Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

 
Цинк: свойства, характеристики и применение элементаЦинк — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка). Эссенциальный (незаменимый) микроэлемент тканей человека. По количественному соотношению в организме занимает второе, после железа, место. Ему принадлежит ключевая роль в регенерации поврежденных тканей, так как без цинка нарушается синтез нуклеиновых кислот и белка.
 

СТРУКТУРА

Цинк: свойства, характеристики и применение элементаКристаллы цинка имеют гексагональную упаковку атомов. Но в отличие от плотнейшей гексагональной упаковки сферических атомов решетки цинка вытянуты в одном направлении. Каждый атом окружен шестью другими атомами, лежащими в одной плоскости или слое. Расстояние между центрами соседних атомов в этом плоском слое а равно 0,26649 нм. Внешняя электронная конфигурация атома 3d104s2. Не полиморфен.

СВОЙСТВА

Цинк: свойства, характеристики и применение элементаПри комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). Имеет низкую температуру плавления. Объем металла при плавлении увеличивается в соответствии со снижением плотности. С повышением температуры уменьшается кинетическая вязкость и электропроводность цинка и возрастает его удельное электрическое сопротивление. При 100—150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Является диамагнетиком.

Запасы и добыча

Цинк: свойства, характеристики и применение элементаСреднее содержание цинка в земной коре — 8,3·10-3%, в основных извержённых породах его несколько больше (1,3·10-2%), чем в кислых (6·10-3%). Цинк — энергичный водный мигрант, особенно характерна его миграция в термальных водах вместе со свинцом. Из этих вод осаждаются сульфиды цинка, имеющие важное промышленное значение. Цинк также энергично мигрирует в поверхностных и подземных водах, главным осадителем для него является сероводород, меньшую роль играет сорбция глинами и другие процессы.

Месторождения цинка известны в Иране, Австралии, Боливии, Казахстане. В России крупнейшим производителем свинцово-цинковых концентратов является ОАО «ГМК Дальполиметалл»

Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1—4% Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50—60% Zn) и одновременно свинцовые, медные, а иногда также пиритные концентраты.
Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический).

Обожжённые концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента Цинк в природе как самородный металл не встречается. Известно 66 минералов цинка, в частности цинкит, сфалерит, виллемит, каламин, смитсонит, франклинит. Наиболее распространенный минерал — сфалерит, или цинковая обманка. Основной компонент минерала — сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Из-за трудности определения этого минерала его называют обманкой (др.-греч. σφαλερός — обманчивый). Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы элемента № 30: смитсонит ZnCO3, цинкит ZnO, каламин 2ZnO · SiO2 · Н2O. На Алтае нередко можно встретить полосатую «бурундучную» руду — смесь цинковой обманки и бурого шпата. Кусок такой руды издали действительно похож на затаившегося полосатого зверька.

ПРИМЕНЕНИЕ

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Применяется для защиты стали от коррозии (оцинковка поверхностей, не подверженных механическим воздействиям, или металлизация — для мостов, емкостей, металлоконструкций).

Цинк используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах.

Пластины цинка широко используются в полиграфии, в частности, для печати иллюстраций в многотиражных изданиях.

Для этого с XIX века применяется цинкография — изготовление клише на цинковой пластине при помощи вытравливания кислотой рисунка в ней.

Примеси, за исключением небольшого количества свинца, ухудшают процесс травления. Перед травлением цинковую пластину подвергают отжигу и прокатывают в нагретом состоянии.

Цинк вводится в состав многих твёрдых припоев для снижения их температуры плавления.

Окись цинка широко используется в медицине как антисептическое и противовоспалительное средство. Также окись цинка используется для производства краски — цинковых белил.Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Цинк — важный компонент латуни. Сплавы цинка с алюминием и магнием (ЦАМ, ZAMAK) благодаря сравнительно высоким механическим и очень высоким литейным качествам очень широко используются в машиностроении для точного литья.

В частности, в оружейном деле из сплава ZAMAK (-3, −5) иногда отливают затворы пистолетов, особенно рассчитанных на использование слабых или травматических патронов.

Также из цинковых сплавов отливают всевозможную техническую фурнитуру, вроде автомобильных ручек, корпусы карбюраторов, масштабные модели и всевозможные миниатюры, а также любые другие изделия, требующие точного литья при приемлемой прочности.

Хлорид цинка — важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры.

Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка — широко применяемые полупроводники. Сульфид цинка — составная часть многих люминофоров. Фосфид цинка используется в качестве отравы для грызунов.

Селенид цинка используется для изготовления оптических стёкол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах.

Цинк (англ. Zinc) — Zn

КЛАССИФИКАЦИЯ

Физические свойства

Оптические свойства

Кристаллографические свойства

Источник: http://mineralpro.ru/minerals/zinc/

Цинк металл. Свойства, добыча и применение цинка

Свойства и происхождение цинка

Практически половина добываемого цинка уходит на покрытие других металлов. В первую очередь, это сталь и чугун.

Без «защиты» их съедает коррозия. Спасает именно цинк. Бело -голубой металл наносят на основу тонкой пленкой.

