tokar.guru

Цинк и его свойства 2

Государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования Ленинградской области Подпорожский Политехнический техникум

Поисково-исследовательская работа по химии

Тема:

«Цинк и его свойства»

Выполнил(а): студент группы № 89

Фамилия, имя, отчество: Юриков Алексей Александрович

Проверил преподаватель: Ядыкина Людмила Алексеевна

Оценка:

Подпорожье

2010

Оглавление

1. Положение в периодической системе и строение атома

2. История открытия

3. Нахождение в природе

4. Физические свойства

5. Химические свойства

6. Получение металлического цинка

7. Применение и значение для здоровья человека

8. Мои исследования

9. Литература

Положение в периодической системе

и строение атома

Элемент цинк (Zn) в таблице Менделеева имеет порядковый номер 30.

Он находится в четвертом периоде второй группы.

атомный вес = 65,37

валентность II

заряд 2+

Природный цинк состоит из смеси пяти стабильных нуклидов: 64Zn (48,6% по массе), 66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%), 68Zn (18,8%) и 70Zn (0,6%).

Конфигурация двух внешних электронных слоев 3 s 2 p 6 d 10 4 s 2 .

История открытия

Сплавы цинка с медью — латуни — были известны еще древним грекам и египтянам. Цинк получали в 5 в. до н. э. в Индии. Римский историк Страбон в 60-20 годах до н. э. писал о получении металлического цинка, или «фальшивого серебра». В дальнейшем секрет получения цинка в Европе был утерян, так как образующийся при термическом восстановлении цинковых руд цинк при 900°C переходит в пар. Пары цинка реагируют с кислородом воздуха, образуя рыхлый оксид цинка, который алхимики называли «белой шерстью».

Металлический цинк

В XVI веке были предприняты первые попытки выплавлять цинк в заводских условиях. Но производство «не пошло», технологические трудности оказались непреодолимыми. Цинк пытались получать точно также как и другие металлы. Руду обжигали, превращая цинк в окись, затем эту окись восстанавливали углем…

Цинк, естественно, восстанавливался, взаимодействуя с углем, но … не выплавлялся. Не выплавлялся потому, что этот металл уже в плавильной печи испарялся – температура его кипения всего 906° С. А в печи был воздух. Встречая его, пары активного цинка реагировали с кислородом, и вновь образовывался исходный продукт – окись цинка.

Наладить цинковое производство в Европе удалось лишь после того, как руду стали восстанавливать в закрытых ретортах без доступа воздуха. Примерно так же «черновой» цинк получают и сейчас, а очищают его рафинированием. Пирометаллургическим способом сейчас получают примерно половину производимого в мире цинка, а другую половинугидрометаллургическим.

Следует иметь в виду, что чисто цинковые руды в природе почти не встречаются. Соединения цинка (обычно 1-5% в пересчете на металл) входят в состав полиметаллических руд. Полученные при обогащении руды цинковые концентраты содержат 48-65% цинка, до 2% меди, до 2% свинца, до 12% железа. И плюс доли процента рассеянных и редких металлов…

Сложный химический и минералогический состав руд, содержащих цинк, был одной из причин, по которым цинковое производство рождалось долго и трудно. В переработке полиметаллических руд и сейчас еще есть нерешенные проблемы… Но вернемся к пирометаллургии цинка – в этом процессе проявляются сугубо индивидуальные особенности этого элемента.

При резком охлаждении пары цинка сразу же, минуя жидкое состояние, превращаются в твердую пыль. Это несколько осложняет производство, хотя элементарный цинк считается нетоксичным. Часто бывает нужно сохранить цинк именно в виде пыли, а не переплавлять его в слитки.

В пиротехнике цинковую пыль применяют, чтобы получить голубое пламя. Цинковая пыль используется в производстве редких и благородных металлов. В частности, таким цинком вытесняют золото и серебро из цианистых растворов. Как ни парадоксально, но при получении самого цинка (и кадмия) гидрометаллургическим способом применяется цинковая пыль для очистки раствора сульфата меди и кадмия. Но это еще не все. Вы никогда не задумывались, почему металлические мосты, пролеты заводских цехов и другие крупногабаритные изделия из металла чаще всего окрашивают в серый цвет?

