Характеристика цинка как химического элемента: Access denied | chemer.ru used Cloudflare to restrict access

alexxlab | 08.04.1985 | 0 | Разное

Содержание

Цинк Zn — характеристика химического элемента » Kupuk.net

Цинк является химическим элементом таблицы Д. И. Менделеева. В обычной среде цинк имеет голубоватый окрас и внешне походит на простой металл, который покрывается небольшим слоем оксида цинка.

История открытия Zn

Еще в Древней Греции был открыт такой элемент, как латунь. Это сплав цинка и меди. Из латуни в те времена делали очень многие изделия. Чистый цинк люди не могли выделить длительное время из-за сложностей в его окислении на воздухе.

Андреас Сигизмунд Маргграф

В XVII веке в Англии наконец сумели изобрести способ добычи цинк в чистом виде с помощью метода дистилляции. В следующем веке начали получать его уже в промышленных масштабах. В городе Бристоле даже создали специальный цинковый завод, который успешно работал длительное время.

Несколько позже цинк научились добывать другим методом — с помощью прокаливания оксида цинка и угля, при этом обязательным условием было отсутствие доступа кислорода. Такую смесь требовалось хранить в специальных условиях и поддерживать температурный режим. 

Немецкий химик Анреас Маргграф в 1746 г. впервые изобрел такой способ получения цинка. Именно этот человек и считается первооткрывателем чистого цинка. Он также определил и строение атома этого элемента.

С помощью так называемой прокатки уже в XVIII в. ученые Чарльз Сильвестр и его тезка Гобсон запатентовали получение такого металла при определенной температуре.

В нашей стране первые заводы по добыче этого металла начали свою работу уже веком позднее.

Происхождение названия

Само название, которое мы привыкли видеть в периодической системе Менделеева, впервые люди обнаружили в трудах, описанных швейцарским алхимиком Парацельсом. Именно он в те времена именовал этот металл zinken. 

В последующем название было адаптировано для других языков. В переводе данное слово означает «зубец». Такое название Парацельс дал цинку именно потому, что металл напоминает кристаллы с иглами или с некими зубцами на поверхности.

Нахождение в природе

Всего ученые насчитывают около 66 минералов цинка или его производных. Этот металл научились смешивать с другими элементами, тем самым получая разнообразные смеси и различные цвета.

Первичным минералом считается так называемая цинковая обманка, которая была обнаружена еще в Древней Греции. В природе она встречается в виде смеси с бурым шпатом.

В земной коре содержится около 10% цинка. Также его можно найти в извергаемых земных породах. В кислых содержится значительно меньше. Также в природе встречается и гидроксид цинка. Всего насчитывается 5 его модификаций.

Цинк имеет свойство мигрировать в термальных водах. Кроме того, его можно обнаружить и в подземных и поверхностных водах, где он также успешно мигрирует.

Ученые выяснили, что и в живых организмах находится относительно большое количество цинка. Он необходим им для успешной жизнедеятельности. 

Получение цинка

Самостоятельно как металл в природе невозможно встретить данный элемент. Люди добывают его из руд, а затем обогащают и получают его концентраты. После получения производят обжиг в специальных печах, далее доводя его до необходимого состояния.

Основным способом получения этого металла считается электролитический способ. Концентраты, полученные при обжигании в печи, обрабатывают специальным раствором, после чего тщательно очищают от различных примесей и подвергают электролизу. 

Физические свойства

Внешне цинк напоминает обычный бело-серебристый металл, у которого на поверхности много мелких иголочек. При комнатной температуре этот элемент является очень хрупким и его легко согнуть или повредить. Пластичность его возникает при температуре плавления около 100 и более градусов.

Степень окисления или валентность цинка +2. Молярная масса — 65,38 г/моль. Плотность — 7,1333 г/см3. Химическая формула — Zn. Электронная конфигурация содержит около 40 атомов ядер. Вокруг по орбитам движутся 30 электронов.

Химические свойства

В обычной среде обитания или при комнатной температуре этот элемент покрывается оксидом. Когда его нагревают, то происходит сгорание и образуется белый оксид цинка. Его можно соединять с различными соединениями кислот, щелочами, и взаимодействиями растворами.

С некоторыми элементами периодической системы цинк никак не реагирует. Это азот, водород и другие элементы.

Применение

Цинк применяется не как самостоятельный металл. Он полезен людям для того, чтобы добывать с помощью выщелачивания золото и серебро. 

Также цинк полезен тем, что используется как антикоррозийное покрытие для металлических предметов или емкостей.

Очень эффективен металл для использования в качестве материала в химических источниках тока. Часто окись его применяют в батарейках или аккумуляторах разной направленности.

Цинк применяется и в полиграфии в качестве пластин для печатей. Как противовоспалительное средство люди научились применять оксид цинка. Также люди используют и нитрат цинка ввиду его специфических свойств. Например, в авиастроении для защиты металлических частей от коррозии.

Производство цинка в мире

В мире очень широко применяется данный материал. Этот элемент является четвертым по частоте использования во всем мире.

Наиболее массово производят цинк в Китае, Австралии, Перу, США и Канаде. В России производят около 190000 тонн цинка в год.

Биологическая роль цинка

У взрослого человека в организме содержится определенное количество цинка, а именно около 2 г. В человеческом организме он содержится в качестве органических соединений, которые находятся в мышечной ткани, поджелудочной железе и печени.

Цинк очень полезен для человека, а его недостаток обычно определяет появление различных заболеваний и патологий. Множество ферментов в человеческом организме содержат данный элемент.

Биологически цинк нужен организму для:

  • выработки мужских половых гормонов, в частности, спермы;
  • правильной деятельности простаты;
  • метаболизма витаминов и питательных веществ;
  • синтеза гормонов;
  • расщепления клеток алкоголя и ускорения выведения токсинов.

Польза данного элемента очень важна как для взрослых, так и для детей. Для аллергиков и людям с некоторыми заболеваниями хорошо подходят витамины в жидком виде, так как они хорошо усваиваются и для их производства не применяются консерванты. Существуют цинкосодержащие препараты как для взрослых, так и для детей.

Важно помнить, что переизбыток цинка так же вреден, как и недостаток. Поэтому крайне важно следить за правильными пропорциями.

Содержание в продуктах питания

В день взрослому здоровому человеку рекомендуется употреблять около 8 — 10 мг данного элемента. Суточная норма потребления варьируется в зависимости от возраста, пола и индивидуальных особенностей человека.

Очень много цинка содержится в морепродуктах, семенах тыквы и подсолнечника, некоторых крупах.

Есть в природе минеральные воды, которые также богаты наличием цинка в составе.

Отражение недостатка цинка на здоровье человека

Недостаток данного микроэлемента в организме обуславливается появлением некоторых возникающих симптомов. А именно могут появиться: аллергия, головокружение, высыпания на теле, ухудшение зрения и слуха, повышенная утомляемость.

Многие люди замечают появление у себя подобных симптомов, но редко связывают это с переизбытком или недостатком каких-либо микроэлементов. Хотя зачастую при регулировании их нормального потребления все патологические процессы самостоятельно исчезают.

Для того, чтобы регулировать нормальное содержание витаминов и минералов, врачи нередко назначают цинксодержащие препараты. Они положительно влияют не только на внутреннее состояние здоровья человека, но и благотворно влияют на его внешний вид.  

Очень часто назначается пиколинат цинка. По сути это смесь цинка с пиколиновой кислотой. Такое сочетание усиливает благоприятное воздействие на здоровье человека.

Усваиваемость данного микроэлемента разная у каждого человека. Поэтому врачи должны учитывать данный факт. В некоторых случаях назначается глюконат цинка. В других — ацетат. Для лечения назначается и сульфат цинка, но его содержание должно строго регулироваться лечащим врачом.

Токсичность цинка

Переизбыток данного микроэлемента очень вреден для здоровья человека, так же как и его недостаток. Переизбыток цинка вызывает интоксикацию организма. 

В особенности при длительном чрезмерном насыщении организма данным веществом, соли и сульфаты цинка отравляют человека своей токсичностью.

Сульфаты цинка образуются при неправильном хранении продуктов питания. Особенно вредно хранить продукты в закрытых емкостях из оцинкованной посуды.

Токсичность цинка вызывает даже бесплодие, импотенцию и другие проблемы со здоровьем. Можно отравиться им, вдыхая его пары. Проявляться такое отравление будет в виде головокружения, потери сознания, учащении пульса и появлении неприятного привкуса в ротовой полости.

Цинк Zn – характеристика химического элемента

Цинк является химическим элементом таблицы Д. И. Менделеева. В обычной среде цинк имеет голубоватый окрас и внешне походит на простой металл, который покрывается небольшим слоем оксида цинка.

Содержание

  • История открытия Zn
  • Происхождение названия
  • Нахождение в природе
  • Получение цинка
  • Физические свойства
  • Химические свойства
  • Применение
  • Производство цинка в мире
  • Биологическая роль цинка
  • Содержание в продуктах питания
  • Отражение недостатка цинка на здоровье человека
  • Токсичность цинка

История открытия Zn

Еще в Древней Греции был открыт такой элемент, как латунь. Это сплав цинка и меди. Из латуни в те времена делали очень многие изделия. Чистый цинк люди не могли выделить длительное время из-за сложностей в его окислении на воздухе.

Андреас Сигизмунд Маргграф

В XVII веке в Англии наконец сумели изобрести способ добычи цинк в чистом виде с помощью метода дистилляции. В следующем веке начали получать его уже в промышленных масштабах. В городе Бристоле даже создали специальный цинковый завод, который успешно работал длительное время.

Несколько позже цинк научились добывать другим методом — с помощью прокаливания оксида цинка и угля, при этом обязательным условием было отсутствие доступа кислорода. Такую смесь требовалось хранить в специальных условиях и поддерживать температурный режим. 

Немецкий химик Анреас Маргграф в 1746 г. впервые изобрел такой способ получения цинка. Именно этот человек и считается первооткрывателем чистого цинка. Он также определил и строение атома этого элемента.

С помощью так называемой прокатки уже в XVIII в. ученые Чарльз Сильвестр и его тезка Гобсон запатентовали получение такого металла при определенной температуре.

В нашей стране первые заводы по добыче этого металла начали свою работу уже веком позднее.

Происхождение названия

Само название, которое мы привыкли видеть в периодической системе Менделеева, впервые люди обнаружили в трудах, описанных швейцарским алхимиком Парацельсом. Именно он в те времена именовал этот металл zinken. 

В последующем название было адаптировано для других языков. В переводе данное слово означает «зубец». Такое название Парацельс дал цинку именно потому, что металл напоминает кристаллы с иглами или с некими зубцами на поверхности.

Нахождение в природе

Всего ученые насчитывают около 66 минералов цинка или его производных. Этот металл научились смешивать с другими элементами, тем самым получая разнообразные смеси и различные цвета.

Первичным минералом считается так называемая цинковая обманка, которая была обнаружена еще в Древней Греции. В природе она встречается в виде смеси с бурым шпатом.

В земной коре содержится около 10% цинка. Также его можно найти в извергаемых земных породах. В кислых содержится значительно меньше. Также в природе встречается и гидроксид цинка. Всего насчитывается 5 его модификаций.

Цинк имеет свойство мигрировать в термальных водах. Кроме того, его можно обнаружить и в подземных и поверхностных водах, где он также успешно мигрирует.

Ученые выяснили, что и в живых организмах находится относительно большое количество цинка. Он необходим им для успешной жизнедеятельности. 

Получение цинка

Самостоятельно как металл в природе невозможно встретить данный элемент. Люди добывают его из руд, а затем обогащают и получают его концентраты. После получения производят обжиг в специальных печах, далее доводя его до необходимого состояния.


Основным способом получения этого металла считается электролитический способ. Концентраты, полученные при обжигании в печи, обрабатывают специальным раствором, после чего тщательно очищают от различных примесей и подвергают электролизу. 

Физические свойства

Внешне цинк напоминает обычный бело-серебристый металл, у которого на поверхности много мелких иголочек. При комнатной температуре этот элемент является очень хрупким и его легко согнуть или повредить. Пластичность его возникает при температуре плавления около 100 и более градусов.

Степень окисления или валентность цинка +2. Молярная масса — 65,38 г/моль. Плотность — 7,1333 г/см3. Химическая формула — Zn. Электронная конфигурация содержит около 40 атомов ядер. Вокруг по орбитам движутся 30 электронов.

Химические свойства

В обычной среде обитания или при комнатной температуре этот элемент покрывается оксидом. Когда его нагревают, то происходит сгорание и образуется белый оксид цинка. Его можно соединять с различными соединениями кислот, щелочами, и взаимодействиями растворами.

С некоторыми элементами периодической системы цинк никак не реагирует. Это азот, водород и другие элементы.

Применение

Цинк применяется не как самостоятельный металл. Он полезен людям для того, чтобы добывать с помощью выщелачивания золото и серебро. 

Также цинк полезен тем, что используется как антикоррозийное покрытие для металлических предметов или емкостей.

Очень эффективен металл для использования в качестве материала в химических источниках тока. Часто окись его применяют в батарейках или аккумуляторах разной направленности.

Цинк применяется и в полиграфии в качестве пластин для печатей. Как противовоспалительное средство люди научились применять оксид цинка. Также люди используют и нитрат цинка ввиду его специфических свойств. Например, в авиастроении для защиты металлических частей от коррозии.

Производство цинка в мире

В мире очень широко применяется данный материал. Этот элемент является четвертым по частоте использования во всем мире.

Наиболее массово производят цинк в Китае, Австралии, Перу, США и Канаде. В России производят около 190000 тонн цинка в год.

Биологическая роль цинка

У взрослого человека в организме содержится определенное количество цинка, а именно около 2 г. В человеческом организме он содержится в качестве органических соединений, которые находятся в мышечной ткани, поджелудочной железе и печени.

Цинк очень полезен для человека, а его недостаток обычно определяет появление различных заболеваний и патологий. Множество ферментов в человеческом организме содержат данный элемент.

Биологически цинк нужен организму для:

  • выработки мужских половых гормонов, в частности, спермы;
  • правильной деятельности простаты;
  • метаболизма витаминов и питательных веществ;
  • синтеза гормонов;
  • расщепления клеток алкоголя и ускорения выведения токсинов.

Польза данного элемента очень важна как для взрослых, так и для детей. Для аллергиков и людям с некоторыми заболеваниями хорошо подходят витамины в жидком виде, так как они хорошо усваиваются и для их производства не применяются консерванты. Существуют цинкосодержащие препараты как для взрослых, так и для детей.

Важно помнить, что переизбыток цинка так же вреден, как и недостаток. Поэтому крайне важно следить за правильными пропорциями.

Содержание в продуктах питания

В день взрослому здоровому человеку рекомендуется употреблять около 8 — 10 мг данного элемента. Суточная норма потребления варьируется в зависимости от возраста, пола и индивидуальных особенностей человека.

Очень много цинка содержится в морепродуктах, семенах тыквы и подсолнечника, некоторых крупах.

Есть в природе минеральные воды, которые также богаты наличием цинка в составе.

Отражение недостатка цинка на здоровье человека

Недостаток данного микроэлемента в организме обуславливается появлением некоторых возникающих симптомов. А именно могут появиться: аллергия, головокружение, высыпания на теле, ухудшение зрения и слуха, повышенная утомляемость.

Многие люди замечают появление у себя подобных симптомов, но редко связывают это с переизбытком или недостатком каких-либо микроэлементов. Хотя зачастую при регулировании их нормального потребления все патологические процессы самостоятельно исчезают.

Для того, чтобы регулировать нормальное содержание витаминов и минералов, врачи нередко назначают цинксодержащие препараты. Они положительно влияют не только на внутреннее состояние здоровья человека, но и благотворно влияют на его внешний вид. 

Очень часто назначается пиколинат цинка. По сути это смесь цинка с пиколиновой кислотой. Такое сочетание усиливает благоприятное воздействие на здоровье человека.

Усваиваемость данного микроэлемента разная у каждого человека. Поэтому врачи должны учитывать данный факт. В некоторых случаях назначается глюконат цинка. В других — ацетат. Для лечения назначается и сульфат цинка, но его содержание должно строго регулироваться лечащим врачом.

