Sink- et sprøtt overgangsmetall med en blåhvit farge (farger i luft, blir dekket med et tynt lag sinkoksid). Essensielt (uerstattelig) mikroelement av menneskelig vev. Når det gjelder kvantitativt forhold i kroppen, rangerer den som nummer to, etter jern, på plass. Det spiller en nøkkelrolle i regenereringen av skadet vev, siden uten sink blir syntesen av nukleinsyrer og proteiner forstyrret.
Se også:
STRUKTUR
Sinkkrystaller har en sekskantet pakking av atomer. Men i motsetning til den tette sekskantede pakningen av sfæriske atomer, er sinkgitter forlenget i én retning. Hvert atom er omgitt av seks andre atomer som ligger i samme plan eller lag. Avstanden mellom sentrene til naboatomer i dette flate laget a er lik 0,26649 nm. Den eksterne elektroniske konfigurasjonen av atomet er 3d 10 4s 2. Ikke polymorf. EGENSKAPER
Ved romtemperatur er den skjør; når platen bøyes, høres en knekende lyd fra friksjonen til krystallittene (vanligvis sterkere enn "skriket av tinn"). Har et lavt smeltepunkt. Volumet av metall under smelting øker i samsvar med reduksjonen i tetthet. Med økende temperatur reduseres den kinetiske viskositeten og den elektriske ledningsevnen til sink og dens elektriske resistivitet øker. Ved 100-150 °C er sink plast. Urenheter, selv mindre, øker dramatisk skjørheten til sink. Er diamagnetisk.
RESERVER OG PRODUKSJON
Gjennomsnittlig sinkinnhold i jordskorpen er 8,3·10 -3 %, i basiske magmatiske bergarter er det litt høyere (1,3·10 -2%) enn i sure bergarter (6·10 -3%). Sink er en energisk akvatisk migrant; dens migrasjon i termalvann sammen med bly er spesielt typisk. Sinksulfider, som er av industriell betydning, feller ut fra disse vannet. Sink migrerer også kraftig i overflate- og undergrunnsvann; hovedutfellingen for det er hydrogensulfid; sorpsjon av leire og andre prosesser spiller en mindre rolle.
Sinkforekomster er kjent i Iran, Australia, Bolivia og Kasakhstan. I Russland er den største produsenten av bly-sinkkonsentrater JSC MMC Dalpolimetal
Sink utvinnes fra polymetalliske malmer som inneholder 1-4 % Zn i form av sulfid, samt Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Malmer anrikes ved selektiv flotasjon, og oppnår sinkkonsentrater (50-60% Zn) og samtidig bly-, kobber- og noen ganger også pyrittkonsentrater.
Hovedmetoden for å oppnå sink er elektrolytisk (hydrometallurgisk). Kalsinerte konsentrater behandles med svovelsyre; den resulterende sulfatløsningen renses for urenheter (ved å utfelle dem med sinkstøv) og utsettes for elektrolyse i bad tett foret innvendig med bly eller vinylplast. Sink avsettes på aluminiumskatoder, hvorfra det fjernes (strippes av) daglig og smeltes i induksjonsovner.
OPPRINNELSE
Sink forekommer ikke i naturen som et naturlig metall. Det er 66 kjente sinkmineraler, spesielt sinkitt, sfaleritt, willemitt, kalamin, smithsonitt og franklinitt. Det vanligste mineralet er sfaleritt, eller sinkblanding. Hovedkomponenten i mineralet er sinksulfid ZnS, og ulike urenheter gir dette stoffet alle slags farger. På grunn av vanskeligheten med å identifisere dette mineralet, kalles det blende (gammelgresk σφαλερός - villedende). Sinkblanding regnes som det primære mineralet som andre mineraler av grunnstoff nr. 30 ble dannet fra: smithsonite ZnCO 3, sincite ZnO, calamin 2ZnO · SiO 2 · H 2 O. I Altai kan du ofte finne stripet "chipmunk" malm - en blanding av sinkblanding og brun spar. På avstand ser et stykke slik malm virkelig ut som et skjult stripete dyr.
APPLIKASJON
Rent sinkmetall brukes til å gjenvinne edle metaller utvunnet ved underjordisk utvasking (gull, sølv). I tillegg brukes sink til å utvinne sølv, gull (og andre metaller) fra råbly i form av sink-sølv-gull intermetalliske forbindelser (såkalt "sølvskum"), som deretter bearbeides ved konvensjonelle raffineringsmetoder.
Den brukes til å beskytte stål mot korrosjon (galvanisering av overflater som ikke er utsatt for mekanisk belastning, eller metallisering - for broer, tanker, metallkonstruksjoner).
