domov » DIY » Enačba reakcije cink plus voda. Cink (Zn): vse o kemijskem elementu in njegovi vlogi v človekovem življenju. Močna oksidacija in reakcija z vodo

Enačba reakcije cink plus voda. Cink (Zn): vse o kemijskem elementu in njegovi vlogi v človekovem življenju. Močna oksidacija in reakcija z vodo

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Gostuje na http://www.allbest.ru/

Uvod

Atomska številka 30

Atomska masa 65,409

Gostota, kg/m³ 7140

Tališče, ° С 419,5

Vrelišče, ° С 906,2

Toplotna kapaciteta, kJ/(kg °C) 0,383

Elektronegativnost 1.6

Kovalentni polmer, E 1,25

1. ionizacija potencial, ev 9,39

Cink je element sekundarne podskupine druge skupine, četrte periode periodnega sistema kemijskih elementov D. I. Mendelejeva, z atomsko številko 30. Označujemo ga s simbolom Zn (lat. Zincum). V normalnih pogojih je krhka modrikasto bela prehodna kovina (na zraku potemni in se prekrije s tanko plastjo cinkovega oksida). Med kristalizacijo ima heksagonalno mrežo. Element ima pet stabilnih izotopov z masnimi števili 64, 66, 67, 68 in 70. Najpogostejši je 64Zn (48,89%).

Cink je ena izmed kovin, ki se pogosto uporablja na različnih področjih nacionalnega gospodarstva, znanosti, tehnologije in medicine.

Različne uporabe cinka prispevajo k:

cinkanje -- 45-60%

zdravilo (cinkov oksid kot antiseptik) - 10%

proizvodnja zlitin -- 10 %

proizvodnja pnevmatik -- 10 %

oljne barve - 10%

potrebno je tudi za vitalno aktivnost rastlin, živali in ljudi, saj je del nekaterih encimov in hormonov.

1. Zgodovina odkritja

Besedo "cink" najdemo v spisih Paracelsusa in drugih raziskovalcev 16.-17. stoletja. in sega, morda, v staro nemško "cink" - plošča, očesna rana. Ime te kovine se je v svoji zgodovini večkrat spremenilo. Besedo "cink" v Rusiji je uvedel M. V. Lomonosov leta 1742.

Kdaj je bil kovinski cink prvič staljen, ni natančno ugotovljeno, vendar zgodovinski dokumenti kažejo, da so ga pridobivali v Indiji že v 5. stoletju pr. pr. n. št. Zlitina cinka z bakrom - medenina - je bila znana v stari Grčiji, starem Egiptu, Indiji, na Kitajskem.

V XVI stoletju. v tovarni so ga prvi poskusili topiti. Toda proizvodnja "ni šla." Tehnološke težave so se izkazale za nepremostljive. Poskušali so pridobiti cink na enak način kot druge kovine - rudo so sežgali, pri čemer so cink spremenili v oksid, nato pa so ta oksid reducirali s premogom. Cink je bil seveda reduciran z interakcijo s premogom, vendar ni bil topljen, ker je ta kovina že izhlapela v talilni peči - njeno vrelišče je bilo le 906 ° C. In v pečici je bil zrak. Ob srečanju z njim je aktivna cinkova para reagirala s kisikom in ponovno je nastal prvotni produkt, cinkov oksid.

V industrijskem obsegu se je v 18. stoletju začelo tudi taljenje cinka. Leta 1743 je v Bristolu začela delovati prva cinkarna, ki jo je ustanovil William Champion, kjer so cink pridobivali z destilacijo. Izdelki so hitro prodrli v Belgijo in Šlezijo. Leta 1746 je A. S. Marggraf v Nemčiji razvil destilacijsko metodo, podobno Championovi metodi za pridobivanje čistega cinka s kalciniranjem mešanice cinkovega oksida in premoga brez zraka v ognjevzdržnih glinenih retortah, čemur je sledila kondenzacija cinkovih hlapov v hladilnikih. Marggraf je svojo metodo podrobno opisal in s tem postavil temelje teorije o proizvodnji cinka. Zato ga pogosto imenujejo odkritelj cinka.

2. Nahajališča cinka v naravi

Cink ni prisoten samo v kamninah in zemlji, ampak tudi v zraku, vodi in biosferi. Povprečna vsebnost cinka v zemeljski skorji je 8,3 10-3%, v glavnih magmatskih kamninah je nekoliko višja (1,3 10-2%) kot v kislih (6 10-3%), v vodi sveta ocean - 0,01 mg / l. Cink kot eden od biogenih elementov je stalno prisoten v tkivih živali in rastlin. Povprečna vsebnost te kovine v večini živih organizmov na planetu je 5 * 10-4%.

Samorodnega cinka v naravi ni. Cink se v rudah pojavlja predvsem v obliki spojin. Spojine te kovine so del polimetalnih rud. Šele po obogatitvi vsebujejo cinkovi koncentrati od 48 do 65 % cinka, do 12 % železa, do 2 % bakra, do 2 % svinca, poleg tega pa še delček odstotka razpršenih in redkih kovin.

Glavni minerali cinka:

ZnS - sfalerit (cinkova mešanica), vsebuje 67,1% cinka, barva - rumena, rjava, črna;

nZnS mFeS - marmatit, vsebuje več kot 60% cinka, rjavo-črne barve;

ZnO - cinkit, vsebuje 80,3% cinka, temno rdeče barve;

ZnCO3 - smithsonite, vsebuje 64,8% ZnO, bele, sive, zelenkaste barve;

Zn2SiO4(2ZnO SiO2) - willemit, vsebuje 73% ZnO, bele, rumene, zelenkaste barve;

H2Zn2SiO5(2ZnO SiO2 H2 O) - kalamin, vsebuje 67,5% ZnO, bela, rumena, barva;

ZnSO4 - cinkozit, vsebuje 50,3 % ZnO, v naravi je redek;

ZnSO4 7H2O - goslarit, vsebuje 28,2% ZnO, bele ali rdečkaste barve.

Cink se aktivno prenaša z vodnimi tokovi, zlasti takšna migracija te kovine je značilna za termalne vode, kjer se cink prenaša skupaj s svincem. Pozneje se iz takšnih tokov izločajo cinkovi sulfidi, ki zavzemajo pomembno mesto v industriji.

Nahajališča cinkove rude so razširjena po vsem svetu. Cinkove rude kopljejo v več kot 50 državah.

Kitajska, Avstralija, Peru, Evropa in Kanada so vodilne svetovne proizvajalke cinka.

V rudah cink običajno obstaja skupaj s svincem in drugimi kovinami, vključno z bakrom, zlatom in srebrom.

Najpogostejši cinkov mineral je sfalerit (ZnS), znan tudi kot cinkov sfalerit, ki je prisoten v skoraj vseh trenutno izkopanih nahajališčih cinka. Cinkove rude, ki se nahajajo blizu zemeljske površine, so pogosto oksidi in karbonati.

Svetovne zaloge cinka na Zemlji so približno 1900 milijonov ton, rezerve (na voljo za pridobivanje) - približno 250 milijonov ton. Največje zaloge cinka imajo Avstralija (22,4 % vseh) in Kitajska (17,2 %).

Zaloge v nahajališčih cinka v letu 2010, tisoč ton

Surovine Rusije

Kljub dejstvu, da je delež Rusije v svetovnih zalogah cinka 14%, je njen delež v svetovni proizvodnji te kovine veliko skromnejši in znaša le okoli 3%. To je posledica nezadostne razvitosti obstoječih nahajališč.

Približno 82% rezerv se nahaja v regijah Vzhodne Sibirije in Urala, ostalih 18% - v regijah Zahodne Sibirije, Daljnega vzhoda in Severnega Kavkaza. Največja nahajališča cinka v Rusiji so: Holodninskoye, Ozernoye, Korbalikhinskoye, Gayskoye, Uzelginskoye, Uchalinskoye in Nikolaevskoye.

Približno 80% nahajališč cinka je pod zemljo, 8% se nahaja na površini, ostalo pa je kombiniranega tipa. Vendar pa je glede na obseg proizvodnje 15% izkopanega iz kamnolomov, 64% rude je proizvedeno iz podzemnih rudnikov, 21% rudarjenja pa je kombinirano rudarjenje.

Trenutno le približno 60 % svetovnega porabljenega cinka izvira iz izkopanih rud, preostalih 40 % se pridobi s predelavo odpadkov, ki vsebujejo cink, in kovinskih ostankov. Raven recikliranja v svetu vsako leto narašča. Danes se v svetu zbere in predela več kot 90 % odpadkov, ki vsebujejo cink. Običajno so to proizvodni odpadki ali zgradbe, objekti, stroji, oprema in gospodinjski aparati, ki so služili svojemu času.