Токсичность цинка

Переизбыток данного микроэлемента очень вреден для здоровья человека, так же как и его недостаток. Переизбыток цинка вызывает интоксикацию организма. 

В особенности при длительном чрезмерном насыщении организма данным веществом, соли и сульфаты цинка отравляют человека своей токсичностью.

Сульфаты цинка образуются при неправильном хранении продуктов питания. Особенно вредно хранить продукты в закрытых емкостях из оцинкованной посуды.

Токсичность цинка вызывает даже бесплодие, импотенцию и другие проблемы со здоровьем. Можно отравиться им, вдыхая его пары. Проявляться такое отравление будет в виде головокружения, потери сознания, учащении пульса и появлении неприятного привкуса в ротовой полости.

Предыдущая

ХимияОксиды фосфора – свойства, химическая формула, характеристика

Следующая

ХимияПроизведение растворимости в химических реакциях – правило и формула вычисления

свойства, характеристики и применение элемента

Цинк – это металл, стоящий в таблице Менделеева, под номером 30 и имеет обозначение Zn. Плавится при температуре 419 °С градусов, если же температура кипения 913 °С – начинает превращаться в пар. При температурном обычном режиме, состояние хрупкое, а при ста градусах начинает гнуться.

Цвет цинка сине-белый. При воздействии кислорода появляется окисление, а также покрытие карбоната, предохраняющего металл от дальнейшей реакции окисления. Появление на цинке гидроокиси обозначает то, что вода на химический элемент не действует.

Цинк — химический элемент, имеет свои отличительные свойства, преимущества и недостатки. Он широко применяется в повседневной жизни человека, в фармацевтике и металлургии.

Цинк

Содержание

Особенности цинка

Металл является необходимым и широко применяемым практически во всех отраслях повседневной жизни человека.

Добыча в основном, производится в Иране, Казахстане, Австралии, Боливии. В России изготовителем является ОАО «ГМК Дальполиметалл».

Это переходной металл, имеет степень окисления +2, радиоактивный изотоп, период полураспада 244 дня.

Водный арсенат кадмия, цинка и меди

В чистом виде элемент не добывается. Содержится в рудах и минералах: клейофане, марматите, вюртците, цинките. Обязательно присутствует в сплаве с алюминием, медью, оловом, никелем.

Химические, физические свойства и характеристики цинка

Цинк – металл, обладает рядом свойств и характеристик, отличающих его от иных элементов периодической таблицы.

К физическим свойствам цинка относится его состояние. Основным фактором выступает температурный режим. Если при комнатной температуре это хрупкий материал, плотность цинка 7130 кг/м3 (˃ плотности стали), который практически не гнётся, то при повышении он легко изгибается и прокатывается в листах на заводах. Если взять более высокий температурный режим – материал приобретает жидкое состояние, а если еще поднять температуру на 400-450 °С градусов, тогда он просто испарится. В этом уникальность – менять своё состояние. Если же подействовать кислотами и щелочами, он может рассыпаться, взорваться, расплавиться.

Цинк в жидком состоянии

Формула цинка Zn – zincum. Атомная масса цинка 65.382 а.е.м.

Электронная формула: ядро атома металла содержит 30 протон, 35 нейтрон. В атоме 4 энергетических уровня – 30 электронов. (рис. строение атома цинка)1s22s22p63s23p63d104s2.

Кристаллическая решётка цинка – шестиугольная кристаллическая система с плотно прижатыми атомами. Данные решётки: A=2.66У, С=4.94.

Структура и состав цинка

Добытый и не переработанный материал имеет изотопы 64, 66, 67, электроны 2-8-18-2.

По применению среди всех элементов периодической таблицы металл стоит на 23 месте. В природе элемент выступает в виде сульфида с примесями свинца Pb, кадмия Cd, железа Fe, меди Cu, серебра Ag.

Сульфид цинка

В зависимости от того, какое количество примесей, металл имеет маркировку.

Производство цинка

Как было сказано выше, чистого вида данного элемента в природе нет. Он добывается из иных пород, таких как руда – кадмий, галлий, минералы – сфалерит.

Металл получают на заводе. Каждый завод имеет свои отличительные особенности производства, поэтому оборудование для получения чистого материала различно. Оно может быть таким:

  • Роторы, расположенные вертикально, электролитные.
  • Специальные печи с достаточно высокой температурой для обжига, а также специальные электропечи.
  • Транспортёры и ванны для электролиза.

В зависимости от принимаемого метода добычи металла, задействовано соответствующее оборудование.

Получение чистого цинка

Как упоминалось выше – в природе чистого вида нет. В основном добыча производится из руд, в которых он идет с различными элементами.

Для получения чистого материала задействован специальный флотационный процесс с избирательностью (селективностью). После проведения процесса руда распадается на элементы: цинк, свинец, медь и так далее.

Добытый таким методом чистый металл обжигается в специальной печи. Там при определенных температурах сульфидное состояние материала переходит в оксидное. При обжиге выделяется газ с содержанием серы, направляемый для получения серной кислоты.

Чистый цинк

Есть 2 способа получения металла:

  1. Пирометаллургический – идет процесс обжигания, после — полученная масса восстанавливается с помощью чёрного угля и кокса. Конечным процессом является отстаивание.
  2. Электролитический – добытая масса обрабатывается серной кислотой. Полученный раствор подвергают электролизу, при этом металл оседает, его плавят в печах.

Выплавка цинка в печи

Температура плавления цинка в печи 419-480 °С градусов. Если же температурный режим превышен, тогда материал начинает испаряться. При данной температуре допускается примесь железа 0.05%.

При процентной ставке 0.2 железа, лист невозможно будет прокатать.

Применяются различные способы выплавки чистого металла, вплоть до получения цинковых паров, которые направляются в специальные резервуары и там вещество опадает вниз.

Применение металла

Свойства цинка позволяют его применение во многих сферах. В процентном соотношении:

  1. Цинкование – до 60%.
  2. Медицина – 10%.
  3. Различные сплавы, содержащие данный металл 10%.
  4. Выпуск шин 10%.
  5. Производство красок – 10%.

Медно-цинковый сплав

А также применение цинка необходимо для восстановления таких металлов, как золото, серебро, платина.

Цинк в металлургии

Металлургическая промышленность задействует данный элемент периодической таблицы как основной для достижения определенных целей. Выплавка чугуна, стали является главной во всей металлургии страны. Но, данные металлы подвержены негативному влиянию окружающей среды. Без определенной обработки идет быстрое окисление металлов, что приводит к их порче. Наилучшей защитой служит оцинкование.

Нанесение защитной плёнки на чугун и сталь является лучшим средством от коррозии. На оцинкование уходит около 40% всего производства чистого материала.

Способы оцинкования

Металлургические заводы отличительны не только своим оборудованием, но и применяемыми методами производства. Это зависит от ценовой политики, и месторасположения (природных ресурсов, используемых для металлургической промышленности). Есть несколько методов оцинкования, которые рассматриваются ниже.

Горячий способ оцинкования

Данный способ заключается в обмакивании металлической детали в жидком растворе. Происходит это так:

  1. Деталь или изделие обезжиривается, очищается, промывается и сушится.
  2. Далее, цинк расплавляется до жидкого состояния при температуре до 480 °С.
  3. В жидкий раствор опускается подготовленное изделие. При этом оно хорошо смачивается в растворе и образуется покрытие толщиной до 450 мкм. Это является 100% защитой от воздействия внешних факторов на изделие (влага, прямые солнечные лучи, вода с химическими примесями).

Горячее цинкование металлоконструкций

Но, данный метод имеет ряд недостатков:

  • Цинковая пленка на изделии получается неравномерного слоя.
  • Нельзя использовать данный метод для деталей, отвечающих точным стандартам по ГОСТу. Где каждый миллиметр считается браком.
  • После горячего оцинкования, не каждая деталь останется прочной и износостойкой, поскольку после прохождения высокой температуры появляется хрупкость.

А также данный метод не подходит для изделий, покрытых лакокрасочными материалами.

Холодное оцинкование

Этот метод носит 2 названия: гальванический и электролитический. Методика покрытия изделия защитой от коррозии такова:

  1. Металлическая деталь, изделие подготавливается (обезжиривается, очищается).
  2. После этого проводится «метод окрашивания» — применяется специальный состав, имеющий главный компонент – цинк.
  3. Деталь покрывается данным составом методом распыления.

Холодное цинкование

Благодаря этому методу защитой покрываются детали с точным допуском, изделия, покрытые лакокрасочными материалами. Повышается стойкость к внешним факторам, приводящим к коррозии.

Недостатки данного метода: тонкий защитный слой – до 35 мкм. Это приводит к меньшей защите и небольшим срокам защиты.

Термодиффузионный способ

Данный метод делает покрытие, которое является электродом с положительной полярностью, в то время как металл изделия (сталь) становится отрицательной полярности. Появляется электрохимический защитный слой.

Метод применим только в случае, если детали произведены из углеродистой стали, чугуна, стали с примесями. Цинк используется таким образом:

  1. При температуре от 290 °С до 450 °С в порошковой среде, поверхность детали насыщается Zn. Здесь маркировка стали, а также тип изделия имеют значение – выбирается соответствующая температура.
  2. Толщина защитного слоя достигает 110 мкм.
  3. В закрытый резервуар помещается изделие из стали, чугуна.
  4. Добавляется туда специальная смесь.
  5. Последним шагом является специальная обработка изделия от появления белых высолов от солёной воды.

Термодиффузионное цинкование

В основном данным методом пользуются в случае, если требуется покрыть детали, имеющие сложную форму: резьбу, мелкие штрихи. Образование равномерного защитного слоя является важным, поскольку данные детали претерпевают множественное воздействие внешней агрессивной среды (постоянная влага).

Данный метод дает самый большой процент защиты изделия от коррозии. Оцинкованное напыление является износостойким и практически нестираемым, что очень важно для деталей, которые время о времени крутятся и разбираются.

Иные сферы применения цинка

Помимо оцинкования, металл применяется и в других сферах промышленности.

  1. Цинковые листы. Для производства листа выполняется прокатка, в которой важна пластичность. Это зависит от температурного режима. Температура в 25 °С дает пластичность только в одной плоскости, что создает определенные свойства металла. Тут главное для чего изготавливается лист. Чем выше температура, тем тоньше получается металл. В зависимости от этого идет маркировка изделия Ц1, Ц2, Ц3. После этого из листов создаются различные изделия для автомобилей, профиля для строительства и ремонта, для полиграфии и так далее.
  2. Цинковые сплавы. Для улучшенных свойств металлических изделий, добавляется цинк. Данные сплавы создаются при высоких температурах в специальных печах. Чаще всего производятся сплавы из меди, алюминия. Данные сплавы применяются для производства подшипников, различных втулок, которые применимы в машиностроении, судостроении и авиации.

В домашнем обиходе оцинкованное ведро, корыто, листы на крыше – это норма. Применяется цинк, а не хром или никель. И дело не только в том, что оцинкование дешевле, чем покрытие другими материалами. Это наиболее надёжный и продолжительный по службе эксплуатации защитный материал нежели, хром или другие применяемые материалы.

В итоге – цинк наиболее распространенный металл, применяемый широко в металлургии. В машиностроении, строительстве, медицине – материал применим не только как защита от коррозии, но и для увеличения прочности, продолжительного срока эксплуатации. В частных домах оцинкованные листы защищают крышу от осадков, в зданиях выравниваются стены и потолки гипсокартонными листами на основе оцинкованных профилей.

Практически у каждой хозяйки в доме есть оцинкованное ведро, корыто, которым она пользуется длительное время.

Общие характеристики цинка, его реакции с разбавленной и концентрированной серной кислотой. С чем реагирует цинк

Автор Historian Просмотров 103 Опубликовано

2.2 Цинк реагирует с минеральными кислотами (например, соляной, фосфорной и разбавленной серной). В результате образуются соль и водород.

Содержание

  1. Свойства цинка и его взаимодействие с другими веществами
  2. Характеристики цинка
  3. Где содержится цинк?
  4. Физические и химические свойства цинка
  5. Реакция серной кислоты с цинком и получение водорода
  6. Реакция концентрированной серной кислоты с цинком
  7. Реакции, взаимодействие цинка с оксидами. Уравнения реакции:
  8. Реакции, взаимодействие цинка с солями. Уравнения реакции:
  9. Реакции, взаимодействие цинка с кислотами. Уравнения реакции:
  10. Способы получения
  11. Химические свойства
  12. Гидроксид цинка
  13. Способы получения
  14. Химические свойства
  15. Соли цинка
  16. Нитрат и сульфат цинка
  17. Комплексные соли цинка
  18. Гидролиз солей цинка
  19. Цинкаты
  20. Сульфид цинка

Свойства цинка и его взаимодействие с другими веществами

Обратите внимание, что вся информация на сайте Prowellness носит исключительно информационный характер и не является личной рекомендацией, инструкцией или медицинским заключением. Не используйте эти материалы для диагностики, лечения или выполнения медицинских процедур. Перед применением любой методики или использованием любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является профессиональным медицинским порталом и не заменяет профессиональную медицинскую консультацию. Владелец данного сайта не несет ответственности перед любой стороной, понесшей косвенные или побочные убытки в результате неправильного использования материалов данного ресурса.

Цинк относится к группе металлов и вступает в реакцию с различными химическими элементами. Как он реагирует?

Цинк классифицируется как металл и обладает всеми его свойствами. Ему присущи блеск, твердость, пластичность, тепло- и электропроводность. Однако при определенных условиях цинк может проявлять неметаллические свойства.

Характеристики цинка

Цинк имеет приятный серебристо-голубой цвет. При нормальных температурных условиях он гибкий, а иногда хрупкий. Металлы используются для упаковки в листы. Через некоторое время на листьях образуется тонкий слой оксида, и цинк перестает взаимодействовать с воздухом. Со временем она начинает слегка мутнеть и теряет свой блеск.

В таблице Менделеева номер химического элемента равен 30. Он относится к группе переходных металлов. Он называется Zn.

Где содержится цинк?

В 18 веке Уильяму Чемпиону удалось получить чистый цинк. До этого он использовался в сочетании с медью, и конечный продукт был известен как латунь.

В земной коре содержится большое количество цинка. Для промышленных целей цинк добывают из источников тепла.

Роль цинка в жизни растений и животных очень важна. Он является важным биологическим элементом.

Взаимодействие цинка с водой

Когда вода нагревается до высоких температур, при взаимодействии с водой образуется оксид цинка.

Цинковые концентраты обжигаются в печах. Сульфид цинка преобразуется в оксид цинка. В процессе выделяется сернистый газ SO2, который используется для производства серной кислоты.

Физические и химические свойства цинка

Температура плавления цинка составляет 420°C. В нормальных условиях это хрупкий металл. Нагрев до 100-150°C повышает пластичность и вязкость цинка, и металл можно использовать для производства кабелей и листового проката. Температура кипения цинка составляет 906°C. Металл является отличным проводником. Начиная с 200°C, цинк легко превращается в серый порошок и теряет свою пластичность. Металл обладает отличной теплопроводностью и теплоемкостью. Приведенные выше физические параметры позволяют использовать цинк в сочетании с другими элементами. Латунь — самый известный сплав цинка.

Фотография месторождения духовых инструментов.

При нормальных условиях поверхность цинка быстро покрывается оксидами в виде серо-белых тусклых бляшек. Они образуются потому, что кислород воздуха окисляет чистое вещество. Цинк как простое вещество реагирует с медью, лошадью, кислородом, фосфором, щелочами, кислотами, аммиаком (его солями) и аммиаком. Цинк не реагирует с азотом, водородом, бором, углеродом или кремнием. Химически чистый цинк не реагирует с кислотными и щелочными растворами. Цинк сохраняет воду и реагирует со щелочами, образуя комплексные соединения, называемые солями гидроксина. Нажмите здесь, чтобы ознакомиться с экспериментом, который можно провести дома для изучения свойств цинка.

Реакция серной кислоты с цинком и получение водорода

Взаимодействие разреженной серной кислоты с цинком является основным экспериментальным методом получения водорода. Для этого используется чистый гранулированный цинк или цинковые техники в виде осколков и стружки.

