Цинк: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м Премахнати редакции на 31.13.252.27 (б.), към версия на Drzewianin |
корекции |
||
Ред 50:
'''Цинкът''' Zn е [[химичен елемент]], [[преходни метали|преходен метал]]. Намира се във 2Б [[Група на периодичната система|група]], четвърти [[период]] от [[Периодична система на елементите|периодичната система на елементите]]. Поредният му номер е 30.
Името му вероятно е дадено от [[алхимия|алхимика]] [[Парацелз]] и е свързано с немската дума ''Zinke''. Заслугата за откриването на чистия метал през 1746 г. обикновено се приписва на Андреас Сигизмунд Марграф. Към 1800 година [[Луиджи Галвани]] и [[Алесандро Волта]] откриват [[електрохимия|електрохимичните]] свойства на цинка. Те са от голямо практическо значение, тъй като
От съединенията му най-често се използват [[цинков карбонат]] и цинков глюконат (като хранителни добавки), [[цинков хлорид]] (в дезодоранти), цинкови комплекси в противопърхотните шампоани, [[цинков сулфид]] (в [[луминесценция|луминесцентни]] бои), и цинков етил или диметил в органичната химия.
Ред 97:
Цинкът има пет стабилни [[изотоп]]а. <sup>64</sup>Zn е най-често срещан в природата (48.63%).<ref name="NNDC">{{Citation|url=http://www.nndc.bnl.gov/chart/|author=NNDC contributors|editor=Alejandro A. Sonzogni (Database Manager)|title=Chart of Nuclides|publisher=National Nuclear Data Center, [[Brookhaven National Laboratory]]|archivedate=2008-09-13|year=2008|location=Upton (NY)}}</ref> Този изотоп има толкова дълъг [[период на полуразпад]] (4,3х10<sup>18</sup>години) <ref>{{harvnb|CRC|2006|p='''11'''-70}}</ref>, че неговата [[радиоактивност]] може да се пренебрегне.<ref name="NASA">{{Citation|title=Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results|url=http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr3/pub_papers/fiveyear/basic_results/wmap5basic.pdf|publisher=[[NASA]]|archivedate=2008-03-06|author=NASA contributors|format=PDF}}</ref> Аналогично, <sup>70</sup>Zn (0.6%), с период на полуразпад 1,3х10<sup>16</sup> години обикновено не се счита за радиоактивен. Другите естествени изотопи на цинка са <sup>66</sup>Zn (28%), <sup>67</sup>Zn (4%) и <sup>68</sup>Zn (19%).
Изследвани са няколко десетки [[радиоизотоп]]и на цинка. <sup>65</sup>Zn, с [[период на полуразпад]] 243.66 дни, е на-дълго живущият от тях, следван от <sup>72</sup>Zn с период на полуразпад 46.5 часа.<ref name="NNDC"/> Цинкът има и 10 [[ядрен изомер|ядрени изомера]]. От тях <sup>69m</sup>Zn има най-дълъг период на полуразпад, 13.76 часа.<ref name="NNDC"/> Горният индекс ''m'' означава метастабилен изотоп. Ядрото на метастабилните изотопи се намира във възбудено състояние и се връща към [[основно състояние на атома|основно състояние]] чрез излъчване на [[фотон]] във вид на [[гама лъчи]].
Най-честата реакция на [[радиоактивност|радиоактивен разпад]] на радиоизотопите на цинка с атомен номер по-нисък от 66 е [[електронен захват|електронният захват]]. В резултат се получава изотоп на [[мед (елемент)|мед]]. <ref name="NNDC"/> Най-честата реакция на радиоактивен разпад на радиоизотопите на цинка с атомен номер по-висок от 66 е бета разпад ((β<sup>−</sup> разпад)), в резултат на който се получава изотоп на [[галий]]. <ref name="NNDC"/>
== Химични свойства ==
Химичните свойства на цинка се определят от електронната му конфигурация. Тя се отличава от тази на калциевия атом само по това, че между неговите 3s<sup>2</sup>3р<sup>6</sup> и 4s<sup>2</sup>-електрони
При сравнение на свойствата му тези на А-групата и със съседните групи преходни метали изпъкват сравнително ниските температури на топене и кипене, както и сравнително високото [[специфично електрическо съпротивление]] – 5,8 µΩ.см. Обяснението на тези факти се търси в значителната стабилност на d<sup>10</sup>-конфигурацията при този метал. Електроните не участват нито в ковалентна, нито в [[метална връзка]] между металните атоми, а запазват характерното за изолираните атоми разпределение на [[електронна плътност|електронната плътност]] около ядрата. По такъв начин металната връзка се осъществява само от s-електроните от последния електронен слой. Връзката е по-слаба и свързаните с нея показатели (какъвто е температурата на топене) – по-ниски.
