Cink - tulajdonságainak kémiai elemek

Cink (lat Zincum.), Zn, egy kémiai elem a II csoportjába Mendeleev periódusos rendszer; atomszámú 30, atomsúlya 65,38, kékes-fehér fém. 5 Ismert, stabil izotóppal tömeges számú 64, 66, 67, 68 és 70; A leggyakoribb a 64 Zn (48,89%). Mesterségesen készített egy sor radioaktív izotópok, a legtöbb hosszú élettartamú 65 Zn egy felezési T? 245 = d; Ezt használják nyomjelző.

Történelmi háttér. Cink ötvözet réz - réz - ismert volt, hogy az ókori görögök és egyiptomiak. Tiszta cink régóta tudja azonosítani. 1746-ban, A. S. Marggraf kifejlesztett egy eljárás egy fém-oxid kalcinálásával keveréke ez a szén nélkül a levegő-hozzáférés agyagban tűzálló retortákban ezt követő kondenzációját a cink gőz hűtőszekrényekben. Ipari méretekben cinkolvasztás kezdődött a 17. században.

Kémiai tulajdonságait cink. A külső elektron konfiguráció Zn 3d 10 4s 2. atom oxidációs állapotban +2 vegyületek. Normál redox potenciál egyenlő 0,76, azzal jellemezve cink, mint egy aktív fémet és egy energikus redukálószer. A levegő hőmérséklete 100 ° C-on cink FÉNYTELENNÉ gyorsan, borított felületi filmjét bázikus karbonátok. Nedves levegőben, különösen a jelenlétében CO2. fém hiba még rendes hőmérsékleten. Egy erős fűtés levegő vagy oxigén Cink intenzíven kékes láng ég alkotnak fehér füst ZnO cink-oxid. Száraz fluor-, klór- és brómatom nem lép kölcsönhatásba cinkkel a hideg, de a vízgőz jelenlétében lehetett lángra fém formázó, például ZnCl2. Cinkport elegyet kén ad cink-szulfid ZnS. Cink-szulfid kicsapjuk a hidrogén-szulfid fellépés enyhén savas vagy ammóniás vizes oldatai Zn-sói. Hidrid ZnH2 LiAlN4 amelyeket a vegyületet Zn (CH 3) 2 és más cink-vegyületek; fém-szerű anyag, amely bomlik, amikor elemek által melegített. Nitrid Zn 3 N2 - fekete por képződik melegítéssel 600 ° C-on ammónia-áram; levegőn stabil akár 750 ° C-on, bomlik vízben. Carbide ZnC2 Cink melegítve előállíthatók áramban acetilén. Erős ásványi savként oldott cink erőteljesen, különösen akkor, ha melegítjük, így a megfelelő sókat. A reakcióelegyet híg sósavval és H2 SO4 H2 szabadul fel. és HNO3 - Ezen túlmenően, NO, NO2. NH3. Koncentrált HCI-dal, H 2SO 4 és HNO3 Cink reagál felengedésével H2 volt. SO2. NO és NO2. Solutions vagy olvadékok alkáli cink oxidált H2 és a kibocsátás vízoldható formáját cinkit. Az intenzitás az intézkedés a savak és lúgok a cink függ a szennyeződések jelenléte. Tiszta cink kevésbé reakcióképes tekintetében ezek a reagensek miatt a magas hidrogén-túlfeszültséget rajta. A cink-sókat vízben melegítés közben hidrolizáljuk, felszabadító fehér csapadékot hidroxid Zn (OH) 2. Ismert komplexeket tartalmazó cink, mint például a [Zn (NH 3) 4] SO4, és mások.