При использовании очень чистого цинка и серной кислоты водород выделяется медленно, особенно в начале реакции. Поэтому после разбавления в охлаждающий раствор можно добавить немного раствора сульфата меди. Металлическая медь, осажденная на поверхности цинка, ускоряет реакцию. Лучшим способом разбавления кислоты для получения водорода является разбавление плотной серной кислоты в воде с плотностью 1,19 в соотношении 1:1.

Реакция концентрированной серной кислоты с цинком

Фото кредиты.

Средой окисления в густой серной кислоте является сульфат-ион, который является самой сильной средой окисления, а не водородный полюс. Сильная гидратация и, следовательно, низкая подвижность — это не то, что вступает в реакцию окисления для разбавления серной кислоты.

То, как серная кислота реагирует с цинком в концентрации, зависит от температуры и концентрации. Уравнение реакции выглядит следующим образом.

4Zn +5H₂SO₄ = 4ZnSO₄ +H₂S +4H₂O

Концентрированная серная кислота является мощной окислительной средой благодаря своим условиям окисления (S⁺⁶). Он взаимодействует с металлами с низкой потенцией, т.е. до и после водорода, и, в отличие от разреженных кислот, не выделяет водород в этих реакциях. В результате реакций сахарной серной кислоты с металлами всегда образуются три продукта: соль, вода и продукты восстановления серы. Концентрированная серная кислота является очень мощной окислительной средой и может даже окислять некоторые безотходные продукты (углерод, серу и фосфор).

Растворимые соли цинка и сильных кислот гидролизуются катионами. Гидролиз происходит постепенно и обратимо. Другими словами, это происходит только постепенно.

Реакции, взаимодействие цинка с оксидами. Уравнения реакции:

Реакция между цинком и водой происходит с образованием оксида цинка и водорода

Zn + Co2 → ZnO + CO (T = 800-950°C).

Реакция между цинком и оксидом углерода (IV) происходит путем образования цинка и оксида углерода (II).

В результате реакции цинка с оксидом азота (IV) образуется оксид азота (II) и нитрат цинка.

Цинк и оксид серы реагируют с дитионитом цинка. Реакция протекает в водном растворе этанола.

Реакции, взаимодействие цинка с солями. Уравнения реакции:

Нитрат и цинк реагируют, образуя серебро и цинк.

Азот свинца и цинка реагируют с образованием нитрата свинца и цинка.

3. реакция взаимодействия сульфата цинка и меди:.

Реакции взаимодействия меди и цинка происходят с образованием сульфата цинка и сульфата меди.

Реакции взаимодействия меди и цинка происходят с образованием хлорида цинка и хлорида меди.

Реакции, взаимодействие цинка с кислотами. Уравнения реакции:

Цинк и азотная кислота реагируют с образованием нитрата цинка, оксидов азота (IV) и воды. Для реакции используется теплый густой раствор азотной кислоты.

Реакция между цинком и ортофосфорной кислотой протекает с образованием гидрофосфата цинка и водорода. В первой реакции используется горячий концентрированный раствор ортофосфорной кислоты.

Аналогичные реакции происходят и с другими минеральными кислотами.

Цинк — это хрупкий металл голубоватого цвета, который быстро тускнеет на воздухе и активно реагирует с кислотами и щелочами. Основное применение цинка — в гальванических процессах для покрытия железных предметов для защиты их от коррозии, а также в качестве компонента различных сплавов (например, меди в латуни).

Способы получения

Оксид цинка может быть получен различными методами:

1. путем окисления цинка кислородом:

2Zn + O2 → 2ZnO

2. Гидроксид цинка разлагается при нагревании:

3. Оксид цинка можно получить путем разложения нитрата цинка:

Химические свойства

Оксид цинка является типичным амфотерным оксидом. Он реагирует с кислотными и основными оксидами, кислотами и щелочами.

1. Когда оксид цинка реагирует с основными оксидами, образуются соли цинка.

Например, оксид цинка реагирует с оксидом натрия:

Оксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). Оксид цинка образует соли цинка (соли цинка) в расплаве и комплексные соли в растворе. В то же время оксид цинка проявляет кислотные свойства.

Например, оксид цинка реагирует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием оксида цинка натрия и воды:

Оксид цинка растворяется в избытке щелочного раствора с образованием тетрагидрокси-цинката:

3 Оксид цинка не реагирует с водой.

Оксид цинка реагирует с кислотными оксидами. Образуются соли цинка. В этих реакциях оксид цинка проявляет основные свойства.

Например, оксид цинка реагирует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка:

5. Оксид цинка реагирует с растворимыми кислотами с образованием солей.

Например, оксид цинка реагирует с соляной кислотой:

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + h2o

6. Оксид цинка обладает слабыми окислительными свойствами.

Например, оксид цинка при нагревании реагирует с углеродом и окисью углерода:

ZnO + C(コカコーラ). → Zn + CO

ZnO + CO → Zn + CO2

7. Оксид цинка представляет собой твердое, нелетучее вещество. Следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (обычно углекислый газ) из солей во время плавления.

Например, из карбоната бария:

Гидроксид цинка

Способы получения

1. Гидроксид цинка можно получить, пропуская диоксид углерода, диоксид серы или сероводород через раствор тетрагидроксициннамата натрия:

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно воспользоваться простым приемом: мысленно проанализировать исходное вещество Na2Zn(OH).4 на составные части NaOH и Zn(OH)2。 Затем мы определяем, как углекислый газ реагирует с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Поскольку Zn(OH)2 не вступает в реакцию с CO2, запишите в правой части Zn(OH)2 変更なし。

2. Гидроксид цинка может быть получен действием щелочи на избыток соли цинка.

Например, хлорид цинка реагирует с дефицитом гидроксида калия с образованием гидроксида цинка и хлорида калия:

Химические свойства

1. Гидроксид цинка реагирует с растворимыми кислотами.

Например, гидроксид цинка реагирует с азотной кислотой с образованием нитрата цинка:

2. Гидроксид цинка реагирует с кислотными оксидами.

Например, гидроксид цинка реагирует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка:

3. гидроксид цинка реагирует с растворимыми основаниями (щелочами). Гидроксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами), образуя в расплаве комплексные соли цинка. В то же время гидроксид цинка проявляет кислотные свойства.

Например, гидроксид цинка взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием цинкового калия и воды.

Гидроксид цинка растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксона цинка.

4. гидроксид цинка разлагается при нагревании.

Соли цинка

Нитрат и сульфат цинка

Нитрат цинка при нагревании разлагается на оксид цинка, оксид азота (IV) и кислород.

Сульфат цинка разлагается на оксид цинка, диоксид серы и кислород.

Комплексные соли цинка

Для описания свойств комплексных солей цинка (гидроксицинат цинка) полезно использовать следующий метод Психическое разложение тетрагидроксицината на две отдельные частицы (гидроксид и гидроксид цинка).

Например, тетрагидроксицинат натрия разделяют на гидроксид цинка и гидроксид натрия.

Na2Zn(OH).4 разлагается на NaOH и Zn(OH).2

Свойства комплекса в целом могут быть определены как свойства этих отдельных соединений.

Таким образом, гидроксикомплексы цинка реагируют с кислотными оксидами.

Например, гидроксикомплекс разлагается под действием избытка углекислого газа. В этом случае NaOH реагирует с CO2 реагирует с NaOH с образованием кислых солей (в избытке CO2), в то время как амфотерный гидроксид цинка не реагирует с диоксидом углерода и просто выпадает в осадок: гидроксид цинка не является продуктом реакции.

Аналогичным образом тетрагидроксициннамат калия реагирует с углекислым газом.

Однако амфотерный гидроксид цинка реагирует с сильными кислотами, поэтому воздействие избытка сильной кислоты не приведет к выпадению осадка.

В случае с соляной кислотой, напр.

Однако под действием небольшого (недостаточного) количества сильной кислоты осадок все равно выпадает, и кислоты не хватает для растворения гидроксида цинка.

Аналогично, в отсутствие азотной кислоты выпадает в осадок гидроксид цинка.

Когда вода испаряется из объединенного раствора и полученный материал нагревается, остаются обычные соли цинка.

Гидролиз солей цинка

Растворимые соли цинка и сильных кислот гидролизуются катионами. Гидролиз происходит постепенно и обратимо. Другими словами, это происходит только постепенно.

Стадия I: Zn 2+ + H2O = ZnOH + + + H +

Стадия II: ZnOH + H2O = Zn(OH)2 + H +

Более подробную информацию о гидролизе см. в соответствующей статье.

Цинкаты

Соли цинка (соли цинка) образуются из оксида цинка, когда он соединяется со щелочными и основными оксидами с образованием кислотных остатков.

Чтобы понять свойства солей цинка, их можно также мысленно проанализировать с помощью двух отдельных веществ.

Например, цинк-натрий можно мысленно разделить на два вещества — оксид цинка и оксид натрия.

Na2ZnO2 анализируется с помощью Na2O и ZnO

Тогда становится ясно, что соли цинка реагируют с кислотами, образуя соли цинка.

Под воздействием избытка воды соли цинка преобразуются в комплексные соли.

Сульфид цинка

Сульфид цинка — это так называемый «белый сульфид». Сульфид цинка нерастворим в воде, но минеральные кислоты вытесняют сероводород из сульфида цинка (например, HCl).

ZnS + 2HCl → ZnCl2 + h2S

Химические свойства цинка и его соединений :: SYL.ru

Цинк является типичным представителем группы металлических элементов и обладает всем спектром их характеристик: металлическим блеском, пластичностью, электро- и теплопроводностью. Однако химические свойства цинка несколько отличаются от основных реакций, присущих большинству металлов. Элемент при определенных условиях может вести себя как неметалл, например, реагировать со щелочами. Такое явление называется амфотерностью. В нашей статье мы изучим физические свойства цинка, а также рассмотрим типичные реакции, характерные для металла и его соединений.

Положение элемента в периодической системе и распространение в природе

Металл располагается в побочной подгруппе второй группы периодической системы. В нее, кроме цинка, входят кадмий и ртуть. Цинк относится к d-элементам и находится в четвертом периоде. В химических реакциях его атомы всегда отдают электроны последнего энергетического уровня, поэтому в таких соединениях элемента, как оксид, средние соли и гидроксид, металл проявляет степень окисления +2. Строением атома объясняются все физико-химические свойства цинка и его соединений. Общее содержание металла в почве составляет примерно 0,01вес. %. Он входит в состав минералов, например, таких как галмей и цинковая обманка. Так как содержание цинка в них невысокое, сначала горные породы подвергаются обогащению, которое проводится в шахтных печах. Большинство цинксодержащих минералов представляют собой сульфиды, карбонаты и сульфаты. Это соли цинка, химические свойства которых лежат в основе процессов их переработки, например, таких как обжиг.

Получение металла

Реакция жесткого окисления карбоната или сульфида цинка приводит к получениюего оксида. Процесс происходит в кипящем слое. Это специальный метод, основанный на тесном контакте мелкоизмельченного минерала и струи горячего воздуха, движущейся с большой скоростью. Далее оксид цинка ZnO восстанавливают коксом и удаляют образовавшиеся пары металла из сферы реакции. Еще один способ получения металла, основанный на химических свойствах цинка и его соединений – это электролиз раствора сульфата цинка. Он представляет собой окислительно-восстановительную реакцию, проходящую под действием электрического тока. Металл высокой чистоты при этом осаждается на электроде.

Физическая характеристика

Голубовато-серебристый, при обычных условиях хрупкий металл. В интервале температур от 100° до 150° цинк становится гибким и его можно прокатывать в листы. При нагревании выше 200° металл становится необычайно хрупким. Под действием кислорода воздуха куски цинка покрываются тонким слоем оксида, а при дальнейшем окислении он превращается в гидроксокарбонат, который играет роль протектора и препятствует дальнейшему взаимодействию металла с кислородом воздуха. Физические и химические свойства цинка взаимосвязаны. Рассмотрим это на примере взаимодействия металла с водой и кислородом.

Жесткое окисление и реакция с водой

При сильном нагревании на воздухе цинковые стружки сгорают голубым пламенем, при этом образуется оксид цинка.

2Zn + O₂ → 2ZnO

Он проявляет амфотерные свойства. В парах воды, разогретых до температуры красного каления, металл вытесняет водород из молекул Н2О, кроме этого, образуется оксид цинка. Химические свойства вещества доказывают его способность взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.

Окислительно-восстановительные реакции с участием цинка

Так как элемент в ряду активности металлов стоит перед водородом, он способен вытеснять его из молекул кислот.

Продукты реакции между цинком и кислотами будут зависеть от двух факторов:

  • вида кислоты
  • ее концентрации

Разбавленная серная кислота, которая не проявляет ярко выраженных окислительных свойств, реагирует с металлом по схеме:

H₂­SO₄ + Zn = Zn­SO₄ + H₂↑

Таким же образом протекают реакции элемента с фосфорной и разбавленной серной кислотами. Химические свойства, реакции цинка с нитратной кислотой имеют свои особенности. Разбавленный раствор азотной кислоты средней концентрации и цинк взаимодействуют между собой с образованием оксида азота (II), воды и средней соли – нитрата цинка. Концентрированная нитратная кислота с металлом реагируют таким образом, что в продуктах можно обнаружить оксид азота (IV), среднюю соль и воду.

Очень разбавленный раствор азотной кислоты и цинк в качестве восстановителя взаимодействуют между собой с образованием нитрата цинка, воды и нескольких возможных продуктов: аммиака, свободного азота или оксида азота (I).

Химические свойства цинка

Уравнения реакций взаимодействия металла с растворами щелочей являются подтверждением его амфотерных свойств. В продуктах обнаруживаются комплексные соли – тетрагидроксоцинкаты и водород.

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2 [Zn(OH)4] + H2

Сплавляя твердую щелочь и металл, получают соли другого вида – цинкаты. Побочным продуктом такого процесса также будет газообразный водород.

Zn + 2KOH = K2ZnO2 + H2

Металл активно взаимодействует с галогенами, например, хлором, бромом или йодом, а также с азотом, серой и углеродом. В результате образуются средние соли – нитриды, сульфиды или карбиды.

В ряду активности металлов цинк располагается до водорода и, следовательно, является активным металлом. Однако он уступает по своим свойствам щелочным и щелочноземельным металлам.

Использование цинка в гальванических элементах

Химические свойства цинка лежат в основе принципа действия различных видов гальванических приборов. Марганцево-цинковый элемент является наиболее распространенным в технике. Он работает благодаря прохождению окислительно-восстановительной реакции между металлом и диоксидом марганца. Из них изготавливаются оба электрода и помещаются внутрь прибора. Действующее вещество – хлорид аммония – имеет вид пасты, или же им пропитываются пористые пластины, вставленные между катодом и анодом. Воздушно-цинковый элемент представлен отрицательным цинковым электродом – катодом. Анод – это угольно- графитовый стержень, заполненный воздухом. В качестве электролита используют растворы хлорида аммония или едкого натрия.

Оксид цинка

Белый пористый порошок, желтеющий при нагревании и возвращающий свой первоначальный цвет при охлаждении – это окись металла. Химические свойства оксида цинка, уравнения реакций его взаимодействия с кислотами и щелочами подтверждают амфотерный характер соединения. Так, вещество не может реагировать с водой, но взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами. Продуктами реакций будут средние соли (в случае взаимодействия с кислотами) или комплексные соединения – тетрагидроксоцинкаты.

Оксид цинка применяют в производстве белой краски, которую называют цинковыми белилами. В дерматологии вещество входит в состав мазей, присыпок и паст, оказывающих на кожу противовоспалительное и подсушивающее действие. Большая же часть производимого оксида цинка применяется в качестве наполнителя для резины. Продолжая изучать химические свойства цинка и его соединений, рассмотрим гидроксид Zn(OH)2.

Амфотерный характер гидроксида цинка

Белый осадок, выпадающий под действием щелочи на растворы солей металла – это основание цинка. Соединение быстро растворяется под действием кислот или щелочей. Первый тип реакции заканчивается образованием средних солей, второй – цинкатов. В твердом виде выделены комплексные соли – гидроксоцинкаты. Особенностью гидроксида цинка является его способность растворяться в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка и воды. Основание цинка является слабым электролитом, поэтому как его средние соли, так и цинкаты в водных растворах поддаются гидролизу, то есть их ионы взаимодействуют с водой и образуют молекулы гидроксида цинка. Растворы таких солей металла, как хлорид или нитрат, будут иметь кислую реакцию вследствие накопления избытка ионов водорода.

