Zink

Zink- eller zink er et vigtigt grundstof med atomnummer 30 og symbol Zn, som ligger i gruppe 12 i det periodiske system.

Grafiske varianter "zink" og "zink" er begge accepteret som gyldig. C indledende form, "zink" foretrækkes af det kongelige spanske akademi for bedre plads til de spanske stavemåde konventioner. Men vejen til z, "zink" er mest i overensstemmelse med oprindelsen af ​​ordet, og dermed dens internationale kemiske symbol, ud over at nå til enighed med de andre vesteuropæiske sprog.

Nøglefunktioner

Zink er et metal eller mineral, undertiden betegnes som overgangsmetal selv om de strengt ikke være, eftersom både metallet og dets operative arter har fuld orbital sæt. Dette element har en vis lighed med magnesium, og cadmium i deres gruppe, men kviksølv er langt fra de unikke fysiske og kemiske egenskaber deraf. Det er den 23. mest udbredte grundstof på jorden, og en af ​​de vigtigste anvendelser er galvaniseret stål.

Det er en blålig hvid metal, der brænder i luft med blå-grøn flamme. Tør luft ikke angribe ham, men når det er vådt et overfladelag af oxid eller basisk carbonat, der isolerer og beskytter metallet mod korrosion dannes. Stort set den eneste oxidationstrin +2 er fremlagt. I 2004 blev det offentliggjort i tidsskriftet Science den første og eneste kendte forbindelse af zink i oxidationstrin +1, baseret på et organometallisk kompleks med liganden pentamethylcyclopentadiene. Reagerer med ikke-oxiderende syrer, der har 2 oxidationstrin og frigive hydrogen og kan opløses i eddikesyre baser.

Metallet har en høj modstandsevne over for kolde plastisk deformation falder varmlaminering tvinger over 100 ° C. Kan ikke hærdes ved bitterhed og præsenterer krybe fænomen, som de fleste metaller og legeringer og små belastninger den vigtigste forskel fra rumtemperatur.

Historie

Det etymologi af zink synes at komme fra den tyske Zink, østlige Zinken, med angivelse af udseende med takkede kanter af mineralsk calamin, så det blev taget til metallet fremstillet heraf, selv om andre kilder mener kommer fra det persiske ord for sten .

Zinklegeringer er blevet brugt i århundreder messing stykker stammer fra 1000-1500 a. C. fundet i Kana'an og andre objekter med indhold på op til 87% zink er dukket op i den gamle region Transsylvanien men dens lave smeltepunkt og kemisk reaktivitet metallet har tendens til at fordampe, så den sande natur Metal blev ikke forstået af de gamle.

Det er kendt, at fremstillingen af ​​messing var kendt til romerne mod 30 a. C. Plinio og dioscorides opnå aurichalcum beskrevet ved fremgangsmåden ifølge opvarmning i en digel af en blanding af kobber cadmia; messing opnåede efterfølgende støbes eller smedet til at objekter.

Smeltning og udvinding af uren zink blev gennemført omkring 1000 i Indien i arbejdet Rasarnava ukendt forfatter beskriver proceduren og senere i Kina siden slutningen af ​​fjortende århundrede indianerne allerede vidste eksistensen af ​​zink som en anden end metal syv kendt i antikken, den ottende metal. I 1597 Andreas Libavius ​​beskrev en "særegen slags tin", der var blevet udarbejdet i Indien og nåede sine hænder i små mængder gennem en ven; deres beskrivelser følger, at zink selv var undladt at anerkende ham som metallet fra Kalamin.

I Vesten mod 1248, Albertus Magnus beskriver fremstilling af messing i Europa og i det sekstende århundrede allerede vidste af metallet. Georgius Agricola bemærkede i 1546, at en hvid metal kan ridse kondensat fra væggene i ovnen, hvor smeltet zink malm; tilføje i sine noter, at en lignende metal kaldet ZINCUM produceret i Schlesien. Paracelsus var den første til at foreslå, at ZINCUM var en ny metal og at deres egenskaber er forskellige fra dem af de kendte metaller uden at give, men ingen angivelse af deres oprindelse; i skrifter af Basil Valentine er også omtaler af ZINCUM. Men i de efterfølgende traktater hyppige henvisninger til zink, med deres forskellige navne, de er normalt omtales ingen åbne malm og til tider forveksles med bismuth.