3. Fizikalne lastnosti

Cink v najčistejši obliki je dokaj duktilna srebrno bela kovina. Ima šesterokotno rešetko. Pri sobni temperaturi je krhka, ko je plošča upognjena, se sliši prasketanje zaradi trenja kristalitov, v ulitem stanju je malo plastična, vendar se že pri 100--150 ° C zlahka podvrže tlačni obdelavi - stiskanju, žigosanje in globoko vlečenje, valjane v tanke plošče, folija, debela približno stotinke milimetra, žica. Z nadaljnjim segrevanjem (nad 200 ° C) cink postane zelo krhek - do redčenja v prah. Nečistoče, tudi manjše, močno povečajo krhkost cinka.

Lastnosti:

atomski polmer tega elementa: -1,37E, ionski - Zn2 + -0,83E;

ima šestkotno mrežo s parametri:

a = 0,26649 nm, c = 0,49468 nm;

gostota, g / cm3: v trdnem stanju pri 20 ° C - 7,1 - 7,2, v tekočem stanju pri 450 ° C - 6,6;

temperatura, taljenje, ° C: - 419,4, vrelišče - 905,4;

toplota, kJ/kg: taljenje - 100,8, izhlapevanje - 1,75;

toplotna kapaciteta, J / (kg.K): v trdnem stanju pri 20 ° C -394, v tekočem stanju pri 450 ° C -502;

toplotna prevodnost, W / (m.K): v trdnem stanju pri 20 ° C - 111, v tekočem stanju pri 450 ° C - 60;

specifična električna prevodnost, pri 20°C, (MSm/m) -15,9;

električna upornost, μ Ohm.m: v trdnem stanju pri 20 ° C - 0,059, v tekočem stanju pri 420 ° C - 0,354;

koeficient linearne ekspanzije v temperaturnem območju 20-200 ° C, K-1 -29.8.10-6

temperaturni koeficient toplotne prevodnosti, K-1 - 0D5.10-3

temperaturni koeficient električnega upora, K "1 - 4.17.10-3

magnetne lastnosti - diamagnetne;

4. Kemijske lastnosti

Zunanja elektronska konfiguracija atoma Zn je 3d104s2. Oksidacijsko stanje v spojinah je +2. Normalni redoks potencial 0,76 V označuje cink kot aktivno kovino in energijsko redukcijsko sredstvo. V zraku pri temperaturah do 100 ° C cink hitro potemni in se prekrije s površinskim filmom bazičnih karbonatov. V vlažnem zraku, predvsem v prisotnosti CO2, se že pri navadnih temperaturah kovina uniči s tvorbo bazičnega cinkovega bikarbonata.

Pri temperaturi rdeče vročine se lahko oksidira z vodno paro s sproščanjem vodika in ogljikovega dioksida. Ko se dovolj segreje na zraku, gori s svetlim zelenkasto modrim plamenom, da tvori cinkov oksid z znatnim sproščanjem energije.

V skladu z mestom, ki ga cink zaseda v nizu napetosti, se zlahka raztopi v razredčenih kislinah z nastajanjem vodika. V tem primeru se koncentrirana kislina reducira v dušikove okside, razredčena kislina pa v amoniak. Raztapljanje v konc. H3S04 spremlja sproščanje ne vodika, temveč žveplovega dioksida.

Mešanica cinkovega prahu in žvepla eksplozivno reagira pri segrevanju.

Cink ne deluje z dušikom niti v hlapih, temveč zlahka reagira z amoniakom pri vroči temperaturi in tvori cinkov nitrid - Zn3Na.

Cinkov karbid ZnC nastane s segrevanjem cinka v toku acetilena, ki ga razgradijo voda in razredčene kisline.

Pri segrevanju kovinskega cinka v fosforjevih parah na 440–780 °C nastanejo fosfidi, Zn3Ps in ZnP2.

V staljenem stanju se cink neskončno meša s številnimi kovinami: Cu, Ag, Au, Cd, Hg, Ca, Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Al, Sn.

Cink tvori spojine s številnimi kovinami, na primer: Cu, Ag, Au, Mn, Fe, Co, Ni, Pf, Pd, Rh, Sb, Mg, Ca, Li, Na, K.

Cink je precej zlahka topen v alkalijah, pa tudi v vodnih raztopinah amoniaka in amonijevega klorida, zlasti pri segrevanju. Hitrost raztapljanja cinka ne le v alkalijah, ampak tudi v kislinah je odvisna od njegove čistosti. Zelo čist cink se počasi raztopi, za pospešitev postopka pa je priporočljivo, da v raztopino vnesete nekaj kapljic močno razredčene raztopine bakrovega sulfata (pojav galvanskih parov).

Interakcija z nekovinami

Pri močnem segrevanju na zraku gori s svetlo modrikastim plamenom in tvori cinkov oksid:

Pri vžigu močno reagira z žveplom:

Pri normalnih pogojih reagira s halogeni v prisotnosti vodne pare kot katalizatorja:

Zn + Cl2 = ZnCl2

Pod delovanjem fosforjeve pare na cink nastanejo fosfidi:

Zn + 2P = ZnP2 oz

3Zn + 2P = Zn3P2

Cink ne deluje z vodikom, dušikom, borom, silicijem, ogljikom.

Interakcija z vodo

Reagira z vodno paro pri rdeči vročini, da nastane cinkov oksid in vodik:

Zn + H2O = ZnO + H2

Interakcija s kislinami

V elektrokemijski seriji napetosti kovin je cink pred vodikom in ga izpodriva iz neoksidirajočih kislin:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Reagira z razredčeno dušikovo kislino in tvori cinkov nitrat in amonijev nitrat:

4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Reagira s koncentrirano žveplovo in dušikovo kislino, da tvori cinkovo sol in produkte redukcije kisline:

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Interakcija z alkalijami

Reagira z raztopinami alkalij in tvori hidrokso komplekse:

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2 + H2

pri taljenju tvori cinkate:

Zn + 2KOH = K2ZnO2 + H2

Interakcija z amoniakom

S plinastim amoniakom pri 550-600 °C tvori cinkov nitrid:

3Zn + 2NH3 = Zn3N2 + 3H2

se raztopi v vodni raztopini amoniaka, pri čemer nastane tetraamincinkov hidroksid:

Zn + 4NH3 + 2H2O = (OH)2 + H2

Interakcija z oksidi in solmi

Cink izpodriva kovine v napetostni vrstici desno od njega iz raztopin soli in oksidov:

Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4

Zn + CuO = Cu + ZnO

5. Cinkove spojine

Cinkov oksid je najpomembnejša industrijska spojina, ki vsebuje cink. Kot stranski proizvod pri proizvodnji medenine je bil poznan pred samo kovino. Cinkov oksid se pridobiva s sežiganjem na zraku cinkovih hlapov, ki nastanejo pri taljenju rude. Čistejši in bolj bel izdelek nastane s sežiganjem hlapov, pridobljenih iz predhodno prečiščenega cinka.

Običajno je cinkov oksid bel fin prah. Pri segrevanju se njegova barva spremeni v rumeno zaradi odstranitve kisika iz kristalne mreže. Z dodajanjem 0,02-0,03% presežka kovinskega cinka cinkovemu oksidu lahko dobimo celo paleto barv - rumeno, zeleno, rjavo, rdečo, vendar pa se pri drugačni obliki pojavijo rdečkasti odtenki naravne oblike cinkovega oksida - cinkita. razlog: zaradi prisotnosti mangana ali železa. Cinkov oksid ZnO je amfoteren; topi se v kislinah, da tvori cinkove soli, in v alkalijah, da tvori hidroksocinkate, kot sta - in 2-.

Glavna industrijska uporaba cinkovega oksida je v proizvodnji gume, kjer skrajša čas strjevanja originalne gume.

Cinkov oksid podaljša življenjsko dobo stekla, zato se uporablja pri izdelavi posebnih stekel, emajlov in glazur. Drugo pomembno področje uporabe je v sestavi nevtralizirajočih kozmetičnih past in farmacevtskih pripravkov.

Cinkov hidroksid nastane kot želatinasta bela oborina, ko vodnim raztopinam cinkovih soli dodamo alkalije. Cinkov hidroksid je tako kot oksid amfoteren:

Zn(OH)2 + 2OH- = 2-

Cinkov sulfid se sprosti kot bela oborina med interakcijo topnih sulfidov in cinkovih soli v vodni raztopini. V kislem okolju se cinkov sulfid ne obori. Vodovodikova sulfidna voda obori cinkov sulfid le v prisotnosti anionov šibkih kislin, kot so acetatni ioni, ki zmanjšajo kislost medija, kar povzroči povečanje koncentracije sulfidnih ionov v raztopini.