Ред 108:
По химична активност, цинкът значително отстъпва на представителите на А-групата.
Изложен на [[въздух]], губи металния си блясък, като бързо се покрива с корица от [[цинков карбонат]](Zn<sub>5</sub>(OH)<sub>6</sub>CO<sub>3</sub>), като реагира с атмосферния [[въглероден диоксид]].<ref>{{Citation|publisher=CRC Press|year=1994|page=121|isbn=0824792130|title=Corrosion Resistance of Zinc and Zinc Alloys| first=Frank C.|last=Porter}}</ref>, която го предпазва от по-нататъшно [[окисление]].
::2Zn + O<sub>2</sub> → 2ZnO
Нагрят до тъмночервено, той отнема кислорода дори и от водните пари и от СО<sub>2</sub>:
Ред 124:
::Zn + 2H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + 2H<sub>2</sub>O → [Zn(H<sub>2</sub>O)<sub>4</sub>]<sup>2+</sup> + H<sub>2</sub>,
Цинкът лесно реагира с киселини, алкални соли и други неметали (при нагряване).<ref>{{Citation|last=Hinds|first=John Iredelle Dillard|title=Inorganic Chemistry: With the Elements of Physical and Theoretical Chemistry|publisher=John Wiley & Sons|location=New York|year=1908|edition=2nd|pages=506–508}}</ref> Цинк с висока степен на чистота обаче реагира много бавно с киселини при стайна температура.<ref name="Holl"/>
::4Zn + 10HNO<sub>3</sub> → 4Zn(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub> + 3H<sub>2</sub>O
Ред 160:
::[Zn(CN)<sub>4</sub>]<sup>2-</sup> → Zn<sup>2+</sup> + 4CN<sup>-</sup>.
При разтварянето на
[[Цинк-органични съединения|Цинк-органичните]] съединения са първите получени метал-органични съединения. Един от най-честите примери за [[органично съединение]] на цинка е цинковият ацетат Zn(О<sub>2</sub>CCH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>.
Ред 168:
Практическото използване на цинка и неговите съединения е широко и разнообразно. Основното количество цинк се използва като [[антикорозионно покритие]] на [[желязо]]то. Използва се за месингови сплави, които съдържат [[Мед (елемент)|мед]] и от 20 до 50% цинк. Още участва в състава на [[сплав]]и, в които освен мед, се съдържа и [[алуминий]]. Според съдържанието на цинк, мед и алуминий тези сплави носят различни наименования: [[целко-сплав]], [[бял месинг]] и др.
Цинков прах намира приложение като редуктор в лабораторната практика и в химичната технология. Поради своята трошливост цинкът не е подходящ като [[конструктивен материал]]. В това отношение обаче редица негови сплави
Сухите [[галваничен елемент|галванични елементи]] се правят най-вече с участието на цинк или метали от групата на цинка – например въглерод-цинков, живачен и алкално-манганов.
