Zinkgeschichte, Eigenschaften, Struktur, Risiken, verwendet
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- Nick Laurén
Er Zink Es handelt. Es handelt.
Es ist ein sehr bekanntes Metall in der Populärkultur; Zinkdächer sind ein Beispiel, genau wie Nahrungsergänzungsmittel zur Regulierung männlicher Hormone. Es ist in vielen Lebensmitteln und ist ein wesentliches Element für die Unendlichkeit von Stoffwechselprozessen. Im Vergleich zu den negativen Auswirkungen seines Überschusses im Körper gibt es mehrere Vorteile seiner mittelschweren Aufnahme.
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Zink ist lange vor seinen silbernen Farbstählen und anderen Metallen bekannt. Die Messing, eine Legierung unterschiedlicher Zusammensetzung von Kupfer und Zink, ist seit Tausenden von Jahren Teil historischer Objekte. Heute ist seine goldene Farbe normalerweise einige Musikinstrumente erlebt.
Es ist auch ein Metall, mit dem alkalische Batterien hergestellt werden, da seine Reduktionsleistung und die einfache Spende von Elektronen es zu einer guten Option als anodisches Material machen. Seine Hauptverwendung besteht darin, Stähle zu beschleunigen und sie von einem Zinklay abzudecken.
In seinen Derivatverbindungen hat eine Oxidationszahl oder ein Zustand von +2 normalerweise. Daher wird das Zn -Ion berücksichtigt2+ in molekulare oder ionische Umgebungen eingewickelt. Während der Zn2+ Es ist eine Lewis -Säure, die Probleme innerhalb von Zellen verursachen kann, die mit anderen Molekülen koordiniert werden, die positiv mit Enzymen und DNA interagieren.
Daher ist Zink ein wichtiger Cofaktor vieler Metallo-Enzyme. Trotz seiner enormen wichtigen Biochemie und dem Schein seiner Blitze und grünlichen Flammen, die zu brennen, gilt es in der Welt der Wissenschaft als "langweiliges" Metall; Da seinen Eigenschaften die Attraktivität anderer Metalle und ihr Schmelzpunkt fehlen.
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Geschichte
Antike
Zink manipuliert seit Tausenden von Jahren; Aber unbemerkt, seit der alten Zivilisationen, einschließlich Perser, Römer, Transsilvans und Griechen, bereits hergestellte Gegenstände, Münzen und Messingwaffen.
Daher ist Messing einer der ältesten Legierungen, die bekannt sind. Sie haben es aus dem Calamine Mineral, Zn, vorbereitet4Ja2ENTWEDER7(OH)2· H2Oder welche in Gegenwart von Wolle und Kupfer ertragen und erwärmt haben.
Während des Prozesses entkommen die geringen Mengen an metallischem Zink, die sich als Dampf hätte gebildet haben können. Als die Jahrhunderte verging.
Im vierzehnten Jahrhundert in Indien hatten sie es bereits geschafft, metallisches Zink zu produzieren, das sie nannten Jasada und sie wurden zu dieser Zeit mit China vermarktet.
Und so konnten die Alchemisten es erwerben, um ihre Experimente durchzuführen. Es war der renommierte historische Charakter Paracelsus, der ihn "Zinkum" nannte, möglicherweise zur Ähnlichkeit zwischen den Zinkkristallen mit den Zähnen. Nach und nach, mitten in anderen Namen und mehreren Kulturen, wurde der Name 'Zink' für dieses Metall gekürzt.
Isolation
Während Indien seit 1300 Jahren bereits metallisches Zink produzierte, stammte dies aus der Methode, die Calamina mit Wolle verwendete. Daher war es keine Metallprobe von beträchtlicher Reinheit. William Champion verbesserte diese Methode 1738 in Großbritannien mit einem vertikalen trüben Ofen.
Im Jahr 1746 wurde der deutsche Chemiker Andreas Sigismund Marggragra, der zum ersten Mal eine Probe von reinem Zink erhalten hat. Diese Art, Zink zu produzieren, entwickelte sich kommerziell und parallel zum Champion.
Dann wurden Prozesse entwickelt, die schließlich zum Calamin wurden, wobei stattdessen Zinkoxid verwendet wurde; Das ist sehr ähnlich dem aktuellen pyrometallurgischen Prozess. Die Öfen verbesserten sich ebenfalls und konnten Mengen zunehmender Zink produzieren.