Sink brukes som materiale for den negative elektroden i kjemiske strømkilder, det vil si i batterier og akkumulatorer.
Sinkplater er mye brukt i trykking, spesielt for trykking av illustrasjoner i publikasjoner med store opplag. Til dette formålet har sinkografi blitt brukt siden 1800-tallet - å lage klisjeer på en sinkplate ved å etse designet i den med syre. Urenheter, med unntak av en liten mengde bly, svekker etseprosessen. Før etsing glødes sinkplaten og rulles i oppvarmet tilstand.
Sink tilsettes mange harde loddemetaller for å redusere smeltepunktet.
Sinkoksid er mye brukt i medisin som et antiseptisk og antiinflammatorisk middel. Sinkoksid brukes også til å produsere maling – sinkhvit. 
Sink er en viktig komponent i messing. Sinklegeringer med aluminium og magnesium (ZAM, ZAMAK), på grunn av deres relativt høye mekaniske og svært høye støpeegenskaper, er svært mye brukt i maskinteknikk for presisjonsstøping. Spesielt i våpenindustrien støpes noen ganger pistolbolter fra ZAMAK (-3, −5) legeringen, spesielt de som er designet for bruk av svake eller traumatiske patroner. Dessuten støpes alle typer teknisk tilbehør av sinklegeringer, som bilhåndtak, forgasserkropper, skalamodeller og alle typer miniatyrer, samt alle andre produkter som krever presis støping med akseptabel styrke.
Sinkklorid er en viktig fluss for metalllodding og en komponent i fiberproduksjon.
Sinktellurid, selenid, fosfid og sulfid er mye brukte halvledere. Sinksulfid er en integrert del av mange fosfor. Sinkfosfid brukes som gnagergift.
Sinkselenid brukes til å lage optiske briller med svært lave absorpsjonskoeffisienter i det midt-infrarøde området, for eksempel i karbondioksidlasere.
Sink - Zn
KLASSIFISERING
| Strunz (8. utgave) | 1/A.04-10 |
| Nickel-Strunz (10. utgave) | 1.AB.05 |
| Dana (7. utgave) | 1.1.8.1 |
| Dana (8. utgave) | 1.1.5.1 | Heis CIM Ref | 1.8 |
En legering av sink og kobber - messing - var kjent i antikkens Hellas, antikkens Egypt, India (7. århundre), Kina (11. århundre). Lenge var det ikke mulig å isolere ren sink. I 1746 utviklet A. S. Marggraf en metode for å produsere ren sink ved å kalsinere en blanding av dets oksid og kull uten tilgang til luft i leire ildfaste retorter, etterfulgt av kondensering av sinkdamp i kjøleskap. Sinksmelting begynte i industriell skala på 1600-tallet.
Det latinske zincum oversettes som "hvitt belegg." Opprinnelsen til dette ordet er ikke nøyaktig fastslått. Antagelig kommer det fra det persiske "cheng", selv om dette navnet ikke refererer til sink, men til steiner generelt. Ordet "sink" finnes i verkene til Paracelsus og andre forskere på 1500- og 1600-tallet. og går tilbake, kanskje, til den gamle tyske "sink" - plakett, øyesår. Navnet "sink" ble vanlig brukt først på 1920-tallet.
Å være i naturen, motta:
Det vanligste sinkmineralet er sphaleritt, eller sinkblanding. Hovedkomponenten i mineralet er sinksulfid ZnS, og ulike urenheter gir dette stoffet alle slags farger. Tilsynelatende er det derfor mineralet kalles blende. Sinkblanding regnes som det primære mineralet som andre mineraler av grunnstoff nr. 30 ble dannet fra: smithsonite ZnCO 3, sincite ZnO, calamin 2ZnO·SiO 2 ·H 2 O. I Altai kan du ofte finne stripet "chipmunk" malm - en blanding av sinkblanding og brun spar. På avstand ser et stykke slik malm virkelig ut som et skjult stripete dyr.
Isolering av sink begynner med konsentrasjonen av malm ved bruk av sedimentering eller flotasjonsmetoder, deretter brennes den til det dannes oksider: 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
Sinkoksid behandles elektrolytisk eller reduseres med koks. I det første tilfellet utlutes sink fra råoksidet med en fortynnet løsning av svovelsyre, kadmiumurenheten utfelles med sinkstøv, og sinksulfatløsningen utsettes for elektrolyse. Metall med 99,95 % renhet avsettes på aluminiumskatoder.
