Pb-t, Cu-t, Cd-t, Au-t, Ag-t gyártási hulladékból nyerik; néha In, Ga, Ge, Tl is.
A cink alkalmazása. A megtermelt cink körülbelül felét az acél korrózió elleni védelmére fordítják (galvanizálás). Mivel a cink a vas előtt van az igénybevételi sorozatban, amikor a horganyzott vas korrozív környezetbe kerül, a cink megsemmisül. Jó öntési tulajdonságainak és alacsony olvadáspontjának köszönhetően a cinket repülőgépek és egyéb gépek különböző apró alkatrészeinek fröccsöntésére használják. A réz és cink ötvözeteit - sárgaréz, nikkelezüst, valamint ólommal és más fémekkel ellátott cinket széles körben használják a technológiában. A cink intermetallikus vegyületeket ad arannyal és ezüsttel (folyékony ólomban nem oldódik), ezért a cinket ólom nemesfémekből történő finomítására használják. Por formájában a cink számos kémiai és technológiai folyamatban redukálószerként szolgál: hidroszulfit előállítása során, arany ipari cianidoldatokból történő kicsapásakor, réz és kadmium a cink-szulfát oldatok tisztítása során és mások. Sok cinkvegyület foszfor, például a képcsöves képernyő három alapszíne a ZnS Ag (kék), a ZnSe Ag (zöld) és a Zn 3 (PO 4) 2 Mn (piros) színétől függ. A fontos félvezető anyagok az A II B VI típusú cinkvegyületek - ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO. A leggyakoribb kémiai áramforrások negatív elektródája a cink.
Cink a szervezetben. A cink, mint az egyik biogén elem, folyamatosan jelen van a növények és állatok szöveteiben. A legtöbb szárazföldi és tengeri élőlény átlagos cinktartalma ezred százalék. A gombák, különösen a mérgezőek, gazdagok cinkben, zuzmóban, tűlevelűekben és néhány gerinctelen tengeri állatban, például osztrigában (0,4% száraz tömeg). A kőzetekben magas cinktartalmú zónákban cink-koncentráló, úgynevezett galmain növények találhatók. A cink a növények szervezetébe a talajból és a vízből, az állatokba pedig a táplálékkal kerül be. Az emberi cink napi szükségletét (5-20 mg) pékáruk, hús, tej és zöldségfélék fedezik; A csecsemőknél a cink (4-6 mg) szükségletét az anyatejjel fedezik.
A cink biológiai szerepe a sejtekben végbemenő enzimatikus reakciókban való részvételével függ össze. Része a legfontosabb enzimeknek: szénsavanhidráz, különféle dehidrogenázok, légzéssel és más élettani folyamatokkal kapcsolatos foszfatázok, fehérjeanyagcserében részt vevő proteinázok és peptidázok, nukleinsav-anyagcsere enzimek (RNS és DNS polimerázok) és mások. A cink jelentős szerepet játszik a DNS megfelelő szakaszaiban lévő hírvivő RNS molekulák szintézisében (transzkripció), a riboszómák és biopolimerek (RNS, DNS, egyes fehérjék) stabilizálásában.
A növényekben a légzésben, a fehérje- és nukleinsav-anyagcserében való részvétel mellett a cink szabályozza a növekedést, befolyásolja a triptofán aminosav képződését, és növeli a gibberellinek tartalmát. A cink stabilizálja a különböző biológiai membránok makromolekuláit, és ezek szerves része lehet, befolyásolja az iontranszportot, részt vesz a sejtszervecskék szupramolekuláris szerveződésében. Cink jelenlétében az Ustilago sphaerogena tenyészetében nagyobb számú mitokondrium képződik, az Euglena gracilisben lévő cink hiányában a riboszómák eltűnnek. A cink szükséges a tojás és az embrió fejlődéséhez (hiányában a magvak nem képződnek). Növeli a növények szárazság-, hő- és hidegállóságát. A cink hiánya károsodott sejtosztódáshoz, különféle funkcionális betegségekhez vezet - a kukorica tetejének fehéredéséhez, a növények rozettájához és másokhoz. Az állatokban a légzésben és a nukleinsav-anyagcserében való részvételen túl a cink fokozza az ivarmirigyek aktivitását és befolyásolja a magzati csontváz kialakulását. Kimutatták, hogy a szoptatós patkányok cinkhiánya csökkenti az RNS-tartalmat és a fehérjeszintézist az agyban, valamint lelassítja az agy fejlődését. Egy cinktartalmú fehérjét izoláltak az emberi fülmirigy nyálából; feltételezik, hogy serkenti a nyelv ízlelőbimbóinak sejtjeinek regenerálódását, és támogatja azok ízlelő funkcióját. A cink védő szerepet játszik a szervezetben, ha a környezet kadmiummal szennyezett.
A szervezet cinkhiánya eltörpüléshez és késleltetett szexuális fejlődéshez vezet; feleslegben kerülve a szervezetbe, rákkeltő hatások és toxikus hatások léphetnek fel a szívre, vérre, ivarmirigyekre stb. (kísérleti adatok szerint) A foglalkozási veszélyek a fémes cink és vegyületei szervezetre gyakorolt káros hatásaival is összefüggésbe hozhatók. . A cinktartalmú ötvözetek olvasztásakor öntödei láz előfordulhat. A cink-készítményeket oldatok formájában (cink-szulfát) és porok, paszták, kenőcsök, kúpok (cink-oxid) részeként használják az orvostudományban összehúzó és fertőtlenítőszerként.
Betöltés...