Главная составная часть применяемой во всех этих случаях краски – все та же цинковая пыль. Смешанная с окисью цинка и льняным маслом, она превращается в краску, которая отлично предохраняет от коррозии. Эта краска к тому же дешева, пластична, хорошо прилипает к поверхности металла и не отслаивается при температурных перепадах. Мышиный цвет скорее достоинство, чем недостаток. Изделия, которые покрывают такой краской, должны быть не марки и в то же время опрятны.

На свойствах цинка сильно сказывается степень его чистоты. При 99,9 и 99,99% чистоты цинк хорошо растворяется в кислотах. Но стоит «прибавить» еще одну девятку (99,999%), и цинк становится нерастворимым в кислотах даже при сильном нагревании. Цинк такой чистоты отличается и большой пластичностью, его можно вытягивать в тонкие нити. А обычный цинк можно прокатить в тонкие листы, лишь нагрев его до 100-150° С. Нагретый до 250° С и выше, вплоть до точки плавления, цинк опять становится хрупким – происходит очередная перестройка его кристаллической структуры.

Листовой цинк широко применяют в производстве гальванических элементов. Первый “вольтов столб” состоял из кружочков цинка и меди. И в современных химических источниках тока отрицательный электрод чаще всего делается из цинка.

Значительна роль этого элемента в полиграфии. Из цинка делают клише, позволяющие воспроизвести в печати рисунки и фотографии. Специально приготовленный и обработанный типографский цинк воспринимает фотоизображение. Это изображение в нужных местах защищают краской, и будущее клише протравливают кислотой. Изображение приобретает рельефность, опытные граверы подчищают его, делают оттиски, а потом эти клише идут в печатные машины.

К полиграфическому цинку предъявляют особые требования: прежде всего он должен иметь мелкокристаллическую структуру, особенно на поверхности слитка. Поэтому цинк, предназначенный для полиграфии, всегда отливают в закрытые формы. Для «выравнивания» структуры применяют отжиг при 375°С с последующим медленным охлаждением и горячей прокаткой. Строго лимитируют и присутствие в таком металле примесей, особенно свинца. Если его много, то нельзя будет вытравить клише так, как это нужно. Если же свинца меньше 0,4%, то трудно получить нужную мелкокристаллическую структуру. Вот по этой кромке и «ходят» металлурги, стремясь удовлетворить запросы полиграфии.

Нахождение в природе

В природе цинк находиться только в виде соединений.

СФАЛЕРИТ (цинковая обманка, ZnS) имеет вид кубических жёлтых или коричневых кристаллов; плотность 3,9-4,2 г/см³ , твёрдость 3-4 по шкале Мооса. В качестве примесей содержит кадмий, индий, галлий, марганец, ртуть, германий, железо, медь, олово, свинец.

В кристаллической решётке сфалерита атомы цинка чередуются с атомами серы и наоборот. Атомы серы в решётке образуют кубическую упаковку. Атом цинка располагается в этих тетраэдрических пустотах.

ВЮРТЦИТ (ZnS) представляет собой коричнево-чёрные гексагональные кристаллы, плотностью 3,98 г/см³ и твердостью 3,5-4 по шкале Мооса. Обычно содержит цинка больше чем сфалерит. В решётке вюртцита каждый атом цинка тетраэдрически окружён четырьмя атомами серы и наоборот. Расположение слоёв вюртцита отличается от расположения слоёв сфалерита.

СМИТСОНИТ (цинковый шпат, ZnCO₃ ) встречается в виде белых (зелёных, серых, коричневых в зависимости от примесей) тригональных кристаллов плотностью 4,3-4,5 г/см³ и твёрдостью 5 по шкале Мооса.

КАЛАМИН (Zn₂ SiO₄ *H₂ O*ZnCO₃ или Zn₄ [Si₂ O₇ ](OH)₄ *H₂ O*ZnCO₃ ) представляет собой смесь карбоната и силиката цинка; образует белые (зелёные, синие, жёлтые, коричневые в зависимости от примесей) ромбические кристаллы плотностью 3,4-3,5 г/см³ и твёрдостью 4,5-5 по шкале Мооса.

ВИЛЛЕМИТ (Zn₂ SiO₄ ) залегает в виде бесцветных или жёлто-коричневых ромбоэдрических кристаллов плотностью 3,89-4,18 г/см³ и твёрдостью 5-5,5 по шкале Мооса.