Bis dahin gab es immer noch keinen Antrag, der große Mengen an Zink forderte; Dies änderte sich jedoch mit den Beiträgen von Luigi Galvani und Alessandro Volta, die dem Konzept der Galvanisierung Platz machten. Volta entwickelte auch die sogenannte Galvanic -Zelle, und bald war das Zink Teil des Designs von trockenen Batterien.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Aussehen
Es ist ein graues Metall, das normalerweise in granuliertem oder Staub erhältlich ist. Physisch ist es schwach, daher ist es keine gute Option für Anwendungen, bei denen Sie schwere Objekte unterstützen sollten.
Es ist auch spröde, obwohl es, wenn es über 100 ºC erhitzt wird, formbar und duktil wird; bis zu 250 ° C, Temperatur, bei der es spröde wird und wieder sprüht.
Kann Ihnen dienen: oxácidoMolmasse
65,38 g/mol
Atomnummer (z)
30
Schmelzpunkt
419,53 ºC. Dieser niedrige Schmelzpunkt weist auf seine schwache Metallbindung hin. Bei Schmelzen ist es ähnlich wie das von flüssigem Aluminium.
Siedepunkt
907 ºC
Selbstdirektionstemperatur
460 ºC
Dichte
-7,14 g/ml bei Raumtemperatur
-6,57 g/ml am Schmelzpunkt, dh nur durch Schmelzen oder Schmelzen
Fusionshitze
7,32 kJ/mol
Verdampfungswärme
115 kJ/mol
Molarenwärmekapazität
25.470 j/(mol · k)
Elektronegativität
1.65 auf der Paulingskala
Ionisationsenergien
-Erstens: 906,4 kJ/mol (Zn+ gasförmig)
-Zweitens: 1733.3 kJ/mol (Zn2+ gasförmig)
-Dritter: 3833 kJ/mol (Zn3+ gasförmig)
Atomradio
Empirisch 134 Uhr
Radio kovalent
122 ± 16 pm
Mohs Härte
2.5. Dieser Wert ist gegen die Härte anderer Übergangsmetalle erheblich niedriger.
Magnetische Ordnung
Diamagnetisch
Wärmeleitfähigkeit
116 w/(m · k)
Elektrischer widerstand
59 nΩ · m bei 20 ° C
Löslichkeit
Es ist in Wasser unlöslich, solange es es seine Oxidschicht schützt. Sobald dies durch den Angriff einer Säure oder einer Base entfernt wurde, reagiert das Zink mit dem Wasser, um die komplexe ACU zu bilden2)62+, lokalisiert das Zn2+ Im Zentrum eines Oktaeders durch Wassermoleküle begrenzt.
Zersetzung
Beim Verbrennen können Sie giftige Partikel von Luft in der Luft freisetzen. Dabei wird eine grünliche Färbung und ein leuchtendes Licht beobachtet.
Chemische Reaktionen
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Zink ist ein reaktives Metall. Bei Raumtemperatur kann eine Oxidschicht nicht nur, sondern zusätzlich zu Basic Carbonat Zn abdecken5(OH)6(Co3)2, oder sogar Sulfid, Zns. Wenn diese Schicht unterschiedlicher Zusammensetzung durch den Angriff einer Säure zerstört wird, reagiert das Metall:
Zn (s) + h2SW4(AC) → Zn2+(Ac) + so42–(Ac) + h2(G)
Chemische Gleichung entspricht seiner Reaktion auf Schwefelsäure und:
Zn (s) + 4 hno3(ac) → zn (nein3)2(Ac) + 2 nein2(g) + 2 h2Oder (l)
Mit Salzsäure. In beiden Fällen ist der Zn -Komplex ACU, obwohl es nicht geschrieben ist, vorhanden (OH2)62+; Außer wenn das Medium grundlegend ist, dann fällt der Zinkhydroxid aus, Zn (OH)2:
Zn2+(AC) +2OH-(AC) → Zn (OH)2(S)
Das ist ein weißer, amorpher und amphoterer Hydroxid, der weiterhin mit mehr OH -Ionen reagieren kann-:
Zn (OH)2(S) + 2OH-(AC) → Zn (OH)42-(Ac)
Der Zn (OH)42- Es ist der Zinkato -Anion. In der Tat wird der Natriumzinkato2[Zn (oh4]:
Zn (s) + 2naoh (ac) + 2h2Oder (l) → na2[Zn (oh4)] (ac) +h2(G)
Außerdem kann Zink mit nicht -metallischen Elementen wie Halogenen in einem gasförmigen Zustand oder Schwefel reagieren:
Zn (s) + i2(g) → Zni2(S)
Zn (s) +s (s) → Zns (s) (überlegenes Bild)
Isotope
Zink existiert in der Natur als fünf Isotope: 64Zn (49,2 %), 66Zn (27,7 %), 68Zn (18,5 %), 67Zn (4 %) und 70Zn (0,62 %). Die anderen sind synthetisch und radioaktiv.