Sfalerit je najpogostejši mineral cinka in glavni vir kovine, poznana pa je tudi druga naravna, čeprav veliko redkejša oblika, wurtzit, ki je obstojnejša pri visokih temperaturah. Čisti cinkov sulfid je bel in se tako kot cinkov oksid uporablja kot pigment; za to se pogosto pridobiva skupaj z barijevim sulfatom z reakcijo vodnih raztopin cinkovega sulfata in barijevega sulfida.

Sveže oborjeni cinkov sulfid se zlahka raztopi v mineralnih kislinah s sproščanjem vodikovega sulfida:

ZnS + 2H3O+ = Zn2+ + H2S + 2H2O

Zaradi pečenja pa je manj reaktiven, zato je primeren pigment v barvah za otroške igrače, saj je neškodljiv pri zaužitju. Poleg tega ima cinkov sulfid zanimive optične lastnosti. Ob izpostavljenosti ultravijoličnemu sevanju postane siva.

Cinkov klorid je ena izmed pomembnih cinkovih spojin v industriji. Pridobiva se z delovanjem klorovodikove kisline na sekundarne surovine ali žgano rudo.

Koncentrirane vodne raztopine cinkovega klorida topijo škrob, celulozo (zato jih ni mogoče filtrirati skozi papir) in svilo. Uporablja se pri izdelavi tekstila, poleg tega se uporablja kot zaščita lesa in pri izdelavi pergamenta.

Ker cinkov klorid zlahka raztopi okside drugih kovin v talini, se uporablja v številnih metalurških tokovih. Kovine pred spajkanjem očistimo z raztopino cinkovega klorida.

6. Proizvodnja cinka

Znano je, da čistih cinkovih rud v naravi skoraj nikoli ne najdemo. Cinkove spojine so del polimetalnih rud, običajno vsebujejo 1-5 % Zn, zato jih predhodno obogatijo, da dobijo cinkov koncentrat, ki lahko vsebuje 50-65 % cinka, do 12 % železa, do 2 % bakra, do 2 % svinca, plus delčki odstotka razpršenih in redkih kovin. Tako kompleksna sestava cinkovih koncentratov in rud je eden od razlogov, zakaj je proizvodnja cinka nastajala tako dolgo. Sodobne tehnologije se še vedno soočajo s problemi predelave polimetalnih cinkovih rud.

Cinkovi koncentrati se pražijo, cinkov sulfid pa se pretvori v oksid:

2ZnS + 2O2 = 2ZnO + 2SO2^

Pridobivanje čistega kovinskega cinka iz oksida je možno na dva načina.

Trenutno je elektrolitska ali hidrometalurška glavna metoda pridobivanja cinka. Sestavljen je iz elektrolitske ločitve cinka od sulfata, ki ga dobimo z obdelavo žganih koncentratov z žveplovo kislino. Nastalo raztopino sulfata očistimo iz nečistoč - tako, da jih obarjamo s cinkovim prahom - in nato elektroliziramo v posebnih kopeli, katerih površina je obložena s svinčeno ali vinilno plastiko. Nato se cink odlaga na aluminijeve katode, od koder se dnevno odvzema za nadaljnje pretaljenje v indukcijskih pečeh.

S to metodo pridobivanja cinka je mogoče izdelati rudo za 93-94% (če se odpadki predelajo), to pomeni, da pride do pridobivanja cinka za skoraj 100%. Poleg tega je čistost nastale kovine 99,95%. Iz odpadkov takšne proizvodnje lahko dobite cinkov sulfat, pa tudi kadmij, svinec, baker in celo zlato in srebro. Včasih get In, Ga, Ge, Tl.

Druga metoda (ki obstaja že dolgo časa) za pridobivanje kovinskega cinka je pirometalurška ali destilacija. Ta metoda je naslednja. Skozi plast zdrobljene rude (v prahu), ki je nameščena na rešetki, se od spodaj dovaja zrak ali nekakšen plin s tako hitrostjo, da njegovi curki prehajajo skozi material in ga intenzivno mešajo. Izkazalo se je, da je "vretje" rude v prahu, ki je v "fluidiziranem" stanju, ker lahko vrejo samo tekočine. Cink se ekstrahira iz žganega koncentrata z redukcijo s koksom pri temperaturi 1200-1300 ° C in kondenzacijo nastalih cinkovih hlapov z naknadnim vlivanjem v kalupe.

Prej je obnova potekala v retortah iz žgane gline, ki jih je bilo treba vzdrževati ročno, kasneje so jih nadomestile vertikalne mehanizirane retorte iz ognjevarnega materiala - karborunda.

Zaradi tesnega stika trdnih delcev rude in plina potekajo kemične reakcije v "vrtinčeni postelji" z zelo veliko hitrostjo. Uporaba žganja v "vrtinčeni postelji" poveča produktivnost peči za 3-4 krat z bolj temeljito ekstrakcijo cinka iz koncentrata.

Ta metoda je zelo učinkovita pri praženju sulfidnih rud in koncentratov, sublimaciji relativno hlapnih kovin, žganju, ohlajanju in sušenju različnih snovi.

Cink se pridobiva iz svinčevo-cinkovih koncentratov v jaščnih pečeh. Destilacijski cink čistimo s segregacijo (ločitev tekočega cinka od železa in dela svinca pri temperaturi 500°C). S takšnim čiščenjem je mogoče doseči čistost kovine 98,7 %.

Včasih se uporabi bolj zapleteno in drago čiščenje z destilacijo, ki daje kovini čistost 99,995 %, kar omogoča ekstrakcijo dragocenega kadmija.

kemična destilacija cinka

7. Uporaba

Povpraševanje po kovini v zadnjih letih narašča, kar je predvsem posledica obsežne uporabe cinka v različnih sektorjih gospodarstva – avtomobilski industriji, metalurgiji, letalstvu, cevarstvu, strojništvu, gradbeništvu, medicini ter v proizvodnji izdelkov iz gume in barve in laki.

Več kot polovica proizvedenega cinka na svetu se porabi za zaščito jekla pred korozijo – cinkanje. Mehanizem te zaščite je drugačen od mehanizma drugih protikorozijskih premazov: kobalt, nikelj, kadmij, kositer – vsi ti elementi v vrsti kovinske aktivnosti so za železom. To pomeni, da so kemično bolj odporni kot železo, "pokrivajo" jekleno površino pred vplivi okolja. Nasprotno, cink je bolj kemično aktiven kot železo, prej reagira z agresivnimi atmosferskimi sestavinami. Izkazalo se je, da cink poleg mehanske zaščite železa pred zunanjimi vplivi varuje tudi kemično. Posledični elektrokemični proces razgradi cink, s čimer ohranja osnovno kovino varno. Takšen premaz bo deloval učinkovito, tudi če pride do kršitve celovitosti - čip ali praske.

Pocinkana pločevina se uporablja kot strešni material, gre za izdelavo predmetov, ki so pogosto v stiku z vodo (vedra, rezervoarji).

Velika vrednost in zlitine cinka z drugimi kovinami. Tako dolgo znana medenina (zlitina bakra in cinka) se uporablja za izdelavo kondenzatorskih cevi, kartuš, različnih ventilov, radiatorjev in še veliko več. Cink, uveden v določenih koncentracijah, vedno izboljša mehanske lastnosti bakra (njegovo trdnost, duktilnost, odpornost proti koroziji). Poleg tega takšna uvedba zmanjša stroške zlitine - navsezadnje je cink veliko cenejši od bakra.

V tiskarstvu so začeli uporabljati cinkove zlitine, ki so postopoma nadomestile zlitino antimona, kositra in svinca za litje pisav. Vse bolj se uporablja zlitina št. 3, ki vsebuje 95 % cinka, 3 % aluminija in magnezija. Cink se uporablja za izdelavo klišejev, ki omogočajo reprodukcijo risb in fotografij v tisku.

Čisti cink v obliki prahu se uporablja za izpodrivanje zlata in srebra iz cianidnih raztopin; za čiščenje raztopine cinkovega sulfata iz bakra in kadmija. Cink se uporablja pri ločevanju svinca od žlahtnih kovin, saj z njimi tvori intermetalne spojine, ki so v tekočem svincu netopne.

V pirotehniki se za proizvajanje modrih plamenov uporablja cinkov prah. Cink v prahu se uporablja pri pripravi posebne zaščitne barve za tehnične objekte in zgradbe.

Listi iz čistega cinka se pogosto uporabljajo v proizvodnji galvanskih členov.