ЦИНКИТ (ZnO) – гексагональные кристаллы жёлтого, оранжевого или красного цвета с решёткой типа вюртцита и твёрдостью 4-4,5 по шкале Мооса.

ГАНИТ (Zn[Al₂ O₄ ]) имеет вид тёмно-зелёных кристаллов плотностью 4-4,6 г/см³ и твёрдостью 7,5-8 по шкале Мооса.

Помимо приведён

mirznanii.com

ЦИНК: польза для здоровья, источники цинка (продукты, содержащие цинк). | ЗДОРОВЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ

Цинк необходим человеку вне зависимости от пола и возраста. Этот химический элемент участвует во множестве процессов, происходящих в организме. От достаточного количества цинка в организме зависит то, как протекает беременность у женщины, как растет и развивается ребенок, как организм взрослого человека выполняет репродуктивную функцию, как справляется с различными заболеваниями и еще множество других показателей.

Описание цинка:
Цинк – химический элемент, металл голубовато-белого цвета. В  природе он встречается в виде различных сплавов и минералов. В чистом виде впервые был выведен в 1738 году. В настоящее время цинк используется в различных отраслях промышленности и медицине.
Цинк содержится в живых организмах и играет важную роль в их жизнедеятельности. Человек получает этот химический элемент с продуктами питания.

Для чего организму нужен цинк:

• Цинк считается одним из самых лучших средств для укрепления защитных функций организма.

• Играет важную роль в процессе кроветворения.

• Участвует в синтезе пищеварительных ферментов.

• Цинк необходим для выработки множества гормонов в организме, в том числе тестостерона и инсулина.

• Очень важен цинк для мужского организма. Он нужен для нормальной работы предстательной железы, защищает от бесплодия и полового бессилия, влияет на качество спермы.

• Огромное значение играет цинк во время беременности, помогая нормальному развитию плода.

• Цинк обладает противовоспалительным и ранозаживляющим  действием.

• Необходим этот химический элемент и для зрения, он помогает защитить глаза от многих болезней.

• Цинк влияет на работу мозга и нервной системы.

• Состояние и крепость костей и зубов очень сильно зависит от достаточного поступления цинка в организм человека.

• Продукты богатые цинком помогают защитить суставы от различных заболеваний.

• От цинка зависит состояние кожи и волос.

Суточная потребность организма в цинке:
Организм взрослого человека содержит около 2-3 грамма цинка, который в основном сосредоточен в костях, мышцах, коже, волосах, крови и сперме у мужчин. Суточная потребность в цинке среднестатистического взрослого человека составляет 15-20мг. Во время беременности и грудном вскармливании потребность в цинке значительно увеличивается. Очень много цинка теряется при сильном потоотделении, поэтому спортсменам и людям занятым тяжелым физическим трудом также необходимо больше этого химического элемента.

Продукты, содержащие цинк:
Рекордсменами по содержанию цинка являются следующие продукты: устрицы, тыквенные и подсолнечные семечки, грецкие орехи, кунжут, говядина и печень говядины, злаки (пшеница, овес, рожь), твердые сорта сыра, шоколад и другие продукты. В небольших количествах этот элемент содержится во множестве продуктов, как животного, так и растительного происхождения.

Недостаток цинка в организме:
Дефицит цинка может привести к очень тяжелым для организма последствиям. Как правило, он проявляется следующими симптомами: плохое состояние волос и кожи, ухудшение зрения, раздражительность, изменение вкусовых ощущений, потеря аппетита, нарушение координации движений и другие.
Причиной нехватки цинка чаще всего является недостаточное поступление этого элемента с пищей, а также такие факторы как стрессы, высокие физические нагрузки, вредные привычки и некоторые болезни при которых он быстро выводится из организма.
Недостаток цинка может стать причиной анемии, нарушения половой функции, бесплодия, проблем опорно-двигательного аппарата, различных нервных и психических заболеваний, а также множества других болезней, поскольку снижается иммунитет.

Переизбыток цинка в организме:
Переизбыток цинка в организме не менее опасен, чем его дефицит, и может привести к тяжелейшим последствиям и даже летальному исходу. Получить опасную дозу цинка с продуктами питания достаточно сложно. Как правило, это происходит при бесконтрольном применении пищевых добавок, содержащих цинк, или связано с вредными видами производства.

