Цинк и его свойства

     Цинк  является  довольно  активным  металлом.

          Он легко взаимодействует с  кислородом, галогенами, серой и  фосфором: 

     2 Zn + О₂ = 2 ZnО (оксид цинка); 

     Zn + Сl₂ = ZnСl₂ (хлорид цинка); 

     Zn + S = ZnS (сульфид цинка); 

     3 Zn + 2 Р = Zn₃Р₂ (фосфид цинка). 

     При нагревании взаимодействует с аммиаком, в результате чего образуется нитрид цинка: 

     3 Zn + 2 NН₃ = Zn₂N₃ + 3 Н₂,

       а также с водой: 

     Zn + Н₂О = ZnО + Н₂ 

     и сероводородом: 

     Zn + Н₂S = ZnS + Н₂. 

     Образующийся  на поверхности цинка сульфид  предохраняет его от дальнейшего  взаимодействия с сероводородом.

     Цинк  хорошо растворим в кислотах и  щелочах: 

     Zn + Н₂SO₄ = ZnSO₄ + Н₂; 

     4 Zn + 10 НNО₃ = 4 Zn(NО₃)₂ + NН₄NО₃ + 3 Н₂О; 

     Zn + 2 КОH + 2 Н₂О = К₂[Zn(ОН)₄] + Н₂. 
 
 

     В отличие от алюминия цинк растворяется в водном растворе аммиака, так как  образует хорошо растворимый аммиакат: 

     Zn + 4 NН₄ОН = [Zn(NН₃)₄](ОН)₂ + Н₂ + 2 Н₂О. 

     Цинк  вытесняет менее активные металлы  из растворов их солей. 

     СuSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Сu; 

     СdSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Сd. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Получение металлического цинка 

     Цинк  добывают из концентратов сфалерита, смитсонита и каламина.

     Сульфидные  полиметаллические руды, которые  содержат пирит Fe₂S, галенит PbS,

     халькопирит CuFeS₂ и в меньшем количестве сфалерит после измельчения и размалывания подвергают обогащению сфалеритом методом селективной флотации. Если руда содержит магнетит, то для его удаления используют магнитный метод.

     При прокаливании (700°) концентратов сульфида цинка в специальных печах, образуется ZnO, который служит для получения металлического цинка.  

     2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂+221 ккал 

     Для превращения ZnS в ZnO измельчённые концентраты сфалерита предварительно нагревают в специальных печах горячим воздухом

     Окись цинка также получают прокаливанием  смитсонита при 300°.

     Металлический цинк получают путём восстановления окиси цинка углеродом 

     ZnO+CÞZn+CO-57 ккал 

     водородом 

     ZnO+H₂ÛZn+H₂O  

     ферросилицием

          ZnO+FeSiÞ2Zn+Fe+SiO₂

     метаном 

     2ZnO+CH₄Þ2Zn+H₂O+C 

     окисью углерода 

     ZnO+COÞZn+CO₂ 

     карбидом кальция 

     ZnO+CaC₂ÞZn+CaS+C 

     Металлический цинк также можно получить сильным  нагреванием ZnS с железом, с углеродом в присутствии CaO, с карбидом кальция 

     ZnS+CaC₂ÞZn+CaS+C 

     ZnS+FeÛ2Zn+FeS 

     2ZnS+2CaO+7CÞZn+2CaC₂+2CO+CS₂ 

     Металлургический  процесс получения металлического цинка, применяемый в промышленном масштабе, заключается в восстановлении ZnO углеродом при нагревании. В результате этого процесса ZnO восстанавливается не полностью, теряется некоторое количество цинка, идущего на образование Zn[Al₂O₄], и получают загрязнённый цинк. 
 
 

     Применение и значение для здоровья человека

     Основная  часть производимого цинка расходуется  на изготовление антикоррозионных покрытий железа и стали. Цинк применяют в  аккумуляторах и сухих элементах питания. Листовой цинк используют в типографском деле. Сплавы цинка (латунь, нейзильбер и другие) применяются в технике. ZnO служит пигментом в цинковых белилах. Соединения цинка являются полупроводниками. Раствором хлорида цинка ZnCl₂ пропитывают железнодорожные шпалы, предохраняя их от гниения.

     Значение  цинка для человека определяется тем, что он входит в состав всех существующих ферментных систем организма  и является компонентом более 300 металлоферментов, участвующих в  обмене белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Цинк участвует в росте, делении и дифференцировке клеток, что обусловлено его влиянием на белковый, нуклеиновый обмен, работу генетического аппарата клетки. Цинк входит в состав костной щелочной фосфатазы и связан с кальцификацией скелета, формированием гидроксиапатита, что определяет его роль в созревании костной системы. Цинк важен для реализации линейного роста человека как внутриутробно, так и постнатально. Отмечается высокая активность цинка в процессе регенерации тканей после ранений и ожогов. Доказана уникальная роль цинка для развития и деятельности центральной нервной системы и поведения. В эксперименте показано, что при дефиците цинка медленнее вырабатываются условные рефлексы, снижается способность к обучению. Считается, что в условиях дефицита цинка изменяется ядерно-цитоплазматическое соотношение клеток мозга, задерживается развитие мозга, структурное созревание мозжечка. Дефицит цинка наиболее опасен в критические периоды развития мозга (антенатальный этап, возраст от рождения до трех лет) На фоне дефицита цинка может заметно нарушаться вкус, обоняние. Трудно преувеличить роль цинка в работе зрительного анализатора, поскольку цинк совместно с витамином А способствует образованию зрительного фермента родопсина.

     Мои исследования 

     В условиях кабинета химии ППТ мы провели исследования Цинка и его свойств.

     Цинк - это металл серебристого цвета, мягкий и ковкий. Цинк является активным металлом. Нам удалось наблюдать взаимодействия цинка со следующими веществами: 

     1. Действие воды на цинк:

Zn + H₂O = ZnO + H₂

      Вывод: так как цинк является активным металлом, то цинк взаимодействует с водой  с образованием оксидной пленки. Даная  оксидная пленка защищает цинк от разрушения. Это свойство цинка нашло применение для создания цинковых покрытий на изделиях. 

      2. Действие серной кислоты на цинк:

      Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

      Вывод: Цинк взаимодействует с серной кислотой с выделением водорода. 

      3. Действие сульфата меди (II) на цинк:

      Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu

      Вывод: так как цинк более активный металл чем медь, то он вытесняет медь из раствора сульфата меди2, при этом чистая медь восстанавливается 
 
 
 
 
 

      Коррозии  металлов

        
 

Вывод: активность цинка возрастает в присутствии  меди и ее ионов.