Cinkove spojine se pogosto uporabljajo. Glavna industrijska uporaba cinkovega oksida ZnO je v proizvodnji gume, kjer skrajša čas utrjevanja originalne gume. Ko se cinkov oksid zmeša s sušilnim oljem, se spremeni v cinkovo belo, ki ga uporabljajo slikarji. Poleg tega ZnO podaljšuje življenjsko dobo stekla in se zato uporablja pri izdelavi posebnih stekel, emajlov in glazur. Drugo pomembno področje uporabe je v sestavi nevtralizirajočih kozmetičnih past in farmacevtskih pripravkov.

Cinkov klorid ZnCl2 se uporablja pri proizvodnji tekstila, poleg tega se uporablja kot antiseptik za les in pri izdelavi pergamenta.

Cinkov klorid se uporablja v številnih metalurških tokovih. Kovine pred spajkanjem očistimo z raztopino ZnCl2.

8. Toksičnost cinka

Cink ima strupene lastnosti pri odmerku 150-600 mg, smrtni odmerek je 6 g. V proizvodnih pogojih, kjer se cink segreje nad tališčem (419,5 ° C), je lahko cinkov oksid v zraku; je strupen, pri vdihavanju povzroča tako imenovano livarsko vročico, ki se izraža v mrzlici, glavobolu, slabosti, kašlju. Največja dovoljena koncentracija cinkovega oksida je 0,5 mg/m3. Čisti cink ni nevaren za ljudi, redko opaženi primeri zastrupitve so običajno povezani s tehničnim cinkom, onesnaženim z nečistočami arzena, antimona in svinca. S fiziološkega vidika je cink esencialni element tako za ljudi in živali kot tudi za rastline.

9. Cink in njegova vloga v človeškem telesu

Cink je nujen za normalno delovanje vsake celice v telesu. Običajno mora človeško telo vsebovati približno 2-3 g cinka. Največ ga je v koži, jetrih, ledvicah, mrežnici, laseh, pri moških pa še v prostati.

Cink je eden od vitalnih elementov v sledovih:

je del več kot 40 metaloencimov, povezanih z dihanjem in drugimi fiziološkimi procesi. Katalizirajo hidrolizo peptidov, proteinov, nekaterih estrov in aldehidov;

je sestavni del vitalnih hormonov, kot je insulin;

potreben za tvorbo rdečih krvnih celic in drugih krvnih celic;

ima pomembno vlogo pri sintezi molekul messenger RNA na ustreznih mestih DNA (transkripcija), pri delovanju T-celične povezave imunosti, pri presnovi lipidov in proteinov, pri stabilizaciji ribosomov in biopolimerov;

sodeluje pri presnovi ogljikovih hidratov zaradi insulina, poleg tega telo vitamin A absorbira le v prisotnosti cinka, vitamina C in E sta slabo prebavljiva brez tega elementa;

je del encimov in kompleksov, ki zagotavljajo najpomembnejše fiziološke funkcije telesa:

Nastanek, rast in presnova (metabolizem) celic, sinteza beljakovin, celjenje ran;

Aktivacija imunskih odzivov, usmerjenih proti bakterijam, virusom, tumorskim celicam;

Asimilacija ogljikovih hidratov in maščob;

Ohranjanje in izboljšanje spomina;

Ohranjanje okusne in vohalne občutljivosti;

Oblikovanje kosti

Zagotavljanje stabilnosti mrežnice in preglednosti očesne leče;

Normalen razvoj in delovanje spolnih organov.

Oseba prejme cink predvsem s hrano. Telo potrebuje 10-20 mg tega minerala na dan. Najdemo ga v živilih kot so: korenje, pesa, krompir, češnje, slive, jabolka, zelje, česen, gobe, stročnice, žita, oreščki, jajca, sir, mleko, morski sadeži, meso.

Nizka raven cinka v krvi je značilna za številne bolezni: ateroskleroza, ciroza jeter, rak, bolezni srca, revmatizem, artritis, sladkorna bolezen, peptični ulkus želodca in dvanajstnika, razjede na telesu.

Pri prevelikem odmerjanju cinka opazimo napade šibkosti, nevarnost zastrupitve, saj ima cink strupene lastnosti v odmerku 150-600 mg, smrtni odmerek je 6 g, lahko je rakotvoren. Cinkov oksid in njegov kovinski prah povzročata patološke spremembe v pljučih. Ko spojine te kovine pridejo v stik s kožo, se pojavita ekcem in dermatitis.

Potreba po cinku v človeškem življenju

Cink je ena najpogostejših kovin v industriji. Zaradi svojih lastnosti je zelo enostaven za obdelavo s pritiskom ali visokimi temperaturami in se široko uporablja na najrazličnejših področjih nacionalnega gospodarstva, znanosti, tehnologije in medicine.

Povpraševanje po kovini ostaja veliko zaradi hitre rasti proizvodnje protikorozijskih premazov. Pogosto se izkaže, da je cinkanje bolj zanesljivo od drugih, saj cink železo ne ščiti le mehansko pred zunanjimi vplivi, temveč ga ščiti tudi kemično.

Cink je tudi eden najpomembnejših biološko aktivnih elementov in je potreben za vse oblike življenja.

Človeško telo vsebuje približno 2 g cinka. Čeprav so encimi, ki vsebujejo cink, prisotni v večini celic, je njegova koncentracija zelo nizka, zato smo dokaj pozno razumeli, kako pomemben je ta element; nujnost in nepogrešljivost cinka za človeka je bila ugotovljena že pred 100 leti.

Raziskave cinka še vedno potekajo. Čeprav je ta kovina neopazna, poceni, je cink našel na tisoče uporab po svetu.

Bibliografija

1. Slikarji V.P., Selezneva E.A. Analitična kemija elementov. "Znanost" Moskva 1975.- 543p.

2. Priljubljena knjižnica kemijskih elementov. M., Nauka, 1977

3. Lastnosti kemijskih elementov - Kemikov priročnik. Cink - chem100.com

4. Kazakov B.I. Kovina iz Atlantide (o cinku). M .: Metalurgija, 1984 - 128s.

5. Priljubljena knjižnica kemijskih elementov. Cink - http://n-t.ru/ri/ps/

6. Zefirov N. S. (glavni urednik) Kemijska enciklopedija: v 5 zvezkih - Moskva: Velika ruska enciklopedija, 1999. - T. 5. - 378 str.

Gostuje na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Porazdelitev cinka v naravi, njegovo industrijsko pridobivanje. Surovine za proizvodnjo cinka, metode za njegovo proizvodnjo. Glavni minerali cinka, njegove fizikalne in kemijske lastnosti. Področje uporabe cinka. Vsebnost cinka v zemeljski skorji. Rudarstvo cinka v Rusiji.

povzetek, dodan 12.11.2010

Položaj cinka, kadmijevega fosfata in živega srebra v periodnem sistemu D.I. Mendelejev. Njihova razširjenost v naravi, fizikalne in kemijske lastnosti. Pridobivanje cinkovega fosfata. Sinteza in študij redoks lastnosti cinka.

seminarska naloga, dodana 12.10.2014

Fizikalne, kemijske lastnosti in uporaba cinka. Materialna sestava cinkovih rud in koncentratov. Metode predelave cinkovega koncentrata. Elektrodepozicija cinka: glavni kazalniki procesa elektrolize, njegovo izvajanje in vzdrževanje.

seminarska naloga, dodana 08.07.2012

Značilnosti vpliva različnih nečistoč na strukturo kristalne mreže cinkovega selenida, značilnosti njegovih fizikalno-kemijskih lastnosti. Dopiranje cinkovega selenida, difuzija nečistoč. Uporaba cinkovega selenida, ki je dopiran z različnimi nečistočami.

seminarska naloga, dodana 22.01.2017

predstavitev, dodana 16.02.2013

Karakterizacija lastnosti in strukture spojine cinkovega selenida. Opis lastnosti, tehnologije različnih načinov pridobivanja. Industrijski principi dopiranja polprevodnikov. Zlitinski dodatki cinkovega selenida in opis lastnosti legiranih vzorcev.

seminarska naloga, dodana 22.01.2017

Splošne značilnosti elementov podskupine bakra. Osnovne kemijske reakcije bakra in njegovih spojin. Preučevanje lastnosti srebra in zlata. Upoštevanje značilnosti podskupine cinka. Pridobivanje cinka iz rud. Preučevanje kemijskih lastnosti cinka in živega srebra.

predstavitev, dodana 19.11.2015

Analiza učinka cinka na kvalitativno in kvantitativno sestavo mikroflore v tleh urbaniziranih ekosistemov v mestu Kaliningrad z lastnim eksperimentom. Identifikacija skupine mikroorganizmov, ki so odporni na visoke koncentracije cinka.

seminarska naloga, dodana 20.02.2015

Fizikalno-kemijske lastnosti kobalta. Kompleksne spojine cinka. Študija sorpcijske predkoncentracije Co v prisotnosti cinka iz kloridnih raztopin v ionskih izmenjevalcih. Tehnični rezultat, dosežen pri izvedbi izuma.

povzetek, dodan 14.10.2014

Značilnosti cinka in bakra kot kemičnih elementov in njuno mesto v periodnem sistemu Mendelejeva. Pridobivanje cinka iz polimetalnih rud s pirometalurškimi in elektrolitskimi metodami. Načini uporabe bakra v elektrotehniki in proizvodnji.

