Šta je cink? Formula, jedinjenja cinka. Primjena cinka

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 17:42

Jedan od metala koji su davno otkriveni, ali do danas nisu izgubili na značaju u upotrebi zbog svojih izuzetnih svojstava, je cink. Njegova fizička i hemijska svojstva omogućavaju upotrebu materijala u raznim industrijama i domaćinstvima. Takođe ima značajan uticaj na ljudsko zdravlje.

Kratka istorija otkrića elementa

Šta je cink, ljudi su znali prije naše ere. Uostalom, tada su naučili koristiti legure koje sadrže ovaj metal. Egipćani su koristili rude koje su sadržavale bakar i cink, legirali ih i dobili vrlo izdržljiv materijal otporan na oksidaciju. Pronađeni su predmeti za domaćinstvo, posuđe napravljeno od ovog materijala.

Ime cink se nalazi u spisima lekara Paracelzusa u 16. veku nove ere. U istom periodu, Kinezi su počeli aktivno koristiti metal, lijevajući od njega novčiće. Postepeno se znanje o ovoj supstanci i njenim dobrim tehničkim svojstvima prenosi u Evropu. Zatim je u Njemačkoj, Engleska također naučila šta je cink i gdje se može koristiti.

Mesing je bila jedna od prvih i najpoznatijih legura korišćenih od davnina na Kipru i kasnije naNjemačka i druge zemlje.

Ime dolazi od latinskog zincum, ali etimologija nije sasvim jasna. Postoji nekoliko verzija.

1. Od njemačkog zinke, što se prevodi kao "tačka".
2. Od latinskog zincum, što znači "bijeli premaz".
3. perzijski "cheng", što znači kamen.
4. staronjemački cinco, što se prevodi kao "plak", "rana na oku".

Element je svoje današnje ime dobio tek početkom 20. veka. Značaj jona cinka u ljudskom organizmu takođe je postao poznat tek relativno nedavno (XX vek). Prije toga, nijedna oboljenja nisu bila povezana s ovim elementom.

Međutim, poznato je da su mnogi narodi već u antičko doba koristili supe od mladog jagnjećeg mesa kao sredstvo za oporavak od bolesti i za brzi oporavak. Danas možemo reći da je efekat postignut zahvaljujući jonima cinka kojih u ovom jelu ima dosta. Pomogao je u obnavljanju cirkulacije krvi, ublažavanju umora i aktiviranju moždane aktivnosti.

Cink element: karakteristike

Ovaj element se nalazi u periodičnom sistemu u drugoj grupi, bočnoj podgrupi. Redni broj 30, masa cinka - 65, 37. Jedino i konstantno oksidaciono stanje je +2. Elektronska konfiguracija vanjskog sloja atoma 4s2.

U tabeli cink, bakar, kadmijum, hrom, mangan i mnogi drugi su prelazni metali. To uključuje sve one u kojima elektroni ispunjavaju vanjsku i predvanjsku d i f energijupodnivoi.

Prelazni metali takođe uključuju platinsku grupu (zlato, iridijum, paladijum, platina, osmijum i drugi). Sve njih karakterizira stvaranje kompleksnih spojeva u kojima djeluju kao kompleksatori s različitim koordinacijskim brojevima. Sve ovo je tipično za element koji razmatramo.

Postoji 5 prirodno stabilnih izotopa sa masenim brojevima od 64 do 70. 65Zn je radioaktivan, sa poluživotom od 244 dana.

Cink kao jednostavna supstanca

Šta je cink u svom normalnom obliku? To je metal, srebrnoplav, brzo prekriven zaštitnim oksidnim filmom na zraku. Zbog toga se čini da nije baš sjajna. Međutim, čim se film skine, cink pokazuje svojstva svih metala - prekrasan karakterističan sjaj i sjaj.

U prirodi se nalazi u mnogim mineralima i rudama. Dakle, najčešći su:

• cink blende, ili sphalerit;
• kleyofan;
• marmatite;
• wurtzite;
• smithsonite;
• calamine;
• zinkite;
• willemite;
• franklenite i drugi.

Kao dio miješanih ruda, cink se obično nalazi zajedno sa svojim stalnim pratiocima, kao što su:

• talijum;
• Germanium;
• Indium;
• Galijum;
• kadmijum.

Ukupno, ovaj metal čini 0,076% zemljine kore. Ovo je nešto više od bakra. Također, 0,07 mg/l ove tvari nalazi se u morskoj vodi.

Formula cinka kao jednostavne supstance je Zn. kristalnorešetka je heksagonalna, gusta. Vrsta hemijske veze - metalik.

Fizička svojstva

Može se navesti više karakteristika.

1. Boja - srebrno plava.
2. Gustoća - 7,13 g/cm3.
3. Tačka topljenja - 420 oS (pripada grupi topljivih metala).
4. U normalnim uslovima, krhka supstanca.
5. Tačka ključanja - 906 oC.
6. Kada se zagrije na 100-150 oC, raste duktilnost i duktilnost, čineći žicu i valjanje mogućim.
7. Preko 200 oC se lako melje u sivi prah, gubi plastičnost.
8. Odličan je dirigent.
9. Toplotna provodljivost je dobra, kao i toplotni kapacitet.

