У этого термина существуют и другие значения, см. Цинк (значения). 30 Медь ← Цинк → Галлий 30Zn Внешний вид простого вещества Хрупкий металл голубовато-белого цвета Свойства атома Имя, символ, номер Цинк / Zincum (Zn), 30 Атомная масса (молярная масса) 65,39 а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [Ar] 3d10 4s2 Радиус атома 138 пм Химические свойства Ковалентный радиус 125 пм Радиус иона (+2e) 74 пм Электроотрицательность 1,65 (шкала Полинга) Электродный потенциал -0,763 Степени окисления =+2 Энергия ионизации (первый электрон) 905,8(9,39) кДж/моль (эВ) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) 7,133 г/см³ Температура плавления 419,6 °C Температура кипения 906,2 °C Теплота плавления 7,28 кДж/моль Теплота испарения 114,8 кДж/моль Молярная теплоёмкость 25,4[1] Дж/(K·моль) Молярный объём 9,2 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки гексагональная Параметры решётки a=2,6648 c=4,9468 Å Отношение c/a 1,856 Температура Дебая 234 K Прочие характеристики Теплопроводность (300 K) 116 Вт/(м·К) 30 Цинк Zn 65,39 3d104s2 Цинк — 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 (CAS-номер: 7440-66-6) при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка). Содержание 1 История 2 Происхождение названия 3 Нахождение в природе 3.1 Месторождения 4 Получение 5 Физические свойства 6 Химические свойства 7 Применение 7.1 Мировое производство 8 Биологическая роль 8.1 Содержание в продуктах питания 8.2 Основные проявления дефицита цинка 9 Токсичность 10 См. также 11 Ссылки 12 Примечания править История Сплав цинка с медью — латунь — был известен ещё в Древней Греции, Древнем Египте, Индии (VII в.), Китае (XI в.). Долгое время не удавалось выделить чистый цинк. В 1746 А. С. Маргграф разработал способ получения чистого цинка путём прокаливания смеси его окиси с углём без доступа воздуха в глиняных огнеупорных ретортах с последующей конденсацией паров цинка в холодильниках. В промышленном масштабе выплавка цинка началась в XVII в. править Происхождение названия Слово «цинк» впервые встречается в трудах Парацельса, который назвал этот металл словом «zincum» или «zinken» в книге Liber Mineralium II[2]. Это слово, вероятно, восходит к нем. Zinke, означающее «зубец» (кристаллы металлического цинка похожи на иглы)[3]. править Нахождение в природе Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его. Наиболее распространенный минерал цинка — сфалерит, или цинковая обманка. Основной компонент минерала — сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Видимо, за это минерал и называют обманкой. 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. править Месторождения Месторождения цинка известны в Австралии, Боливии[4]. править Получение Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его. Цинк в природе как самородный метал не проявляется. 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. Цинковые концентраты обжигают в печах в кипящем слое, переводя сульфид цинка в оксид ZnO; образующийся при этом сернистый газ SO2 расходуется на производство серной кислоты. Чистый цинк из оксида ZnO получают двумя способами. По пирометаллургическому (дистилляционному) способу, существующему издавна, обожженный концентрат подвергают спеканию для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливают углем или коксом при 1200—1300 °C: ZnO + С = Zn + CO. Образующиеся при этом пары металла конденсируют и разливают в изложницы. Сначала восстановление проводили только в ретортах из обожженной глины, обслуживаемых вручную, позднее стали применять вертикальные механизированные реторты из карборунда, затем — шахтные и дуговые электропечи; из свинцово-цинковых концентратов цинк получают в шахтных печах с дутьем. Производительность постепенно повышалась, но цинк содержал до 3 % примесей, в том числе ценный кадмий. Дистилляционный цинк очищают ликвацией (то есть отстаиванием жидкого металла от железа и части свинца при 500 °C), достигая чистоты 98,7 %. Применяющаяся иногда более сложная и дорогая очистка ректификацией дает металл чистотой 99,995 % и позволяет извлекать кадмий. Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Обожженные 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. Обычно чистота электролитного цинка 99,95 %, полнота извлечения его из концентрата (при учете переработки отходов) 93-94 %. Из отходов производства получают цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; иногда также In, Ga, Ge, Tl. править Физические свойства В чистом виде — довольно пластичный серебристо-белый металл. Обладает гексагональной решеткой с параметрами а = 0,26649 нм, с = 0,49431 нм, пространственная группа P 63/mmc, Z = 2. При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). При 100—150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Собственная концентрация носителей заряда в цинке 13,1×1028 м−3 править Химические свойства Типичный амфотерный металл. Стандартный электродный потенциал −0,76 В, в ряду стандартных потенциалов расположен до железа. На воздухе цинк покрывается тонкой пленкой оксида ZnO. При сильном нагревании сгорает с образованием амфотерного белого оксида ZnO: 2Zn + O2 = 2ZnO. Оксид цинка реагирует как с растворами кислот: ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O так и щелочами: ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + Н2О, Цинк обычной чистоты активно реагирует с растворами кислот: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑, Zn + H2SO4(разб.) = ZnSO4 + H2↑ и растворами щелочей: Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4 + H2↑, образуя гидроксоцинкаты. С растворами кислот и щелочей очень чистый цинк не реагирует. Взаимодействие начинается при добавлении нескольких капель раствора сульфата меди CuSO4. При нагревании цинк реагирует с галогенами с образованием галогенидов ZnHal2. С фосфором цинк образует фосфиды Zn3P2 и ZnP2. С серой и её аналогами — селеном и теллуром — различные халькогениды, ZnS, ZnSe, ZnSe2 и ZnTe. С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует. Нитрид Zn3N2 получают реакцией цинка с аммиаком при 550—600 °C. В водных растворах ионы цинка Zn2+ образуют аквакомплексы [Zn(H2O)42+ и [Zn(H2O)62+. править Применение Чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, добываемых подземным выщелачиванием (золото, серебро). Кроме того, цинк используется для извлечения серебра, золота (и других металлов) из чернового свинца в виде интерметаллидов цинка с серебром и золотом (так называемой «серебристой пены»), обрабатываемых затем обычными методами аффинажа. 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, например: марганцево-цинковый элемент, серебряно-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,85 В, 150 Вт·ч/кг, 650 Вт·ч/дм³, малое сопротивление и колоссальные разрядные токи), ртутно-цинковый элемент (ЭДС 1,35 В, 135 Вт·ч/кг, 550—650 Вт·ч/дм³), диоксисульфатно-ртутный элемент, йодатно-цинковый элемент, медно-окисный гальванический элемент (ЭДС 0,7—1,6 Вольт, 84—127 Вт·ч/кг, 410—570 Вт·ч/дм³), хром-цинковый элемент, цинк-хлоросеребряный элемент, никель-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,82 Вольт, 95—118 Вт·ч/кг, 230—295 Вт·ч/дм³), свинцово-цинковый элемент, цинк-хлорный аккумулятор, цинк-бромный аккумулятор и др. Очень важна роль цинка в цинк-воздушных аккумуляторах, которые отличаются весьма высокой удельной энергоёмкостью. Они перспективны для пуска двигателей (свинцовый аккумулятор — 55 Вт·ч/кг, цинк-воздух — 220—300 Вт·ч/кг) и для электромобилей (пробег до 900 км). 