На слуху прилагательное «оцинкованный». Его часто подставляют к словам: — ведра, покрытия для крыш, проволока. В таблице химических элементов цинк находится перед железом.

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Это значит, что он более активен, то есть первым вступает в реакции с воздухом.

Коррозия, как известно, вызывается именно соприкосновением влаги из атмосферы с металлом.

Металл цинк первый берет на себя удар, спасая металл, расположенный под ним. Поэтому, ведра именно оцинковывают, а не никелируют, покрывают кобальтом или оловом.

Эти элементы в таблице Менделеева расположены после железа. Они дождутся, пока этот металл разрушится и, уже потом начнут распадаться сами.

Атомный номер цинка – 30. Это цифра 2-ой группы 4-го периода таблицы химических веществ. Обозначение металла – Zn.

Он составная часть горных руд, минералов, переносится водой и, даже содержится в живых тканях.

Так, к примеру, металл активно накапливают некоторые разновидности фиалок. Но, выделить чистый цинк удалось лишь в 18-ом столетии. Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Сделал это немец Андреас Сигизмунд Маргграф. Он прокалил смесь оксида цинка с углем.

Опыт удался, потому что проводился без доступа воздуха, то есть кислорода. Резервуаром для реакции стал огнеупорный сосуд из глины.

Полученные металлические пары химик поместил в холодильник. Под воздействием низких температур частицы цинка осели на его стенки.

Месторождения и добыча цинка

Теперь же каждый год в мире добывают около 10-ти миллионов тонн голубоватого металла в чистом виде. Его содержание в земной коре 6-9%.

Проценты эти распределили между собой 50 стран. В лидерах Перу, США, Канада, Узбекистан, Россия, но больше всего месторождений цинка в Австралии и Китае.

На каждую из этих стран приходится примерно 3 десятка миллионов тонн металла с порядковым номером 30.

Однако, в будущем на первое место в рейтинге может встать океан. Основные запасы цинка сосредоточенны в его водах, на его дне.

Разрабатывать, правда, морское месторождение еще не научились. Технологии есть, но они слишком дорогостоящие.

Поэтому практически 3 миллиона тонн цинка так и лежат на дне Красного моря, не говоря уже о запасах Карибского бассейна и Срединно-Атлантического хребта.

Применение цинка

Цинк нужен ювелирам. Металл добавляют в сплавы на основе золота. Минимальные дозы цинка делают их тягучими, легко поддающимися ковке, послушными в руках мастера.

30-ый элемент также осветляет изделие, поэтому часто используется для создания, так называемого, белого золота.

Однако, с цинком главное не переборщить. Даже 3 десятых содержания металла в сплаве сделает украшение непрочным, хрупким.

Снижает белый металл и температуру плавления сплава. Соединения меди с цинком, открытые, еще в древнем Египте, применяют в производстве бижутерии. Сплав дешевый, легко поддается обработке, привлекательно выглядит. Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Из-за невысокой температуры плавления цинк стал «героем» микросхем и всевозможных припоев.

Он, как и олово, легко и прочно соединяет мелкие детали между собой. При низких температурах металл хрупок, но уже при 100-150 градусах становится тягучим, податливым.

Этим физическим свойством цинка и пользуются промышленники и мастера кустарного производства.

Интересно, что при еще большем накале, к примеру, до 500-та градусов, элемент снова превращается в ломкий и ненадежный.

Низкая планка плавления финансово выгодна промышленникам. Топлива надо меньше, переплачивать за дорогостоящее оборудование нет необходимости.

Экономят и на обработке полученных «отливок» из цинка. Их поверхность зачастую даже не требует дополнительной полировки.

Металл активно используют в автомобильной отрасли. Сплавы на основе цинка идут на ручки дверей, кронштейны, декор салона, замки, оформление зеркал, корпуса стеклоочистителей.

В автомобильном сплаве цинка высок процент алюминия. Последний, делает соединение более износостойким и прочным.

Окись цинка добавляют в автомобильные покрышки. Без нее резина получается низкого качества. Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Ведущую роль в экономике многих стран играют чугун и латунь. Их производство немыслимо без цинка. В латуни его от 30-ти до 50-ти процентов (в зависимости от разновидности сплава).

Латунь идет не только на дверные ручки. Из нее изготавливают и посуду, оправы для магнитов, смесителей и высокотехнического оборудования для заводов разных профилей.

Широко используют и цинковые листы. Они – основа печатных форм в полиграфии.

Читайте также:  Инструкция по охране труда для токаря: назначение, требования, положения

Листы идут на изготовление источников тока, труб, покрытий для крыш и желобов для сточных вод.

Цинк – составная часть многих красителей. Так, окись цинка используют как белую краску. Кстати, именно такое покрытие используют в космонавтике.

Для ракет, спутников необходимы красители отражающие свет, а это лучше всего делают составы на основе цинка.

Он незаменим и в деле борьбы с радиацией. Под ее лучами сульфид металла вспыхивает, выдавая присутствие опасных частиц. Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Позарились на элемент цинк и фармацевты. Цинк – антисептик. Его добавляют в мази для новорожденных, заживляющие составы.

Более того, некоторые медики уверены, что цинк, вернее, его недостаток, вызывает шизофрению.