Ovakvi fizički parametri dozvoljavaju upotrebu metala u kombinaciji sa drugim elementima. Na primjer, legura cinka - mesing je nadaleko poznata.

Hemijska svojstva

U normalnim uslovima, površina komada metala je trenutno prekrivena sivo-bijelim dosadnim premazom - cink oksidom. To je zbog činjenice da kisik iz zraka trenutno oksidira čistu supstancu.

Ako se, međutim, čisti metal čuva duže vrijeme na otvorenom vlažnom zraku, biće uništen ugljičnim dioksidom. Kako jednostavna supstanca cink reaguje sa:

• halogeni;
• chalcogens;
• kisik;
• kiseline;
• alkalna;
• amonijak i amonijak (njegove soli);
• slabiji metali.

Nereaguje sa azotom. Ako uzmemo hemijski apsolutno čist cink, onda on ne reaguje ni sa jednom od navedenih supstanci.

Očigledno, cink je amfoterni metal. Kada reaguje sa alkalijama, formira kompleksna jedinjenja - hidroksocinkate.

Jedinjenja cinka

Postoji nekoliko glavnih kategorija ovih:

1. Cink silicid.
2. Triple karbid - Ni_3ZnC.
3. Cink halogenidi (hlorid, fluor, jodid, bromid).
4. Sulfid, selenid, cink arsenid.
5. Fosfid i borid.
6. Amin kompleksi nastali interakcijom metala sa rastvorom amonijaka.
7. Cijanidi, tiosulfati i tiocijanati postoje kao njihovi odgovarajući kompleksi u vodenom rastvoru.
8. Cink oksid i hidroksid su amfoterna jedinjenja koja se koriste za dobijanje kompleksa hidroksozinkata.

Većina jedinjenja dotičnog elementa se koristi u hemijskoj industriji ili drugim industrijama (aparati, kućna sinteza, industrija boja i lakova).

Cink oksid se široko koristi u medicini. Ima dobar protuupalni učinak, blago suši i ubija bakterije. Stoga se koristi u kozmetici za liječenje akni, mitesera, mitesera i drugih kožnih oboljenja.

Cinkove soli

Praktično sve soli koje nisu dvostruke i kompleksne, odnosno ne sadrže strano obojene jone, su bezbojne kristalne supstance. Najpopularniji u smislu upotrebečovjek su sljedeći.

1. Cink hlorid - ZnCL_{2. Drugi naziv za jedinjenje je kiselina za lemljenje. Izvana, to su bijeli kristali koji dobro upijaju vlagu iz zraka. Koristi se za čišćenje površine metala prije lemljenja, za dobijanje vlakana, u baterijama, za impregniranje drveta prije obrade kao dezinfekciono sredstvo.}
2. Cink sulfid. Bijeli prah, brzo žuti pri zagrijavanju. Ima visoku tačku topljenja, za razliku od čistog metala. Koristi se u proizvodnji luminiscentnih kompozicija koje se nanose na ekrane, panele i druge predmete. Je poluprovodnik.
3. Cink fosfid je uobičajen otrov koji se koristi za uklanjanje životinja koje grizu (miševi, pacovi).
4. Smithsonite, ili cink karbonat - ZnCO_{3. Bezbojno kristalno jedinjenje, nerastvorljivo u vodi. Koristi se u petrohemijskoj proizvodnji, kao i u reakcijama proizvodnje svile. To je katalizator u organskoj sintezi, koristi se kao đubrivo za zemljište.}
5. Cink acetat - (CH₃COO)_{2Zn. Bezbojni kristali, lako rastvorljivi u svim rastvaračima bilo koje prirode. Široko se koristi u hemijskoj, medicinskoj i prehrambenoj industriji. Koristi se za liječenje nozofaringitisa. Koristi se kao aditiv za hranu E650 - osvježava dah, sprječava pojavu plaka na zubima kada se uključi u žvakaću gumu. Također se koristi za jetkanje boja, konzerviranje drva, proizvodnju plastike i druge organske sinteze. igra ulogu skoro svudainhibitor.}
6. Cink jodid - bijeli kristali koji se koriste u radiografiji, kao elektrolit u baterijama, kao boja za elektronske mikrostudije.
7. Crni ili tamnozeleni kristali koji se ne mogu dobiti direktnom sintezom, jer cink ne reaguje sa azotom. Nastao od metalnog amonijaka. Na visokim temperaturama se raspada i oslobađa cink, pa se koristi za njegovo dobijanje.
8. Cink nitrat. Bezbojni higroskopni kristali. Upotreba cinka u ovom obliku se koristi u industriji tekstila i kože za bojenje tkanina.

Legura cinka

Kao što je gore spomenuto, najčešća je legura cinka - mesing. On je poznat od davnina i do sada ga ljudi aktivno koriste. Šta je to?