Johann Kunkel i 1677 og snart efter Stahl i 1702 viste, at ved fremstilling af messing med kobber og Kalamin sidstnævnte tidligere tilstand frit metal, zink, som blev isoleret ved kemiker Anton von podning i 1742 og reducerer Andreas Marggraf i 1746, den grundige og metodisk arbejde med metoden til udvinding af zink fra sin sande mineral, Kalamin zink metallurgi cementeret sit ry som en opdagelsesrejsende og metal.

I 1743 grundlagde han den første bosættelse i Bristol til metal smeltning industriel skala, men sagen var hemmelige, så de måtte vente 70 år, indtil Daniel Dony udvikle en industriel proces til udvinding af metaller, og den første fabrik blev etableret på det europæiske kontinent.

Efter udviklingen af ​​teknikken med zinksulfid flotation blev flyttet til den vigtigste malm Kalamin. Den flotation Metoden er i dag ansat i produktion af forskellige metaller.

Applikationer

Den vigtigste anvendelse af zink ca. 50% af det årlige forbrug er galvaniseret stål for at beskytte det mod korrosion, en effektiv beskyttelse, selv når belægningen revner og at zink virker som en offeranode. Andre anvendelser er disse:

  • Zn-siden batterier, der anvendes i flyindustrien til missiler og plads kapsler til optimal ydelse per vægtenhed og zink-luft batterier til bærbare computere.
  • Sprøjtestøbte dele i bilindustrien.
  • Metallurgi af ædle metaller og bortskaffelse af bly-sølv.
  • Anvendes i produktionen af ​​olie, for at gøre den hvide farve af zink, der anvendes til at skabe gennemsigtighed i malingen.
  • Legeringer: messing, nikkel, kobber-nikkel-zink, aluzink, Pobjoy Mint, tombak, etc.

Biologiske rolle

Zink er et essentielt grundstof for mennesker og visse dyr. Den menneskelige krop indeholder omkring 40 mg zink pr kg og mange enzymer arbejde med din konkurrence: involveret i metabolismen af ​​proteiner og nukleinsyrer, stimulerer aktiviteten af ​​cirka 100 enzymer, bidrager til et velfungerende immunsystemet, er det nødvendigt at sårheling, er involveret i opfattelsen af ​​smag og lugt og DNA-syntese. Metallet er i insulinet, zinkfingerproteiner og forskellige enzymer, såsom superoxiddismutase.

Der er 2,4 gram zink fordelt i hele det menneskelige legeme. Det meste zink er i hjernen, muskler, knogler, nyre og lever, med de højeste koncentrationer i prostata og øjedelene. Sæd er særligt rige på zink, til at være en afgørende faktor i den korrekte funktion af prostata og vækst af reproduktive organer.

Zink øger blod testosteron indirekte fungerer som et coenzym i metabolismen af ​​mandlige hormoner ved dens dannelse gennem luteiniserende hormon, som stimulerer Leydig-celler. Det forhindrer også nedværdigende testosteron til østrogen ved aromatase enzym.

I hjernen er zink lagret i visse synaptiske vesikler af glutamaterge neuroner og kan "modulere ophidselse af hjernen." Det spiller en central rolle i synaptisk plasticitet og dermed læring. Imidlertid er det blevet kaldt "dark horse hjerne", som det også kan fungere som et neurotoksin, hvilket antyder, at tilstrækkelig zink homeostase spiller en afgørende rolle i den normale funktion af hjernen og centralnervesystemet.

Det menes, at brodden af ​​skorpioner indeholder zink med en renhed på 1/4 dele.