Поэтому, заклинают врачи, обязательно надо употреблять продукты, содержащие металл.

Больше всего цинка в морепродуктах. Не зря же залежи металла хранятся в океанских глубинах.

Источник: https://tvoi-uvelirr.ru/cink/

ХимЭлемент | Сульфат цинка. Применение, свойства, характеристики, нормы внесения

Сульфат цинка (сернокислый цинк) – это сыпучая масса, состоящая из бесцветных, полупрозрачных кристаллических частиц. Запах у вещества отсутствует, вкус терпкий, вяжущий. Принадлежит к группе солей серной кислоты (химическая формула — ZnSO4).

Свойства сульфата цинка

Удельный вес 3,74 г/см³, температура плавления сульфата цинка 680°C, температура кипения 740°C. Частицы вещества нерастворимы в этиловом спирте, слабо растворяются в глицерине. Растворимость в воде при температуре 0°C – 29,4%, при 99°C – 37,7%.

При температуре 38,8°C и ниже водные растворы сернокислого цинка выделяют кристаллический цинковый купорос (формула ZnSO47Н2О), в температурном интервале от 38,8°C до 70°C образовывается ZnSO46H2O (гексагидрат), а при температуре свыше 70°C выделяется моногидрат ZnSO4H2O, который при нагреве до 238 °C обезвоживается.

Сернокислый цинк при нагреве в пределах 600 – 900°C распадается на оксид серы и оксид цинка. В естественных условиях сульфат цинка нестабилен и подвержен выветриванию под воздействием атмосферного воздуха.

Получение сульфата цинка

Производится данный реактив посредством выпаривания жидкости из растворов, получающихся при воздействии на оксид цинка разбавленной серной кислоты. Упрощённо этот метод описывается следующим уравнением:

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

Токсичность сульфата цинка

Вещество относят ко второму классу опасности для человеческого организма.

При непосредственном соприкосновении во время производственных процессов частицы данного реактива могут поступать в организм рабочего персонала через органы дыхания (пыль и аэрозоли цинкового купороса), через пищеварительную систему (при случайном проглатывании) и через кожные покровы (при их незащищённости). При попадании внутрь сульфат цинка накапливается в тканях.

Контакт химиката с кожей приводит к образованию язвенных образований на ней. Вдыхание пыли и испарений негативно влияет на слизистые оболочки, следствием чего могут быть их эрозия и атрофия. Предельно допустимое содержание частиц сернокислого цинка в атмосфере рабочего помещения – 5 мг/м³. 

Обязательным условием безопасной эксплуатации данного реактива является оснащение рабочих и складских помещений вентиляционными системами приточно-вытяжного типа и использование персоналом в работе индивидуальных средств защиты органов дыхания и кожных покровов.

Сульфат цинка применение

Данный химикат получил широчайшее распространение в различных направлениях производственно-хозяйственной деятельности. Вещество используется в качестве сырья для изготовления медикаментозных средств, в фармакологии, может применяться в гальванопластике, металлургическом производстве, в сельском хозяйстве и деревообработке.

Востребован этот реактив и в химической индустрии, как сырьевой материал для производства вискозы, глазурей и широкой номенклатуры красителей.

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Сульфат цинка – таблетки

Данные препараты относятся к фармакологической группе противопаразитарных, противомикробных и антисептических средств. Оказывают антисептическое, вяжущее, подсушивающее и иммуномодулирующее действие.

Назначаются эти медикаменты при лечении обширной группы заболеваний, носящих воспалительный характер: ларингит, вагинит, конъюнктивит, уретрит и прочие заболевания.

Могут прописываться больным при лечении недостатка цинка в организме, вызванного различными причинами.

А также могут использоваться в качестве вспомогательного средства при комплексных методах медикаментозного лечения сахарного диабета, ДЦП, нарушений в работе печёночной функции, случаев гнёздного облысения и прочих заболеваний.

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Сульфат цинка — капли глазные

Данная группа медикаментозных средств применяется при лечении воспалительных заболеваний органов зрения (конъюнктивитов, блефаритов и прочих), может использоваться в качестве профилактического препарата при попадании в глаза различных инородных тел, выступая в качестве антисептического средства, блокирующего возможность развития воспалительных процессов.

Сульфат цинка – удобрение

Цинк сернокислый – это универсальное удобрение, использующееся для всех сортов сельскохозяйственных растений.

Служит надёжным источником таких элементов, как цинк и сера, необходимых для повышения иммунитета растений, стойкости при негативных воздействиях климатических факторов (засухи, заморозки и высокие температуры), а также предотвращения развития грибковых заболеваний у культур, заплесневения семенного материала и так далее.

Применяться сульфат цинка может на большинстве типов пахотных земель, так как, почти все типы почв испытывают недостаток цинка. Исключением из этого правила могут служить только дёрново-подзолистые кислые почвы, в которых его содержание достаточно высоко, и нет особой потребности в дополнительном их насыщении этим химическим элементом.

В то же время наибольшую эффективность данный вид удобрения показывает на слабощелочных песчаных грунтах, а также на приближённых к нейтральным и карбонатных почвах, для которых характерно малое содержание подвижных форм цинка.