Берегите себя и будьте здоровы!

chudesalegko.ru

ЦИНК – это… Что такое ЦИНК?

dic.academic.ru

Цинк история — Знаешь как

Действительно, я довольно многочисленной группе сплавов, носящих общее название латуней, есть один (Л-96, или томпак, по цвету почти неотличимый от золота. Между прочим, томпак содержит меньше цинка, чем большинство латуней: цифра за индексом Л означает процентное содержание меди. Значит, на делю цинка в этом сплаве приходится не больше 4%.

С увеличением содержания цинка пластичность латуни растет, но только до определенного предела: латунь с 33 и более процентами цинка при деформировании в холодном состоянии растрескивается; 33% Zn — рубеж роста пластичности, за которым латунь становится хрупкой.

Впрочем, могло случиться, что за основу классификации латупей взяли бы другой «порог» — все классификации условны, ведь и прочность латуней растет по мере увеличения в них содержания цинка, но тоже до определенного предела. Здесь предел иной —47—50% Zn. Прочность латуни, содержащей 45% Zn-, в несколько раз больше, чем сплава, отлитого из равных количеств цинка и меди.

Широчайший диапазон свойств латуней объясняется прежде всего хорошей совместимостью меди и цинка: они образуют серию твердых растворов с различной кристаллической структурой. Так же разнообразно и применение сплавов этой группы. Из латуней делают конденсаторные трубки и патронные гильзы, радиаторы и различную арматуру, множество других полезных вещей — всего не перечислить.

Цинковые сплавы появились и в полиграфии так, наряду с сурьмяно-оловянно-свинцовым сплавом — гартом для отливки шрифтов используют и так называемый сплав № 3 в котором содержится до 3% алюминия, 1,2-1,6 % магния, остальное цинк. К роли цинка в полиграфии мы еще вернемся в рассказе о металлическом цинке.

Металлический цинк и снова немного истории.

Когда впервые был выплавлен металлический цинк, точно не установлено. Известно, что в Индии его получали еще в V в. до н. э. Получение металлического цинка (под названием тутии или фальшивого серебра) описано у римского историка Страбона (60—20 годы до н. э.). Позже, однако, искусство выплавки цинка в Европе было утрачено. Правда, цинк ввозили из стран Востока, но в очень небольших количествах, и до середины XVIII в. он оставался редкостью.

Цинк, естественно, восстанавливался, взаимодействуя с углем, но… не выплавлялся. Не выплавлялся потому, что этот металл уже в плавильной печи испарялся — температура его кипения всего 906° С. А в печи был воздух. Встречая его, пары активного цинка реагировали с кислородом, и вновь образовывался исходный продукт — окись цинка.

Наладить цинковое производство в Европе удалось лишь после того, как руду стали восстанавливать в закрытых ретортах без доступа воздуха. Примерно так же «черновой» цинк получают и сейчас, а очищают его рафинированием. Пирометаллургическим способом сейчас получают примерно половину производимого в мире цинка, а другую половину — гидрометаллургическим.

Следует иметь в виду, что чисто цинковые руды в природе почти не встречаются. Соединения цинка (обычно 1—5% в пересчете на металл) входят в состав полиметаллических руд. Полученные при обогащении руды цинковые концентраты содержат 48—65% Zn, до 2% меди, до 2% свинца, до 12% железа. И плюс доли процента рассеянных и редких металлов…

При резком охлаждении пары цинка сразу же, минуя жидкое состояние, превращаются в твердую пыль. Это несколько осложняет производство, хотя элементный цинк считается нетоксичным. Часто бывает нужно сохранить цинк именно в виде пыли, а не переплавлять его в слитки.

Главная составная часть применяемой во всех этих случаях краски — все та же цинковая пыль. Смешанная с окисью цинка и льняным маслом, она превращается в краску, которая отлично предохраняет от коррозии. Эта краска к тому же дешева, эластична, хорошо прилипает к поверхности металла и не отслаивается при температурных перепадах.

На свойствах цинка сильно сказывается степень его чистоты. При 99,9 и 99,99% чистоты цинк хорошо растворяется в кислотах. Но стоит «прибавить» еще одну девятку (99,999%), и цинк становится нерастворимым в кислотах даже при сильном нагревании. Цинк такой чистоты отличается и большой пластичностью: его можно вытягивать в тонкие нити. А обычный цинк можно прокатать в тонкие листы, лишь нагрев его до 100—150° С. Нагретый до 250° С и выше, вплоть до точки плавления, цинк опять становитса хрупким — происходят очередная перестройка его кристаллической структуры.