Elektronische Struktur und Konfiguration
Zinkatome kristallisieren in einer kompakten hexagonalen Struktur (HCP), obwohl verzerrt, Produkte seiner metallischen Bindung. Valencia -Elektronen, die solche Wechselwirkungen regeln, sind gemäß elektronischer Konfiguration diejenigen, die zu 3D- und 4S -Orbitalen gehören:
[Ar] 3d10 4s2
Beide Orbitale sind vollständig.
Folglich sind Zn -Atome nicht sehr kohärent und in ihrem niedrigen Schmelzpunkt (419,53 ºC) im Vergleich zu anderen Übergangsmetallen hergestellt. In der Tat ist dies ein Merkmal der Metalle der Gruppe 12 (neben Quecksilber und Cadmium). Manchmal bezweifeln sie, dass Elemente von Block D wirklich berücksichtigt werden sollten.
Obwohl die 3D- und 4S -Orbitale voll sind, ist Zink ein guter Stromleiter. Daher können ihre Valencia -Elektronen das Fahrband „springen“.
Oxidationszahlen
Es ist für Zink unmöglich, seine zwölf Elektronen Valencia zu verlieren oder eine Oxidationszahl oder einen Zustand von +12 zu haben, unter der Annahme der Existenz des Zn -Kationen12+. Stattdessen verliert es nur zwei seiner Elektronen; Speziell die des 4S -Orbital. Scholambara).
In diesem Fall wird gesagt, dass Zink an der Verbindung mit einer Oxidationsnummer oder einem Zustand von +2 beteiligt ist; das heißt unter der Annahme der Existenz des Zn -Kationen2+. Zum Beispiel hat Zink in seinem Oxid ZnO diese Oxidationszahl (Zn2+ENTWEDER2-). Gleiches gilt für viele andere Verbindungen und denken, dass nur Zn (ii) existiert.
Kann Ihnen dienen: Butanone: Struktur, Eigenschaften und VerwendungEs gibt jedoch auch Zn (i) oder Zn+, das hat nur eines der Elektronen des 4S -Orbitals verloren. Eine weitere mögliche Oxidationszahl für Zink ist 0 (Zn0), wo ihre neutralen Atome mit gasförmigen oder organischen Molekülen interagieren. Daher kann es als Zn erscheinen2+, Zn+ oder Zn0.
Wie wird es erhalten?
Rohmaterial
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Zink ist in Positionsnummer vierundzwanzig der am häufigsten vorkommenden Elemente der Erdekortex. Es kommt normalerweise in Schwefelmineralien vor, die auf die Breite des Planeten verteilt sind.
Um das Metall in seiner reinen Form zu erhalten, ist es zunächst notwendig, die Felsen in unterirdischen Tunneln zu sammeln und die Zink -reichen Mineralien zu konzentrieren, die den wahren Rohstoff darstellen.
Unter diesen Mineralien können erwähnt werden: Sphalerit oder Wurzita (Zns), Fünfziger (ZnO), Willemita (Zn2Siio4), EsMitsonita (Znco3) und Gahnita (Znal2ENTWEDER4). Die Spheny ist bei weitem die Hauptquelle von Zink.
Kalzinierung
Sobald sich das Mineral nach einem Prozess der Flotation und Reinigung der Gesteine konzentriert hat, muss es berechnet werden, um die Sulfide in ihren jeweiligen. In diesem Schritt erwärmt sich das Mineral einfach in Gegenwart von Sauerstoff und entwickelt die folgende chemische Reaktion:
2 Zns (s) + 3 o2(g) → 2 Zno (s) + 2 also2(G)
Das so2 reagiert auch mit Sauerstoff, um dies zu erzeugen3, Verbindung für Schwefelsäure -Synthese.
Sobald das ZnO erhalten wurde.
Pyrometallurgischer Prozess
ZnO wird unter Verwendung von Kohle (Mineral oder Coque) oder Kohlenmonoxid reduziert:
2 Zno (s) + C (s) → 2 Zn (g) + co2(G)
ZnO (s) + co (g) → Zn (g) + co2(G)
Die Schwierigkeit, diesem Prozess auszusetzen. Deshalb müssen Zinkdämpfe destilliert und von anderen Gasen getrennt werden, während ihre Kristalle an geschmolzenem Blei kondensiert werden.