Используется это удобрение при выращивании широчайшей номенклатуры аграрных культур: его применяют для различных овощей (огурцы, помидоры, капуста и прочие), для корнеплодов (картофель, морковь, свёкла), для ягодных кустовых культур, может использоваться для плодовых деревьев, декоративных растений и стручковых.

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Практикуются две формы внесения данного удобрения: вне корневая форма в виде водных растворов сульфата цинка, а также пред посевная обработка семенного материала. Общие нормы внесения вещества при вне корневой форме указаны в инфографике, которая представлена ниже.

Цинк: свойства, характеристики и применение элементаПри применении цинкового купороса существенно повышается урожайность культур, достигается сокращение периода созревания плодов, повышается содержание сахара и витаминов в них.

Сульфат цинка — добавка к кормам для животных

Цинковый купорос служит источником цинка для всех пород сельскохозяйственных животных, важнейшего химического элемента, необходимого для нормализации метаболических процессов в организме животного.

Недостаток данного компонента в ежедневном рационе приводит к таким последствиям, как снижение уровня потребления кормов, приводящее к потере продуктивности особей. А также возможно подавление иммунной функции организма, приводящее к таким заболеваниям, как паракератоз, гипогонадизм, нередки носовые кровотечения, ухудшается состояние мехового покрова и прочие негативные явления.

Сульфат цинка в качестве добавки к кормам способен существенно снизить вероятность развития указанных заболеваний, ликвидировать недостаток аппетита, нормализуя обмен веществ в организме животного. Заметные улучшения всех показателей наблюдаются у рогатого скота, птицы, свиней, лошадей и прочих пород скота уже в течение суток после введения данной добавки в ежедневный рацион.

  • Интернет-магазин ХимЭлемент предоставляет возможность всем покупателям купить сульфат цинка в Украинена самых выгодных условиях, воспользовавшись оперативной доставкой в любой регион страны.
  • Интересные публикации:
  • Селитра виды и свойства

Кальциевая селитра для томатов. Высадка рассады. Плодообразование

Азотные удобрения. Характеристики. Применение

Подкормка плодовых деревьев и кустарников весной

Подкормка весной. Какие удобрения нужны весной для огорода?

Источник: https://him-element.com.ua/news/53

Добыча цинка, применение. Физические, химические свойства металла

При стандартных условиях цинк представляет собой хрупкий металл. Имеет бело-голубоватый цвет.

История металла

Длительное время цинк не удавалось получить в чистом виде. Впервые это было сделано в 1738 году. Автором открытия стал Уильям Чемпион. Тогда же металлург запатентовал его дистилляционный вариант получения.

Спустя 5 лет в 1743 году тем же металлургом был открыт первый завод. В 1746 году химик А.С. Маргграф разработал схожий вариант получения чистого цинка. В 1805 году в английском Шеффилде была запатентована прокатка в качестве метода обработки металла. Она производилась при 1500С.

В России цинк был произведен на металлургическом заводе «Алагир». Событие датируется началом 1905 года. Электролитический метод получения металла стал применяться в 1915 году на американских и канадских заводах.

Откуда возникло название «цинк»?

Слово «цинк» стало фигурировать в различных источниках с первой половины XVI века. Название «zincum», а также «zinken» упоминается в трудах швейцарского алхимика Парацельса. В немецком языке термин «zinke» означает «зубец». Кристаллиты металла внешне напоминают иглы.

Цинк в природе

Существует порядка 66 видов цинка. Сфалерит встречается чаще прочих. Его также именуют цинковой обманкой. Металл в большей степени присутствует в изверженных породах.

Молярная масса цинка составляет 65,38 г/моль. Отмечается миграция элемента как в подземных, так и поверхностных водах. Хорошим осадителем для цинка выступает сероводород. Металл является важным компонентом живых организмов.

Крупнейшие мировые цинковые месторождения

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Добыча цинка в связи с обширными месторождениями металла развита в Китае, Австралии, Перу, США. Значительные месторождения также имеются в Казахстане. Крупными игроками на бирже цинка выступают Индия, Канада, Мексика.

Специфика получения металла

Гидрометаллургический метод служит базовым вариантом получения металла. Сначала концентраты обжигаются. В дальнейшем происходит их обработка серной кислотой. В итоге получается сульфатный раствор. Производится его очистка от примесей. Затем проводится электролиз в специальных свинцовых ваннах.

В результате электролиза происходит осаждение цинка на катодах из алюминия. Чистый металл каждый день удаляют с них, после чего он плавится в индукционных печах.

Интересный факт! В самородном виде цинк в природе нигде не наблюдается.

Свойства металла цинка включают в себя следующие характеристики:

  • средняя пластичность;
  • бело-серебристый цвет;
  • хрупкость.

Физические свойства цинка таковы, что его пластичность при температуре 1000С становится высокой. Хрупкость элемента увеличивается при наличии даже небольшого количества примесей.

Читайте также:  Кислородный конвертер: устройство, технология выплавки стали

Химические признаки

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Отмечаются следующие свойства цинка:

  • образование амфотерных соединений;
  • активное реагирование с растворами кислот и щелочными средами;
  • отсутствие непосредственного реагирования с водородом, а также углеродом;
  • образование ионами металла аквакомплексов в водных растворах.