Fysiske egenskaper:
I sin rene form er det et ganske duktilt sølvhvitt metall. Ved romtemperatur er den skjør; når platen bøyes, høres en knekende lyd fra friksjonen til krystallittene (vanligvis sterkere enn "skriket av tinn"). Ved 100-150 °C er sink plast. Urenheter, selv mindre, øker dramatisk skjørheten til sink. Smeltepunkt - 692°C, kokepunkt - 1180°C
Kjemiske egenskaper:
Et typisk amfoterisk metall. Standardelektrodepotensialet er -0,76 V, i området med standardpotensialer er det plassert opp til jern. I luft er sink belagt med en tynn film av ZnO-oksid. Det brenner når det varmes opp for mye. Ved oppvarming reagerer sink med halogener, med fosfor, og danner fosfider Zn 3 P 2 og ZnP 2, med svovel og dets analoger, og danner forskjellige kalkogenider, ZnS, ZnSe, ZnSe 2 og ZnTe. Sink reagerer ikke direkte med hydrogen, nitrogen, karbon, silisium og bor. Zn 3 N 2 nitrid produseres ved omsetning av sink med ammoniakk ved 550-600°C.
Sink av vanlig renhet reagerer aktivt med løsninger av syrer og alkalier, i sistnevnte tilfelle danner hydroksinater: Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
Svært ren sink reagerer ikke med løsninger av syrer og alkalier.
Sink karakteriseres av forbindelser med en oksidasjonstilstand på +2.
De viktigste forbindelsene:
Sinkoksid- ZnO, hvit, amfoter, reagerer med både sure løsninger og alkalier:
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (fusjon).
Sinkhydroksid- dannes som et gelaktig hvitt bunnfall når alkali tilsettes til vandige løsninger av sinksalter. Amfoterisk hydroksid
Sinksalter. Fargeløse krystallinske stoffer. I vandige løsninger danner sinkioner Zn 2+ vannkomplekser 2+ og 2+ og gjennomgår alvorlig hydrolyse.
Sinkater dannes ved interaksjon av sinkoksyd eller hydroksyd med alkalier. Ved sammensmelting dannes metazinkater (for eksempel Na 2 ZnO 2 ), som oppløses i vann og blir til tetrahydroxo-sinkater: Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O = Na 2. Når løsninger surgjøres, utfelles sinkhydroksid.
Applikasjon:
Produksjon av anti-korrosjonsbelegg. - Metallisk sink i form av stenger brukes for å beskytte mot korrosjon av stålprodukter i kontakt med sjøvann. Omtrent halvparten av all sink som produseres brukes til produksjon av galvanisert stål, en tredjedel til varmgalvanisering av ferdige produkter, og resten til bånd og wire.
- Sink-messinglegeringer (kobber pluss 20-50 % sink) er av stor praktisk betydning. I tillegg til messing, brukes et raskt voksende antall spesielle sinklegeringer til trykkstøping.
– Et annet bruksområde er produksjon av tørrcellebatterier, selv om dette har gått betydelig ned de siste årene.
- Sinktelluride ZnTe brukes som materiale for fotomotstander, infrarøde strålingsmottakere, dosimetre og strålingstellere. - Sinkacetat Zn(CH 3 COO) 2 brukes som et fikseringsmiddel for farging av tekstiler, et trebeskyttelsesmiddel, et soppdrepende middel i medisin og en katalysator i organisk syntese. Sinkacetat er en komponent i tannsement og brukes i produksjon av glasurer og porselen.
Sink er et av de viktigste biologisk aktive elementene og er essensielt for alle former for liv. Dens rolle skyldes hovedsakelig det faktum at den er en del av mer enn 40 viktige enzymer. Funksjonen til sink i proteiner som er ansvarlige for å gjenkjenne sekvensen av baser i DNA og derfor regulere overføringen av genetisk informasjon under DNA-replikasjon er etablert. Sink er involvert i karbohydratmetabolismen ved hjelp av det sinkholdige hormonet insulin. Vitamin A er effektivt kun i nærvær av sink. Sink er også nødvendig for beindannelse.
Samtidig er sinkioner giftige.
Bespotestnykh S., Shtanova I.
HF Tyumen State University, 571 gruppe.
Kilder: Wikipedia:
Det ligger i den andre gruppen, en sekundær undergruppe av det periodiske systemet til Mendeleev og er et overgangsmetall. Serienummeret til elementet er 30, massen er 65,37. Den elektroniske konfigurasjonen av det ytre laget av atomet er 4s2. Den eneste og konstanten er "+2". Overgangsmetaller er karakterisert ved dannelsen av komplekse forbindelser der de fungerer som et kompleksdannende middel med forskjellige koordinasjonstall. Dette gjelder også for sink. Det er 5 isotoper som er stabile i naturen med massetall fra 64 til 70. Dessuten er 65Zn-isotopen radioaktiv, dens halveringstid er 244 dager.