Brez "zaščite" jih najeda korozija. Rešuje cink. Belo-modra kovina se nanese na podlago s tankim filmom.

slušni pridevnik " pocinkana". Pogosto se nadomesti z besedami: - žlice, strešna kritina, žica. V tabeli kemijskih elementov je cink pred.

To pomeni, da je bolj aktiven, to pomeni, da prvi reagira z zrakom.

Korozija, kot veste, nastane ravno zaradi stika vlage iz ozračja s kovino.

kovinski cink prvi sprejme udarec in prihrani kovino pod njim. Zato so žlice natančno pocinkane, in ne lakirane oz.

Ti elementi se nahajajo za železom. Počakali bodo, da se ta kovina uniči, in šele takrat bodo sami začeli razpadati.

Atomsko število cinka je 30. To je število 2. skupine 4. obdobja tabele kemikalij. Oznaka kovine je Zn.

Je sestavni del gorskih rud, mineralov, prenaša se z vodo in najdemo ga celo v živih tkivih.

Tako na primer nekatere sorte vijolic aktivno kopičijo kovino. Ampak, poudari čisti cink uspelo šele v 18. stoletju.

To je storil Nemec Andreas Sigismund Marggraf. Zmes je kalciniral cinkov oksid z .

Poskus je bil uspešen, ker je bil izveden brez dostopa zraka, torej kisika. Ognjevarna posoda iz.

Kemik je nastale kovinske hlape postavil v hladilnik. Pod vplivom nizkih temperatur cinkovi delci naselila na njegovih stenah.

Nahajališča in pridobivanje cinka

Zdaj se vsako leto na svetu izkopa približno 10 milijonov ton modrikaste kovine v čisti obliki. Njegova vsebnost v zemeljski skorji je 6-9%.

Ti odstotki so bili razdeljeni med 50 držav. Prednjačijo Peru, ZDA, Kanada, Uzbekistan, predvsem pa cinkove usedline v Avstraliji in

Vsaka od teh držav ima približno 3 desetine milijonov ton kovine z zaporedno številko 30.

Vendar pa lahko v prihodnosti ocean zasede prvo mesto na lestvici. Glavni zaloge cinka skoncentrirano v njenih vodah, na njenem dnu.

Res je, da se še niso naučili razvijati nahajališča na morju. Tehnologija obstaja, vendar je predraga.

Torej skoraj 3 milijone ton cinka leži na dnu Rdečega morja, da ne omenjamo zalog Karibov in Srednjeatlantskega grebena.

Uporaba cinka

Potrebujete cink. Osnovi je dodana kovina. Najmanjša odmerke cinka naredite jih viskozne, zlahka popustljive, poslušne v rokah mojstra.

30. element tudi posvetli izdelek, zato se pogosto uporablja za ustvarjanje t.i.

Vendar pa s cinkom glavna stvar ni pretiravati. Tudi 3 desetine vsebnosti kovine ga naredijo krhkega in krhkega.

Zmanjša kovino in tališče zlitine. V proizvodnji se uporabljajo bakrovo-cinkove spojine, odkrite v starem Egiptu. Zlitina je poceni, enostavna za obdelavo, izgleda privlačno.

Zaradi nizkega tališča je cink postal "junak" mikrovezij in vseh vrst.

Tako kot kositer zlahka in trdno povezuje majhne dele med seboj. Pri nizkih temperaturah je kovina krhka, vendar že pri 100-150 stopinjah postane voljna, upogljiva.

Ta telesna lastnost cinka uporabljajo pa jih industrialci in obrtniki.

Zanimivo je, da se s še večjo vročino, na primer do 500 stopinj, element spet spremeni v krhek in nezanesljiv.

Palica z nizkim tališčem je finančno koristna za industrialce. Potrebujete manj goriva, ni vam treba preplačati drage opreme.

Prihranijo tudi pri obdelavi nastalih "odlitkov" cinka. Njihova površina pogosto niti ne zahteva dodatnega poliranja.

Kovina se aktivno uporablja v avtomobilski industriji. Zlitine na osnovi cinka se uporabljajo za ročaje vrat, nosilce, notranjo dekoracijo, ključavnice, ogledala, ohišja brisalcev vetrobranskega stekla.

V avtomobilizmu cinkova zlitina visok odstotek. Zaradi slednje je povezava bolj odporna proti obrabi in vzdržljiva.

Avtomobilskim gumam dodajajo cinkov oksid. Brez tega je guma slabe kakovosti.

Vodilno vlogo v gospodarstvu mnogih držav igra litoželezo in. Njihova proizvodnja je nepredstavljiva brez cinka. Pri medenini je od 30 do 50 odstotkov (odvisno od vrste zlitine).

Medenina ni samo za kljuke. Iz njega izdelujejo tudi posode, za mešalnike in visokotehnološko opremo za tovarne različnih profilov.

široko uporablja in cinkove plošče. So osnova tiskovnih form v tiskarstvu.

Pločevine se uporabljajo za izdelavo napajalnikov, cevi, strešnih kritin in kanalizacijskih žlebov.

Cink je sestavni del številnih barvil. Tako se cinkov oksid uporablja kot bela barva. Mimogrede, ta premaz se uporablja v astronavtiki.

Za rakete, satelite so potrebna barvila, ki odbijajo svetlobo, in spojine na osnovi cinka to najbolje obnesejo.

Nepogrešljiv je v boju proti sevanju. Pod njegovimi žarki se razplamti kovinski sulfid, ki razkriva prisotnost nevarnih delcev.

Zaželeno naprej element cinka in farmacevti. Cink je antiseptik. Doda se mazilom za novorojenčke, zdravilnim formulacijam.

Poleg tega nekateri zdravniki menijo, da cink oziroma njegovo pomanjkanje povzroča shizofrenijo.

Zato zdravniki pravijo, da je treba uporabljati izdelke, ki vsebujejo kovino.

Največ cinka v morski hrani. Ni zaman, da so nahajališča kovin shranjena v oceanskih globinah.

Vloga cinka v človeškem telesu

Povprečna vsebnost cinka je 2-3 grame. Del se kopiči v mišičnem in kostnem tkivu, 20% - v koži. Ta element v sledovih se nahaja v levkocitih, eritrocitih, semenu, v prostati in trebušni slinavki ter jetrih. Je del približno 400 encimov, najbolj raziskana je karboanhidraza. Beljakovine, ki vsebujejo cink, se nahajajo v rdečih krvnih celicah. Razgradi ogljikovo kislino na ogljikovo kislino in bikarbonat za odstranitev iz telesa. Čisti ogljikov dioksid tvori plinske čepe v krvnem obtoku, vendar je njegov derivat, ogljikova kislina, topen v vodi in se zlahka razgradi z delovanjem encima.

Funkcije cinka v telesu:

Sodeluje pri razgradnji in sintezi ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob.
Je del hormonov, protiteles, levkocitov, povečuje imunost.
Poveča regenerativne sposobnosti telesa.
Iz telesa razstruplja ogljikov dioksid.
Vpliva na tvorbo moških spolnih hormonov, podpira zdravje prostate.
Sodeluje pri presnovnih procesih ščitnice, nadledvične žleze, jajčnikov in hipofize. Ščiti trebušno slinavko pred poškodbami, je potrebna za izločanje insulina.
Spodbuja boljšo absorpcijo vitamina E, spodbuja izmenjavo vitamina A.
Ugoden učinek na zdravje zob: cink se nahaja v encimih in kostnih celicah.
Lajša vnetje, izboljša stanje kože.
Prispeva k normalizaciji strukture ribosomov, ribonukleinskih in deoksiribonukleinskih kislin (RNA in DNA), sodeluje pri delitvi celic.
Med nosečnostjo vnos cinka v materino telo vpliva na tvorbo kosti, srčno-žilnega, dihalnega in genitourinarnega sistema. S pomanjkanjem cinka se poveča tveganje za prezgodnji porod ali splav.
Cink je nujen za normalno delovanje živčnega sistema in možganov. V nasprotju z izmenjavo cinka se poveča tveganje za razvoj Alzheimerjeve bolezni.
Normalizira delo jeter.
Podpira vonjave in okusne brbončice, blagodejno vpliva na organe vida.
Sodeluje pri tvorbi klorovodikove kisline v prebavnem traktu (prebavnem traktu), vzdržuje kislinsko-bazično ravnovesje.