Характерны также химические свойства цинка в виде показателя электроотрицательности, равной 1,65. Электродный потенциал у металла составляет -0,76 В.

Применение

Металл используется следующим образом:

  • для защиты стали от процесса коррозии;
  • в качестве компонента цинк-воздушных аккумуляторов;
  • в полиграфии;
  • в качестве компонента твердых припоев для уменьшения их температуры плавления;
  • для изготовления краски;
  • в качестве антисептика и средства против воспаления;
  • при изготовлении латуни;
  • при производстве люминофоров;
  • для производства оптических стекол.

Производство в мире, запасы и способы добычи

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

В мире производится порядка 10 миллионов тонн. Химический элемент цинк преимущественно добывается в Китае. На эту страну приходится 29% или 3,5 миллиона тонн. В тройку лидеров по запасам цинка входят Перу и Австралия. В топ-5 списка также входят Индия и США.

В России запасы цинка составляют 190 тысяч тонн. Это 11-е место среди всех стран-лидеров по добыче цинка.

Интересный факт! Цинк занимает четвертую позицию по применению среди всех известных металлов. На первом месте идет железо, на втором — алюминий, на третьем — медь.

Элемент преимущественно добывается открытым способом. Для этого при помощи тяжелой техники формируется карьер. Сегодня это самый доступный вариант добычи металла. Гораздо реже используется закрытый тип добычи. Создание подземных карьеров считается нерентабельным мероприятием.

Значение для организма

Элемент в количестве 2 г преимущественно содержится в печени, мышцах и поджелудочной железе. Отмечается наличие цинка в составе свыше 400 ферментов.

Элемент играет следующую роль:

  • участвует в продуцировании спермы и гормонов у мужчин;
  • принимает участие в превращении витамина Е;
  • нормализует работу простаты;
  • принимает участие в синтезировании тестостерона и инсулина;
  • участвует в расщеплении алкоголя.

Цинк и его концентрация в продуктах

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Продуктами-лидерами по содержании данного элемента являются устрицы, семечки тыквы и подсолнуха, кунжут, сыр, бобовые, мясо и шоколад. Отмечается присутствие металла в минеральной воде.

Интересный факт! В 100 г устриц может содержаться до 40 мг цинка. Это самый богатый данным микроэлементом продукт питания. На втором месте по его содержанию идут тыквенные семечки (10 мг).

С учетом характеристики цинка недостаток данного элемента может провоцировать у человека:

  • утомление;
  • нарушение памяти;
  • раздражительность;
  • депрессии;
  • ухудшение зрения;
  • снижение веса;
  • понижение уровня инсулина;
  • аллергические реакции;
  • анемию.

Токсичность металла

С учетом формулы цинка элемент может быть токсичным для человека. Опасность представляют сульфаты цинка, провоцирующие нарушение роста, малокровие и даже бесплодие. Отравление оксидом цинка провоцирует потерю аппетита, жажду и сладкий привкус во рту. В дальнейшем человек становится сонливым, начинает чувствовать боли в груди. У него возникает сухой кашель.

Динамика цен на цинк, прогноз на 2018 год

С начала года прослеживается общая отрицательная динамика цен на цинк. Если в феврале 2018 года за тонну металла давали 3577,25 долларов, то по состоянию на 18 мая Лондонская Биржа Металлов (LME) установила курс цинка, равный 3096,50 долларов.

Куда инвестировать деньги в 2018 году?

В 2016 году цинк имел статус самого доходного и подходящего для инвестиций металла. В 2017 году отметилась тенденция к снижению инвестиционной привлекательности данного элемента. При этом большинство аналитиков полагают, что цинк в 2018 останется лидером среди цветных металлов.

Deutsche Bank дает прогноз по цинку, в котором предполагается рост цены на металл на 8%. В ближайшие месяцы прогнозируется стоимость тонны металла в пределах 3120-3160 долларов.

Источник: https://promdevelop.ru/tsink-metall-s-shirokim-primeneniem-i-vazhnym-biologicheskim-znacheniem/

Цинк в строительстве: особенности металла, его плюсы и минусы

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Цинк давно зарекомендовал себя как важный химический элемент. Еще до нашей эры люди знали о нем многое и широко применяли в различных сферах. Свойства этого материала позволяют использовать цинк во многих отраслях и в быту. Материал с успехом применяют в химической промышленности, в машиностроении и в строительстве. Поэтому сегодня мы рассмотрим полезные свойства и характеристика металла цинка и сплавов на его основе, цену за кг, особенности использования, а также изготовления материала.

Для начала вашему вниманию предлагается общая характеристика цинка. Этот продукт является не только необходимым производственным металлом, но и важным биологическим элементом.

В любом живом организме он присутствует до 4 % от всех элементов.Самые богатые месторождения цинка это Боливия, Иран, Казахстан и Австралия.

В нашей стране одним из крупных производителей считается предприятие ОАО «ГМК Дальполиметалл».