Ред 174:
=== Антикорозионни покрития ===
[[Файл:Feuerverzinkte Oberfläche.jpg|thumb|250px|Кристална структура на покритието на галванизиран предмет]]
Най-широко приложение на цинка е като анти-корозионен агент.<ref name="Greenwood1997p1203">{{harvnb|Greenwood|1997|p=1203}}</ref> Галванизацията, която представлява покриване на предмети от [[желязо]] или [[стомана]] с тънък слой цинк, е най-често използваният метод за нанасяне на цинков слой ([[поцинковане]])
|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zinc/zinc_mcs06.pdf|format=PDF|publisher=United States Geological Survey|title=Mineral Yearbook 2006: Zinc|first=Amy C|last=Tolcin|archivedate=2010-12-11}}</ref>, а в световен мащаб за тази цел са използвани 47% .<ref name="NRC2006">{{Citation|publisher=Natural Resources Canada
|title=Zinc|last=Panagapko|first=Doug|year=2006|url=http://info.wlu.ca/~wwwgeog/special/vgt/English/can_mod2/unit7.htm|archivedate=2010-12-11}}</ref>
Ред 181:
=== Батерии ===
Цинкът се използва стандартно като материал за анода при изработването на [[батерия|батерии]] поради ниския си електроден потенциал (-0,76 V). В алкалните батерии се използва цинк във форма на прах, а в цинково-въглеродните батерии – във форма на листове.<ref>{{Citation|first=Jürgen O.|last=Besenhard|title=Handbook of Battery Materials|publisher=Wiley-VCH|url=http://www.ulb.tu-darmstadt.de/tocs/60178752.pdf|format=PDF|isbn=3527294694|year=1999|archivedate=2010-12-11}}</ref><ref>{{Citation|doi=10.1016/0378-7753(95)02242-2|year=1995|title=Recycling zinc batteries: an economical challenge in consumer waste management|first=J. -P.|last=Wiaux|coauthors=Waefler, J. -P.|journal=Journal of Power Sources|volume=57|page=61}}</ref>
▲Цинкът се използва стандартно като материал за анода при изработването на [[батерия|батерии]] поради ниския си електроден потенциал (-0,76 V). В алкалните батерии се използва цинк във форма на прах, а в цинково-въглеродните батерии – във форма на листове.<ref>{{Citation|first=Jürgen O.|last=Besenhard|title=Handbook of Battery Materials|publisher=Wiley-VCH|url=http://www.ulb.tu-darmstadt.de/tocs/60178752.pdf|format=PDF|isbn=3527294694|year=1999|archivedate=2010-12-11}}</ref><ref>{{Citation|doi=10.1016/0378-7753(95)02242-2|year=1995|title=Recycling zinc batteries: an economical challenge in consumer waste management|first=J. -P.|last=Wiaux|coauthors=Waefler, J. -P.|journal=Journal of Power Sources|volume=57|page=61}}</ref> В цинково-въздушната [[горивна клетка]] цинкът е анод или гориво.<ref>{{Citation|title=A design guide for rechargeable zinc-air battery technology|last=Culter|first=T.|doi=10.1109/SOUTHC.1996.535134|journal=Southcon/96. Conference Record|year=1996|page=616}}</ref><ref>{{Citation|url=http://www.electric-fuel.com/evtech/papers/paper11-1-98.pdf|format=PDF| title=Zinc Air Battery-Battery Hybrid for Powering Electric Scooters and Electric Buses|first=Jonathan|last=Whartman|coauthors=Brown, Ian|publisher=The 15th International Electric Vehicle Symposium|archivedate=2010-12-11}}</ref><ref>{{Citation|url =http://www.osti.gov/energycitations/product.biblio.jsp?osti_id=82465|title=A refuelable zinc/air battery for fleet electric vehicle propulsion|last=Cooper|first=J. F|coauthors=Fleming, D.; Hargrove, D.; Koopman, R.; Peterman, K|publisher=Society of Automotive Engineers future transportation technology conference and exposition|archivedate=2010-12-11}}</ref>
=== Препарати за биозащита ===
Line 205 ⟶ 204:
Цинкът не е токсичен, но неговите соли притежават известно [[токсично действие]].
=== Биохимия ===
Ролята на цинка като компонент на ензимите е съществена за осъществяване на биохимичните реакции. Например [[карбонанхидраза]]та
▲Ролята на цинка като компонент на ензимите е съществена за осъществяване на биохимичните реакции. Например [[карбонанхидраза]]та ускорява достигането на равновесието
::CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O ↔ HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + H<sup>+</sup>
Line 230 ⟶ 229:
Кадмият често съпътства цинка в неговите руди. Двата метала могат да се разделят при дестилация, тъй като температурата на кипене на кадмия е по-ниска от тази на цинка. При хидрометалургичното получаване на цинка примесите от кадмий и мед попадат в разтвора като [[сулфати]]. При прибавянето към този разтвор на цинков прах цинкът редуцира кадмиевите и медните соли и се отделя т.нар. [[медно-кадмиев кек]]. При обработването му със сярна киселина (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>) се получава разтвор на кадмиев сулфат (CdSO<sub>4</sub>), който се подлага на електролиза.
Взаимодействие на цинков оксид с киселинен оксид:
ZnO + SO<sub>3</sub> = ZnSO<sub>4</sub>
== Източници ==
<references />
== Вижте още ==
* [[:Категория:Съединения на цинка|Съединения на цинка]]
== Външни препратки ==
Line 246 ⟶ 243:
* {{en икона}} [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Zn/index.html WebElements.com – Zinc]
* {{en икона}} [http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Zn История и етимология]
{{Периодична система}}
[[Категория:Химични елементи]]
[[Категория:Преходни метали]]
| |||