Resno pomanjkanje cinka je polno motenj notranjih žlez, presnovnih procesov in poveča se tveganje za nastanek neoplazem. Pri nosečnicah lahko pride do prezgodnjega poroda, lahko pride do atonične krvavitve, maternične mišice se bodo dolgo krčile. Cink se aktivno uporablja za zdravljenje bolezni živčnega, genitourinarnega in cirkulacijskega sistema.

Živalski in rastlinski viri cinka

Rastlinski viri (Tabela 1):

Zelenjava: brokoli, korenje, cvetača, redkev, zelena solata, špinača. Pa tudi koruzo, zeleno čebulo, šparglje, krompir in paradižnik.
Sadje in jagode: citrusi, jabolka, ribez, borovnice. Pa tudi maline, slive, češnje, hruške, breskve itd.
Orehi (orehi, arašidi, pinjole, indijski oreščki, kokos).
Suho sadje (fige, suhe slive, datlji, suhe marelice).
Žita: rjavi riž, ječmen, pšenični otrobi, ajda, ovseni kosmiči.
Sončnična in bučna semena.
Gobe.
Zeleni čaj, kakav.
Stročnice (grah, fižol, leča).
kvas.

Živalski viri (tabela 1):

Meso piščanca, kunca, mlade jagnjetine in teletine.
Ribe (oslič, iverka, trska, tuna itd.). Morski sadeži (ostrige, kozice, školjke).
Mleko, trdi sir, skuta.
jajca.
Drobovina (srce, goveji jezik, jetra).

Tabela 1. Vsebnost cinka v izdelkih


školjke	60
Pšenični otrobi	16
Goveja jetra (predelana)	15
Govedina	8
bučna semena	7,5
Pinjole	6,5
fižol	4,2
Indijski oreščki	4
Špinača	3,8
ovseni kosmiči	3
Mandelj	2,1
perutninsko meso	2-2,4
fižol	1,2
Posušene marelice	0,75
Zelena čebula	0,4
Avokado	0,3

Strokovni nasvet. Zrna je najbolje uživati surova. Po poliranju riža se na primer vsebnost cinka zmanjša za 80 %. Ne pozabite diverzificirati svoje prehrane z živalskimi proizvodi, saj se bolje absorbirajo.

Kuhanje vodi tudi do izgube tega dragocenega minerala. Poskusite jesti več sveže zelenjave in sadja.
Mesni izdelki naj bodo dušeni ali kuhani na pari, ne ocvrti ali prekuhani.
Če ne marate zelenjave in sadja, pijte sveže iztisnjene sokove. Imajo višjo koncentracijo cinka.
Pozabite na instant žitarice, vse uporabne so bile med predelavo uničene. Dnevni vnos cinka je podan v tabeli 2.

Tabela 2. Dnevni vnos cinka

Interakcija z drugimi elementi

Organski cink se kopiči v majhnih odmerkih. Adsorpcija poteka v prebavilih, predvsem v tankem črevesu. Zanimiv podatek je, da se cink hitreje absorbira iz živalskih proizvodov kot iz sadja in zelenjave. V slednjem primeru fitinska kislina moti cink, ki s cinkom tvori netopne soli.

Funkcije združljivosti s cinkom:

Dobro združljiv z vitaminom A, izboljša absorpcijo in biološko uporabnost cinka.
Poveča lastnosti cinkovih ionov fosforja, litija in kalcija (v majhnih odmerkih).
Cink ni združljiv z bakrom, saj se absorbirata po istih kanalih.
Težke kovine (svinec, kadmij) izpodrivajo cink iz telesa.
Cink se ne sme jemati hkrati z železom, kositrom in manganom, potem se slabše absorbira.
Deluje v kombinaciji z vitaminom E. Najpogosteje se pomanjkanje cinka in vitamina E diagnosticira hkrati.
Pripravki tetraciklinske skupine tudi izpodrivajo cink iz telesa.
Dodaten vnos folne kisline upočasni absorpcijo elementa v sledovih.
Cink ni združljiv z aspirinom.
Histidin in cistein sta aminokislini, ki ju najdemo v živalskih proizvodih. Izboljšajo absorpcijo cinka.

pomanjkanje cinka

Poznamo 3 oblike pomanjkanja cinka: akutno, subakutno in kronično. Slednja različica je povezana tudi s prirojenim enteropatskim akrodermatitisom.

Pomanjkanje cinka se kaže z naslednjimi simptomi:

Utrujenost, zmanjšana koncentracija, nespečnost, živčne motnje.
Motnje vida, izguba okusa.
Izguba apetita, hujšanje.
razdražen želodec.
anemija
Težave s kožo: pojav alergijskih izpuščajev, razjed, ekcema, dermatitisa. Nohti se luščijo, na njih so opazne lise bele barve.
Lasje brez sijaja in brez življenja, prhljaj, neenakomerna alopecija.
Zmanjšanje insulina v krvi poveča tveganje za razvoj sladkorne bolezni.
Pri otrocih hipogonadizem, oslabljena puberteta.
Pri moških so možne težave s spolno aktivnostjo, motnje v delovanju prostate in neplodnost pri ženskah.
Zmanjšana imuniteta.
Za nosečnice je pomanjkanje cinka polno prezgodnjega poroda.

Pomanjkanje cinka se pojavi, če ga oseba s hrano zaužije manj kot 7 mg. Najprej morate prilagoditi prehrano tako, da ji dodate meso, ribe in morske sadeže. Ne pozabite na svežo zelenjavo in sadje. Mineralne komplekse je treba jemati le po navodilih zdravnika in v odmerku, ki ga je predpisal.

Presežek cinka v telesu

Vzroki za presežek cinka:

Delo v nevarni proizvodnji s cinkovimi spojinami.
Nenadzorovan vnos zdravil, ki vsebujejo ta mikroelement.
Motnje metabolizma cinka.

Pomembno! Dolgotrajna uporaba zdravil, ki vsebujejo cink (več kot 100 mg na dan), je polna pojava erozij, razjed in zmanjšane imunosti. Odmerek 200 mg je močan emetik

Simptomi presežka cinka:

Poslabšanje imunosti.
Patologije las, nohtov in kože.
Pogoste slabost, bolečine v trebuhu, motnje blata.
Znižanje ravni bakra, kadmija in železa v telesu.
Kršitev funkcij jeter, prostate, trebušne slinavke.
Sladek okus v ustih, pogosta žeja.

Če je do zastrupitve prišlo zaradi stika s cinkovimi hlapi, se to kaže v padcu tlaka, konvulzijah, kratki sapi, slabosti in bolečinah v jetrih. Če opazite značilne simptome, se obrnite na endokrinologa in opravite test. V primeru kroničnega ali akutnega presežka elementov v sledovih je potrebna zdravniška pomoč. Razstrupljanje se izvaja z zdravili acetilsalicilna kislina, unitiol, tiosulfat.

Pripravki s cinkom

Pri izbiri zdravila bodite pozorni na to, kakšno obliko snovi vsebuje. Sulfati se uporabljajo v najbolj proračunskih serijah, vendar jih telo slabše zaznava kot kelat, acetat, pikolinat ali glicerat. Zdravila so na voljo v različnih oblikah:

svečke.
Mazila.
kapljice.
Žvečljive tablete in pastile.
Kapsule.
Obložene in neobložene tablete.
Šumeče tablete.

Proizvajalci pogosto proizvajajo vitaminske komplekse za določene skupine:

Za moške: Complivit Selmevit, Duovit za moške, Cinkov kelat, Zincteral itd.
Za ženske: VitrumBeauty, Complivit shine, Duovit za ženske itd.
Za otroke: kalcij + cinkov glukonat, Vitazhuyki, Vitamishki, Duovit za otroke, Vitrum Junior itd.

Priporočljivo je, da vzamete eno uro pred obrokom ali 2 uri po njem. Ni priporočljivo piti hkrati z antibiotiki, kontracepcijskimi sredstvi in drugimi zdravili.

Cink se aktivno uporablja v številnih zdravilih:

V rektalnih svečkah za hemoroide (Relief Ultra, Anuzol).
V očesnih kapljicah (Oftalmol, Okumetil, Cinkov sulfat).
V monopreparatih (Fenuls cink, Zincteral, Zinkozak, cinkov pikolinat itd.).
V mazilih (cinkovo mazilo in njegovi analogi).

Cink je neverjeten in nenadomestljiv element: oglejte si spodnji video.