Характеристика сульфата цинка

Рассмотренные нами ранее химические свойства цинка, в частности, его реакции с разбавленной сульфатной кислотой, подтверждают образование средней соли – сернокислого цинка. Это бесцветные кристаллы, нагревая которые до 600° и выше, можно получить оксосульфаты и трехокись серы. При дальнейшем нагревании сернокислый цинк преобразуется в оксид цинка. Соль растворима в воде и глицерине. Вещество выделяют из раствора при температуре до 39°C в виде кристаллогидрата, формула которого ZnSO4×7H2O. В этом виде его называют цинковым купоросом.

В интервале температур 39°-70° получают шестиводную соль, а выше 70° в составе кристаллогидрата остается только одна молекула воды. Физико-химические свойства сульфата цинка позволяют применять его в качестве отбеливателя при изготовлении бумаги, в виде минерального удобрения в растениеводстве, как подкормку в рационе домашних животных и птицы. В текстильной промышленности соединение используют в производстве вискозной ткани, в окрашивании ситца.

Сернокислый цинк входит также в состав раствора электролита, применяемого в процессе гальванического покрытия слоем цинка железных или стальных изделий диффузным способом или методом горячего оцинкования. Слой цинка в течение длительного времени защищает такие конструкции от коррозии. Учитывая химические свойства цинка, нужно отметить, что в условиях высокой солености воды, значительных колебаний температуры и влажности воздуха оцинкование не дает желаемого эффекта. Поэтому в промышленности нашли широкое применение сплавы металла с медью, магнием и алюминием.

Применение сплавов, содержащих цинк

Для транспортировки многих химических веществ, например, аммиака, по трубопроводам, необходимы особые требования к составу металла, из которого изготовлены трубы. Они изготавливаются на основе сплавов железа с магнием, алюминием и цинком и обладают высокой антикоррозионной устойчивостью к действию агрессивной химической среды. Кроме этого, цинк улучшает механические свойства сплавов и нивелирует вредное влияние таких примесей, как никель и медь. В процессах промышленного электролиза широкое применение получили сплавы меди и цинка. Для транспортировки продуктов нефтепереработки используют танкеры. Они построены из алюминиевых сплавов, содержащих, кроме магния, хрома и марганца, большую долю цинка. Материалы такого состава обладают не только высокими антикоррозионными свойствами и повышенной прочностью, но еще и криогенной стойкостью.

Роль цинка в организме человека

Содержание Zn в клетках составляет 0,0003%, поэтому его относят к микроэлементам. Химические свойства, реакции цинка и его соединений играют важную роль в обмене веществ и поддержании нормального уровня гомеостаза, как на уровне клетки, так и всего организма в целом. Ионы металла входят в состав важных ферментов и других биологически активных веществ. Например, известно, о серьезном влиянии цинка на формирование и функции мужской половой системы. Он входит в состав кофермента гормона тестостерона, отвечающего за фертильность семенной жидкости и формирование вторичных половых признаков. Небелковая часть еще одного важнейшего гормона – инсулина, вырабатываемого бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, также содержит микроэлемент. Иммунный статус организма тоже напрямую связан с концентрацией в клетках ионов Zn+2, которые находятся в гормоне тимуса – тимулине и тимопоэтине. Высокая концентрация цинка регистрируется в структурах ядра – хромосомах, содержащих дезоксирибонуклеиновую кислоту и участвующих в передаче наследственной информации клетки.

В нашей статье мы изучили химические функции цинка и его соединений, а также определили его роль в жизнедеятельности организма человека.

1.2.3. Характеристика переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа) по их положению в Периодической системе химических элементов д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов

Понятие переходный элемент обычно используется для обозначения любого из d- или f-элементов. Эти элементы занимают переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрицательными p-элементами. d-элементы образуют три переходных ряда — в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно.

Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3d-орбиталей. Хром и медь имеют на 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или заполненные d-подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные.

В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной.

Cr24 1s22s22p63s23p64s13d5

Для атома хрома электроно-графическая формула выглядит так:

Это явление называется проскок (провал) электрона.

В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов (аналогичным образом объясняется аномалия серебра).

Cu29 1s22s22p63s23p64s13d10

Все d-элементы являются металлами. Большинство из них имеет характерный металлический блеск. По сравнению с s-металлами их прочность в целом значительно выше. В частности, для них характерны свойства: высокий предел прочности на разрыв; тягучесть; ковкость (их можно расплющить ударами в листы).

d-элементы и их соединения обладают рядом характерных свойств: переменные состояния окисления; способность к образованию комплексных ионов; образование окрашенных соединений.

d-элементы характеризуются также более высокой плотностью по сравнению с другими металлами. Это объясняется сравнительно малыми радиусами их атомов. Атомные радиусы этих металлов мало изменяются в этом ряду.

d-элементы — хорошие проводники электрического тока, особенно те из них, в атомах которых имеется только один внешний s-электрон сверх полузаполненной или заполненной d-оболочки. Например, медь.

Химические свойства

. Электроотрицательность и энергии ионизации металлов первого переходного ряда возрастают в направлении от хрома к цинку. Это означает, что металлические свойства элементов первого переходного ряда постепенно ослабевают в указанном направлении. Такое изменение их свойств проявляется и в последовательном возрастании окислительно-восстановительных потенциалов с переходом от отрицательных к положительным значениям.

Хром — твердый голубовато-белый металл. При высоких температурах горит в кислороде с образованием Сr2О3, реагирует с парами воды

2Сr + 3Н2O  Сr2О3 + 3Н2

и с галогенами, образуя галогениды состава СrГ3. Хром (так же, как алюминий) пассивируется холодными концентрированными Н

2SО4 и НNО3. Однако при сильном нагревании эти кислоты растворяют хром:

2Сr + 6Н24(конц) = Сr2(SО4)3 + 3SО2↑ + 6Н2О,

Сr + 6НNО3(конц) = Сr(NО3)3 + 3NO2↑ + 3Н2О.

При обычной температуре хром растворяется в разбавленных кислотах (НСl, Н24) с выделением водорода, образуя соли Сr2+. Обрабатывая их растворы щелочами, получают желтый осадок гидроксида хрома (II):

СrСl2 + 2 NaОН = Сr(ОН)2↓ + 2 NaСl.

Соли Cr3+ сходны с аналогичными солями алюминия. При действии щелочей на соли Сr3+  выпадает студнеобразный осадок гидроксида хрома (III) зеленого цвета:

Сr2(SО4)

3 + 6 NaОН = 2 Сr(ОН)3↓ + 3 Na24,

обладающий амфотерными свойствами. Он растворяется как в кислотах с образованием солей хрома (III)

2 Сr(ОН)3 + 3 Н24 = Сr2(SО4)3 + 6 Н2О,

так и в щелочах с образованием комплексной соли

Сr(ОН)3 + 3КОН = К3[Cr(ОН)6].

Наиболее важными соединениями хрома в высшей степени окисления +6 хромат калия К2СrО4 и дихромат калия К2Сr2О7.

В кислой среде ион CrO42- превращается в ион Сr2О72- . В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:

Железо

На воздухе в присутствии влаги ржавеет:

4Fе + 3O2 + 6Н2О = 4Fе(ОН)3.

С галогенами оно образует галогениды железа (III)

2Fе + 3Вr2 = 2FеВr3,

а взаимодействуя с соляной и разбавленной серной кислотами соли железа(II), так как катион водорода Н+ является слабым окислителем:

Fе + Н24 = FеSО4 + Н2↑.

Концентрированные (НNО3, Н24) пассивируют железо на холоде, однако растворяют его при нагревании:

2Fе + 6Н24(конц) = Fе2(SО4)3 + 3SО

2↑ + 6Н2О,

Fе + 6НNО3(конц) = Fе(NО3)3 + 3NО2↑ + 3Н2О.

Медь – довольно мягкий металл красно-желтого цвета, обладающий наименьшей активностью среди рассмотренных выше переходных металлов, которые вытесняют ее из растворов солей. Медь не реагирует с соляной и разбавленной серной кислотами и растворяется только в кислотах – окислителях:

Сu + 2 Н24(конц) = СuSО4 + SО2↑ + 2 Н2О,

Сu + 4 НNO3(конц) = Сu(NО3)2 + 2 NО2↑ + 2 Н2О,

3 Cu + 8 НNО3(разб) = 3 Сu(NO3)2 + 2 NO↑ + 4 Н2О.

Известны соединения меди со степенями окисления +1 и +2, из которых +2 более устойчива.

Ионы Сu2+ в водном растворе существуют в виде комплексов гексааквамеди (II) [Сu(Н2О)6]2+, придающих раствору сине-голубую окраску.

Основная соль меди – медный купорос CuSO4.5H2O голубого цвета, но при прокаливании теряет воду и становится белого цвета, т.е. окраску раствору придает комплексный ион. Более точное строение медного купороса [Cu(H2O)4]SO4 H2O.

Цинк амфотерный металл. Валентные электроны атома цинка 4s23d10. Так как все d-орбитали у цинка заполнены электронами, все его соли бесцветны. Это объясняется теорией кристаллического поля лигандов. В соединениях проявляет только одну степень окисления +2.

Взаимодействует с кислотами:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Zn + H2SO4(разб) = ZnSO4 + H2

Zn + 2H2SO4(конц) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

4Zn+10HNO3(разб)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O.

Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Взаимодействует со щелочами: реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов, при сплавлении образует цинкаты:

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2

Zn + 2KOH = K2ZnO2 + H2

Оксид цинка | AMERICAN ELEMENTS®


РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Наименование продукта: Оксид цинка

Номер продукта: Все применимые коды продуктов American Elements, например. ЗН-ОКС-02 , ЗН-ОКС-03 , ЗН-ОКС-04 , ZN-OX-05

Номер CAS: 1314-13-2

Соответствующие установленные применения вещества: Научные исследования и разработки

Информация о поставщике:
American Elements
10884 Weyburn Ave.
Los Angeles, CA

Тел.: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0551
Emergency 0 номер телефона:
Внутренний, Северная Америка: +1 800-424-9300
Международный: +1 703-527-3887


РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ

Классификация вещества или смеси
Классификация СГС в соответствии с 29CFR 1910 (OSHA HCS)
Острая токсичность в водной среде (Категория 1), h500
Хроническая токсичность в водной среде (Категория 1), h510

Элементы маркировки GHS, включая меры предосторожности
Пиктограмма

Сигнальное слово
Осторожно h510
Очень токсично для водных организмов с долгосрочными последствиями.
Меры предосторожности
P273
Избегать попадания в окружающую среду.
P391
Собрать разлив.
P501
Утилизируйте содержимое/контейнер на утвержденном предприятии по утилизации отходов. 9


РАЗДЕЛ 3. СОСТАВ/ИНФОРМАЦИЯ О КОМПОНЕНТАХ

Вещества
Номер CAS / Название вещества:
1314-13-2 Оксид цинка Идентификационный номер(s)
):
Номер ЕС:
215-222-5
Индексный номер:
030-013-00-7


РАЗДЕЛ 4.

МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ

Описание мер первой помощи
При вдыхании:
Обеспечьте пострадавшего свежим воздухом . Если не дышит, сделайте искусственное дыхание. Держите пациента в тепле.
Немедленно обратитесь к врачу.
При попадании на кожу:
Немедленно промыть водой с мылом; тщательно промыть.
Немедленно обратитесь к врачу.
При попадании в глаза:
Промыть открытые глаза в течение нескольких минут под проточной водой. Проконсультируйтесь с врачом.
При проглатывании:
Обратиться за медицинской помощью.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и эффекты, как острые, так и замедленные
Данные отсутствуют
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Данные отсутствуют


РАЗДЕЛ 5. ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРЫ

Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Продукт не воспламеняется. Используйте меры пожаротушения, подходящие для окружающего огня.
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
Если этот продукт вовлечен в пожар, могут быть выделены следующие вещества:
Пар оксида металла
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Надеть автономный респиратор.
Носите полностью защитный непроницаемый костюм.


РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

Меры предосторожности для персонала, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайных ситуациях
Использовать средства индивидуальной защиты. Держите незащищенных людей подальше.
Обеспечьте достаточную вентиляцию.
Меры предосторожности по охране окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без официального разрешения.
Не допускайте попадания продукта в канализацию, канализационные системы или другие водотоки.
Не допускайте проникновения материала в землю или почву.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Собрать механически.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы
См. Раздел 7 для информации о безопасном обращении
См. Раздел 8 для информации о средствах индивидуальной защиты.
Информацию об утилизации см. в Разделе 13.


РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

Обращение
Меры предосторожности для безопасного обращения
Держите контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном, сухом месте в плотно закрытой таре.
Обеспечьте хорошую вентиляцию на рабочем месте.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Продукт не воспламеняется
Условия безопасного хранения с учетом любых несовместимостей
Требования, предъявляемые к складским помещениям и емкостям:
Особых требований нет.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Хранить вдали от окислителей.
Дополнительная информация об условиях хранения:
Держите контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном сухом месте в хорошо закрытых контейнерах.
Конкретное конечное применение
Данные отсутствуют


РАЗДЕЛ 8.

КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ/СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Дополнительная информация о конструкции технических систем: не менее 100 футов в минуту.
Параметры управления
Компоненты с предельными значениями, требующими контроля на рабочем месте:
1314-13-2 Оксид цинка (100,0%)
ПДК (США) Долгосрочное значение: 15* 5** мг/м 3
*общая пыль **вдыхаемая фракция и дым
ПДК (США) Краткосрочное временное значение: 10** мг/м 3
долгосрочное значение: 5* 5** мг/м 3
максимальное предельное значение: 15* мг/м 3
*только пыль **дым
TLV (США) Краткосрочное значение: 10* мг/м 3
Долгосрочное значение: 2* мг/м 3
*в виде вдыхаемой фракции
EL (Канада) Кратковременное значение: 10 мг/м 3
Долгосрочное значение: 2 мг/м 3
EV (Канада) Кратковременное значение: 10 мг/м 3
Долгосрочное значение: 2 мг/м 3
вдыхаемый
Дополнительно информация:
Нет данных
Средства контроля воздействия
Средства индивидуальной защиты
Соблюдайте стандартные меры защиты и гигиены при обращении с химическими веществами.
Хранить вдали от пищевых продуктов, напитков и кормов.
Немедленно снимите всю испачканную и загрязненную одежду.
Мыть руки перед перерывами и по окончании работы.
Поддерживайте эргономически подходящую рабочую среду.
Дыхательное оборудование:
Используйте подходящий респиратор при наличии высоких концентраций.
Рекомендуемое фильтрующее устройство для краткосрочного использования:
Используйте респиратор с картриджами типа N95 (США) или PE (EN 143) в качестве резерва средств технического контроля. Необходимо провести оценку риска, чтобы определить, подходят ли респираторы для очистки воздуха. Используйте только оборудование, проверенное и одобренное в соответствии с соответствующими государственными стандартами.
Защита рук:
Непроницаемые перчатки
Осмотрите перчатки перед использованием.
Пригодность перчаток должна определяться как материалом, так и качеством, последнее из которых может варьироваться в зависимости от производителя.
Материал перчаток
Нитрилкаучук, NBR
Время проникновения через материал перчаток (в минутах)
Данные отсутствуют
Защита глаз:
Защитные очки
Защита тела:
Защитная рабочая одежда


РАЗДЕЛ 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

54 Информация об основных физико-химических свойствах


Внешний вид:
Форма: Порошок или твердое вещество в различных формах
Цвет: Белый
Запах: Без запаха
Порог восприятия запаха: Данные отсутствуют.
pH: нет данных
Точка плавления/диапазон плавления: 1975° C (3587° F) (разл.)
Точка кипения/диапазон кипения: данные отсутствуют )
Нет данных.
Температура воспламенения: Данные отсутствуют.
Температура разложения: Данные отсутствуют.
Самовоспламенение: Данные отсутствуют.
Опасность взрыва: Данные отсутствуют.
Пределы взрываемости:
Нижний: Данные отсутствуют
Верхний: Данные отсутствуют
Давление пара: неприменимо
Плотность при 20 °C (68 °F): 5,606 г/см 3 (46,782 фунта/гал)
Относительный плотность
Нет данных.
Плотность паров
Н/Д
Скорость испарения
Н/Д
Растворимость в воде (H 2 O): Не растворим
Коэффициент распределения (н-октанол/вода): Данные отсутствуют.
Вязкость:
Динамика: Н/Д
Кинематика: N/A
Прочая информация
Данные отсутствуют


РАЗДЕЛ 10. СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Реакционная способность
Данные отсутствуют
Химическая стабильность
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не происходит, если используется и хранится в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
Реагирует с сильными окислителями
Условия, которых следует избегать
Нет доступных данных
Несовместимые материалы:
Окисляющие вещества
Опасные продукты разложения:
Пары оксидов металлов


РАЗДЕЛ 11. ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация о токсикологическом воздействии для этого вещества.
Значения LD/LC50, важные для классификации:
Нет данных
Раздражение или коррозия кожи:
Может вызывать раздражение
Раздражение или коррозия глаз:
Может вызывать раздражение
Сенсибилизация:
Сенсибилизирующие эффекты неизвестны.
Мутагенность зародышевых клеток:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о мутациях для этого вещества.
Канцерогенность:
EPA-D: Канцерогенность для человека не классифицируется: неадекватные доказательства канцерогенности для людей и животных или данные отсутствуют.
EPA-I: данных недостаточно для оценки канцерогенного потенциала человека.
EPA-II: Неадекватная информация для оценки канцерогенного потенциала.
Репродуктивная токсичность:
Реестр токсического воздействия химических веществ (RTECS) содержит репродуктивные данные для этого вещества.
Специфическая токсичность для системы органов-мишеней – многократное воздействие:
Неизвестно никаких эффектов.
Специфическая токсичность для системы органов-мишеней – однократное воздействие:
Эффекты неизвестны.
Опасность при вдыхании:
Эффекты неизвестны.
От подострой до хронической токсичности:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит токсичность при многократном приеме
данных для этого вещества.
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не известна.


