Цинк - свойствата на химични елементи

Цинк (лат Zincum.), Zn, химичен елемент от групата II на периодичната система на Менделеев; атомен номер 30, атомно тегло 65.38, синьо-бял метал. 5 е известно стабилни изотопи с масови числа от 64, 66, 67, 68 и 70; най-често 64 Zn (48,89%). Изкуствено получава серия от радиоактивни изотопи, най-дълъг живот 65 Zn с полуживот Т 245 = г; Той се използва като индикатор.

Исторически информация. Цинк сплав с мед - мед - е била известна на древните гърци и египтяни. Чист цинк от дълго време е в състояние да се идентифицират. В 1746, A. S. Marggraf разработен метод за производство на метален оксид от калциниране смес от нея с въглища без въздух достъп в глинени огнеупорни реторти с последваща кондензация на цинкови пари в хладилник. В промишлен мащаб цинк топене започва през 17 век.

Химичните свойства на цинк. външната конфигурация електрон Zn 3d 10 4s 2. атом в окислено състояние +2 съединения. Нормално редокспотенциал равна на 0,76, характеризиращо се с цинк като активен метал и енергичен редуциращ агент. В въздух при температура до 100 ° С цинков петни бързо, покрита с повърхностен слой от основни карбонати. В влажен въздух, по-специално в присъствието на СО2. метал неуспех дори при нормални температури. Силен нагряване на въздух или кислород цинк интензивно синьо пламък изгаря за да се образува бял дим ZnO цинков оксид. Суха флуоро, хлоро и бромо не взаимодействат с цинк на студено, но в присъствието на водна пара може да се запалва метал формоване, например, ZnCl2. прахова смес цинк се загрява със серен дава цинков сулфид ZnS. Цинков сулфид се утаява със сероводород действие при слабо кисели или Амонячните водни разтвори на Zn соли. Хидрид ZnH2 LiAlN4 получено чрез взаимодействие с Zn (CH3) 2 и други цинкови съединения; метал като вещество, което се разлага при нагряване от елементите. Нитрид Zn3 N2 - черен прах се образува чрез загряване до 600 ° С в поток от амоняк; е стабилен във въздуха до 750 ° С, се разлага с вода. Carbide ZnC2 Цинк Цинк получен чрез нагряване в поток от ацетилен. Силни минерални киселини се разтварят цинк енергично, особено при нагряване, за да се образуват съответните соли. Чрез взаимодействие с разредена солна киселина и H 2SO 4 Н2 освободен. и с HNO3 - В допълнение, NO, NO2. NH3. С концентрирана солна киселина, H 2SO 4 и HNO3 цинк реагира чрез освобождаване Н2 съответно. SO2. NO и NO2. Разтвори или стопилки на алкален цинк окислени с Н2 и освобождаването на вода разтворима форма на zincite. Интензитетът на действието на киселини и основи на цинк зависи от наличието на примеси. Pure цинк е по-малко реактивен по отношение на тези реагенти поради високата водород пренапрежение него. Цинкови соли във вода при нагряване хидролизират, освобождавайки бяла утайка хидроксид Zn (OH) 2. Известни комплекси, съдържащи цинк, като [Zn (NH3) 4] SO4 и други.

Цинкът. Цинкът се екстрахира от полиметални руди, съдържащи 1-4% Zn като сулфид и Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руда обогатен селективна флотация, за да се получи цинкови концентрати (50-60% Zn) и едновременно олово, мед, а понякога и пирит концентрати. Цинков концентрат се калцинира в пещ с кипящ слой, превръщане цинков сулфид в ZnO оксид; оформен със серен диоксид SO2 се отделя за производство на сярна киселина. От ZnO за Zn се два начина. Чрез pyroprocessing метод (дестилационно), съществуващ дълго калцинира концентрат се подлага на синтероване за придаване на пропускливост на газ и пясък, и след това се редуцира с въглища или кокс при 1200-1300 ° С: ZnO + С = Zn + CO. Създадена през този метал пара се кондензира и се излива в калъпи. Първо, намаляване се извършва само в реторта от печена глина, ръчно управление, по-късно са били използвани механизирано вертикална реторта от карборунд, а след това - моите и електродъгови пещи; от оловни и цинкови концентрати, получени цинк доменните пещи с взрив. Изпълнение постепенно се увеличава, но цинк, съдържаща до 3% примеси, г. Н. Ценна кадмий. Дестилация цинк пречиства сегрегация (т. Е. разтопен метал желязо от утаяване и водещи части при 500 ° С), достигайки чистота от 98.7%. понякога е използван по-сложни и скъпи пречистване чрез дестилация дава метал чистота от 99.995%, и дава възможност за извличане на кадмий.

Основният метод за получаване на цинк - електролитно (хидрометалургично). Печен концентрат се обработва със сярна киселина; сулфат Полученият разтвор се пречиства от примеси (утаяването на цинков прах) и се подлага на електролиза бани гъсто изложени в олово или винил пластмаса. Цинкът се отлага върху алуминиеви катоди, от която се отстранява дневно (кожа), и се топи в индукционна пещ. Обикновено чистота електролитни цинк на 99,95% пълнота се извлича от концентрата (с намаление за отпадъци) 93-94%. От отпадъчни продукти, получени цинков сулфат, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; понякога като In, Ga, Ge, Tl.

Приложение на цинк. Около половината от цинка произведен се консумира за защита от корозия стомана (цинк). Тъй като цинк в електрохимичната серия е желязо, в контакт с поцинкована стомана в корозивна среда унищожаване изложени цинк. Поради добрата тънколивкост и ниска точка на топене на цинк шприцови части различни малки самолети и други превозни средства. Медни сплави с цинк - мед, никел сребро и цинк с олово и други метали, които обикновено се използват в областта. Цинк дава злато и сребро интерметали (неразтворими в течно олово), и следователно на цинка се използва за рафиниране олово от благородни метали. Под формата на цинков прах е редуциращото средство в редица химични и технологични процеси при производството на хидросулфит в утаяване на злато от цианидни разтвори промишлени, мед и кадмий в пречистване на разтвори на цинков сулфат и други. Много фосфор са цинкови съединения, например, трите основни цвята на екрана на CRT зависят от ZnS · Ag (синьо), ZnSe · Ag (зелен) и Zn3 (РО4) 2 · Mn (червено). Важни полупроводникови материали са цинк тип съединение А II B VI - ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO. Най-честите химически източници имат отрицателен електрод цинк.

Биологична роля цинк е свързано с участието си в ензимни реакции, които се появяват в клетките. Той е част от основните ензими: въглеродна анхидраза, различни дехидрогенази, фосфатази, свързани с дишането или други физиологични процеси, протеинази и пептидази, участващи в метаболизма протеин, нуклеинова киселина метаболизъм ензими (РНК и ДНК полимераза в) и други. Цинкът играе значителна роля в синтеза на месинджър РНК молекули за съответните ДНК региони (транскрипция), рибозом стабилизиране и биополимерите (РНК, ДНК, някои протеини).

Недостигът на цинк в организма води до нанизъм, закъснял пубертет; когато тялото е възможно излишък (за експериментални данни) и канцерогенен ефект на токсични ефекти върху сърцето, кръвта, половите жлези и други. опасност производство може да бъде свързано с нежелани ефекти върху организма като метален цинк и неговите съединения. Топене сплави съдържащи цинк може да има случаи леене треска. Цинк препарати като разтвори (Цинков сулфат) и състояща се от прахове, пасти, мазила, супозитории (цинков оксид) се използва в медицината като стягащо и дезинфектанти.