A cink. Cink kivonjuk polimetallikus ércek tartalmazhatnak 1-4% Zn-szulfid, és a Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Ore dúsított szelektív flotációs, így cink-koncentrátumok (50-60% Zn), és ezzel egyidejűleg ólom, réz, és néha pirit koncentrátumok. Cink koncentrátumot kalcináljuk egy fluidágyas kemencét, konvertáló cink-szulfid egy oxid ZnO; képződött kén-dioxiddal SO2 költenek a termelési kénsav. ZnO a Zn megy két módon. By pyroprocessing (desztillációs) módszer, a már meglévő hosszú kalcinált koncentrátumot vetjük alá szinterelés kölcsönöz a gáz permeabilitás és a finomság, majd redukáljuk szén vagy koksz át 1200-1300 ° C-on: ZnO + C = Zn + CO. Alakult ez a fém gőz kondenzálódik, és formákba öntjük. Először redukciót csak retortákban égetett agyag, kézi működtetésű, később arra használták gépesített függőleges visszavágás karborundum, akkor - az enyém és ívkemencék; ólom és cink koncentrátumok kapott Cink nagyolvasztók blasztos. Teljesítmény fokozatosan növekedett, de a cink tartalmazott legfeljebb 3% szennyezést, R. H. Értékes kadmium. Lepárlás Cink tisztított szegregáció (m. E. A megolvadt fém vas leülepedését és ólom tömegrész 500 ° C-on), elérve a tisztasága 98,7%. Néha használják jóval bonyolultabb és drágább tisztítása desztillálással ad egy fém tisztasága 99,995%, és lehetővé teszi a kivonat a kadmium.

Az elsődleges módszer előállítására cink - elektrolitikus (hidrometallurgiai). Pörkölt koncentrátumot kénsavval kezeltük; -szulfát kapott oldatot tisztítottuk a szennyeződésektől (csapadék a cink-por), és vetjük alá elektrolízis fürdők sűrűn lefektetett belsejében ólom vagy vinil műanyagból. A cink letétbe alumínium katódok, amelyből eltávolítottuk a napi (nyúzott), és az olvasztott egy indukciós kemencében. Jellemzően megtisztításáig elektrolitikus cink 99,95% teljesség kinyerjük a koncentrátum (a veszteségi tűrés) 93-94%. Hulladékokból előállított cink-szulfát, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; néha In, Ga, Ge, sk.

Alkalmazása cink. Mintegy fele a cink előállított fogyasztják, hogy megvédje az acélt a korrózió (cink). Mivel a cink az elektrokémiai sorban az, hogy a vas, a kapcsolatot a galvanizált acélt korrozív környezetben megsemmisítés téve a cink. Mivel a házainak és alacsony olvadáspontja cink fröccsöntött alkatrészek, mellette kis repülőgépek és egyéb járművek. Réz ötvözetek cink - réz, nikkel-ezüst, és a cink ólom és más, szokásosan alkalmazott fémekből a szakterületen. Cink ad arany és ezüst intermetallikus (oldhatatlan folyékony ólom), és ezért a cink használt finomítási ólmot a nemesfémek. A forma cink por a redukálószer számos kémiai és technológiai folyamatok gyártásához hidroszulfit kicsapódását arany-cianid oldatok ipari, réz és kadmium tisztítására oldatok cink-szulfát és más. Sok fényporok cinkvegyületek, így például, három alapszín a CRT képernyőn függ ZnS · Ag (kék), ZnSe · Ag (zöld) és Zn 3 (PO 4) 2 · Mn (piros). Fontos félvezető anyagok a cink-vegyület típusú II B VI - ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO. A leggyakoribb kémiai forrásokból, mint a negatív elektród cink.

Biológiai szerepe cink való részvételével kapcsolatos enzimatikus reakciókat, amelyek a sejtekben. Ez része a fő enzimek: szénsav anhidráz, különböző dehidrogenázok, foszfatázok társított lélegeztető vagy más élettani folyamatok, proteinázok és peptidázok részt vesz a fehérje-anyagcsere, nukleinsav metabolizmus enzimek (RNS és DNS-polimeráz egy) és mások. Cink jelentős szerepet játszik a szintézis a hírvivő RNS-molekulák a megfelelő DNS-régiók (transzkripció), egy riboszóma stabilizációs és biopolimerek (RNS, DNS, bizonyos fehérjék).

Cink hiány a szervezetben vezet törpeség, késleltetett pubertás; amikor a test felesleges lehetséges (a kísérleti adatok) és a rákkeltő hatás toxikus hatások a szív, vér, ivarmirigyek és mások. Termelés veszélyt is lehet társítva káros hatása a szervezetre, mint a cink és vegyületei. Olvasztása cinktartalmú ötvözetek lehetnek olyan esetek, casting láz. Cink készítmények például oldatok (Cink-szulfát), és amely a porok, paszták, kenőcsök, kúpok (cink-oxid) használják a gyógyászatban, mint egy fanyar és fertőtlenítőszerek.