Раздел 12. Экологическая информация

Токсичность
Водно -токсичность:
Данные
Стабильность и разлагаемость
Данные
Биоаккумулятивный потенциал
Нет данных
Мобильности в почве
Доступные данные
Ecotoxical Effecty.
.0024 Очень токсичен для водных организмов.
Дополнительная экологическая информация:
Не допускать попадания продукта в грунтовые воды, водоемы или канализационные системы.
Не допускать попадания материала в окружающую среду без официального разрешения.
Опасность для питьевой воды при попадании в землю даже небольшого количества.
Также ядовит для рыб и планктона в водоемах.
Может оказывать долговременное вредное воздействие на водные организмы.
Избегайте попадания в окружающую среду.
Очень токсичен для водных организмов
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
н/д
vPvB:
н/д
Другие неблагоприятные воздействия
Данные отсутствуют


РАЗДЕЛ 13. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УТИЛИЗАЦИИ

Рекомендации по обращению с официальными правилами
правильная утилизация.
Неочищенная упаковка:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными правилами.


РАЗДЕЛ 14. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ/СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Номер ООН
DOT, IMDG, IATA
UN3077
Надлежащее отгрузочное наименование ООН
DOT
Вещества, опасные для окружающей среды, твердые, н.у.к. (оксид цинка)
IMDG
ВЕЩЕСТВО ТВЕРДОЕ, ОПАСНОЕ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, Н. У.К. (оксид цинка), ЗАГРЯЗНИТЕЛЬ МОРСКОЙ СРЕДЫ
IATA
ВЕЩЕСТВО, ОПАСНОЕ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ТВЕРДОЕ, Н.У.К. (оксид цинка)
Класс(ы) опасности при транспортировке
DOT, IMDG, IATA
Класс
9 Прочие опасные вещества и изделия.
Этикетка
9
Класс
9(M7) Прочие опасные вещества и изделия
Этикетка
9
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
III
Опасность для окружающей среды: Загрязнитель морской среды (IMDG): Да (P)
Символ (рыба и дерево)
Специальная маркировка (ADR) :
Символ (рыба и дерево)
Специальная маркировка (IATA):
Символ (рыба и дерево)
Особые меры предосторожности для пользователя
Предупреждение: Различные опасные вещества и предметы
Номер EMS: F-A,S-F
Транспортировка навалом в соответствии с Приложением II MARPOL73/78 и IBC Code
N/A
Транспорт/Дополнительная информация: DOT
Загрязнитель морской среды (DOT): №
Примечания:
Специальная маркировка символом (рыба и дерево).
ООН «Типовой регламент»:
UN3077, Вещества твердые, опасные для окружающей среды, н.у.к. (оксид цинка), 9, III


РАЗДЕЛ 15. НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Правила безопасности, охраны здоровья и окружающей среды/законы, относящиеся к веществу или смеси
Национальные правила
Все компоненты этого продукта перечислены в списке Агентства по охране окружающей среды США Токсично Акт о контроле над химическими веществами Инвентаризация химических веществ.
Все компоненты этого продукта перечислены в Канадском перечне веществ для внутреннего потребления (DSL).
Раздел 313 SARA (списки конкретных токсичных химических веществ)
1314-13-2 Оксид цинка
Предложение 65 штата Калифорния
Предложение 65 — Химические вещества, вызывающие рак
Вещество не указано в списке.
Prop 65 – Токсичность для развития
Вещество не указано.
Prop 65 – Токсичность для развития, женщины
Вещество не указано.
Prop 65 – Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Только для использования технически квалифицированными лицами.
Прочие правила, ограничения и запретительные положения
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (ЕС) № 1907/2006.
Вещество не указано.
Необходимо соблюдать условия ограничений согласно Статье 67 и Приложению XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещество не указано.
Приложение XIV Регламента REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
REACH – Предварительно зарегистрированные вещества
Вещество указано.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась.


РАЗДЕЛ 16. ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 (REACH). Приведенная выше информация считается верной, но не претендует на полноту и должна использоваться только в качестве руководства. Информация в этом документе основана на современном уровне наших знаний и применима к продукту с учетом соответствующих мер предосторожности. Это не является гарантией свойств продукта. American Elements не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате обращения или контакта с вышеуказанным продуктом. Дополнительные условия продажи см. на обратной стороне счета-фактуры или упаковочного листа. АВТОРСКОЕ ПРАВО 1997-2022 АМЕРИКАНСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ ЛИЦЕНЗИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕОГРАНИЧЕННОГО БУМАЖНОГО КОПИЯ ТОЛЬКО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

Цинк | Периодическая таблица | Thermo Fisher Scientific

Zinc • Transition Metal

Primary XPS region:  Zn2p
Overlapping regions:  O KLL, V LMM
Binding energies of common chemical states:

Chemical state Binding energy Zn2p 3/2
Цинк металлический 1021,7 эВ
ZnO ~1022 эВ

Заряд оксида относится к случайному пику C1s при 284,8 эВ.

 

Экспериментальная информация

  • Существуют небольшие сдвиги энергии связи некоторых соединений по сравнению с металлическим цинком.
    • Дифференциация химического состояния может быть затруднена только при использовании XPS.
    • Соберите основной пик Zn LMM, а также Zn2p.
      • Для Zn LMM наблюдаются большие химические сдвиги по сравнению с Zn2p.

 

Интерпретация спектров XPS

  • Пик Zn2p имеет значительно расщепленные спин-орбитальные компоненты (Δ металла = 23 эВ).
  • ZnO имеет необычный спектр O1s с двумя пиками, что, возможно, указывает либо на Zn(OH) 2 , ZnCO 3 ,
    , либо на кислородные вакансии.
  • Цинк демонстрирует лишь небольшой сдвиг энергии связи в области Zn2p 3/2 (1021–1023 эВ, модальное значение).
    • Ширина пика может увеличиваться в присутствии более чем одного вида Zn.
  • Пики Zn2p часто сопровождаются пиком Оже при кинетической энергии ~990 эВ.
    • Если цинк скрыт (например, под углеродом), оже-пик Zn может наблюдаться, даже если Zn2p нет (из-за разницы в кинетической энергии электронов).
    • Точно так же можно наблюдать Zn3p (очень высокая кинетическая энергия), даже если Zn2p не наблюдается.
  • Используйте рентгеновские оже-пики Zn LMM, которые имеют больший сдвиг в зависимости от химического состояния.
    • Используйте график Вагнера, чтобы помочь определить химию.

 

Общие комментарии

  • Высказывались опасения по поводу подвижности цинка в сплавах и давления паров, а также по поводу введения цинка в высоковакуумную среду.
    • На практике это не имеет большого значения, если образец не нагревается в вакууме.

 

Об этом элементе

Символ:  Zn
Дата обнаружения:  1746
Название Происхождение: Немецкий Zink
Внешний вид: Blue-White
Discoverer: Andreas Margraf
:  1180 K
Density[kg/m 3 ]:  7140
Molar volume:  9. 16 × 10 -6 m 3 /mol
Protons/Electrons:  30
Neutrons:  35
Структура оболочки: 2,8,18,2
Электронная конфигурация: [AR] 3D104S2
Состояние окисления: 2,3
. ; хотя А. Маргграфу приписывают первое выделение цинка при восстановлении каламина древесным углем в 1746 году. Этот голубовато-белый металл хрупок при температуре окружающей среды, но становится ковким при температуре 110–150 ° C. Это важный элемент для роста растений и животных, и изменение биологических концентраций цинка может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Основное назначение цинка — гальванизировать железо и сталь, предотвращая коррозию. Он также используется для формирования многочисленных металлических сплавов, таких как латунь, бронза и алюминиевый припой. Оксид цинка используется в производстве пластмасс, косметики и обоев, а сульфид цинка — в люминесцентных циферблатах, экранах телевизоров и флуоресцентных лампах.

  • Скандий ›
  • Титан ›
  • Ванадий ›
  • Хром ›
  • Марганец ›
  • Железо ›
  • Кобальт ›
  • Никель ›
  • Медь ›
  • Иттрий ›
  • Цирконий ›
  • Ниобий ›
  • Молибден ›
  • Технеций ›
  • Рутений ›
  • Родий ›
  • Палладий ›
  • Тантал ›
  • Вольфрам ›
  • Рений ›
  • Осмий ›
  • Иридий ›
  • Платина ›
  • Золото ›
  • Меркурий ›
  • Гафний ›
  • Кадмий ›
  • Серебро ›
    • Металлоидные элементы
    • Неметаллические элементы
    • Элементы из переходных металлов
    • Lanthanide Rare Earth Elements
    • Alkali Metal Elements
    • Alkaline Earth Metal Elements
    • Other Metal Elements
    • Halogen Elements
    • Noble Gas Elements
    • Actinide Rare Earth Elements

Products

Nexsa G2 XPS
  • Микрофокус-Röntgenquellen
  • Einzigartige Optionen mit mehreren Verfahren
  • Dual-Mode-Ionenquelle for monoatomare und Cluster-Ionentiefenprofilierung

Formatvorlage für das Original der Instrumentenkarten

K-Alpha XPS
  • Hochauflösende XPS
  • Schneller, effizienter, automatisierter Arbeitsablauf
  • Ionenquelle für Tiefenprofilierung
ESCALAB Xi
+ XPS
  • Hohe spektrale Auflösung
  • Oberflächenanalyse mit mehreren Verfahren
  • Umfangreiche Probenvorbereitungs- und Erweiterungsoptionen

Свяжитесь с нами

Таблица стилей для Global Design System

Таблица стилей для вкладок Komodo

Таблица стилей для изменения h4 на p с классом заголовка em-h4

Таблица стилей для изменения стиля h3 на p с классом заголовка em-h3

Formatvorlage für Produkttabellen-Spezifikationen

Таблица стилей для Global Design System

Таблица стилей для вкладок Komodo

Таблица стилей для изменения h4 на p с классом заголовка em-h4

Таблица стилей для изменения стиля h3 на p с em-h3 -заголовок класса

Formatvorlage für Produkttabellen-Spezifikationen

Fix для левого NAV

Стиль для поддержки и обслуживания нижней части

Стиль для шрифтов

Стиль для карт

Служба электронной микроскопии для


. Материальная наука

TO TO. производительности, мы предоставляем вам доступ к сети экспертов мирового класса по выездному обслуживанию, технической поддержке и сертифицированным запасным частям.

  • Ускорение и развитие для материаловедения FIB-SEM ›
  • Materials science service and support ›

Electron microscopy support and resources

  • Accelerating Microscopy blog ›
  • Software updates ›
  • Service request ›
  • Service contracts ›
  • Parts inquiry ›

Zinc Biochemistry: From один фермент цинка в ключевой элемент жизни | Достижения в области питания

Журнальная статья

Вольфганг Марет

Вольфганг Марет

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

Google ученый

Примечания автора

Достижения в области питания , том 4, выпуск 1, январь 2013 г. , страницы 82–91, https://doi.org/10.3945/an.112.003038

Опубликовано:

8

8

05 января 2013 г.
  • PDF
  • Разделенный вид
    • Содержание статьи
    • Рисунки и таблицы
    • видео
    • Аудио
    • Дополнительные данные
  • Цитировать

    Процитируйте

    Вольфганг Марет, Биохимия цинка: от одного фермента цинка до ключевого элемента жизни, Достижения в области питания , том 4, выпуск 1, январь 2013 г. , страницы 82–91, https://doi.org /10.3945/ан.112.003038

    Выберите формат Выберите format.ris (Mendeley, Papers, Zotero).enw (EndNote).bibtex (BibTex).txt (Medlars, RefWorks)

    Закрыть

  • Разрешения

    • Электронная почта
    • Твиттер
    • Фейсбук
    • Еще
  • Фильтр поиска панели навигации Достижения в области питанияЭтот выпускЖурналы ASNДиетика и питаниеКнигиЖурналыOxford Academic Термин поиска мобильного микросайта

    Закрыть

    Фильтр поиска панели навигации Достижения в области питанияЭтот выпускЖурналы ASNДиетика и питаниеКнигиЖурналыOxford Academic Термин поиска на микросайте

    Advanced Search

    Затем кропотливая аналитическая работа продемонстрировала присутствие цинка в качестве каталитического и структурного кофактора в нескольких сотнях ферментов. В 1980-х годах эта область снова набрала обороты благодаря новому принципу белков «цинковых пальцев», в которых цинк выполняет структурные функции в доменах, которые взаимодействуют с другими биомолекулами. Достижения в области структурной биологии и быстрый рост доступности баз данных генов/белков теперь позволили предсказать сайты связывания цинка по мотивам связывания металлов, обнаруженным в последовательностях. Результатом этой процедуры стало определение протеомов цинка и замечательная оценка того, что геном человека кодирует около 3000 белков цинка. Более поздние разработки сосредоточены на регуляторных функциях ионов цинка (II) во внутри- и межклеточной передаче информации и имеют дразнящие последствия для дополнительных функций цинка в передаче сигналов и клеточном контроле. По меньшей мере три дюжины белков гомеостатически контролируют везикулярное хранение и внутриклеточное распределение цинка, а также концентрацию ионов цинка (II). Новые принципы возникают в результате количественных исследований того, насколько сильно цинк взаимодействует с белками и как он буферизуется для контроля чрезвычайно низких клеточных и субклеточных концентраций свободных ионов цинка (II). Справедливо заключить, что влияние цинка на здоровье и болезни будет, по крайней мере, столь же далеко идущим, как и влияние железа.

    Кроме того, содержание многих белков цинка настолько мало, что их невозможно обнаружить с помощью прямого анализа. До сих пор только подходы биоинформатики и системной биологии показали нам, в какой степени цинк участвует в клеточной биологии. Тем не менее роль цинка как кофактора в белках, по-видимому, не объясняет всех его биологических функций. Третий и самый последний этап открытия демонстрирует, что ионы цинка (II) являются регуляторными ионами, сходными с ионами кальция (II), и принципиально важны для клеточного контроля. Опять же, новое понимание стало возможным только с развитием новых инструментов, в данном случае появлением хелатирующих агентов, которые флуоресцируют при связывании ионов цинка (II) и которые позволяют измерять ионы цинка (II) в клетках с чувствительностью, превышающей чувствительность большинства другие аналитические методы. Эта статья посвящена этим последним разработкам, которые касаются роли ионов цинка (II) в клеточной регуляции, которые до сих пор являются уникальными среди основных ионов переходных металлов. Эти роли значительно повышают значимость цинка для клеточной биологии и предполагают, что у микроэлемента цинка гораздо более широкие функции, чем у любого другого иона переходного металла, включая железо.