Если рассматривать цинк со стороны периодической системе Менделеева, то он относится к переходным металлам и имеет следующие характеристики:

  • Номер по порядку: 30
  • Масса: 65,37.
  • Степень окисления — +2.
  • Цвет: синевато-белый.

Цинк – это радиоактивный изотоп, для которого характерен период полураспада 244 дня.

Если рассматривать цинк со стороны простого вещества, то этот материал имеет следующие характеристики:

  • Вид материала – металл.
  • Цвет – серебристо-голубой.
  • Покрытие – защищен оксидной пленкой, под которой скрывается блеск и сияние.

Цинк содержится в коре земли. Доля металла в ней не очень большая: всего 0,0076%.

Как единичного материала цинка не существует. Он входит в состав многих руд и минералов.

  • Наиболее распространенными являются: цинковая обманка, клейофан, марматит. Кроме этого, цинк можно встретить в следующих природных материалах: вюртцит, франкленит, цинкит, смитсонит, каламин, виллемит.
  • Спутниками цинка обычно являются: германий, кадмий, таллий, галлий, индий, кадмий.
  • Наиболее популярными являются сплавы цинка и алюминия, меди, олова, никеля.
  • О роли цинка в нашей жизни расскажут специалист в этом видео:
  • С цинком могут конкурировать только 4 металла: титан, алюминий, хром и медь. Описанные материалы имеют следующие характеристики:
  1. Алюминий: серебристо-белый цвет, хорошо проводит электричество и тепло, поддается обработке давлением, устойчив к коррозии, имеет низкую плотность, применяется в процессе производства стали (для повышения жаростойкости).
  2. Титан: серебристо-белый цвет, большая температура плавления, при соприкосновении с воздухом окисляется, низкая теплопроводность, легко поддается ковке и штамповке, при высокой температуре на поверхности образуется прочная защитная пленка.
  3. Хром: синевато-блестящий цвет, высокая твердость, хрупкость, стойкость к окислению в условиях атмосферы и воды, используется для декоративного покрытия.
  4. Медь: красный металл, имеет высокую пластичность, хорошую электропроводность, высокую теплопроводность, стойкость к коррозионным процессам, применяется в кровельных материалах.

Для строительных целей наиболее часто (кроме цинка) применяют и другие цветные металлы. К ним относятся: бронза, латунь, силумин, баббит, дюралюминий и несколько других.

Цинк отличается от прочих металлов тем, что легко поддается деформации при температуре от 100 ºС до 150 ºС. В таком температурном диапазоне цинк так же поддается ковке и прокату в тонкие листы.

Плюсы и минусы

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

  • Хорошая жидкотекучесть, благодаря чему легко заполняются литейные формы.
  • Высокая пластичность во время проката.
  • Чистый цинк хорошо поддается ковке.
  • Благодаря своим свойствам и воздействию температуры способен принимать различные состояния.
  • Отлично защищает изделие от коррозии, благодаря чему охотно пользуется спросом в строительстве и машиностроении.

Минусы:

  • При нагреве вместе с фосфором или серой может взорваться.
  • На воздухе теряет блеск.
  • При комнатной температуре имеет маленькую пластичность.
  • Не находится в природе в чистом виде.

Масса, механические, химические и физические свойства цинка, его основные характеристики будут рассмотрены нами ниже.

Свойства и характеристики

Итак, какими свойствами обладает цинк?

Физические

Физические свойства:

  • Является металлом средней твердости.
  • Цинк не имеет полиморфных модификаций.
  • Холодный цинк становится хрупким металлом.
  • Приобретает пластичность при температуре 100-100 ºС.
  • При более высокой температуре в 250 ºС снова превращается в хрупкий металл.
  • Температура плавления твердого цинка равна 419,5 ºС.
  • Температура перехода в пар – 913ºС.
  • Температура кипения равна 906 ºС.
  • Плотность цинка в твердом состоянии равна 7,133 г/см3, в жидком — 6, 66 г/см3.
  • Относительное удлинение 40-50%.
  • Легко растворим в кислотах.
  • Легко растворим в щелочах.
  1. О том, как правильно плавить цинк, смотрите в видеоролике:
  2. Химические свойства цинка:
  • 3d104s2 — конфигурация атома.
  • Цинк считается активным металлом.
  • Является энергетическим восстановителем.
  • Электродный потенциал: -0,76 В.
  • При температуре ниже 100 ºС теряет блеск и имеет покрытие пленкой.
  • Во влажном воздухе (особенно если в нем есть углекислый газ) металл разрушается.
  • Во время сильного нагрева цинк сильно сгорает с образованием голубоватого пламя.
  • Степень окисления: .
  • Кислоты и щелочи действуют на цинк различно в зависимости от присутствия в металле различных примесей.
  • При нагревании цинка в воде происходит процесс гидролизации с образованием белого осадка.
  • Минеральные кислоты большой силы способны легко растворить цинк.

Структура и состав

Цинк: свойства, характеристики и применение элементаФормула цинка следующая: Zn. Конфигурация внешнего слоя атома — 4s2. Цинк имеет химическую связь металлическую, кристаллическую решетку – гексагональную, плотную.