Sink er et sølvblått metall som, når det utsettes for luft, raskt blir belagt med en beskyttende oksidfilm, som skjuler glansen. Når oksidfilmen fjernes, viser sink egenskapene til metaller - utstråling og en karakteristisk lys glans. I naturen finnes sink i mange mineraler og malmer. De vanligste: cleiophane, sink blende (sfaleritt), wurtzite, marmatitt, calamin, smithsonite, willemitt, sincite, franklinite.
Smithsonite
Som en del av blandede malmer møter sink sine konstante følgesvenner: thallium, germanium, indium, gallium og kadmium. Jordskorpen inneholder 0,0076 % sink, og 0,07 mg/l av dette metallet finnes i sjøvann i form av salter. Formelen for sink som et enkelt stoff er Zn, den kjemiske bindingen er metallisk. Sink har et sekskantet tett krystallgitter.
Fysiske og kjemiske egenskaper til sink
Smeltepunktet for sink er 420 °C. Under normale forhold er det et sprøtt metall. Ved oppvarming til 100-150 °C øker formbarheten og duktiliteten til sink, og det er mulig å fremstille tråd av metallet og rullefolien. Kokepunktet for sink er 906 °C. Dette metallet er en utmerket leder. Fra 200 °C males sink lett til grått pulver og mister sin plastisitet. Metallet har god varmeledningsevne og varmekapasitet. De beskrevne fysiske parametrene tillater bruk av sink i forbindelser med andre elementer. Messing er den mest kjente sinklegeringen.
Blåseinstrumenter i messing
Under normale forhold blir overflaten av sink umiddelbart dekket med oksid i form av et matt gråhvitt belegg. Det dannes på grunn av at oksygen i luften oksiderer et rent stoff. Sink som et enkelt stoff reagerer med kalkogener, halogener, oksygen, alkalier, syrer, ammonium (dets salter), . Sink interagerer ikke med nitrogen, hydrogen, bor, karbon og silisium. Kjemisk ren sink reagerer ikke med løsninger av syrer og alkalier. - metallet er amfotert, og i reaksjoner med alkalier danner det komplekse forbindelser - hydroksinater. Klikk for å finne ut hvilke eksperimenter for å studere egenskapene til sink som kan gjøres hjemme.
Reaksjon av svovelsyre med sink og produksjon av hydrogen
Reaksjonen av fortynnet svovelsyre med sink er den viktigste laboratoriemetoden for å produsere hydrogen. Til dette formålet brukes ren kornet (granulert) sink eller teknisk sink i form av skrap og spon.
Hvis det tas veldig ren sink og svovelsyre, frigjøres hydrogen sakte, spesielt i begynnelsen av reaksjonen. Derfor tilsettes noen ganger litt kobbersulfatløsning til løsningen som er avkjølt etter fortynning. Kobbermetall avsatt på overflaten av sinken akselererer reaksjonen. Den optimale måten å fortynne en syre for å produsere hydrogen er å fortynne konsentrert svovelsyre med en tetthet på 1,19 med vann i forholdet 1:1.
Reaksjon av konsentrert svovelsyre med sink
I konsentrert svovelsyre er oksidasjonsmidlet ikke hydrogenkationet, men et sterkere oksidasjonsmiddel - sulfationet. Det manifesterer seg ikke som et oksidasjonsmiddel i fortynnet svovelsyre på grunn av sterk hydrering og som et resultat lav mobilitet.
Hvordan konsentrert svovelsyre vil reagere med sink avhenger av temperatur og konsentrasjon. Reaksjonsligninger:
Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O
4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
Konsentrert svovelsyre er et sterkt oksidasjonsmiddel på grunn av oksidasjonstilstanden til svovel (S⁺⁶). Det samhandler selv med lavaktive metaller, det vil si med metaller før og etter hydrogen, og i motsetning til fortynnet syre frigjør den aldri hydrogen under disse reaksjonene. I reaksjoner av konsentrert svovelsyre med metaller dannes det alltid tre produkter: salt, vann og et svovelreduksjonsprodukt. Konsentrert svovelsyre er et så sterkt oksidasjonsmiddel at det til og med oksiderer noen ikke-metaller (kull, svovel, fosfor).
Uten "beskyttelse" blir de spist bort av korrosjon. Det sparer sink. Hvit-blått metall påføres basen med en tynn film.
Jeg hører adjektivet " galvanisert" Det er ofte erstattet med ordene: - bøtter, takbelegg, wire. I tabellen over kjemiske elementer er sink plassert før.
Dette betyr at den er mer aktiv, det vil si at den er den første som reagerer med luft.