    Рисунок 1

    Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

    Три фазы открытий в биологии цинка. Вверху: Открытия, которые привели к признанию цинка в качестве необходимого питательного вещества, начались с фундаментальных исследований Жюля Раулина о зависимости роста Aspergillus niger от цинка и завершились открытием дефицита цинка у людей Анандой Прасадом. В середине: Открытие цинка как кофактора белков также имеет определенное начало, а именно открытие Дэвидом Кейлином цинка в карбоангидразе, и достигло определенной конечной точки благодаря оценкам Ивано Бертини количества белков цинка в протеомах цинка. Внизу: Открытия, связанные с ролью ионов цинка (II) в регуляции, не имеют четко определенного начала и открыты с точки зрения будущих последствий.

    5″> Цинк как важный ион переходного металла

    Жюль Раулин, обучавшийся у Луи Пастера, сообщил в 1869 г. , что цинк необходим для роста грибка Aspergillus niger (1). Его работа замечательна и решающая, потому что он использовал химически определенные среды, чтобы прийти к своему заключению. В 1920-х годах обсуждалось, является ли присутствие цинка в тканях человека результатом воздействия окружающей среды, которое может отрицательно повлиять на человека. Исследователи из Гарвардской школы общественного здравоохранения в Бостоне измерили концентрацию цинка в тканях человека и пришли к выводу, что цинк присутствует эндогенно и может выполнять биологические функции (2, 3). Поучительно прочитать вывод Дринкера и Кольера: «поражает… неспособность исследователей признать эту нормальную универсальность цинка… приводит нас к мысли, что цинк незаменим для нормального функционирования организма. (3). Прошло значительное время после первоначального наблюдения Раулина, пока не было показано, что цинк необходим крысам (19).34) и для человека (1961) (4, 5). Этот ранний период открытий был предметом симпозиума Федерации американских обществ экспериментальной биологии, организованного Бойдом О’Деллом (6).

    Огромное влияние на развитие данной области оказало наблюдение, что фактор транскрипции IIIA Xenopus laevis содержит 9 повторяющихся последовательностей остатков C (цистеин) и H (гистидин), которые участвуют в связывании 9ионы цинка (12). Эта характерная лигандная сигнатура боковых цепей аминокислот, координирующих металлы, с вкраплениями некоординирующих аминокислот («спейсеры» a, b, c) (CX a CX b HX c H, тип координации C 2 H 2 ) образует относительно небольшие белковые домены, которые взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами подобно пальцам руки, сжимающей стержень, и поэтому стали известны как «цинковые пальцы». В этих местах цинк играет в первую очередь структурную роль. Примерно в то же время базы данных нуклеотидных последовательностей быстро увеличивались в количестве и размере, что привело к знаменательному событию в отношении последовательности генома человека. Эти базы данных позволили провести поиск гомологий с установленными сигнатурами аминокислот, координирующих металлы, и сделали возможным предсказание сайтов связывания цинка. Использование только подписи классического C 2 H 2 Мотив цинкового пальца, в геноме человека идентифицировано 5092 белковых домена, содержащих этот мотив (13). Однако фактическое количество цинковых белков с этим мотивом меньше, потому что многие белки содержат несколько цинковых пальцев, причем в одном конкретном белке наблюдается до 36 цинковых пальцев. Также были обнаружены сигнатуры и трехмерные структуры других структурных сайтов цинка в белковых доменах, таких как сайты с 4 цистеиновыми лигандами (C 4 ), с 3 цистеиновыми лигандами и 1 гистидиновым лигандом (C 3 H), с 1 аспартатным (D) и 3 гистидиновыми лигандами (DH 3 ) и другими (14). Анализ баз данных для этих сигнатур еще больше увеличил количество белков цинка. Таким образом, в дополнение к сотням цинковых ферментов теперь были известны сотни белков цинковых пальцев. Многие цинксвязывающие домены взаимодействуют не с нуклеиновыми кислотами, а с другими белками и, в некоторых случаях, с липидами (15, 16). Стало обычным назначать домены цинковых пальцев в недавно открытых белках на основе гомологии последовательностей, а не проводить химический анализ цинка. Сначала предсказания были проверены экспериментально. Классическим примером является предсказание сайта связывания цинка в человеческом лейкотриене A 9.0248 4 (LTA 4 ) 2 гидролаза. LTA 4 гидролаза имеет сигнатуру HExxH…E (E, глутамат), которая совпадает с таковой у каталитического цинка в термолизине бактериальной протеиназы (17). Анализ металлов подтвердил, что гидролаза LTA 4 действительно является ферментом цинка (18). Аналогия с термолизином позволила предположить, что гидролаза LTA 4 обладает пептидазной активностью, что также было подтверждено экспериментально (19). Кристаллическая структура человеческого LTA 4 гидролаза подтвердила правильность предсказания о месте связывания цинка (20).

    Когда весь геном человека был просканирован на наличие сигнатур связывания цинка, было предсказано, что по крайней мере 3% генов кодируют белки цинка (21). Однако было указано, что фактический протеом цинка может быть значительно больше, поскольку этот подход не учитывает все взаимодействия цинка с белком (22). Действительно, подход биоинформатики привел к предсказанию, что по крайней мере 10% (примерно 2800 генных продуктов) генома человека кодирует белки цинка (23). Этот подход объединяет информацию из баз данных о структурах белков (24) и доменах белков (25) для сканирования баз данных генов, использует автоматизированную процедуру анализа и устанавливает рекомендации для ручной обработки информации (26). Были получены три набора данных: металлопротеины с известными сигнатурами и неизвестными доменами (2406 белков), металлопротеины с известными сигнатурами и известными доменами (2506) и металлопротеины с неизвестными сигнатурами и известными доменами (2407). Общее количество белков цинка 3207; 2430 идентифицированы как минимум двумя методами и 1684 белка цинка всеми тремя методами (сигнатуры, домены, аннотации). В качестве возможных белков цинка учитываются: 397 гидролаз; 302 лигазы; 167 трансфераз; 43 оксидоредуктазы; 24 лиазы/изомеразы; 957 факторов транскрипции; 221 сигнальный белок; 141 транспортный/запасной белок; 53 белка со структурными металлическими участками; 19 белков, участвующих в репарации, репликации и трансляции ДНК; 427 белков цинковых пальцев с неизвестной функцией; и 456 белков с неизвестной функцией. Количество белков цинка линейно коррелирует с количеством генов в конкретном геноме и выше у эукариот (8,8%), чем у бактерий и архей (5–6%) (27). Увеличение протеома цинка у эукариот связано с большим количеством дополнительных белков цинка, участвующих в регуляции, таких как цинксвязывающие домены белков цинковых пальцев, которые значительно расширяют конформационный ландшафт белков и, следовательно, возможности для взаимодействий, т.е. интерактом.

    Прогнозы, оценивающие количество белков цинка в протеоме цинка человека, показали, что цинк широко используется в структуре и функции белка. Однако они основаны на известных сигнатурах и, следовательно, по своей природе ограничены (28–30). Есть несколько примеров ложноположительных результатов, когда цинк отсутствует в белке, потому что сайт не связывает цинк или сайт связывает другой металл. Прогнозы не принимают во внимание ни то, где белок локализован в клетке, ни различия в использовании металлов в некоторых компартментах, таких как митохондрии. Кроме того, цинк связывается между белковыми субъединицами, функцию, которую он выполняет исключительно хорошо, потому что он инертен к окислительно-восстановительному потенциалу и связывается сильнее, чем другие ионы основных металлов, кроме меди (II). В этих поверхностных участках цинка цинк выполняет каталитическую или, чаще, структурную функцию в четвертичной (одинаковые субъединицы) или пятерной (разные субъединицы) структуре белков (31). Поскольку лиганды интерфейсных сайтов цинка происходят от разных белков, и координация может включать только один или два лиганда от каждого из протомеров, сигнатуры не могут быть легко идентифицированы и использованы для поиска гомологии, таким образом, исключая оценку общего числа таких сайтов. Однако другие белки временно связывают цинк. В эту категорию входят белки, участвующие в регуляции клеточного гомеостаза цинка, и белки, которые регулируются цинком. Сигнатуры этих сайтов являются неполными, что вызывает вопросы относительно того, в какой степени дополнительные сигнатуры увеличат размер протеомов цинка. Действительно, экспериментальная работа показывает, что взаимодействия цинка с белками происходят чаще, чем предполагают прогнозы (32). Существуют обширные обзоры этой второй фазы открытия (33, 34). Третья и продолжающаяся фаза открытий сосредоточена на том факте, что свободные ионы цинка (II) в дополнение к ионам цинка (II), связанным с белком, важны для функций цинка в биологии.

    Гормон, такой как гепсидин, контролирующий метаболизм железа, не был идентифицирован для контроля цинка. С открытием белков, участвующих в клеточном гомеостазе цинка, стало ясно, насколько сложным является контроль. Были идентифицированы десятки транспортеров, в отличие от железа, где их всего несколько. Однако специфичность большинства этих транспортеров точно не установлена. Их называют переносчиками цинка, но некоторые из них также переносят ионы других металлов. Транспортеры локализованы на плазматической мембране и на внутриклеточных мембранах. Эта обширная компартментализация характерна для клеточного метаболизма цинка.

    6″> Транспортировка и обнаружение цинка.

    Десять членов семейства переносчиков цинка (Zn) (ZnT) (SLC30A) экспортируют цинк из цитозоля, тогда как 14 членов семейства ZRT/IRT-подобных белков (Zip) (SLC39А) импорт цинка в цитозоль Вместе эти переносчики контролируют клеточный цинк и его движение через плазматическую мембрану и между цитозолем и различными клеточными компартментами (35, 36). Транспортеры регулируются транскрипционно, трансляционно и на уровне белков посредством образования гетеродимеров, убиквитинирования, фосфорилирования и протеолиза (35-37). Трехмерные структуры белков Zip недоступны. Некоторые члены семейства могут иметь дополнительные сайты связывания цинка (38), как в случае с белками ZnT. Escherichia coli Yiip является гомологом белков ZnT человека и антипортером Zn 2+ /H + , находящимся во внутренней мембране. Его трехмерная структура показывает димерный белок с трансмембранным доменом и цитоплазматическим доменом, а также несколько участков связывания цинка в мономере: участок цинка между трансмембранными спиралями, участвующими в транспорте цинка, участок связывания цинка между двумя доменами с неизвестным функцию, а также биядерный сайт связывания цинка в цитоплазматическом домене, который, как считается, воспринимает концентрацию цитоплазматического иона цинка (II) и запускает конформационные изменения, которые позволяют транспортировать цинк через мембрану (39). ). Фактор транскрипции-1, связывающий металл-реагирующий элемент (MTF-1), является единственным известным эукариотическим сенсором ионов цинка (II). Он контролирует экспрессию цинк-зависимых генов белков при повышенных концентрациях цинка. Считается, что восприятие происходит через пару из его 6 цинковых пальцев с более низким сродством к цинку, чем у других цинковых пальцев (40). В MTF-1 человека кислотный домен активации также участвует в восприятии металла (41). MTF-1 является важным белком в развитии, так как его генетическая аблация у мышей приводит к летальному исходу эмбриона (42).

    0″> Буферный цинк.

    Цинк, как и любой другой необходимый ион металла, поддерживается в определенных клеточных концентрациях, чтобы обеспечить специфические для цинка реакции и избежать вмешательства в функции других основных ионов металла, например, предотвратить координацию неправильного иона металла с металлопротеином. Одним из компонентов клеточного гомеостатического контроля является буферизация цинка. Концепция металлической буферизации аналогична концепции буферизации ионов водорода (протонов). В то время как р K a лиганда определяет pH для протонной буферизации, p K d лиганда определяет pMe для металлической буферизации. По аналогии с понятием pH концентрация свободных ионов цинка(II) выражается как цинковый потенциал pZn = -log[Zn 2+ ] i (54). Эти отношения объясняют, почему необходимо знать сродство белков к цинку при физиологическом pH (p K d ), чтобы понять буферизацию цинка и контроль клеточного цинка. Сродства лигандов к ионам двухвалентных металлов подчиняются ряду Ирвинга-Вильямса, согласно которому ионы цинка(II) связываются сильнее, чем другие ионы двухвалентных металлов первого переходного ряда, за исключением ионов меди(II). Сродство цитозольных белков цинка к цинку находится в диапазоне констант диссоциации пикомолей на литр (55). Как следствие, большая часть цинка связана, а концентрации свободных ионов цинка (II) соизмеримо низки. Прямые измерения, проведенные в нескольких лабораториях различными методами, дают оценки концентраций свободных ионов цинка(II) в диапазоне от десятков до сотен пикомолей на литр (pZn = 10–11) (табл. 1) (56–63) и подтверждают, что рассмотрение основанный на равновесии связывания, является допустимым приближением. Следует отметить, что оценки уже были опубликованы 40 лет назад, когда было измерено ингибирование магниевого фермента фосфоглюкомутазы цинком. Авторы пришли к выводу, что для того, чтобы фермент не ингибировался цинком в мышцах, концентрация свободных ионов цинка должна быть <32 пмоль/л (57). Типичные общие концентрации цинка в клетках составляют несколько сотен микромолей на литр, но по крайней мере на шесть-семь порядков выше, чем у свободных ионов цинка (II). Свободные ионы цинка(II), в отличие от ионов цинка(II), связанных с белком, не лишены каких-либо лигандов, но природа лигандов неизвестна. Другие термины, такие как легко обмениваемый, подвижный и кинетически лабильный цинк, используются в литературе для пулов цинка. Каждый термин имеет разное значение, и термины не должны использоваться взаимозаменяемо. Какими бы малыми ни были концентрации свободных ионов цинка (II), ими нельзя пренебречь. На самом деле, они имеют решающее значение в клеточной регуляции.

    Таблица 1.

    Примеры измерения концентраций свободных ионов цинка(II) . Тип клетки/ткань . Метод . Артикул . <100; 32 Мышца кролика Ингибирование фосфоглюкомутазы (56, 57) 24  Human erythrocytes  Determination of cellular zinc in a zinc-buffered system  (58)  5–20  Rat PC12, pheochromocytoma  Carbonic anhydrase sensor  (59)  614  Human HT29, colon cancer  FluoZin-3  (60)  <1000  Rat primary cortical neurons  ZnAF-2  (61)  400  Rat INS-1, insulinoma  CALWY-FRET sensor  (62)  80  Human HeLa  ZapCY-FRET sensor  (56, 57)  24  Human erythrocytes  Determination of cellular zinc in a zinc-buffered system  (58)  5–20  Крыса PC12, феохромоцитома Датчик карбоангидразы (59) 614 Human HT29, colon cancer  FluoZin-3  (60)  <1000  Rat primary cortical neurons  ZnAF-2  (61)  400  Rat INS-1 , Инсулинома Calwy-Fret Sensor Таблица 1.