Mangel

Zinkmangel svækker immunsystemet producerer væksthæmning og kan forårsage hårtab, diarré, impotens, øjne og hudlæsioner, tab af appetit, vægttab, forsinket sårheling og unormal lugtesans og smag. De årsager, der kan forårsage zinkmangel er fattige indtag og dårlig absorption af mineralsk tilfælde af alkoholisme favorisere sine elimination i urin eller vegetarisk kost, hvor zinkabsorption er mindre end 50% af kød eller overdreven fjernelse på grund af fordøjelsesproblemer.

Berøvelse af zink i perioder med hurtig vækst påvirker negativt kognitive, cerebrale og seksuelle udvikling.

Ifølge CSIC spiller en stor rolle i neurotransmittere medierede funktioner, som en modulator af neuronal uro. I denne forstand zinkmangel kan forårsage humørsvingninger og neurodegeneration, herunder depression og Alzheimers.

Nedsatte niveauer af cirkulerende LH og testosteron på grund af zinkmangel krænker aktiviteten af ​​Leydig-celler.

Overskydende

Overskydende zink, har kaldt hipercincemia blevet associeret med lave niveauer af kobber, ændret jern-funktion, nedsat immunforsvar og niveauer af det gode kolesterol HDL, opkastning, diarré, nyreskader og mental depression.

Kosten zink

Zink findes i mange fødevarer, især dem rig på proteiner, da zink fastholdes mellem dem, såsom østers, rødt kød, svinekød, lam, fjerkræ, nogle fisk og skaldyr. Andre gode kilder til zink bønner, nødder, fuldkorn og gær. Frugt og grøntsager er normalt ikke gode kilder, fordi zink i vegetabilske proteiner er ikke så biotilgængeligt for mennesker som zink fra animalske proteiner.

Fuldkorn, bælgfrugter og nødder er høj i phytater, som er kendt blokkere zink. Biotilgængeligheden af ​​zink i syret Brød er højere end i produkter uden gær som hævningsproces aktive phytase, nedbrydning phytinsyre. Resultatet er, der forbedrer biotilgængeligheden af ​​zink.

Den anbefalede daglige indtag af zink er omkring 11-20 mg for voksne mænd, mindre for spædbørn, børn, unge og voksne kvinder og lidt højere for gravide kvinder og under amning. Zink absorption er meget varierende, og øges, når forbruget er lavt, eller når behov stige.

Selvom vegetariske voksne ofte er mindre end den altædende indtag, ser det ud til, at generelt har et tilstrækkeligt zink, som afspejlet i niveauet af zink i blod og undersøgelser af balancen zink. Det har vist sig, at over tid sker en tilpasning vegetarisk kost, hvilket resulterer i en bedre udnyttelse af dette element. Vegetar og ikke-vegetariske mænd har en lignende forbrug zink, mens vegetariske kvinder har en betydeligt lavere forbrug. Selv om sidstnævnte brug mindre zink niveauer svarer til niveauer altædende kvinder. Disse ældre, uanset deres type kost har en øget risiko for zinkmangel.

Såsom zink, generelt absorberes mindre effektivt fra en vegetarisk kost end en altædende kost, er det vigtigt, at vegetarer vælge fødevarer rige på zink.

Forekomst

Verdens samlede produktion af zink i 2011 udgjorde 12,40 millioner tons. Den største producent er Kina, efterfulgt af Peru og Australien.

Zink er det 23. mest rigelige element i jordskorpen. De rigeste miner indeholder ca. 10% jern og mellem 40 og 50% zink. Mineralerne hvorfra der udvindes: zink sulfid USA kendt som sphalerite og sphalerite i Europa; smithsonita USA, men Europa Kalamin; hemimorfita og franklinita.

Ifølge oplysningerne i den årlige rapport fra United States Geological Survey, estimaterne viser, at økonomisk udnyttelige reserver af zink i 2011 på verdensplan ville nå 250 millioner tons. Opdelt mellem Kina, USA, Peru og Kasakhstan. Rub kendte reserver 2.000 mio.

Produktion Zink begynder med udvinding af mineralet, hvilket kan gøres både åbne og underjordiske reservoirer himlen. Mineraler ekstraheret efterfølgende knust og underkastes en flotation fremgangsmåde til koncentratet.