Korrosjon, som kjent, er forårsaket nettopp av kontakt av fuktighet fra atmosfæren med metall.
Metall sink den første tar slaget og sparer metallet under. Derfor er bøttene galvanisert, og ikke belagt eller belagt.
Disse elementene er plassert etter jern. De vil vente til dette metallet kollapser og først da begynner de å gå i oppløsning.
Atomnummeret til sink er 30. Dette er nummeret til den andre gruppen av den fjerde perioden i tabellen over kjemiske stoffer. Metallbetegnelse – Zn.
Det er en komponent av steinmalm, mineraler, transporteres med vann og finnes til og med i levende vev.
Så, for eksempel, akkumulerer noen varianter av fioler aktivt metall. Men, fremheve ren sink lyktes først på 1700-tallet.
Dette ble gjort av tyskeren Andreas Sigismund Marggraff. Han kalsinerte blandingen sinkoksid Med .
Eksperimentet ble en suksess fordi det ble utført uten tilgang til luft, det vil si oksygen. Reservoaret for reaksjonen var et brannsikkert kar laget av.
Kjemikeren plasserte de resulterende metalldampene i kjøleskapet. Under påvirkning av lave temperaturer sinkpartikler slo seg ned på veggene.
Sinkforekomster og gruvedrift
Nå, hvert år, utvinnes rundt 10 millioner tonn blåaktig metall i sin rene form i verden. Innholdet i jordskorpen er 6-9%.
Disse prosentene ble fordelt på 50 land. Lederne er Peru, USA, Canada, Usbekistan, men mest av alt sinkforekomster i Australia og.
Hvert av disse landene står for omtrent 3 titalls millioner tonn metall med serienummer 30.
Imidlertid kan havet i fremtiden ta førsteplassen i rangeringen. Grunnleggende sinkreserver konsentrert i vannet, på bunnen.
Imidlertid har de ennå ikke lært hvordan de skal utvikle en offshore-forekomst. Det finnes teknologier, men de er for dyre.
Derfor ligger fortsatt nesten 3 millioner tonn sink på bunnen av Rødehavet, for ikke å snakke om reservene i Karibia og Midt-Atlanterhavsryggen.
Bruk av sink
Du trenger sink. Metall legges til basen. Minimum doser av sink gjøre dem formbare, lette å gi etter, lydige i hendene på en mester.
Det 30. elementet lyser også opp produktet, så det brukes ofte til å lage den såkalte.
Det viktigste er imidlertid ikke å overdrive det med sink. Selv 3 tideler av metallinnholdet vil gjøre den svak og sprø.
Reduserer metallet og smeltepunktet til legeringen. Forbindelser av kobber og sink, oppdaget i det gamle Egypt, brukes i produksjonen. Legeringen er billig, enkel å behandle og ser attraktiv ut.
På grunn av det lave smeltepunktet har sink blitt "helten" av mikrokretser og alle slags enheter.
Den, som tinn, kobler enkelt og fast små deler til hverandre. Ved lave temperaturer er metallet sprøtt, men allerede ved 100-150 grader blir det formbart og formbart.
Dette fysiske egenskapen til sink og brukes av industrimenn og håndverkere.
Det er interessant at med enda større varme, for eksempel opptil 500 grader, blir elementet igjen sprøtt og upålitelig.
Det lave smeltepunktet er økonomisk fordelaktig for industrifolk. Du trenger mindre drivstoff, og det er ingen grunn til å betale for mye for dyrt utstyr.
De sparer også på å behandle de resulterende sink-"støpene". Overflaten deres krever ofte ikke engang ekstra polering.
Metallet brukes aktivt i bilindustrien. Sinkbaserte legeringer brukes til dørhåndtak, braketter, interiør, låser, speildesign og vindusviskerhus.
I bilen sinklegering høy prosentandel. Sistnevnte gjør forbindelsen mer slitesterk og holdbar.
Sinkoksid tilsettes bildekk. Uten det er gummien av dårlig kvalitet.
Støpejern og jern spiller en ledende rolle i økonomien i mange land. Produksjonen deres er utenkelig uten sink. I messing er det fra 30 til 50 prosent (avhengig av type legering).
Messing er ikke bare for dørhåndtak. Retter, miksere og høyteknologisk utstyr for fabrikker med forskjellige profiler er også laget av det.
Mye brukt og sinkplater. De er grunnlaget for utskrift av skjemaer i trykking.
Platene brukes til å lage strømkilder, rør, takbelegg og avløpsrenner.
Sink er en integrert del av mange fargestoffer. Dermed brukes sinkoksid som en hvit maling. Dette er forresten akkurat den typen belegg som brukes i astronautikk.