    Примеры измерения концентраций свободных ионов цинка(II) . Тип клетки/ткань . Метод . Артикул . <100; 32 Мышца кролика Ингибирование фосфоглюкомутазы (56, 57) 24  Human erythrocytes  Determination of cellular zinc in a zinc-buffered system  (58)  5–20  Rat PC12, pheochromocytoma  Carbonic anhydrase sensor  (59)  614  Human HT29, colon cancer  FluoZin-3  (60)  <1000  Rat primary cortical neurons  ZnAF-2  (62)  80  Human HeLa  ZapCY-FRET sensor  (63) 

    7 4
    [Zn 2+ ] i , пмоль/л . Тип клетки/ткань . Метод . Ссылка .
    <100; 32  Rabbit muscle  Phosphoglucomutase inhibition  (56, 57) 
    24  Human erythrocytes  Determination of cellular zinc in a zinc-buffered system  (58) 
    5–20  Крыса PC12, феохромоцитома Датчик карбоангидразы (59)
    614 Human HT29, colon cancer  FluoZin-3  (61) 
    400  Rat INS-1 , Инсулинома Calwy-Fret Sensor (62)
    80 HELA SAPCY-FRET. Открыть в новой вкладке

    Буферизация вызывает определенную концентрацию ионов цинка (II) (значения pZn), и ее не следует путать с буферной емкостью, которая описывает силу буферизации и устойчивость к изменениям, а не pZn, при котором происходит буферизация. Физиологическая буферная способность цинка в эпителиальной клеточной линии составляет примерно 15 мкмоль/л (60). Это не очень высоко. Фактически, если бы он был высоким, ионы цинка (II) не могли бы легко участвовать в биологической регуляции. С молекулярной точки зрения примерно 30% буферной способности основано на тиолсодержащих лигандах (64). Окисление тиолов при окислительном стрессе снижает буферную способность цинка, делая клетки более уязвимыми к неблагоприятному воздействию дополнительных ионов цинка (II). Буферизация клеточного цинка представляет собой динамический процесс, при котором pZn, буферная способность или и то, и другое могут изменяться. Увеличение буферной способности цинка за счет изменения концентрации лиганда позволяет клетке обрабатывать больше цинка при сохранении постоянного значения pZn. Снижение буферной способности позволяет клетке изменять свой pZn в таких условиях, как приток/отток цинка. В соответствии с теорией буферизации, как увеличение, так и уменьшение значения pZn тогда будут происходить с большей готовностью. Одна и та же клетка может иметь разные значения pZn при пролиферации, дифференцировке или апоптозе (60, 64). Значение этих динамических процессов заключается в том, что глобальные или локальные изменения концентрации ионов цинка (II) позволяют контролировать клеточные процессы.

    Если бы сродство (значения p K d ), контролирующее буферность, было бы единственным фактором, регулирующим концентрацию ионов цинка(II) в клетке, цинк мог бы двигаться только в одном направлении термодинамических градиентов, т. е. от меньшего к большему аффинити-сайты. Это явно не так. Необходимы дополнительные механизмы для заполнения участков с несколько более низким сродством к цинку. Одним из механизмов является высвобождение ионов цинка (II) из компартмента, в котором ионы цинка (II) не находятся в термодинамическом равновесии с цитозолем.

    Хранение и высвобождение цинка: везикулы.

    Характерной особенностью эукариотических клеток является обширная компартментализация цинка. Клетки ограничивают доступность ионов цинка (II) посредством компартментализации и контролируют цинк с помощью динамической координационной среды, которая модулирует кинетику ассоциации и диссоциации металлов (65). Перенос цинка между различными клеточными компартментами требует большого количества транспортеров и способствует буферизации. Такие движения ионов металлов представляют собой кинетическое явление. Этот дополнительный компонент буферизации в биологических системах называется глушением (66). Путем удаления цинка из определенного компартмента, такого как цитозоль, клетки могут справляться с гораздо более высокими нагрузками цинка, чем только за счет буферизации. Таким образом, клеточная буферизация цинка представляет собой комбинацию цитозольной буферной способности цинка и способности глушения цинка, основанной на активности переносчиков, которые удаляют ионы цинка (II) из цитозоля в органеллы или наружу клетки (67). Буферизация и глушение — это не просто служебные функции. Они принципиально важны для возникновения колебаний ионов цинка (II), и поэтому они имеют решающее значение для ионов цинка (II) в качестве регуляторных ионов. Секвестрация ионов цинка (II) в клеточном компартменте – это один из способов временно хранить цинк в клетке, а затем снова высвобождать его по требованию. Компартментализация решает давний вопрос о том, хранят ли клетки цинк. Цинк в основном хранится в везикулах, а не в белке с высокой способностью связывания цинка, аналогичной ферритину в запасах железа. Химическое состояние цинка в везикулах неизвестно. Концентрация свободного цинка(II) в этих везикулах намного выше (более низкие значения pZn), чем в цитозоле, что указывает на различную буферность цинка. Оценки составляют 1–100 мкмоль/л в гранулах, хранящих инсулин (62). Определение субклеточных значений pZn представляет собой область, представляющую значительный текущий интерес. Измерения показывают, что в некоторых субклеточных компартментах концентрации свободных ионов цинка (II) намного ниже, чем в цитозоле. Оценки 0,9пмоль/л для эндоплазматического ретикулума (ЭР), 0,2 пмоль/л для аппарата Гольджи (63), 0,2 пмоль/л для митохондриального матрикса (68) и 0,14 пмоль/л для митохондрий (69).

    Цинк в регуляции: ионы цинка (II) как сигнальные ионы

    Возможно, наиболее интересной областью современной биологии цинка является роль высвобождаемых ионов цинка (II) в передаче информации внутри клеток и между клетками (70). В путях стимул → увеличение [Zn 2+ ] → мишени ионы цинка (II) являются сигналами. Предпочтение ионов цинка (II) специфическим координационным средам в белках придает этим сигналам определенную степень специфичности. Амплитуды сигналов ионов цинка (II) определяют, какие белки являются мишенями, потому что любая мишень должна иметь соизмеримое сродство к цинку. В условиях стимуляции клеточные концентрации ионов цинка(II) увеличиваются и достигают концентрации >2 нмоль/л только при окислительном стрессе и при апоптозе. Если буферная емкость не изменится или не будет исчерпана, они вернутся к исходной концентрации в течение нескольких минут (71). Что касается оценок стационарных концентраций свободных ионов цинка(II) (табл. 1), консенсус строится на амплитудах флуктуаций ионов цинка(II). Различные экспериментальные парадигмы, такие как окислительный стресс, воздействие глюкозы, электрическая стимуляция и химическое замещение цинка более прочно связывающимся ионом ртути (II), увеличивают концентрацию свободных ионов цинка (II) в клетке в аналогичной степени (таблица 2). ) (72–76). Хотя контроль флуктуаций ионов цинка (II) обсуждался выше, следующее обсуждение сосредоточено на том, как сигналы ионов цинка (II) генерируются, передаются и прекращаются на мишенях.

    Таблица 2.

    Примеры измерений флуктуаций концентраций свободных ионов цинка(II) .

    Тип клетки/ткань . Состояние . Артикул .
    0,1–0,7 Кардиомиоциты Электростимуляция (72) 
    0.52–0.87  Cardiomyocytes  Diabetes  (73) 
    0.45–0.85  Pancreatic islet β cells  Glucose exposure  (74) 
    3 –5 Эпителиальные клетки слизистой оболочки толстой кишки Окислительный стресс (75)
    0,78–1,25 Эпителиальные раковые клетки толстой кишки (HT29)71038 (51, 64) 
    0. 60–0.78    Proliferation   
    0.78–2.51    Apoptosis   
    0.15–1.3  Jurkat T-cells  Mercury (HGCL 2 ) Обработка (76)

    [ZN 2+ ] I ] I ] I ] I ] . Тип клетки/ткань . Состояние . Артикул .
    0.1–0.7  Cardiomyocytes  Electrical stimulation  (72) 
    0.52–0.87  Cardiomyocytes  Diabetes  (73) 
    0.45–0.85  Pancreatic islet β-клетки Воздействие глюкозы (75) 
    0.78–1.25  Epithelial, colon cancer cells (HT29)  Differentiation  (51, 64) 
    0.60–0.78    Proliferation   
    0.78–2.51    Apoptosis   
    0.15–1.3  Jurkat T-cells  Ртуть (HgCl 2 ) обработка (76)

    Открыть в новой вкладке

    Таблица 2.

    Примеры измерений флуктуаций концентраций свободных ионов цинка(II) . Тип клетки/ткань . Состояние . Ссылка . 0.1–0.7  Cardiomyocytes  Electrical stimulation  (73)  0.45–0.85  Pancreatic islet β-клетки Воздействие глюкозы (74) 3–5 Эпителий, слизистая оболочка толстой кишки Окислительный стресс (75)  0.78–1.25  Epithelial, colon cancer cells (HT29)  Differentiation  (51, 64)  0.60–0.78    Proliferation    0.78–2.51    Apoptosis    0.15–1.3  Jurkat T-cells  Mercury (HgCl 2 ) treatment  (76) 

    [Zn 2+ ] i Колебания, нмоль/л . Тип клетки/ткань . Состояние . Артикул .
    0.1–0.7  Cardiomyocytes  Electrical stimulation  (72) 
    0.52–0.87  Cardiomyocytes  Diabetes  (73) 
    0.45–0.85  Pancreatic islet β cells  Glucose exposure  (74) 
    3–5  Epithelial, colon mucosa  Oxidative stress  (75 ) 
    0.78–1.25  Epithelial, colon cancer cells (HT29)  Differentiation  (51, 64) 
    0.60–0.78    Proliferation   
    0.78–2.51    Apoptosis   
    0.15–1.3  Jurkat T-cells  Mercury (HgCl 2 ) treatment  Повышение концентрации свободных ионов цинка(II).

    Помимо высвобождения цинка из белков, два пути везикулярного высвобождения ионов цинка (II) увеличивают концентрацию свободных ионов цинка (II). Первый – выход цинка из везикул во внеклеточное пространство. Ярким примером является высвобождение ионов цинка (II) из синаптических пузырьков в подмножестве глутаматергических нейронов (77). Одной из мишеней высвобождаемых ионов цинка (II) является постсинаптическая N -рецептор метил-d-аспартата, который цинк ингибирует при низких концентрациях в наномолях на литр (78). Ионы цинка (II) также модулируют активность других нейрорецепторов, и происходит обратный захват с функциональными эффектами в пресинаптических клетках (79, 80). Какие мишени ионов цинка (II) являются физиологически важными, зависит от эффективных концентраций синаптического цинка. Ионы цинка (II) также встречаются в других несинаптических везикулах и высвобождаются из клеток путем экзоцитоза из этих везикул, которые нагружены ионами цинка (II) с помощью различных переносчиков цинка, ZnT3 в нейронах головного мозга, ZnT8 в β-клетках поджелудочной железы или ZnT2. в эпителиальных клетках молочной железы (81). Клеточное высвобождение ионов цинка (II) наблюдалось в ряде клеток экзокринных и эндокринных желез. Соматотрофные клетки гипофиза, ацинарные клетки поджелудочной железы, β-клетки островков Лангерганса, клетки Панета в криптах Либеркюна, клетки тубулоацинарных желез предстательной железы, эпителиальные клетки придатков яичка и остеобласты секретируют цинк(II). ) ионы (82). В β-клетках поджелудочной железы ионы цинка (II) участвуют в образовании и структуре гексамерного инсулина, запасной формы инсулина в гранулах. Ионы цинка(II) секретируются вместе с инсулином из β-клеток. Цель совместной секреции не совсем ясна, но может быть связана с паракринными функциями или с предотвращением образования амилоидных отложений из амилоидогенных белков, таких как инсулин и амилин. В эпителиальных клетках молочной железы экзоцитозные везикулы содержат ионы цинка (II) и снабжают молоко цинком. Колебания внутриклеточных свободных ионов цинка (II) происходят в митотическом клеточном цикле с двумя отчетливыми пиками, один в начале фазы G1, а другой в начале фазы S (71). Мышиные ооциты поглощают большое количество цинка на последней стадии созревания, а затем их рост останавливается после первого мейотического деления (83). При оплодотворении эмбрионы возобновляют продвижение по клеточному циклу и, вслед за колебаниями ионов кальция (II), высвобождают внутриклеточные ионы цинка (II) во внеклеточное пространство в процессе, который называют «цинковыми искрами».

    Второй путь включает внутриклеточное высвобождение ионов цинка (II) из везикул. Стимулы, нацеленные на переносчик цинка Zip7, контролируют высвобождение ионов цинка (II) из хранилища в ER в цитоплазму (84). Этот путь включает стимуляцию фактора роста и индуцированное казеинкиназой 2 фосфорилирование Zip7, что открывает запасы для высвобождения цинка (85). Высвобождение лизосом в IL-2-стимулированных Т-клетках является необходимым сигналом для пролиферации (86). В макрофагах стимуляция рецептора FcεRI иммуноглобулина E и регулируемой внеклеточным сигналом передачи сигналов киназы/инозитолтрифосфата запускает высвобождение цинка, которому предшествует Ca 2+ выпуск (87). Это явление было названо «цинковой волной». Цинковые искры возникают в течение нескольких секунд, в то время как для образования цинковых волн требуются минуты. Таким образом, сигналы ионов цинка(II) имеют разные частоты.

    Мишени свободных ионов цинка(II): цинк, связанный с белком.

    Для передачи сигнала цинка к целям необходима непосредственная близость между источником ионов цинка (II) и их целью (целями). Концентрации от пикомолей на литр до наномолей на литр клеточных ионов цинка (II) ингибируют активность некоторых ферментов, таких как протеинтирозинфосфатазы (88). Протеиновые тирозинфосфатазы не распознаются как белки цинка, в основном потому, что их выделяют с помощью хелатирующих агентов для сохранения их ферментативной активности. Кинетические исследования изолированных протеинтирозинфосфатаз и буферных растворов ионов цинка(II) показали, что константа ингибирования цинком цитозольного домена рецепторной тирозинфосфатазы β составляет 27 пмоль/л (89). Локально концентрация ионов цинка (II) в клетках может быть выше, чем показывают измеренные количества в стационарном состоянии. Некоторые протеинтирозинфосфатазы локализованы в ER, где происходит высвобождение цинка. Фосфорилирование Zip7, ингибирование цинком протеинтирозинфосфатаз и колебания ионов цинка (II) указывают на роль цинка в контроле передачи сигналов фосфорилирования. Соответствие между концентрациями свободных ионов цинка(II) и ингибированием белков-мишеней также подтверждается измерением 24 пмоль/л свободных ионов цинка(II) в эритроцитах и ​​IC 50 80 пмоль/л для ингибирования цинком Ca 2+ -АТФазы эритроцитов (58, 90). Сродство белков цинка к цинку и сродство белков, на которые нацелены сигнальные ионы цинка (II), определяют нижний и верхний диапазоны, в которых свободные ионы цинка (II) регулируют биологические процессы. Тридцать лет назад, еще до того, как были известны молекулы и механизмы, контролирующие клеточный цинк, в качестве ответа на вопрос: «Цинк, какова его роль в биология?” (91). Клеточные роли ионов цинка(II) в исключительно низких концентрациях, обычно предназначенных для гормонов, наиболее примечательны и составляют новый принцип клеточной передачи сигналов (Fig. 2).

    Рисунок 2

    Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

    Контроль и функции концентрации свободных ионов цинка(II). Два пути (слева) увеличивают концентрацию свободных ионов цинка (II) в цитозоле, [Zn 2+ ] i , которые служат сигналами цинка (справа), которые ингибируют ферменты и индуцируют фактор транскрипции, реагирующий на металл. 1 (MTF-1)-зависимая транскрипция генов, которая включает синтез переносчиков цинка (ZnT1) и тионеина, активирующего ингибируемые цинком ферменты. Буферизация и глушение контролируют концентрации свободных ионов цинка (II). Zip, ZRT/IRT-подобный белок.

    Завершение сигналов ионов цинка(II).

    Микромолярные концентрации МТ на литр в большинстве клеток обеспечивают временный резервуар достаточно плотно изолированного цинка и, по сравнению с пикомолями на литр концентраций свободных ионов цинка (II), относительно большие количества цинка, которые доступны в доставляемой форме на требование. Эта функция МТ напоминает функцию металлошаперонов, в частности потому, что МТ обладают способностью переносить цинк посредством белок-белковых взаимодействий по ассоциативному механизму (9).2). МТ имеет сродство к цинку именно в обсуждаемом здесь диапазоне концентраций ионов цинка (II) и, следовательно, может участвовать в распределении цинка и прекращении сигналов цинка. Обрыв сигналов цинка, как следует из экспериментов in vitro, включает тионеин, апопротеин МТ. Тионеин связывает цинк и активирует ингибированные цинком ферменты. In vivo тионеин, вероятно, представляет собой молекулу, которая не полностью лишена и не полностью загружена ионами металлов. Транслокация MTs в клетках и их индукция многими различными путями передачи клеточных сигналов позволяют изменять буферную и глушащую способность клеточного цинка. Модулирование хелатирующей способности МТ путем изменения либо их общего количества, либо их окислительно-восстановительного состояния позволяет контролировать регуляторные функции ионов цинка (II) (9).3). Повышенные концентрации ионов цинка (II) индуцируют контролируемую MTF-1 транскрипцию генов тионеинов, апопротеинов МТ и переносчика цинка ZnT1, что приводит к связыванию избытка цинка с МТ и экспорту цинка из клетки. Множество других состояний также индуцируют апопротеин, что указывает на то, что формы тионеинов вырабатываются для снижения доступности клеточных ионов цинка (II) и модулирования зависимых от цинка процессов.