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 — важный компонент латуни. Сплавы цинка с алюминием и магнием (ЦАМ, ZAMAK) благодаря сравнительно высоким механическим и литейным качествам очень широко используются в машиностроении. В частности в оружейном деле из сплава ZAMAK часто отливают затворы пистолетов, особенно рассчитанных на использование слабых или травматических патронов. Хлорид цинка — важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры. Сульфид цинка используется для синтеза люминофоров временного действия и разного рода люминесцентов на базе смеси ZnS и CdS. Люминофоры на базе сульфидов цинка и кадмия, также применяются в электронной промышленности для изготовления светящихся гибких панелей и экранов в качестве электролюминофоров и составов с коротким временем высвечивания. 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. На разные применения цинка приходится: цинкование — 45-60 % медицина (оксид цинка как антисептик) — 10 % производство сплавов — 10 % производство резиновых шин — 10 % масляные краски — 10 % править Мировое производство Производство цинка в мире за 2009 год составило 11,277 млн т, что на 3,2 % меньше чем в 2008 г.[5] Список стран по производству цинка в 2006 году (на основе «Геологического обзора Соединенных Штатов»)[6]: Список стран по производству цинка Место Страна Производительность (тонн) — Весь мир 10,000,000 1 Китай 2,600,000[7] 2 Австралия 1,380,000 3 Перу 1,201,794 4 США 727,000 5 Канада 710,000 6 Мексика 480,000[7] 7 Ирландия 425,700 8 Индия 420,800 9 Казахстан 400,000[7] 10 Швеция 192,400 11 Россия 190,000 [7] 12 Бразилия 176,000[7] 13 Боливия 175,000[7] 14 Польша 135,600 15 Иран 130,000[7] 16 Марокко 73,000[7] 17 Намибия 68,000[7] 18 Северная Корея 67,000[7] 19 Турция 50,000[7] 20 Вьетнам 48,000[7] 21 Таиланд 45,000[7] 22 Гондурас 37,646 23 Финляндия 35,700 24 ЮАР 34,444 25 Чили 31,725 26 Аргентина 30,300[7] 27 Болгария 17,300[7] 28 Румыния 9,600[7] 29 Япония 7,169 30 Алжир 5,000[7] 31 Саудовская Аравия 1,500[7] 32 Грузия 400[7] 33 Босния и Герцеговина 300[7] 34 Мьянма 100[7] править Биологическая роль В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка стоит на статье с 11 мая 2011. Цинк: необходим для продукции спермы и мужских гормонов[8] необходим для метаболизма витамина E, который является предшественником половых гормонов и включается в продукцию тестостерона. важен для нормальной деятельности простаты. участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста[8]. править Содержание в продуктах питания Среди продуктов, употребляемых в пищу человеком, наибольшее содержание цинка — в устрицах. Однако в тыквенных семечках содержится всего на 26 % меньше цинка, чем в устрицах. Например, съев 45 граммов устриц, человек получит столько же цинка, сколько содержится в 60 граммах тыквенных семечек. Практически во всех хлебных злаках цинк содержится в достаточном количестве и удобоусвояемой форме. Поэтому, биологическая потребность организма человека в цинке обычно полностью обеспечивается ежедневным употреблением в пищу цельнозерновых продуктов (нерафинированного зерна). Содержание цинка: ~0,25 мг/кг — яблоки, апельсины, лимоны, инжир, грейпфруты, все мясистые фрукты, зеленые овощи, минеральная вода. ~0,31 мг/кг — мёд. ~2—8 мг/кг — малина, чёрная смородина, финики, большая часть овощей, большинство морских рыб, постная говядина, молоко, очищенный рис, свёкла обычная и сахарная, спаржа, сельдерей, помидоры, картофель, редька, хлеб. ~8—20 мг/кг — некоторые зерновые, дрожжи, лук, чеснок, неочищенный рис, яйца. ~20—50 мг/кг — овсяная и ячменная мука, какао, патока, яичный желток, мясо кроликов и цыплят, орехи, горох, фасоль, чечевица, зелёный чай, сушёные дрожжи, кальмары. ~30—85 мг/кг — говяжья печень, некоторые виды рыб. ~130—202 мг/кг — отруби из пшеницы, проросшие зерна пшеницы, тыквенные семечки, семечки подсолнечника. править Основные проявления дефицита цинка