Državna izobraževalna ustanova

srednje poklicno izobraževanje v regiji Leningrad Politehnična šola Podporozhye

Iskalno in raziskovalno delo v kemiji

Tema:

"Cink in njegove lastnosti"

Izpolnila: dijak skupine št. 89

Polno ime: Jurikov Aleksej Aleksandrovič

Preveril učitelj: Yadykina Ljudmila Alekseevna

Podporožje

1. Položaj v periodnem sistemu in zgradba atoma

2. Zgodovina odkritij

3. Biti v naravi

4. Fizične lastnosti

5. Kemijske lastnosti

6. Pridobivanje kovinskega cinka

7. Uporaba in posledice za zdravje ljudi

8. Moja raziskava

9. Literatura

Položaj v periodnem sistemu

in strukturo atoma

Element cink (Zn) v periodnem sistemu ima zaporedno številko 30.

Je v četrti tretjini druge skupine.

atomska teža = 65,37

valenca II

Naravni cink je sestavljen iz mešanice petih stabilnih nuklidov: 64Zn (48,6 % teže), 66Zn (27,9 %), 67Zn (4,1 %), 68Zn (18,8 %) in 70Zn (0,6 %).

Konfiguracija dveh zunanjih elektronskih plasti 3 s 2 str 6 d 10 4 s 2 .

Zgodovina odkritij

Zlitine cinka in bakra – medenina – so poznali že stari Grki in Egipčani. Cink so pridobivali v 5. stoletju. pr. n. št e. v Indiji. Rimski zgodovinar Strabon je leta 60-20 pr. e. pisal o pridobivanju kovinskega cinka ali "lažnega srebra". Kasneje je bila skrivnost pridobivanja cinka v Evropi izgubljena, saj cink, ki nastane med termično redukcijo cinkovih rud pri 900 ° C, prehaja v paro. Hlapi cinka reagirajo z atmosferskim kisikom in tvorijo ohlapen cinkov oksid, ki so ga alkimisti imenovali "bela volna".

kovinski cink

V 16. stoletju so bili prvi poskusi taljenja cinka v tovarnah. A proizvodnja »ni šla«, tehnološke težave so bile nepremostljive. Cink so poskušali pridobiti na enak način kot druge kovine. Rudo so sežgali, pri čemer se je cink spremenil v oksid, nato pa je bil ta oksid reduciran s premogom ...

Cink se je seveda zmanjšal z interakcijo s premogom, vendar ... ni bil taljen. Ni bila topljena, ker je ta kovina že izhlapela v talilni peči - njeno vrelišče je bilo le 906 ° C. In v peči je bil zrak. Ob srečanju z njim so aktivne cinkove pare reagirale s kisikom in ponovno je nastal začetni produkt, cinkov oksid.

V Evropi je bilo mogoče vzpostaviti proizvodnjo cinka šele, ko so rudo začeli zmanjševati v zaprtih retortah brez dostopa zraka. Zdaj dobimo približno enak "grob" cink, ki ga očistimo z rafinacijo. Približno polovica cinka, proizvedenega na svetu, se zdaj pridobiva s pirometalurško metodo, druga polovica pa s hidrometalurško.

Upoštevati je treba, da čiste cinkove rude skoraj nikoli ne najdemo v naravi. Cinkove spojine (običajno 1-5% glede na kovino) so del polimetalnih rud. Cinkovi koncentrati, pridobljeni med bogatenjem rude, vsebujejo 48-65% cinka, do 2% bakra, do 2% svinca, do 12% železa. In plus delček odstotka razpršenih in redkih kovin ...

Kompleksna kemična in mineraloška sestava rud, ki vsebujejo cink, je bila eden od razlogov, zakaj se je proizvodnja cinka rodila dolgo in težko. Pri predelavi polimetalnih rud so še vedno nerešeni problemi ... Toda vrnimo se k pirometalurgiji cinka – ta proces razkriva čisto individualne lastnosti tega elementa.

Z ostrim hlajenjem se cinkove pare takoj, mimo tekočega stanja, spremenijo v trden prah. To nekoliko zaplete proizvodnjo, čeprav elementarni cink velja za nestrupenega. Pogosto je treba cink hraniti v obliki prahu in ne taliti v ingote.

V pirotehniki se za proizvajanje modrih plamenov uporablja cinkov prah. Cinkov prah se uporablja pri proizvodnji redkih in plemenitih kovin. Zlasti se ta cink uporablja za izpodrivanje zlata in srebra iz raztopin cianida. Paradoksalno je, da ko se sam cink (in kadmij) pridobiva s hidrometalurško metodo, se cinkov prah uporablja za čiščenje raztopine bakrovega sulfata in kadmija. A to še ni vse. Ste se kdaj vprašali, zakaj so kovinski mostovi, razponi tovarniških prostorov in drugi veliki kovinski izdelki najpogosteje pobarvani sivo?

Glavna sestavina barve, ki se uporablja v vseh teh primerih, je isti cinkov prah. Pomešan s cinkovim oksidom in lanenim oljem se spremeni v barvo, ki zagotavlja odlično zaščito pred korozijo. Ta barva je tudi poceni, plastična, dobro se oprime kovinske površine in se med temperaturnimi spremembami ne lušči. Barva miške je prej prednost kot slabost. Izdelki, ki so prekriti s takšno barvo, ne smejo biti označeni z blagovno znamko in hkrati čisti.

Na lastnosti cinka močno vpliva njegova stopnja čistosti. Pri 99,9 in 99,99 % čistosti se cink dobro topi v kislinah. Vendar je vredno "dodati" še eno devet (99,999%) in cink postane netopen v kislinah tudi pri močnem segrevanju. Cink te čistosti odlikuje tudi visoka plastičnost, lahko ga vlečemo v tanke niti. In navaden cink je mogoče zviti v tanke plošče, samo s segrevanjem na 100-150 ° C. Segreto na 250 ° C in več, do tališča, cink spet postane krhek - pride do druge preureditve njegove kristalne strukture.

Cinkova pločevina se pogosto uporablja v proizvodnji galvanskih členov. Prvi "voltaični steber" je bil sestavljen iz krogov iz cinka in bakra. In v sodobnih kemičnih virih toka je negativna elektroda najpogosteje izdelana iz cinka.

Vloga tega elementa v poligrafiji je pomembna. Cink se uporablja za izdelavo klišejev, ki omogočajo reprodukcijo risb in fotografij v tisku. Posebej pripravljen in obdelan tipografski cink zaznava fotografsko podobo. Ta slika je na pravih mestih zaščitena z barvo, bodoči kliše pa jedkan s kislino. Slika postane reliefna, izkušeni graverji jo očistijo, naredijo odtise, nato pa gredo ti klišeji v tiskarske stroje.

Za tiskanje cinka obstajajo posebne zahteve: najprej mora imeti drobnozrnato strukturo, zlasti na površini ingota. Zato se cink, namenjen tisku, vedno uliva v zaprtih kokilah. Za "poravnavo" strukture se uporablja žarjenje pri 375°C, ki mu sledi počasno ohlajanje in vroče valjanje. Prisotnost nečistoč v takšni kovini, zlasti svinca, je prav tako strogo omejena. Če ga je veliko, potem klišeja ne bo mogoče jedkati tako, kot bi moralo biti. Če je svinca manj kot 0,4 %, je težko dobiti želeno fino kristalno strukturo. Po tem robu »hodijo« metalurgi v želji, da bi zadostili zahtevam tiskarske industrije.

Biti v naravi

V naravi se cink pojavlja le v obliki spojin.

sfalerit(cinkova mešanica, ZnS) ima obliko kubičnih rumenih ali rjavih kristalov; gostota 3,9-4,2 g / cm 3, trdota 3-4 po Mohsovi lestvici. Kot primesi vsebuje kadmij, indij, galij, mangan, živo srebro, germanij, železo, baker, kositer in svinec.

V kristalni mreži sfalerita se atomi cinka izmenjujejo z atomi žvepla in obratno. Atomi žvepla v rešetki tvorijo kubično pakiranje. Atom cinka se nahaja v teh tetraedrskih prazninah.

WURCIT(ZnS) so rjavo-črni heksagonalni kristali z gostoto 3,98 g/cm 3 in trdoto 3,5-4 po Mohsovi lestvici. Ponavadi vsebuje več cinka kot sfalerit. V wurtzitni mreži je vsak atom cinka tetraedrično obdan s štirimi atomi žvepla in obratno. Razporeditev plasti wurtzita se razlikuje od razporeditve plasti sfalerita.

SMITHSONIT(cink spar, ZnCO 3) se pojavlja v obliki belih (zelenih, sivih, rjavih, odvisno od nečistoč) trigonalnih kristalov z gostoto 4,3-4,5 g / cm 3 in trdoto 5 po Mohsovi lestvici.