Elektrolytischer Prozess
Von den beiden Methoden der Erlangung ist dies die weltweit am häufigsten verwendete Methoden. Das ZnO reagiert mit verdünntem Schwefelsäure auf das Auslaugen von Zinkionen wie ihr Sulfatsalz:
Zno (s) + h2SW4(AC) → ZnSO4(Ac) + h2Oder (l)
Schließlich sind diese Lösung Elektrolys, um das metallische Zink zu erzeugen:
2 Znso4(Ac) + 2 h2Oder (l) → 2 Zn (s) + 2 h2SW4(ac) + oder2(G)
Risiken
Im Teil der chemischen Reaktionen wurde erwähnt, dass Wasserstoffgas eines der Hauptprodukte ist, wenn Zink mit Wasser reagiert. Deshalb muss es in einem metallischen Zustand ordnungsgemäß und über die Reichweite von Säuren, Basen, Wasser, Schwefel oder einer Wärmequelle hinaus gelagert werden. Andernfalls läuft das Risiko des Brandes.
Je feiner geteilt das Zink ist, desto größer ist das Feuerrisiko oder sogar die Explosion.
Für den Rest, solange die Temperatur nicht nahe bei 500 ° C liegt, ist die feste oder granulierte Form keine Gefahr. Wenn es von einer Oxidschicht bedeckt ist, kann sie mit nackten Händen manipuliert werden, da es nicht mit ihrer Luftfeuchtigkeit reagiert. Wie jeder Feste ist es jedoch irritierend für Augen und Atemwege.
Obwohl Zink für die Gesundheit unverzichtbar ist, kann eine übermäßige Dosis die folgenden Symptome oder lateralen Wirkungen verursachen:
- Übelkeit, Erbrechen, Verdauungsstörungen, Kopfschmerzen und Magen oder Durchfall.
- Verdrängt Kupfer und Eisen während seiner Absorption im Darm, was sich in wachsenden Schwächen in den Gliedmaßen widerspiegelt.
- Nierenberechnungen.
- Verlust des Geruchssinns.
Anwendungen
- Metall
Legierungen
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Vielleicht ist Zink eine der Metalle, zusammen mit Kupfer, die die bekanntesten Legierungen bildet: Messing und verzinktes Eisen. Das Messing wurde beobachtet.
Metallic Zink selbst hat nicht zu viele Verwendungszwecke, obwohl er gerollt ist. Wenn eine Schicht dieses Metalls auf einem anderen elektrodepos ist, schützt der erste die zweite vor Korrosion, indem sie anfälliger für Oxidationsmittel ist. Das heißt, Zink oxidiert vor dem Eisen.
Deshalb werden Stähle verzinkt (sie decken mit Zink ab), um ihre Haltbarkeit zu erhöhen. Beispiele für diese verzinkten Stähle sind auch in "Zink" -Dach -Symphine vorhanden.
Kann Ihnen dienen: ChromatogrammSie haben auch Aluzinc, eine Aluminium-Zink-Legierung, die in Zivilkonstruktionen verwendet wird.
Reduktionsmittel
Zink ist ein guter Reduktionsmittel, so dass es seine Elektronen verliert, damit eine andere Art sie gewinnt. Besonders ein Metallkation. Wenn die Verringerung der Reduzierung stäubt, ist es noch schneller als die des granulierten Feststoffs.
Es wird in den Prozessen verwendet, um Metalle aus seinen Mineralien zu erhalten; wie Rodio, Silber, Cadmium, Gold und Kupfer.
Ebenso wird seine Reduktionswirkung zur Reduzierung organischer Arten verwendet, die in der Ölindustrie wie Benzol und Benzin oder in der Pharmaindustrie beteiligt sein können. Auf der anderen Seite findet Zinkstaub auch Anwendung in den alkalischen Batterien von Zinkmangan-Dioxid.
Sonstig
Zinkstaub angesichts seiner Reaktivität und einer energetischeren Verbrennung, findet in den Köpfen der Übereinstimmungen, in Sprengstoff und Feuerwerk als Additiv verwendet (sie lehren weiße Blitze und grünliche Flammen).
- Verbindungen
Sulfid
Zinksulfid hat die Eigenschaft, phosphoreszierend und lumineszierend zu sein, so dass es bei der Ausarbeitung von Lichtfarben verwendet wird.
Oxid
Die weiße Farbe seines Oxids wird wie seine Halb- und Fotoleitfähigkeit als Keramikpigment und Papiere verwendet. Darüber hinaus ist es in den Talk, Kosmetik, Gummi, Kunststoffen, Stoffen, Medikamenten, Tinten und Emails vorhanden.
Nahrungsergänzung
Unser Körper braucht Zink, um viele seiner lebenswichtigen Funktionen zu erfüllen. Um es zu erwerben, ist es in einige Nahrungsergänzungsmittel in Form von Oxid, Gluconat oder Acetat integriert. Es ist auch in Cremes vorhanden, um Verbrennungen und Hautreizungen sowie in den Shampusse zu lindern.
Einige bekannte oder damit verbundene Vorteile bei der Zinkaufnahme sind:
- Verbessern Sie das Immunsystem.
- Es ist ein gutes entzündungshemmendes entzündungshemmendes.
- Verringert die nervigen Symptome der Erkältung.
- Verhindert Zellschäden in der Netzhaut, daher wird sie für das Sehen empfohlen.
- Es hilft bei der Regulierung der Testosteronspiegel und ist ebenfalls mit der Fruchtbarkeit von Männern, der Qualität ihrer Spermien und der Entwicklung von Muskelgewebe verbunden.
- Reguliert die Interaktionen zwischen Gehirnneuronen, so dass sie mit Verbesserungen des Gedächtnisses und des Lernens verbunden ist.
-Und außerdem ist es bei der Behandlung von Durchfall wirksam.
Diese Zinkpräparate werden auf dem Markt als Kapseln, Tabletten oder Sirupe erreicht.
Biologisches Papier
In carbonischer Anhydrase und Carboxympidase
Es wird angenommen, dass Zink Teil von 10% der gesamten Enzyme des menschlichen Körpers ist, ungefähr 300 Enzyme. Unter ihnen können sie Carboanhydrase und Carboxipeptidase erwähnen.
Carboanhydrase, ein zinkabhängiges Enzym, wirkt auf Gewebeebene, die die Reaktion von Kohlendioxid mit Wasser zur Bildung von Bicarbonat katalysiert. Beim Bicarbonat in die Lunge kehrt das Enzym die Reaktion um und Kohlendioxid wird gebildet, die während des Auslands im Ausland ausgeschlossen wird.
Carboxipeptidase ist eine Exopeptidase, die Proteine verdaut und Aminosäuren freigibt. Zink wirkt durch eine positive Belastung, die die Wechselwirkung des Enzyms mit dem ausgrabenen Protein erleichtert.
In der Prostataoperation
Zink ist in verschiedenen Organen des menschlichen Körpers vorhanden, zeigt aber die größte Konzentration in der Prostata und dem Sperma. Zink ist verantwortlich für die ordnungsgemäße Prostata -Funktion und bei der Entwicklung männlicher Fortpflanzungsorgane.
Zinkfinger
Zink interveniert in RNA -Stoffwechsel und DNA. Zinkfinger (Zn-Finger) bestehen aus Zinkatomen, die als Bindungsbrücken zwischen Proteinen dienen, die zusammen in mehreren Funktionen eingreifen.
Zinkfinger sind nützlich für das Lesen, Schreiben und Transkription von DNA. Darüber hinaus gibt es Hormone, die sie in Funktionen verwenden, die mit der Wachstumshomöostase im gesamten Körper verbunden sind.
In der Glutamatregulierung
Glutamat ist der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter im Gehirnrinde und im Hirnstamm. Zink sammelt sich in glutaminergen präsynaptischen Vesikeln an, wobei die Regulation des Neurotransmitters Glutamat und der neuronalen Erregbarkeit interveniert.
Es gibt Hinweise darauf, dass eine übertriebene Freisetzung des Neurotransmitter -Glutamat eine neurotoxische Wirkung haben kann. Daher gibt es Mechanismen, die ihre Befreiung regulieren. Die Zinkhomöostase spielt somit eine wichtige Rolle bei der funktionellen Regulierung des Nervensystems.
Verweise
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie. (Vierte Edition). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Zink. Abgerufen von: in.Wikipedia.Org
- Michael Pilgaard. (16. Juli 2016). Zink: Chemische Reaktions. Erholt von: Pilgaargs.com
- Nationales Zentrum für Biotechnologie Information. (2019). Zink. Pubchem -Datenbank. CID = 23994. Erholt von: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Regierung
- Wojes Ryan. (25. Juni 2019). Die Eigenschaften und Verwendung von Zinkmetall. Erholt von: THEABALANCE.com
- Herr. Kevin a. Boudreaux. (S.F.). Zink + Schwefel. Erholt von: Angelo.Edu
- Alan w. Richards. (12. April 2019). Zinkverarbeitung. Encyclopædia Britannica. Erholt von: Britannica.com
- Reinheit Zinkmetalle. (2015). Branchenanwendungen. Erholt von: purityzinc.com
- Nordqvist, j. (5. Dezember 2017). Was sind die gesundheitlichen Vorteile von Zink? Medizinische Nachricht heute. Erholt von: MedicalNewstody.com
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