раздражительность, утомляемость, потеря памяти, нарушение сна; гиперактивность; депрессивные состояния; предрасположенность к алкоголизму; снижение остроты зрения; потеря вкусовых ощущений, язвы во рту; расстройства обоняния; снижение аппетита; диарея; уменьшение массы тела, исхудание; накопление в организме железа, меди, кадмия, свинца; чешуйчатые высыпания на коже, угри, фурункулез, экзема, дерматит, псориаз, трофические язвы, плохое заживление ран; расслаивание ногтей, появление на них белых пятен; тусклый цвет волос, перхоть, замедление роста, выпадение волос; снижение уровня инсулина, риск развития сахарного диабета; задержка роста, позднее половое созревание у детей (особенно у мальчиков); снижение оплодотворяющей способности сперматозоидов; снижение сексуальной активности, импотенция у мужчин; увеличение риска развития аденомы простаты; преждевременные роды, рождение ослабленных детей, стерильность у женщин; снижение Т-клеточного иммунитета, снижение сопротивляемости инфекциям; частые и длительные простудные заболевания; аллергические заболевания; анемия; увеличение риска развития опухолевых процессов; ускоренное старение. править Токсичность Все соли цинка, особенно сульфаты и хлориды, могут вызывать отравление из-за токсичности ионов Zn2+. 1 грамма сульфата цинка ZnSO4 достаточно, чтобы вызвать тяжелое отравление. В быту хлориды, сульфаты и оксид цинка могут образовываться при хранении пищевых продуктов в цинковой и оцинкованной посуде. Отравление ZnSO4 приводит к малокровию, задержке роста, бесплодию. Отравление оксидом цинка происходит при вдыхании его паров. Оно проявляется в появлении сладковатого вкуса во рту, снижении или полной потере аппетита, сильной жажде. Появляется усталость, чувство разбитости, стеснение и давящая боль в груди, сонливость, сухой кашель. Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его. править См. также Категория:Соединения цинка править Ссылки Цинк на Викискладе? Цинк на Webelements Цинк в Популярной библиотеке химических элементов Цинк и цинковые аноды править Примечания ↑ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — Т. 5. — С. 378. ↑ Hoover, Herbert Clark (2003), Georgius Agricola de Re Metallica, Kessinger Publishing, p. 409, ISBN 0766131971  ↑ Gerhartz, Wolfgang (1996), Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (5th ed.), VHC, p. 509, ISBN 3527201009  ↑ Крупнейшие мономинеральные месторождения (рудные районы, бассейны) ↑ Мир сократил производство и потребление цинка, а Китай — увеличил ↑ Minerals Yearbook 2006 ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Ориентировочные данные ↑ 1 2 А. В. Скальный. Цинк и здоровье человека. — РИК ГОУ ОГУ, 2003. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H   He 2 Li Be   B C N O F Ne 3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar 4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Щелочные металлы  Щёлочноземельные металлы  Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы п·о·р Электрохимический ряд активности металлов Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tс, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала. Соединения цинка Гидрид цинка (ZnH2) • Оксид цинка (ZnO) • Пероксид цинка (ZnO2) • Гидроксид цинка (Zn(OH)2) • Фторид цинка (ZnF2) • Хлорид цинка (ZnCl2) • Бромид цинка (ZnBr2) • Иодид цинка (ZnI2) • Сульфид цинка (ZnS) • Сульфат цинка (ZnSO4) • Нитрат цинка (Zn(NO3)2) • Ортофосфат цинка (Zn3(PO4)2) • Карбонат цинка (ZnCO3) • Ацетат цинка ((CH3COO)2Zn) • Борогидрид цинка (Zn(BH4)2) • Дитионит цинка (ZnS2O4) • Фосфид цинка (Zn3P2) • Цианид цинка (Zn(CN)2) • Хлорат цинка (Zn(ClO3)2) • Хромат цинка (ZnCrO4) • Молибдат цинка (ZnMoO4) • Антимонид цинка (ZnSb) • Селенид цинка (ZnSe) • Теллурид цинка (ZnTe) • Пирофосфат цинка (Zn2P2O7) • Арсенид цинка (Zn3As2) • Нитрид цинка (Zn3N2)