KALAMIN(Zn 2 SiO 4 *H 2 O*ZnCO 3 ali Zn 4 (OH) 4 *H 2 O*ZnCO 3) je zmes karbonata in cinkovega silikata; tvori bele (zelene, modre, rumene, rjave, odvisno od nečistoč) rombične kristale z gostoto 3,4-3,5 g / cm 3 in trdoto 4,5-5 po Mohsovi lestvici.

WILLEMITH(Zn 2 SiO 4) se pojavlja v obliki brezbarvnih ali rumeno-rjavih romboedrskih kristalov z gostoto 3,89-4,18 g / cm 3 in trdoto 5-5,5 po Mohsovi lestvici.

CINKIT(ZnO) - heksagonalni kristali rumene, oranžne ali rdeče barve z mrežo wurtzita in trdoto 4-4,5 po Mohsovi lestvici.

GANIT(Zn) ima videz temno zelenih kristalov z gostoto 4-4,6 g / cm 3 in trdoto 7,5-8 po Mohsovi lestvici.

Poleg naštetih so znani tudi drugi minerali cinka:

monheimit (Zn, Fe)CO 3

hidrocit ZnCO 3 *2Zn(OH) 2

trustit (Zn, Mn)SiO 4

Zn heterolit

franklinit (Zn, Mn)

halkofanit (Mn, Zn) Mn 2 O 5 * 2H 2 O

goslarit ZnSO 4 *7H 2 O

cinkov halkanit (Zn, Cu)SO 4 * 5H 2 O

adamin Zn 2 (AsO 4) OH

tarbutit Zn 2 (PO 4)OH

dekloizit (Zn, Cu)Pb(VO 4)OH

legrandit Zn 3 (AsO 4) 2 * 3H 2 O

hopeit Zn 3 (PO 4) * 4H 2 O

Fizične lastnosti

Cink je modrikasto bela kovina srednje trdote, tali se pri 419 °C, pri 913 °C pa se spremeni v paro; njegova gostota je 7,14 g/cm 3 . Pri običajnih temperaturah je cink precej krhek, pri 100-110°C pa se dobro upogne in zvije v plošče, na zraku pa je prekrit z zaščitno oksidno folijo.

Kemijske lastnosti

Na zraku pri temperaturah do 100 °C cink hitro potemni in se prekrije s površinskim filmom bazičnih karbonatov. V vlažnem zraku, predvsem v prisotnosti CO 2 , se kovina uniči že pri navadnih temperaturah. Pri močnem segrevanju na zraku ali v kisiku cink intenzivno gori z modrikastim plamenom s tvorbo belega dima cinkovega oksida ZnO. Suh fluor, klor in brom na mrazu ne delujejo s cinkom, vendar se kovina v prisotnosti vodne pare lahko vname in tvori na primer ZnCl 2 . Segreta mešanica cinkovega prahu z žveplom daje cinkov sulfid ZnS. Močne mineralne kisline močno raztopijo cink, zlasti pri segrevanju, da nastanejo ustrezne soli. Pri interakciji z razredčeno HCl in H 2 SO 4 se sprosti H 2 in s HNO 3 - poleg tega NO, NO 2, NH 3. Cink reagira s koncentrirano HCl, H 2 SO 4 in HNO 3, pri čemer se sproščajo H 2, SO 2, NO in NO 2. Raztopine in taline alkalij oksidirajo cink s sproščanjem H 2 in tvorbo vodotopnih cincitov. Intenzivnost delovanja kislin in alkalij na cink je odvisna od prisotnosti nečistoč v njem. Čisti cink je manj reaktiven glede na te reagente zaradi visoke prenapetosti vodika na njem. V vodi cinkove soli pri segrevanju hidrolizirajo, pri čemer se sprosti bela oborina Zn(OH) 2 hidroksida. Znane kompleksne spojine, ki vsebujejo cink, kot so SO 4 in druge.

Nahaja se v drugi skupini, stranski podskupini periodnega sistema Mendelejeva in je prehodna kovina. Serijska številka elementa je 30, masa 65,37. Elektronska konfiguracija zunanje plasti atoma je 4s2. Edina in stalna je "+2". Za prehodne kovine je značilna tvorba kompleksnih spojin, v katerih delujejo kot kompleksirno sredstvo z različnimi koordinacijskimi števili. To velja tudi za cink. Obstaja 5 naravno stabilnih izotopov z masnimi številkami od 64 do 70. Hkrati je izotop 65Zn radioaktiven, njegova razpolovna doba je 244 dni.

Cink je srebrno modra kovina, ki ob stiku z zrakom hitro razvije zaščitni oksidni film, ki skrije njen lesk. Ko odstranimo oksidni film, cink pokaže lastnosti kovin - sijaj in značilen svetel lesk. V naravi se cink nahaja v številnih mineralih in rudah. Najpogostejši: kleofan, cinkova mešanica (sfalerit), wurtzit, marmatit, kalamin, smithsonit, willemit, cincit, franklinit.

Smithsonite

Kot del mešanih rud se cink pojavlja s svojimi stalnimi spremljevalci: talijem, germanijem, indijem, galijem, kadmijem. Zemeljska skorja vsebuje 0,0076% cinka, 0,07 mg / l te kovine pa se nahaja v morski vodi v obliki soli. Formula cinka kot enostavne snovi je Zn, kemijska vez je kovinska. Cink ima heksagonalno gosto kristalno mrežo.

Fizikalne in kemijske lastnosti cinka

Tališče cinka je 420 °C. V normalnih pogojih je krhka kovina. Pri segrevanju na 100-150 ° C se duktilnost in duktilnost cinka poveča, možno je izdelati žico iz kovinske in valjane folije. Vrelišče cinka je 906 °C. Ta kovina je odličen prevodnik. Pri 200 °C se cink zlahka zdrobi v siv prah in izgubi plastičnost. Kovina ima dobro toplotno prevodnost in toplotno kapaciteto. Opisani fizikalni parametri omogočajo uporabo cinka v spojinah z drugimi elementi. Medenina je najbolj znana cinkova zlitina.

Trobilna pihala

V normalnih pogojih je površina cinka takoj prekrita z oksidom v obliki sivo-belega motnega premaza. Nastane zaradi dejstva, da kisik v zraku oksidira čisto snov. Cink kot preprosta snov reagira s halkogeni, halogeni, kisikom, alkalijami, kislinami, amonijem (njegovimi solmi). Cink ne deluje z dušikom, vodikom, borom, ogljikom in silicijem. Kemično čist cink ne reagira z raztopinami kislin in alkalij. - kovina je amfoterna in pri reakciji z alkalijami tvori kompleksne spojine - hidroksocinkate. Kliknite, če želite izvedeti, katere poskuse o preučevanju lastnosti cinka lahko izvajate doma.

Reakcija žveplove kisline s cinkom in nastajanje vodika

Interakcija razredčene žveplove kisline s cinkom je glavna laboratorijska metoda za pridobivanje vodika. Za to se uporablja čisti zrnat (granuliran) cink ali tehnični cink v obliki ostankov in ostružkov.

Če vzamemo zelo čist cink in žveplovo kislino, se vodik sprošča počasi, zlasti na začetku reakcije. Zato se raztopini, ki se je po redčenju ohladila, včasih doda malo raztopine bakrovega sulfata. Kovinski baker, nanesen na površino cinka, pospeši reakcijo. Najboljši način za redčenje kisline za proizvodnjo vodika je redčenje koncentrirane žveplove kisline z gostoto 1,19 z vodo v razmerju 1:1.

Reakcija koncentrirane žveplove kisline s cinkom

V koncentrirani žveplovi kislini oksidant ni vodikov kation, temveč močnejši oksidant, sulfatni ion. Ne kaže se kot oksidant v razredčeni žveplovi kislini zaradi močne hidracije in posledično nizke mobilnosti.

Kako bo koncentrirana žveplova kislina reagirala s cinkom, je odvisno od temperature in koncentracije. Reakcijske enačbe:

Zn + 2H₂SO₄ = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

3Zn + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O

4Zn + 5H₂SO₄ = 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

Koncentrirana žveplova kislina je močno oksidacijsko sredstvo zaradi oksidacijskega stanja žvepla (S⁺⁶). Interagira tudi z nizkoaktivnimi kovinami, to je s kovinami pred in za vodikom, in za razliko od razredčene kisline med temi reakcijami nikoli ne sprosti vodika. Pri reakcijah koncentrirane žveplove kisline s kovinami vedno nastanejo trije produkti: sol, voda in produkt redukcije žvepla. Koncentrirana žveplova kislina je tako močan oksidant, da oksidira celo nekatere nekovine (premog, žveplo, fosfor).

Vrsta