Malm med højt indhold af jern behandles ved tør proces: første koncentratet ristes at omdanne svovldioxid, som der henvises til brændt, så reduceres med carbon til opnåelse af metal. Reaktionerne i begge faser er:

En anden enkel og billig måde at reducere zinkoxid i Carbon. Modermærker eller to molære dele af zinkoxid og et mol carbon anbringes i et vakuumkammer for at forhindre det metal, der antændes med luft på tidspunktet for rensning, hvilket igen resulterer zinkoxid. På dette stadium er reduktion af zinkoxid udtrykkes som følger:

2 ZnO + C → CO2 + 2 Zn

Første våde ristning udføres ved opnåelse af oxid udvaskes med fortyndet svovlsyre; væsker opnået oprenses ved at adskille de forskellige faser til stede. Zinksulfat underkastes derefter elektrolyse med bly og aluminium anode katode på hvilken plader, der danner zink få millimeter tykke, som fjernes fra tid til anden er deponeret. Katoderne opnåede smelte og metal støbes til markedsføring.

Som ved forskellige metaller som kviksølv, germaniumoxid, cadmium, guld, sølv, kobber, bly, afhængig af sammensætningen af ​​mineraler opnås. Svovldioxid opnået i ristning malmen anvendes til fremstilling af svovlsyre genbruges i udvaskning markedsføring overskuddet produceret.

De typer af zink fremstillet ved ASTM klassificeres i henhold til deres renhed:

  • SHG, Special High Grade
  • HG High Grade
  • Prime vestlige Grade PWG

EN 1179 betragtes fem grader Z1 til Z5 med zink indhold mellem 98,5% og 99,995% og tilsvarende standarder findes i Japan og Australien. For at harmonisere dem alle, Den Internationale Standardiseringsorganisation blev offentliggjort i 2004 ISO 752 klassificering og krav til primær zink.

Legeringer

Den mest udbredte er aluminiumslegeringer og kobber at forbedre de mekaniske egenskaber af zink og dens evne til støbning.

Det er et mindretal komponent i forskellige legeringer, primært kobber og messing, og bronze støbning alpakaer.

Forbindelser

Zinkoxid er det mest kendte og brugte industrielt, især da en hvid bund maling pigmenter, men også i gummiindustrien og solcremer. Andre vigtige forbindelser indbefatter zinksulfat, zinkchlorid og zinksulfid.

Isotoper

Zink i naturen består af fire stabile isotoper, Zn-64, Zn-66, Zn-67 og Zn-68. 22 radioisotoper er blevet karakteriseret som er de mest stabile Zn-65 og Zn-72 med halveringstider på 244.26 dage og 46,5 timer henholdsvis; de resterende radioaktive isotoper har perioder med halveringstid på under 14 timer og de fleste under et sekund. Zink har fire metastabile tilstande.

Forholdsregler

Zinkmetallet ikke anses for giftige, men nogle af deres forbindelser såsom oxider og svovl. Det blev i 40'erne observeret, at på overfladen af ​​galvaniseret stål er dannet over tid, "zink whiskers", som kan frigives til atmosfæren forårsager kortslutninger og fiaskoer i elektroniske komponenter. Disse whiskers dannes efter en inkubationsperiode, der kan vare i flere dage eller år og vokse med en hastighed på ca. 1 mm per år. Det problem forårsaget af disse whiskers er blevet forværret med tiden i de edb-lokaler og computere på hævede gulve er blevet bygget for at lette ledninger, hvor det var almindeligt at bruge galvaniseret stål, både den bærende konstruktion og bagsiden af ​​fliserne. I alderen disse værelser, ofte 20 eller 30 år fremme eksistensen af ​​hår i farlige mængder og længder kan forårsage systemfejl. Endvidere gradvis miniaturisering af udstyr nedsætter nødvendige længde til at forårsage svigt og små driftsspændinger forhindre smeltetemperaturen af ​​metallet er nået forårsager kronisk svigt, der kan være endnu intermitterende.

Forrige artikel Zeena Parkins
Næste artikel Zola Amaro