For raketter og satellitter trengs fargestoffer som reflekterer lys, og dette gjøres best av sinkbaserte forbindelser.
Det er også uunnværlig i kampen mot stråling. Under strålene blusser metallsulfid opp, noe som indikerer tilstedeværelsen av farlige partikler.
Ettertraktet på element sink og farmasøyter. Sink er et antiseptisk middel. Det legges til salver for nyfødte og helbredende komposisjoner.
Dessuten er noen leger sikre på at sink, eller snarere mangel på det, forårsaker schizofreni.
Derfor, leger elsker, er det viktig å konsumere mat som inneholder metall.
Sjømat inneholder mest sink. Det er ikke for ingenting at metallforekomster lagres i havets dyp.
Sink(lat. Zincum), Zn, kjemisk element av gruppe II i det periodiske systemet til Mendeleev; atomnummer 30, atommasse 65,38, blåhvitt metall. Det er 5 kjente stabile isotoper med massetall 64, 66, 67, 68 og 70; den vanligste er 64 Zn (48,89%). En rekke radioaktive isotoper er kunstig oppnådd, blant disse er den lengstlevende 65 Zn med en halveringstid T ½ = 245 dager; brukes som en isotopindikator.
Historisk referanse. En legering av sink og kobber - messing - var kjent for de gamle grekerne og egypterne. I lang tid var det ikke mulig å isolere ren sink. I 1746 utviklet A. S. Marggraf en metode for å produsere metall ved å kalsinere en blanding av dets oksid og kull uten tilgang til luft i leire ildfaste retorter, etterfulgt av kondensering av sinkdamp i kjøleskap. Sinksmelting begynte i industriell skala på 1600-tallet.
Distribusjon av sink i naturen. Gjennomsnittlig innhold av sink i jordskorpen (clarke) er 8,3 10 -3 vekt%, i basiske magmatiske bergarter er det litt høyere (1,3 10 -2%) enn i sure bergarter (6 10 -3%). Det er 66 kjente sinkmineraler, hvorav de viktigste er sinsitt, sfaleritt, willemitt, calamin, smithsonite, Frank-linite ZnFe 2 O 4 . Sink er en energisk akvatisk migrant; Dens migrasjon i termiske farvann sammen med Pb er spesielt karakteristisk; Sinksulfider, som er av stor industriell betydning, utfelles fra disse vannet. Sink migrerer også kraftig i overflate- og grunnvann; hovedutfellingen for det er H 2 S, sorpsjon av leire og andre prosesser spiller en mindre rolle. Sink er et viktig biogent element; levende materie inneholder i gjennomsnitt 5·10 -4 % sink, men det finnes også konsentrasjonsorganismer (for eksempel noen fioler).
Fysiske egenskaper til sink. Sink er et middels hardt metall. Når den er kald er den skjør, men ved 100-150 °C er den veldig plastisk og rulles lett til ark og folie med en tykkelse på rundt hundredeler av en millimeter. Ved 250 °C blir den sprø igjen. Den har ingen polymorfe modifikasjoner. Krystalliserer i et sekskantet gitter med parametere a = 2,6594Å, c = 4,9370Å. Atomradius 1,37Å; ionisk Zn2+ -0,83Å. Tettheten av fast sink er 7,133 g/cm3 (20 °C), flytende 6,66 g/cm3 (419,5 °C); t pl 419,5 °C; kokepunkt 906 °C. Temperaturkoeffisient for lineær ekspansjon 39,7 10 -3 (20-250 °C), varmeledningskoeffisient 110,950 W/(m K) 0,265 cal/cm sek °C (20 °C), elektrisk resistivitet 5,9 10 -6 ohm cm (20) °C), spesifikk varme av sink 25,433 kJ/(kg K.). Strekkfasthet 200-250 MN/m2 (2000-2500 kgf/cm2), relativ forlengelse 40-50%, Brinell hardhet 400-500 MN/m2 (4000-5000 kgf/cm2). Sink er diamagnetisk, dens spesifikke magnetiske følsomhet er -0,175·10 -6.