Цинк в природе состоит их трех стабильных изотопов (перечислим их: 64Zn (48,6%), 66Zn (26,9%) и 67Zn (4,1%)) и нескольких радиоактивных. Самый важный из радиоактивных имеет полураспад равный 244 суткам.

Производство

Как говорилось, цинк не содержится в природе в чистом виде. Его в основном получают из полимерных руд. В этих рудах цинк присутствует в форме сульфида. С ним всегда идут сопутствующие металлы, перечисленные выше.

С помощью процесса обогащения селективной флотацией получают концентрат цинка. Параллельно этому процессу из полиметаллических руд выходят другие концентраты веществ. Например, свинцовые и медные.

Читайте также:  Основные сплавы металлов: химические, физические, механические свойства

Полученные цинковые концентраты обжигают в печи. В результате действия высоких температур цинк переходит из сульфидного состояния в оксидное. В процессе производства выделяется сернистый газ, который идет на производство серной кислоты. Чистый цинк получают из оксида цинка двумя способами: пирометаллургическим и электролитическим.

  • Пирометаллургический способ имеет очень давнюю историю. Концентрат обжигают и подвергают процессу спекания. Затем цинк восстанавливают с применение угля или кокса. Цинк, полученный этим способом, доводят до чистого состояния с помощью отстаивания.
  • При электролитическом способе концентрат цинка обрабатывают с помощью серной кислоты. В результате получается раствор, который подвергают процессу электролиза. Здесь цинк осаждается и его подвергают плавлению в специальных печах.

Цинк, как элемент, содержится в достаточном количестве в земной коре и в водных ресурсах.

Цинк применяется в следующих отраслях:

  • При производстве масляных красок.
  • При изготовлении резиновых шин.
  • В медицине.
  • Способен восстанавливать благородные металлы.
  • Применяется в качестве защитного средства от коррозии.
  • Используется в полиграфической промышленности.
  • Применяется при изготовлении аккумуляторов.

Половина всего производства цинка идет на выполнение функции «защита от коррозии». Благодаря свои свойством из цинка с успехом отливают ответственные детали (например, для самолетов). Цинк широко применяется совместно с медью и свинцом.

  • Цинк так же использует в виде порошка для осуществления ряда химико-технологических процессов.
  • О том, как снять цинк, вам поведает данное видео:

Источник: http://stroyres.net/metallicheskie/vidyi/tsvetnyie/tsink/osobennosti-ego-plyusyi-i-minusyi.html

Цинк — общая характеристика элемента, химические свойства цинка и его соединений

Цинк: свойства, характеристики и применение элементаЦинк — элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

В четвертом периоде цинк является последним d-элементом, его валентные электроны 3d104s2. В образовании химических связей участвуют только электроны внешнего энергетического уровня, поскольку конфигурация d10 является очень устойчивой. В соединениях для цинка характерна степень окисления +2.

Цинк – химически активный металл, обладает выраженными восстановительными свойствами, по активности уступает щелочно-земельным металлам. Проявляет амфотерные свойства.

  • Взаимодействие цинка с неметаллами
    При сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:
  • 2Zn + O2 → 2ZnO.
  • При поджигании энергично реагирует с серой:
    Zn + S → ZnS.
  • С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:
    Zn + Cl2 → ZnCl2.
  • При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды:
    Zn + 2P → ZnP2 или 3Zn + 2P → Zn3P2.
  • С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк не взаимодействует.
  • Взаимодействие цинка с водой
    Реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:
  • Zn + H2O → ZnO + H2.
  • Взаимодействие цинка с кислотами
    В электрохимическом ряду напряжений металлов цинк находится до водорода и вытесняет его из неокисляющих кислот:
  • Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.

  1. Взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, образуя нитрат цинка и нитрат аммония:
    4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.
  2. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами с образованием соли цинка и продуктов восстановления кислот:
    Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O;
    Zn + 4HNO3 → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
  3. Взаимодействие цинка со щелочами
    Реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:
  4. Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
  5. при сплавлении образует цинкаты:
    Zn + 2KOH → K2ZnO2 + H2.
  6. Взаимодействие с аммиаком
    С газообразным аммиаком при 550–600°С образует нитрид цинка:
  7. 3Zn + 2NH3 → Zn3N2 + 3H2;
  8. Zn + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2.
  9. Взаимодействие цинка с оксидами и солями
    Цинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:
  10. Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4;

растворяется в водном растворе аммиака, образуя гидроксид тетраамминцинка:

Zn + CuO → Cu + ZnO.

Оксид цинка (II) ZnO – белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску. Плотность 5,7 г/см3, температура возгонки 1800°С. При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:
ZnO + C → Zn + CO;

ZnO + CO → Zn + CO2;

ZnO + H2 → Zn + H2O.

С водой не взаимодействует. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с растворами кислот и щелочей:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O;
ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4].

При сплавлении с оксидами металлов образует цинкаты:
ZnO + CoO → CoZnO2.

При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:
2ZnO + SiO2 → Zn2SiO4,
ZnO + B2O3 → Zn(BO2)2.

Гидроксид цинка (II) Zn(OH)2 – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество. Плотность 3,05 г/см3, при температуре выше 125°С разлагается:
Zn(OH)2 → ZnO + H2O.

  • Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах:
    Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O;
    Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4];
  • также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:
    Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2.
  • Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:
    ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl.

Источник: http://himege.ru/cink-obshhaya-xarakteristika-elementa-ximicheskie-svojstva-cinka-i-ego-soedinenij/

Цинк | Применение

Цинк: свойства, характеристики и применение элемента

Около половины производимого цинк расходуется на защиту стали от коррозии (цинкование). Поскольку цинк в ряду напряжений стоит до железа, то при попадании оцинкованного железа в коррозионную среду разрушению подвергается цинк. Благодаря хорошим литейным качествам и низкой температуре плавления из цинк отливают под давлением различные мелкие детали самолетов и других машин. Сплавы меди с цинком — латунь, нейзильбер, а также цинка со свинцом и других металлами широко применяются в технике.

Цинк дает с золотом и серебром интерметаллиды (нерастворимые в жидком свинце) и поэтому цинк применяется для рафинирования свинца от благородных металлов. В виде порошка цинк служит восстановителем в ряде химико-технологических процессов: в производстве гидросульфита, при осаждении золота из промышленного цианистых растворов, меди и кадмия при очистке растворов цинкового купороса и других.

Многие соединения цинка являются люминофорами, например, три основных цвета на экране кинескопа зависят от ZnS·Ag (синий цвет), ZnSe·Ag (зеленый цвет) и Zn3(PO4)2·Mn (красный цвет). Важными полупроводниковыми материалами служат соединения Цинка типа AIIBVI — ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO. Наиболее распространенные химические источники тока имеют в качестве отрицательного электрода цинк.

Спрос на металл остается высоким, благодаря бурному росту производства антикоррозионных покрытий.

Для получения таких покрытий используют различные способы: погружение в расплавленный цинк (цинкование горячим способом), электролитическое осаждение, опрыскивание жидким металлом, нагревание с порошком цинка и использование красок, содержащих цинковый порошок.

Оцинкованная жесть широко применяется как кровельный материал. Металлический цинк в виде брусков используют для защиты от коррозии стальных изделий, соприкасающихся с морской водой. Большое практическое значение имеют сплавы цинка – латуни (медь плюс 20–50% цинка).

Для литья под давлением, помимо латуней, используется быстро растущее число специальных сплавов цинка. Еще одна область применения – производство сухих батарей, хотя в последние годы оно существенно сократилось.

Примерно половина всего производимого цинка используется для производства оцинкованной стали, одна треть – в горячем цинковании готовых изделий, остальное – для полосы и проволоки.

За последние 20 лет мировой рынок этой продукции вырос более чем в 2 раза, в среднем прибавляя по 3,7 % в год, причем в странах Запада производство металла ежегодно увеличивается на 4,8 %.

В настоящее время для цинкования 1 т стального листа нужно в среднем 35 кг цинка.

Цинк также используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, т. е.

в батарейках и аккумуляторах, например: Марганцево-цинковый элемент, серебряно-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,85 Вольт, 150Вт/час/кг, 650 Вт/час/дм3, малое сопротивление и колоссальные разрядные токи, ртутно-цинковый элемент(ЭДС 1,35 Вольт, 135 Вт/час/кг, 550—650Вт/час/дм3), диоксисульфатно-ртутный элемент, йодатно-цинковый элемент, медно-окисный гальванический элемент (ЭДС 0,7—1,6 Вольт, 84—127 Вт/час/кг, 410—570 Вт/час/дм3), хром-цинковый элемент, цинк-хлоросеребряный элемент, никель-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,82 Вольт, 95—118 Вт/час/кг, 230—295 Вт/час/дм3), свинцово-цинковый элемент, цинк-хлорный аккумулятор, цинк-бромный аккумулятор и др). Очень важна роль цинка в цинк-воздушных аккумуляторах, в последние годы интенсивно разрабатываются на основе системы цинк-воздух — аккумуляторы для компьютеров (ноутбуки) и в этой области достигнут значительный успех (большая, чем у литиевых батарей энергия, ресурс и они дешевле в 3 раза), так же эта система очень перспективна для пуска двигателей (свинцовый акк-р 55 Вт/час/кг, цинк-воздух 220—300 Вт/час/кг) и для электромобилей (пробег до 900 км).

Хлорид цинка — важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры. Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка — широко применяемые полупроводники. Селенид цинка используется для изготовления оптических стёкол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах.

Цинковые сплавы появились и в полиграфии. Так, наряду с сурьмяно-оловянно-свинцовым сплавом гартом для отливки шрифтов используют и так называемый сплав № 3, в котором содержится до 3% алюминия, 1,2—1,6% магния, остальное цинк.

Как присыпка издавна применяется цинковая соль стеариновой кислоты. Фенолсульфонат цинка – хороший антисептик. Суспензия, в которую входят инсулин, протамин и хлорид цинка – эффективное средство против диабета, действующее лучше, чем чистый инсулин. И вместе с тем многие соединения цинка, прежде всего его сульфат и хлорид, токсичны.

Источник: https://www.allmetals.ru/metals/zinc/apply/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector