Цинк

Цинк РЕФЕРАТ на тему: Цинк План 1 Загальна характеристика елемента 2 Трохи iсторiї. 3 Металевий цинк. 4 Сплави цинку. 5 Сполуки Цинку. 6. Бiологiчна роль Цинку ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕЛЕМЕНТА Елемент Цинк (Zn) у таблицi Менделєєва має порядковий номер 30. Вiн знаходиться в IV перiодi II групи Атомна вага — 65. 37 Електронна конфiгура­цiя 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3 d10 4s2 . 3 У нормальних умовах цинк досить крихкий, але при 100-110 °С вiн добре гнеться й прокочується в лис­ти. При звичайнiй температурi на повiтрi цинк вкривається тонким шаром оксиду або основного карбонату, який вберiгає його вiд подальшого окиснювання Вода майже не дiє на цинк, тому що утворений на поверхнi цинку при взаємодiї з водою гiдроокис практично нерозчинний i перешкоджає подальшому протiканню ре­акцiї. У кислотах цинк легко розчиняється, як i в лугах ТРОХИ ІСТОРІЇ Сполуки Цинку i його сплавiв вiдомi людству з глибокої давнини, а металевий цинк був отриманий значно пiзнiше, нiж залiзо, свинець, олово Це пояснюєть­ся тим, що звичайнi способи плавлення руди з вугiллям тут не досягали мети, щоб вiдновити цинк, його треба швидко нагрiти до температури близько 1000 °С. але при цьому вiн кипить i у виглядi пари втрачається разом iз димовими газами Тiльки пiсля того як навчилися конденсувати пари цинку в глиняному посудi, стало можливим отримання металу у вiльному станi. Вважається, що такий дис­тиляцiйний спосiб отримання вiльного цинку вперше був винайдений у Китаї Латунь (сплав мiдi з цинком) була вiдома грекам, iндiйцям та iншим на­родам Сходу, якi вживали її для виготовлення рiзних предметiв домашнього побуту, художнього лиття й прикрас Приготування латунi вiдновленням особ­ливої землi (так називали в давнину багато мiнералiв, що мiстили Цинк рiзницi мiж якими не проводили) кадмiю вугiллям v присутностi мiдi описує Арiстотель (IV сi то н є ), Плiнiй Старший, Гомер, Плiнiй Старший (І ст до н.є.) описує лiкарськi засоби що мiстять цинк, якi вживалися для загоєння ран i при лiкуваннi очних хвороб Удоiсторичних дакiиських руїнах у Трансiльванiї був знайдений iдол, вiдлитий зi сплаву, що мiстить 87 %цинку. Отримання металевого цинку з Галiю Zn4 (Si0 05 ) Н2 0 вперше опису Страбон (І ст до н. е. ) Цинк у цей перiод називали гутiєю або фальшивим срiблом. У X, XI ст. до н. е. мистецтво отримання цинку в Європi було втрачено, iвiн ввозився сюди пiд назвою iндiйського олова з Китаю га Індiї. кан у» Здавалося б якщо метод отримання описаний v лiтературi, то його легко могли перейняти iншi народи в застосовувати в себе на батькiвщинi Але цього не трапилося. Економiчна i культурна роз'єднанiсть народiв Європи, слабкi транспортнi зв'язки, а головне прагнення багатьох вчених описувати свої вiдкриття незрозумiлою мовою все це перешкоджало швидкому поширенню технiчних досягнень. Вторинне отримання цинку в Європi стало вiдомим на початку XVI ст коли про спосiб його виплавки згадують у своїх творах Георi Агрикола (1404-1555 рр.) i Теофрасi Парацельс (1494 - 1541рр.) Однак i пiсля цього цинк в Європi був великою рiдкiстю, що тривало майже до кiнця XVIII ст. Назва ж «цинк» походить вiд латинського слова, що позначає бiльмо або бiлий налiт i вперше зустрiчається в Парацельса в 1530 рот Роберт Бойль назвав цинк «спелтером», М. Ломоносов у1742 рот запропонував назву «цинк», але вона не мала успiху. Найчастiше цинк називали «шпiаутер» У8-ому виданнi «Основ хiмiї» (1906) Д.І. Менделєєв ужив сучасну назву цинку, але поряд iз цим ставить у дужках його назву «шпiаутер» МЕТАЛЕВИЙ ЦИНК V XVI ст були здiйсненi першi спроби виплавити цинк у заводських умовах. Але виробництво «не пiшло», технологiчнi труднощi виявилися нездоланними. Цинк намагалися одержувати так, як iншi метали. Руду обпалювали, перетворюючи цинк на оксид, а потiм цей оксид вiдновлювали з вугiллям. Цинк, природно, вiдновлю­вався взаємодiючи з вугiллям, але не виплавлявся. Не виплавлявся тому, що цей метал уже в плавильнiй печi випаровувався - температура його кипiння всього 906°С. А в печi було повiтря. Зустрiчаючись iз ним, пари активного цинку реагували з киснем утворювався вихiдний продукт — цинк оксид. Налагодити цинкове виробництво в Європi вдалося лише пiсля того, як руду почали вiдновлювати в закритих ретортах без доступу повiтря. Приблизно так само «чорновий» цинк одержують i зараз, а очищають його рафiнуванням. Чисто цинковi руди в природi майже не зустрiчаються Сполуки Цинку входять до складу полiметалевих руд. Отриманi при збагаченнi руди цинковi концентрати мiстять 48 65 % цинку, по 2 % мiдi 2 % свинцю, 12 % Зараз приблизно половину цинку одержують пiрометалургiйним способом. застосовують, щоб отримати блакитне полум'я. Цинковий пил використовується у виробництвi рiдкiсних i благородних металiв. Зокрема, таким цинком витiсняють золото й срiбло з цiанiстих розчинiв. Як не парадоксально, але при отриманнi самого цинку (i кад­мiю) гiдрометалургiйним способом застосовується цинковий пил — для очищен­ня розчину купрум сульфату й кадмiю. Але це ще не все Ви нiколи не замислюва­лися, чому металевi мости, прольоти заводських цехiв та iншi великогабаритнi ви­роби найчастiше забарвлюють у сiрий колiр? Головна складова частина застосовуваної у всiх цих випадках фарби — той самий цинковий пил. Змiшаний з цинк оксидом i лляною олiєю, вiн перетво­рюється на фарбу, яка чудово вберiгає вiд корозiї. Ця фарба до того ж дешева, пластична, добре прилипає до поверхнi металу i не вiдшаровується при темпера­турних перепадах На властивостях цинку сильно позначається ступiнь його чистоти При 99,9 i 99,99 % чистоти цинк добре розчиняється в кислотах Але варто «додати» ще одну дев'ятку (99,999 %) i цинк стає нерозчинним у кислотах навiть при сильному нагрiваннi Цинк такої чистоти вiдрiзняється також бiльшою пластичнiс­тю, його можна витягати в тонкi нитки. А звичайний цинк можна прокатати в тонкi листи навiть при температурi 100—150 °С. Це зобра­ження в потрiбних мiсцях захищають фарбою, i майбутнє клiше протравлюють кислотою Зображення набуває рельєфностi, досвiдченi гравери пiдчищають його, роблять вiдбитки, а потiм цi клiше йдуть у друкувальнi машини СПЛАВИ ЦИНКУ в 1500 р. до н. є., були знайденi при розкопках у Палестинi. Справдi, у досить численнiй групi сплавiв, якi носять загальну назву латуней є один (Д-096, або томпак), який за кольором неможливо вiдрiзнити вiд золота. Змiнюючи спiввiдношення цинку й мiдi, можна одержати численнi сплави з рiзними властивостями. Невипадково латунi подiленi на двi великi групи альфа i бета-латунi. В альфа-латунях цинку не бiльше 33 %. Чому саме 33%? Зi збiльшенням вмiсту цинку пластичнiсть латунi зростає, але тiльки до певної межi латунь з 33 i бiльше вiдсотками цинку при деформуваннi в холодному станi розтрiскується 33 % Zn —межа зростання пластичностi, межа, за якою латунь стає крихкою. Зi збiльшенням в латунях вмiсту цинку зростає їхня мiцнiсть, але також до певної межi Тут межа — 47—50 % Zn. Мiцнiсть латунi, що мiстить 45 % Широкий дiапазон властивостей латуней пояснюється, насамперед, сумiснiстю мiдi й цинку вони утворюють серiю твердих сплавiв iз рiзною кристалiчною структурою Так само рiзноманiтним є застосування сплавiв цiєї групи. З латуней виготовляють конденсаторнi трубки i патроннi гiльзи, радiатори i рiзну армату­ру, безлiч iнших корисних речей — усього не згадаєш. І що особливо важливо, введений у розумних межах цинк завжди полiпшує механiчнi властивостi мiдi (її мiцнiсть, пластичнiсть, корозiйну стiйкiсть). І завжди при цьому вiн робить сплав дешевшим, адже цинк набагато дешевший за мiдь. Легування робить сплав дешевшим - таке зустрiнеш не часто. сплав OЦC-3-12 5 вважається бронзою, але цинку в ньому в чотири рази бiльше, нiж олова. СПОЛУКИ ЦИНКУ Ще при перших спробах виплавити цинк iз руди в середньовiчних хiмiкiв виходив бiлий налiт, який у книгах того часу називали подвiйно або «бiлим снiгом», або «фiлософською вовною» Неважко здогадатися, що це був цинк оксид ZnO - речовина, яка є в житлi кожного мiського жителя наших днiв. Цей сни, будучи замiшаним на олiфi, перетворюється на цинковi бiлила найрозповсюдженiшi бiлила. Цинк оксид потрiбен не тiльки для малярських справ, ним широко користуються чимало галузей промисловостi. Скляна - для отримання молочного скла i для збiльшення термостiйкостi звичайного скла У гумовiй промисловостi й виробництвi лiнолеуму цинк оксид використовується як наповнювач Вiдома цинкова мазь насправдi не цинкова, а оксиноцинкова Препарати на основi ZnО ефективнi при шкiрних захворюваннях. Нарештi, iз кристалiчним цинк оксидом пов'язана одна з найбiльших наукових сенсацiй 20-х рокiв XX ст. У 1924 роцi один iз радiоаматорiв мiста Томська встановив рекорд дальностi прийому. Детекторним приймачем вiн приймав передачi радiостанцiй Францiї й Нiмеччини, причому чутнiсть була кращою, нiж у власникiв однолампових приймачiв. Як це могло бути? Справа в тому, що детекторний приймач томського аматора був змонтований за схемою спiвробiтника нижньогородської радiолабораторiї О В Лосєва. Лосєв установив, що якщо в коливальний контур певним чином включити кристал цинк оксиду, то останнiй пiдсилюватиме коливання високої частоти i навiть збуджуватиме загасаючi коливання. Цей винахiд Лосєва видавався революцiйним. Ось що говорилося в редакцiйнiй статтi американського журналу «Radio-News» «Винахiд О В Лосєва творить епоху, i тепер кристал замiнить лампу!». Автор статтi виявився провидцем - кристал справдi замiнив лампу, що правда, це не лосєвський кристал цинк оксиду, а кристали iнших металiв. Але мiж iншим, серед широко вживаних напiвпровiдникових матерiалiв є й сполуки Цинку це його селенiди й телуриди, антимонiд i арсенiд. Ще бiльш важливе застосування деяких сполук Цинку, насамперед його сульфiду, для покриття екранiв телевiзорiв, осцилотрафiв, рентгенiвських апаратiв Пiд дiєю короткохвильового випромiнювання або електронного променя сiрчистий цинк набуває здатностi свiтитися, причому ця здатнiсть зберiгається i пiсля того, як припинилося опромiнення БІОЛОГІЧНА РОЛЬ ЦИНКУ розчин ZnS04 ) що дiє краще, нiж чистий iнсулiн. І разом iз тим багато сполук Цинку, насамперед його сульфат i хлорид, токсичнi. Цинк — один iз важливих мiкроелементiв. І одночасно надлишок цинку для рослин шкiдливий. Бiологiчна роль Цинку двояка i до кiнця не з'ясована. З'ясовано, що Цинк — обов'язкова складова частина ферменту кровi карбоангiдрази. Цей фермент мiститься в еритроцитах. Карбоангiдраза прискорює видiлення вуглекислого газу в легенях. Крiм того, вона допомагає перетворити частину СО2 на iони, що вiдiграє важливу роль в обмiнi речовин. Вiдомо, що досить багато Цинку мiститься в отрутi змiй, особливо гадюк i кобр. Але також вiдомо, що солi Цинку специфiчно пригнiчують активнiсть цих самих отрут, хоча, як показали дослiди, пiд дiєю солей Цинку отрути не руйнуються. Як пояснити таке протирiччя? Вважають, що високий вмiст Цинку в отрутi — це той засiб, яким змiя захищається вiд власної отрути. Але таке твердження ще вимагає суворої експериментальної перевiрки. Чекають з'ясування i багато тон­ких деталей загальної проблеми «Цинк i життя».