Листовой цинк широко применяют в производстве гальванических элементов. Первый «вольтов столб» состоял из кружочков цинка и меди. И в современных химических источниках тока отрицательный электрод чаще всего делается на элемента № 30.

Значительна роль этого элемента в полиграфии. Мы уже упоминали о типографских сплавах на основе цинка, но главное в другом. Из цинка делают клише, позволяющие воспроизвести в печати рисунки и фотографии. Специально приготовленный и обработанный типографский цинк воспринимает фотоизображение. Это изображение в нужных местах защищают краской, и будущее клише протравливают кислотой. Изображение приобретает рельефность, опытные граверы подчищают его, делают пробные оттиски; а потом эти клише идут в печатные машины.

Статья на тему Цинк история

znaesh-kak.com

Цинк – полезные свойства

Цинк незаменимый микроэлемент, входящий в состав более чем трёхсот гормонов и ферментов и участвующий практически во всех жизненно важных процессах в организме.

Полезные факты, связанные с цинком

● Организм взрослого человека содержит в себе около 2-3 грамм цинка.

● Основные запасы цинка содержатся в коже, а также в клеточных структурах, костных тканях, волосах, семенной жидкости.

● Усвоению цинка способствуют витамины В6 и А, а препятствуют – фолиевая кислота,  свинец, кадмий, железо, марганец, олово, медь и в больших дозах кальций.

● Дефицит цинка может вызвать избыточное поступление в организм алкоголя, иммуносупрессоров, диуретиков, анаболиков, оральных контрацептивов, фосфатов, фитатов.

● Цинк в свою очередь препятствует усвоению меди, железа, витамина А.

В каких случаях применяется цинк?

● Аденома простаты

● Угревая сыпь

● Ревматизм

● Мужское бесплодие

Полезные свойства цинка. Чем полезен цинк?

● Вместе с витамином В улучшает внимание, память, настроение, нормализует работу мозжечка, а также способствует стабилизации функций нервной системы.

● Повышает уровень тимозина, тимина, защитную активность макрофагов и нейтрофилов, способствует выработке антител.

● Участвует в выработке половых гормонов и повышает активность сперматозоидов.

● Снижает риск выкидыша, участвует в регуляции эстрогензависимых процессов, способствует нормальному протеканию беременности.

● Необходим для нормального полового развития организма.

● Нормализует процесс окисления жиров и стабилизирует состав сахара в крови.

● Наряду с витамином А отвечает за обоняние, вкусовое восприятие и остроту зрения.

● Необходим для роста ногтей, волос и кожи, а также для нормального заживления ран.

● Способствует синтезу ряда пищеварительных ферментов.

● Обладает антиоксидантным действием.

● Значим для синтеза рибосом, РНК и ДНК.

● Принимает участие в процессах кроветворения.

Норма потребления цинка

● Суточная потребность в цинке для взрослого здорового человека составляет 10-25 миллиграмм.

● При повышенных психических и физических нагрузках, а также во время беременности суточную дозу необходимо увеличить.

Признаки дефицита цинка

● ухудшение памяти

● быстрая утомляемость

● исхудание

● снижение аппетита

● гиперактивность

● нарушение сна

● кожные заболевания

● депрессии

● выпадение и ломкость волос

● расслаивание ногтей

● потеря вкусовых ощущений

● расстройства обоняния

● диарея

● ослабление зрения

● дерматиты

● анемия

● трофические язвы

Признаки избытка цинка

● нарушение работы печени

● ухудшение функций поджелудочной и предстательной железы

● снижение иммунитета

● тошнота

● снижение содержания кадмия, меди и железа

● боли в желудке

● выпадение и ломкость волос

В каких продуктах содержится цинк?

● морковь

● свекла

● картофель

● вишня

● сливы

● груши

● яблоки

● спаржа

● капуста

● чеснок

● крупы

● грибы

● тыквенные семечки

● бобовые

● зерновые

● орехи

● яйца

● мясо птицы

● сыр

● молоко

● морепродукты и рыба

edazdorov.ru