Kjemiske egenskaper til sink. Den eksterne elektroniske konfigurasjonen av Zn-atomet er 3d 10 4s 2. Oksydasjonstilstanden i forbindelser er +2. Det normale redokspotensialet på 0,76 V karakteriserer sink som et aktivt metall og et energisk reduksjonsmiddel. I luft ved temperaturer opp til 100 °C anløper sink raskt og blir dekket med en overflatefilm av basiske karbonater. I fuktig luft, spesielt i nærvær av CO 2, skjer metallødeleggelse selv ved normale temperaturer. Når den varmes opp i luft eller oksygen, brenner sink intenst med en blåaktig flamme, og produserer hvit røyk av sinkoksid ZnO. Tørr fluor, klor og brom reagerer ikke med sink i kulde, men i nærvær av vanndamp kan metallet antennes og danne for eksempel ZnCl 2. En oppvarmet blanding av sinkpulver og svovel gir sinksulfid ZnS. Sinksulfid utfelles når hydrogensulfid reagerer med svakt sure eller ammoniakkholdige vandige løsninger av Zn-salter. ZnH 2 hydrid oppnås ved å reagere LiAlH 4 med Zn(CH 3) 2 og andre sinkforbindelser; et metalllignende stoff som brytes ned til grunnstoffer ved oppvarming. Nitride Zn 3 N 2 - svart pulver, dannes ved oppvarming til 600 ° C i en strøm av ammoniakk; stabil i luft opp til 750 °C, vann bryter den ned. Sinkkarbid ZnC 2 ble oppnådd ved å varme sink i en strøm av acetylen. Sterke mineralsyrer løser sink kraftig opp, spesielt ved oppvarming, for å danne de tilsvarende salter. Ved interaksjon med fortynnet HCl og H 2 SO 4 frigjøres H 2, og med HNO 3 i tillegg NO, NO 2, NH 3. Sink reagerer med konsentrert HCl, H 2 SO 4 og HNO 3, og frigjør henholdsvis H 2, SO 2, NO og NO 2. Løsninger og smelter av alkalier oksiderer sink, frigjør H2 og danner vannløselige sincites. Intensiteten av virkningen av syrer og alkalier på sink avhenger av tilstedeværelsen av urenheter i den. Ren sink er mindre reaktiv overfor disse reagensene på grunn av sin høye hydrogenoverspenning. I vann hydrolyserer sinksalter når de varmes opp, og frigjør et hvitt bunnfall av Zn(OH)2-hydroksid. Komplekse forbindelser som inneholder sink er kjent, for eksempel SO 4 og andre.
Innhenting av sink. Sink utvinnes fra polymetalliske malmer som inneholder 1-4% Zn i form av sulfid, samt Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Malmer anrikes ved selektiv flotasjon, og oppnår sinkkonsentrater (50-60% Zn) og samtidig bly-, kobber- og noen ganger også pyrittkonsentrater. Sinkkonsentrater brennes i ovner i et fluidisert sjikt, og omdanner sinksulfid til ZnO-oksid; det resulterende svoveldioksydet SO 2 forbrukes i produksjonen av svovelsyre. Det er to ruter fra ZnO til Zn. I henhold til den pyrometallurgiske (destillasjons) metoden, som har eksistert i lang tid, blir det kalsinerte konsentratet utsatt for sintring for å gi granularitet og gasspermeabilitet, og deretter redusert med kull eller koks ved 1200-1300 ° C: ZnO + C = Zn + CO. De resulterende metalldampene kondenseres og helles i former. Til å begynne med ble reduksjon bare utført i retorter laget av bakt leire, operert manuelt, senere begynte de å bruke vertikale mekaniserte retorter laget av karborundum, deretter - aksel og lysbue elektriske ovner; Fra bly-sinkkonsentrater Sink oppnås i masovner. Produktiviteten økte gradvis, men sink inneholdt opptil 3 % urenheter, inkludert verdifullt kadmium. Destillasjon Sink renses ved segregering (dvs. ved å sedimentere det flytende metallet fra jern og en del av blyet ved 500 °C), og når en renhet på 98,7 %. Den noen ganger mer komplekse og kostbare rensingen ved rektifisering produserer metall med en renhet på 99,995 % og tillater utvinning av kadmium.
Hovedmetoden for å oppnå sink er elektrolytisk (hydrometallurgisk). De brente konsentratene behandles med svovelsyre; den resulterende sulfatløsningen renses for urenheter (ved å utfelle dem med sinkstøv) og utsettes for elektrolyse i bad tett foret innvendig med bly eller vinylplast. Sink avsettes på aluminiumskatoder, hvorfra det fjernes (strippes av) daglig og smeltes i induksjonsovner. Vanligvis er renheten til elektrolytisk sink 99,95%, fullstendigheten av utvinningen fra konsentratet (med tanke på avfallsbehandling) er 93-94%. Sinksulfat, Pb, Cu, Cd, Au, Ag er hentet fra produksjonsavfall; noen ganger også In, Ga, Ge, Tl.