Mesing je bakar i cink, koji se harmonično kombinuje sa nekoliko drugih metala da bi leguri dao dodatni sjaj, snagu i vatrostalnost. Cink u sastavu kao legirajući element, bakar - kao glavni. Boja materijala je žuta, sjajna, ali na otvorenom u vlažnom okruženju može pocrniti. Tačka topljenja oko 950 oC, može varirati u zavisnosti od sadržaja cinka (što je više cinka, niža je temperatura).

Materijal je dobro umotan u limove, cijevi, zavaren kontaktom. Ima dobre tehničke karakteristike pa se od njega izrađuju sljedeći elementi:.

1. Mašinski dijelovi i razni tehnički uređaji.
2. Kuševi ipečatirani proizvodi.
3. Navrtke, vijci, cijevi.
4. Fitingi, čahure, antikorozivni dijelovi raznih vrsta transporta.
5. Pogledajte detalje.

Većina metala koji smatramo iskopanim u svijetu ide za proizvodnju ove legure.

Druga vrsta intermetalnog jedinjenja je cink antimonid. Njegova formula je Zn₄Sb_{3. To je takođe legura koja se koristi kao poluprovodnik u tranzistorima, termovizijskim uređajima, magnetootpornim uređajima.}

Očigledno je upotreba cinka i njegovih spojeva vrlo široka i gotovo univerzalna. Ovaj metal je popularan kao bakar i aluminijum, srebro i zlato, mangan i gvožđe. Njegova važnost je posebno velika za tehničke svrhe kao antikorozivnog materijala. Na kraju krajeva, upravo cink pokriva razne legure i proizvode za zaštitu od ovog destruktivnog prirodnog procesa.

Biološka uloga

Šta je cink u smislu medicine i biologije? Da li je to bitno za život organizama i koliko je veliko? Ispostavilo se da joni cinka jednostavno moraju biti prisutni u živim bićima. U suprotnom, deficit će dovesti do sljedećih posljedica:

• anemija;
• niži insulin;
• alergije;
• gubitak težine i pamćenja;
• umor;
• depresija;
• slab vid;
• razdražljivost i ostalo.

Glavna mjesta koncentracije jona cinka u ljudskom tijelu su gušterača, jetra i mišići. Takođe, ovaj metal je deovećina enzima (na primjer, karboanhidraza). Stoga se većina reakcija katalize odvija uz učešće cinka.

Šta tačno rade joni?

1. Učestvujte u sintezi muških hormona i sjemene tekućine.
2. Promovirajte apsorpciju vitamina E.
3. Učestvujte u razgradnji molekula alkohola u tijelu.
4. Oni su direktni učesnici u sintezi mnogih hormona (insulin, hormon rasta, testosteron i drugi).
5. Učestvuje u hematopoezi i zarastanju oštećenih tkiva.
6. Reguliše lučenje lojnih žlijezda, podržava normalan rast kose i noktiju, podstiče procese regeneracije u koži.
7. Ima sposobnost eliminacije toksina iz organizma i jačanja imunološkog sistema.
8. Utiče na formiranje osjeta okusa, kao i mirisa.
9. Učestvuje u procesima transkripcije, metabolizma vitamina A, nukleinske sinteze i raspada.
10. Učestvuje u svim fazama rasta i razvoja ćelije, a takođe prati proces ekspresije gena.

Sve ovo još jednom dokazuje koliko je ovaj metal važan. Njegova uloga u biološkim sistemima razjašnjena je tek u 20. veku. Mnoge nevolje i tegobe iz prošlosti mogle su se izbjeći da su ljudi znali za liječenje lijekovima na bazi cinka.

Kako možete održati pravu količinu ovog elementa u tijelu? Odgovor je očigledan. Morate jesti hranu koja sadrži cink. Lista može biti duga, pa navodimo samo one u kojima je maksimalan brojpredmet u pitanju:

• orasi i sjemenke;
• mahunarke;
• meso;
• plodovi mora, posebno ostrige;
• žitarice i kruh;
• mliječni proizvodi;
• zelenje, povrće i voće.

Ljudska upotreba

Već smo općenito naveli koji sektori i industrije koriste cink. Cijena ovog metala i njegovih legura je prilično visoka. Na primjer, list mesinga dimenzija 0,6 x 1,5 otprilike se procjenjuje na 260 rubalja. I to je sasvim opravdano, jer je kvalitet materijala dosta visok.

Dakle, koristi se metalni cink, odnosno kao jednostavna supstanca:

• za antikorozivne premaze na proizvodima od željeza i čelika;
• u baterijama;
• tipografija;
• kao redukciono sredstvo i katalizator u organskoj sintezi;
• u metalurgiji za izolaciju drugih metala iz njihovih rješenja.

Cink oksid se koristi ne samo u kozmetičke svrhe, što smo već spomenuli, već i kao punilo u proizvodnji gume, kao bijeli pigment u bojama.

Gdje se koriste razne soli cinka, razgovarali smo o ovim spojevima. Očigledno je da su cink i njegove supstance važne i značajne komponente u industriji, medicini i drugim industrijama, bez kojih bi mnogi procesi bili nemogući ili veoma teški.