ЦИНК

Наука » Химия

Древние металлурги знали, что если минерал галмей (смитсонит ZnCO3) нагреть с углём в присутствии меди, то образуется слиток, по цвету напомина­ющий золото (впоследствии этот медно-цинковый сплав стали называть латунью). Однако в семёрку известных с древности металлов (железо, медь, золото, серебро, олово, ртуть, сви­нец), цинк не вошёл, так как его не уда­валось выделить в чистом виде. При прокаливании галмея с углём без ме­ди получался странный белый поро­шок — оксид ZnO, образующийся при взаимодействии паров цинка с кисло­родом воздуха. Металлический цинк люди научились выплавлять только к началу новой эры. Для этого галмей нагревали с углём в закрытых сосудах, а выделяющиеся пары конденсирова­ли в охлаждаемых глиняных ретортах. Технология по тем временам была до­статочно сложной, а химической сути процесса тогда не понимали, поэтому к X

в. секрет изготовления цинка ока­зался утрачен. Вновь о цинке вспомни­ли спустя несколько столетий. Алхи­мик Андреас Либавий назвал его восьмым металлом, присоединив к семи металлам древности. А название «цинк» впервые встречается у Парацельса. Выплавку цинка описал Георг Агрикола в своём труде «О горном де­ле и металлургии». Однако промыш­ленное производство этого металла наладили только в 1743 г. в Бристоле (Англия).

С тех пор принципиальных изме­нений способ выделения цинка не претерпел: цинксодержащую руду (например, цинковую обманку ZnS) обжигают, образовавшийся оксид на­гревают с углём в замкнутых печах, и пары цинка конденсируют:

2ZnS+3О2®900 °C2ZnO+2SO2­

ZnO ®1100 °CZn­+CO­. 

В наше время Zn получают также электролизом раствора сульфата цин­ка, образующегося при обработке цинковой руды серной кислотой.

Цинк — активный металл, он вы­тесняет водород из растворов кислот, а также менее активные металлы из растворов их солей: Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4. 

Оксид ZnO и гидроксид Zn(OH)2 — вещества амфотерные. Они реагиру­ют как с кислотами: Zn(OH)2+2НСl=ZnCl2+2H2O,

так и с растворами щелочей, причём в последнем случае образуется комплексная соль — тетрагидроксоцинкат: Zn(OH)2+2NaOH=Na2[Zn(OH)4]. Это же вещество мо­жет быть получено при взаимодейст­вии цинка с раствором NaOH: Zn+2NaOH+2Н2О=Na2[Zn(OH)4]2­.

По объёму производства цинк на­ходится на четвёртом месте среди ме­таллов, уступая только железу, алюми­нию и меди.

Основная масса цинка идёт на покрытие железа для защиты его от коррозии. Из оцинкованного железа изготовляют кровельные листы, водо­сточные трубы, вёдра и многие дру­гие изделия.





Цинк — серебристо-белый металл (tпл=420 °С, tкип=906 °С), хрупкий при комнатной температуре. При хранении на воздухе он приобретает лёгкий голубоватый оттенок, покрываясь тонкой плёнкой оксида ZnO или основного карбоната 2ZnCO3Zn(OH)2, предохраняющей его от дальнейшего окисления.

ЦИНК

Цинком покрывают кровельное железо. Обратите внимание на проржавевшую решётку, которая не была оцинкована. Даже если цинковое покрытие будет повреждено, железо всё равно не начнёт ржаветь до тех пор, пока не прокорродирует весь цинк.

Цинк активнее железа, поэтому при контакте отдаёт ему некоторое количество электронов, и поверхность железа заряжается отрицательно. Электроны, которые переходят на кислород с поверхности железа, первоначально принадлежали цинку. Так цинк, разрушаясь сам, защищает железо.

ЦИНК

Часы из латуни. Конец XVII — начало XVIII в.

ЦИНК

 

Устройство никель-кадмиевого аккумулятора. Электроды представляют собой стальные сетки, в которые впрессован губчатый кадмий (анод) или гидроксид никеля NiO(OH) (катод). Пространство между электродами заполнено влажной щёлочью КОН.

1  — стальная сетка с губчатым кадмием;

2  — желеобразный состав, содержащий влажную щёлочь;

3 — стальная сетка с NiO(OH).

Латуни — медно-цинковые сплавы (содержат от 4 до 50% Zn)

— гораз­до прочнее и дешевле чистой меди, более устойчивы к окислению. Из них отливают скульптуры, чеканят моне­ты, изготовляют детали приборов.

Сплавы на основе цинка обладают хорошими литейными качествами. Из них, например, легко отлить гай­ку с уже готовой резьбой. (Для стали такая возможность пока остаётся несбыточной мечтой.) Поэтому такие сплавы активно используют для от­ливки изделий с очень тонким рель­ефом поверхности, например типо­графских шрифтов.

Оксид цинка ZnO (tпл=1975 °С) ис­пользуется как наполнитель для при­дания прозрачной пластмассе белого цвета, а в смеси с олифой — в качест­ве белой краски (цинковые белила). Белый порошок сульфида цинка ZnS, в котором часть атомов Zn замещена на Cd, a S на Se, под действием пото­ка электронов излучает видимый свет — тонкий слой этого вещества на­носят на экраны телевизоров, рентге­новские трубки.

В организме взрослого человека содержится около 2,3 г цинка, кото­рый входит в состав более 40 фер­ментов, регулирующих углеводный и энергетический обмен в клетках.

 



Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.