Påføring av sink. Omtrent halvparten av sinken som produseres brukes på å beskytte stål mot korrosjon (galvanisering). Siden sink er rangert før jern i spenningsserien, når galvanisert jern kommer inn i et korrosivt miljø, er sink utsatt for ødeleggelse. På grunn av sine gode støpeegenskaper og lave smeltepunkt brukes sink til sprøytestøping av ulike små deler av fly og andre maskiner. Legeringer av kobber og sink - messing, nikkelsølv, samt sink med bly og andre metaller er mye brukt i teknologi. Sink gir intermetalliske forbindelser med gull og sølv (uløselig i flytende bly) og derfor brukes sink til raffinering av bly fra edle metaller. I pulverform tjener sink som et reduksjonsmiddel i en rekke kjemiske og teknologiske prosesser: i produksjon av hydrosulfitt, under utfelling av gull fra industrielle cyanidløsninger, kobber og kadmium under rensing av sinksulfatløsninger og andre. Mange sinkforbindelser er fosfor, for eksempel er de tre primærfargene på en bilderørsskjerm avhengig av ZnS Ag (blå), ZnSe Ag (grønn) og Zn 3 (PO 4) 2 Mn (rød). Viktige halvledermaterialer er sinkforbindelser av type A II B VI - ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO. De vanligste kjemiske strømkildene har sink som negativ elektrode.
Sink i kroppen. Sink, som et av de biogene elementene, er konstant tilstede i vevet til planter og dyr. Gjennomsnittlig sinkinnhold i de fleste terrestriske og marine organismer er tusendeler av en prosent. Sopp, spesielt giftige, er rike på sink, lav, bartrær og noen virvelløse marine dyr, som østers (0,4 % tørrvekt). I soner med høyt sinkinnhold i bergarter finnes sinkkonsentrerende såkalte galmaine-planter. Sink kommer inn i kroppen til planter fra jord og vann, og av dyr - med mat. Menneskets daglige behov for sink (5-20 mg) dekkes av bakevarer, kjøtt, melk og grønnsaker; Hos spedbarn dekkes behovet for sink (4-6 mg) gjennom morsmelk.
Den biologiske rollen til sink er assosiert med dens deltakelse i enzymatiske reaksjoner som oppstår i celler. Det er en del av de viktigste enzymene: karbonsyreanhydrase, ulike dehydrogenaser, fosfataser assosiert med respirasjon og andre fysiologiske prosesser, proteinaser og peptidaser involvert i proteinmetabolisme, nukleinsyremetabolismeenzymer (RNA- og DNA-polymeraser) og andre. Sink spiller en betydelig rolle i syntesen av messenger-RNA-molekyler i de tilsvarende delene av DNA (transkripsjon), i stabiliseringen av ribosomer og biopolymerer (RNA, DNA, noen proteiner).
I planter, sammen med deltakelse i respirasjon, protein- og nukleinsyremetabolisme, regulerer sink veksten, påvirker dannelsen av aminosyren tryptofan og øker innholdet av gibberelliner. Sink stabiliserer makromolekyler av ulike biologiske membraner og kan være en integrert del av dem, påvirker ionetransport og deltar i den supramolekylære organiseringen av cellulære organeller. I nærvær av sink i kulturen til Ustilago sphaerogena dannes et større antall mitokondrier; med mangel på sink i Euglena gracilis forsvinner ribosomer. Sink er nødvendig for utviklingen av egget og embryoet (i dets fravær dannes det ikke frø). Det øker tørke-, varme- og kuldebestandigheten til planter. Sinkmangel fører til nedsatt celledeling, ulike funksjonelle sykdommer - bleking av toppen av mais, rosett av planter og andre. Hos dyr, i tillegg til å delta i respirasjon og nukleinsyremetabolisme, øker sink aktiviteten til gonadene og påvirker dannelsen av fosterskjelettet. Det er vist at sinkmangel hos diende rotter reduserer RNA-innhold og proteinsyntese i hjernen og bremser hjernens utvikling. Et sinkholdig protein ble isolert fra spyttet til den menneskelige parotis; det antas at det stimulerer regenereringen av celler i smaksløkene på tungen og støtter deres smaksfunksjon. Sink spiller en beskyttende rolle i kroppen når miljøet er forurenset med kadmium.
Sinkmangel i kroppen fører til dvergvekst og forsinket seksuell utvikling; når det kommer inn i kroppen i overkant, er kreftfremkallende effekter og toksiske effekter på hjerte, blod, gonader, etc. mulig (i henhold til eksperimentelle data) Yrkesfarer kan være forbundet med skadelige effekter på kroppen av både metallisk sink og dets forbindelser. . Ved smelting av sinkholdige legeringer er tilfeller av støperifeber mulig. Sinkpreparater i form av løsninger (sinksulfat) og som del av pulver, pastaer, salver, stikkpiller (sinkoksid) brukes i medisin som astringerende og desinfeksjonsmidler.
Laster inn...