    Таким образом, четыре наблюдения определяют диапазон концентраций от пикомолей на литр до низких наномолей на литр, при которых ионы цинка (II) могут выполнять регулирующие функции: 1 ) концентрации свободных ионов цинка (II) и их колебания, 2 ) сродство MT к цинку, 3 ) сродство белков цинка к цинку и 4 ) сродство цинка белков, которые являются мишенями сигналов ионов цинка(II) (рис. 3).

    Рисунок 3

    Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

    Количественные аспекты биохимии клеточного цинка. Цинк (Zn), кальций (Ca) и магний (Mg), три основных окислительно-инертных иона металлов, участвующих в клеточной регуляции, охватывают многие порядки по концентрации и сродству. Среди трех, свободные ионы цинка (II) контролируются при самых низких концентрациях. Другие важные двухвалентные ионы переходных металлов, за исключением ионов двухвалентной меди, связываются с белками менее прочно, чем цинк, и их необходимо контролировать при определенных концентрациях, которые определяются сродством в соответствии с рядом Ирвинга-Уильямса. Колебания концентраций свободного иона цинка(II) в цитозоле охватывают диапазон, соответствующий сродству металлотионеина (МТ)-2 к цинку, и ограничиваются ферментами цинка с наивысшим сродством к цинку и белками, которые цинк может регулировать, с более низким сродством для цинка.

    Выводы

    Концентрация клеточного цинка довольно высока, почти такая же, как у АТФ. Поэтому на клеточном уровне цинк вряд ли можно считать микроэлементом. Цинк используется в качестве кофактора белков гораздо чаще, чем большинство витаминов. Контроль флуктуирующего пула ионов цинка(II) при исключительно низких концентрациях и с участием многих белков открывает новый взгляд на молекулярные функции цинка в биологии в целом и на влияние цинка на здоровье человека в частности (9).4). Роль ионов цинка (II) в биологическом фосфорилировании и в передаче окислительно-восстановительных сигналов уже хорошо задокументирована и является частью спектра действий цинка в клеточной пролиферации, дифференцировке и гибели клеток. Цинк необходим не только для функционирования белков; он участвует в контроле клеточного метаболизма и паракринной и интракринной передачи сигналов (95). Не только доступность самого цинка, но и ограниченная клеточная буферная способность цинка, а также множество мутаций, влияющих на функции белков, участвующих в клеточном контроле цинка, имеют большое значение для баланса между здоровьем и болезнью. Цинк-буферная система, по-видимому, весьма чувствительна к факторам окружающей среды. Острое и длительное воздействие химических веществ, которые мешают буферизации цинка, должно быть серьезной проблемой для здоровья, как и хелатирующие агенты, которые связывают цинк и снижают его доступность, а также ионы других металлов, которые конкурируют с цинком, например, кадмий. Диапазон концентраций, в котором встречаются ионы цинка (II), имеет решающее значение для объяснения глобальных функций цинка. Цинк обычно считается антиоксидантом. Однако он окислительно-восстановительный инертен и поэтому может выполнять такую ​​функцию лишь косвенно. Термин «проантиоксидант» является более подходящим (96). Оказывает ли цинк антиоксидантное, противовоспалительное или антиапоптотическое действие, зависит от его концентрации. Вне физиологического или фармакологического диапазона, в условиях как перегрузки цинком, так и дефицита цинка, ионы цинка (II) оказывают противоположное действие: они становятся прооксидантами с провоспалительными и проапоптотическими свойствами. Этот сложный баланс в относительно узком и строго контролируемом диапазоне концентраций необходимо учитывать при оценке физиологической значимости результатов экспериментов, проведенных с цинком, и в питании, когда рассматривается добавка цинка (9).7).

    Благодарности

    Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

    Процитированная литература

    1.

    Раулен

    J

    Химические этюды на растительность

    .

    Ann Sci Nat Bot Biol Veg.

    1869

    ;

    11

    :

    92

    299

    .

    2.

    Lutz

    RE

    Нормальное присутствие цинка в биологическом материале

    .

    J Ind Hyg.

    1926

    ;

    8

    :

    127

    .

    3.

    Поилка

    КА

    ,

    Кольер

    ЕС

    Значение цинка в живом организме

    .

    J Ind Hyg.

    1926

    ;

    8

    :

    257

    .

    4.

    Тодд

    WR

    ,

    Elvehjem

    CA

    ,

    Hart

    EB

    Цинк в питании крыс

    .

    Am J Physiol.

    1934

    ;

    107

    :

    146

    56

    .

    5.

    Prasad

    AS

    ,

    Halsted

    JA

    ,

    Nadimi

    M

    Syndrome of iron deficiency anemia, hepatosplenomegaly, hypogonadism, dwarfism and geophagia

    .

    Am J Med.

    1961

    ;

    31

    :

    532

    46

    .

    6.

    O’Dell

    BL

    История и статус цинка в питании

    .

    ФРС Proc.

    1984

    ;

    43

    :

    2821

    2

    .

    7.

    Кейлин

    Д

    ,

    Манн

    T

    Карбоангидраза

    .

    Природа.

    1939

    ;

    144

    :

    442

    3

    .

    8.

    Prasad

    AS

    Открытие дефицита цинка у человека: 50 лет спустя

    .

    J Trace Elem Med Biol.

    2012

    ;

    26

    :

    66

    9

    .

    9.

    Vallee

    BL

    ,

    Neurath

    H

    Карбоксипептидаза, металлопротеин цинка

    .

    J Am Chem Soc.

    1954

    ;

    76

    :

    5006

    7

    .

    10.

    Maret

    W

    ,

    Bert

    L

    Vallee 1919–2010

    .

    Angew Chem Int Ed.

    2010

    ;

    49

    :

    2

    3

    .

    11.

    Vallee

    BL

    ,

    Galdes

    A

    Металлобиохимия ферментов цинка

    .

    Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol.

    1984

    ;

    56

    :

    283

    430

    .

    12.

    Миллер

    J

    ,

    McLachlan

    AD

    ,

    KLUG

    A

    Пецитивающие цинк-связывающие домены в белковом трансплексном факторе IIIA от Xenopus OOCYTES

    8999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999.

    EMBO J.

    1985

    ;

    4

    :

    1609

    14

    .

    13.

    Мюллер

    А

    ,

    МакКаллум

    RM

    ,

    Sternberg

    MJ

    Структурная характеристика протеома человека

    .

    Геном рез.

    2002

    ;

    12

    :

    1625

    41

    .

    14.

    Auld

    DS

    Конструкционные цинковые площадки

    . In:

    Messerschmidt

    A

    ,

    Bode

    W

    ,

    Cygler

    M

    редакторы.

    Справочник по металлопротеинам.

    Том.

    3

    .

    Чичестер, Великобритания

    :

    Wiley

    ;

    2004

    , с.

    403

    15

    .

    15.

    Литей

    JH

    ,

    LEE

    BM

    ,

    Wright

    PE

    Белки цинковых пальцев: новые инса в структурный и функциональный диверсие

    0008

    .

    Curr Opin Struct Biol.

    2001

    ;

    11

    :

    39

    46

    .

    16.

    Gamsjaeger

    R

    ,

    Liew

    CK

    ,

    Loughlin

    FE

    ,

    Crossley

    M

    ,

    Mackay

    JP

    Sticky fingers : цинковые пальцы как мотивы распознавания белков

    .

    Trends Biochem Sci.

    2007

    ;

    32

    :

    63

    70

    .

    17.

    Vallee

    BL

    ,

    Auld

    DS

    Цинк Координация, функция и структура ферментов цинка и других белков

    .

    Биохимия.

    1990

    ;

    29

    :

    5647

    59

    .

    18.

    Haeggström

    JZ

    ,

    Wetterholm

    A

    ,

    Shapiro

    R

    ,

    Vallee

    BL

    ,

    Samuelsson

    B

    Leukotriene A 4 гидролаза: металлофермент цинка

    .

    Biochem Biophys Res Commun.

    1990

    ;

    172

    :

    965

    70

    .

    19.

    Haeggström

    JZ

    ,

    Wetterholm

    A

    ,

    Vallee

    BL

    ,

    Samuelsson

    B

    Leukotriene A 4 hydrolase: An epoxide hydrolase with пептидазная активность

    .

    Biochem Biophys Res Commun.

    1990

    ;

    173

    :

    431

    7

    .

    20.

    Thunnissen

    мм

    ,

    Nordlund

    P

    ,

    Haeggström

    JZ

    Crystal Structure in leakotrienemancrianmuncing Eneranchuncing Eneranchuncing.

    Nat Struct Biol.

    2001

    ;

    8

    :

    131

    5

    .

    21.

    Clarke

    ND

    ,

    Berg

    JM

    Цинковые пальцы в Caenorhabditis elegans : поиск семей и проходов для зондирования

    .

    Наука.

    1998

    ;

    282

    :

    2018

    22

    .

    22.

    Марет

    W

    Изучение протеома цинка

    .

    J Анал на Спектр.

    2004

    ;

    19

    :

    15

    9

    .

    23.

    Andreini

    C

    ,

    BANCI

    L

    ,

    Bertini

    I

    ,

    ROSATO

    ,

    .

    .

    J Протеом рез.

    2006

    ;

    5

    :

    196

    201

    .

    24.

    Банк данных о белках

    . http://www.rcsb.org, last accessed October 18, 2012.

    25.

    Finn

    RD

    ,

    Mistry

    J

    ,

    Tate

    J

    ,

    Coggill

    P

    ,

    Heger

    A

    ,

    Поллингтон

    JE

    ,

    Gavin

    OL

    ,

    Gunesekaran

    P

    ,

    Ceric

    G

    ,

    Forslund

    K

    , at.

    База данных семейств белков Pfam

    .

    Рез. нуклеиновых кислот.

    2010

    ;

    38

    (выпуск базы данных 38):

    D211

    22

    .

    26.

    Бертини

    I

    ,

    Кавалларо

    G

    Биоинформатика в бионеорганической химии

    .

    Металломика.

    2010

    ;

    2

    :

    39

    51

    .

    27.

    Andreini

    C

    ,

    Banci

    L

    ,

    Bertini

    I

    ,

    Rosato

    A

    Цинк через три сферы жизни

    .

    J Протеом рез.

    2006

    ;

    5

    :

    3173

    8

    .

    28.

    Maret

    W

    Протеомика цинка и аннотация протеома цинка человека

    .

    Pure Appl Chem.

    2008

    ;

    80

    :

    2679

    87

    .

    29.

    Maret

    W

    Металлопротеомика, металлопротеомы и аннотация металлопротеинов

    .

    Металломика.

    2010

    ;

    2

    :

    117

    25

    .

    30.

    Maret

    W

    Цинк и протеом цинка

    . In:

    Banci

    L

    приглашенный редактор.

    Металлохимия и ячейка.

    Sigel

    A

    ,

    Sigel

    H

    ,

    Sigel

    RKO

    Редакторы серий. Ионы металлов в науках о жизни. Том.

    12

    .

    Дордрехт, Нидерланды

    :

    Springer Science + Business Media B.V

    .;

    2013

    .

    31.

    Maret

    W

    Белковый интерфейс Цинк Сайты

    , В:

    Messerschmidt

    A

    ,

    Bode

    W

    ,

    Cygler

    M

    ред.

    Справочник по металлопротеинам Том. 3.

    Чичестер, Великобритания

    :

    Wiley

    ;

    2004

    .

    32.

    Цветкович

    А

    ,

    Менон

    АЛ

    ,

    Торгерсен МП

    008

    Скотт

    JW

    ,

    Poole

    FL

    II,

    Jenney

    FE

    мл.

    S

    ,

    Vaccaro

    BJ

    и др.

    Микробные металлопротеомы в значительной степени не охарактеризованы

    .

    Природа.

    2010

    ;

    466

    :

    779

    82

    .

    33.

    Валле

    BL

    ,

    Фальчук

    К

    Биохимические основы физиологии цинка

    .

    Physiol Rev.

    1993

    ;

    73

    :

    79

    118

    .

    34.

    Андрейни

    С

    ,

    Бертини

    I

    ,

    Кавалларо

    G

    Минимальные функциональные сайты позволяют классифицировать сайты цинка в белках

    .

    ПЛОС ОДИН.

    2011

    ;

    6

    :

    e26325

    .

    35.

    Фукада

    T

    ,

    Камбе

    T

    Молекулярно-генетические особенности транспортеров цинка в физиологии и патогенезе

    .

    Металломика.

    2011

    ;

    3

    :

    662

    74

    .

    36.

    Лихтен

    LA

    ,

    Кузены

    RJ

    Транспортеры цинка млекопитающих: пищевая и физиологическая регуляция

    .

    Annu Rev Nutr.

    2009

    ;

    29

    :

    153

    76

    .

    37.

    Gaither

    LA

    ,

    Eide

    DJ

    Эукариотические переносчики цинка и их регулирование

    .

    Биометаллы.

    2001

    ;

    14

    :

    251

    70

    .

    38.

    Потоцкие

    S

    ,

    Ровинска-Жирек

    М

    ,

    Валенсин

    D

    ,

    Krzywoszynska

    K

    ,

    Wikowska

    D

    ,

    Luczkowski

    M

    ,

    Kozlowski

    H

    Metal-binding ability of cysteine-rich peptide домен Zip13 Zn 2+ транспортер ионов

    .

    Неорг. хим.

    2011

    ;

    50

    :

    6135

    45

    .

    39.

    LU

    M

    ,

    Chai

    J

    ,

    FU

    D

    Структурная база для авторегуляции транспорта Zinc Yiip

    9999999999999999.

    Nat Struct Mol Biol.

    2009

    ;

    16

    :

    1063

    7

    .

    40.

    Прихожане

    JH

    ,

    Эндрюс

    GK

    Понимание механизма восприятия цинка чувствительным к металлу элементом, связывающим транскрипционный фактор-1 (MTF-1)

    .

    Arch Biochem Biophys.

    2007

    ;

    463

    :

    201

    10

    .

    41.

    Günther

    V

    ,

    Lindert

    U

    ,

    SCHAFFNE0008

    .

    Биохим Биофиз Acta.

    2012

    ;

    1823

    :

    1416

    25

    .

    42.

    Günes

    C

    ,

    Heuchel

    R

    ,

    Georgiev

    O

    ,

    Müller

    KH

    ,

    Lichtlen

    P

    ,

    Блютманн

    H

    ,

    MARINO

    S

    ,

    Aguzzi

    A

    ,

    Schaffner

    W

    Эмбриональная летальность и дегенерация печени у мышей, отсутствующих транспинергии металлонга.

    EMBO J.

    1988

    ;

    17

    :

    2846

    54

    .

    43.

    Ли

    Д

    ,

    Maret

    W

    Металлотионин человека металломика

    .

    J Анал на Спектр.

    2008

    ;

    23

    :

    1055

    62

    .

    44.

    Arseniev

    A

    ,

    Schultze

    B

    ,

    Wörgötter

    E

    ,

    Braun

    W

    ,

    Wagner

    G

    ,

    VASAK

    M

    ,

    Kägi

    JHR

    ,

    Wüthrich

    K

    Трехразмерная структура из Rabbite Liverithined [CD7]. ядерный магнитный резонанс

    .

    Дж Мол Биол.

    1988

    ;

    201

    :

    637

    57

    .

    45.

    Robbins

    AH

    ,

    McRee

    DE

    ,

    Williamson

    M

    ,

    Collett

    SA

    ,

    Xuong

    NH

    ,

    Furey

    WF

    ,

    Wang

    BC

    ,

    Stout

    CD

    Уточненная кристаллическая структура металлотионеина Cd,Zn при разрешении 2,0 A

    8 90.

    Дж Мол Биол.

    1991

    ;

    221

    :

    1269

    93

    .

    46.

    Krężel

    A

    ,

    Maret

    W

    Наномолярные и пикомолярные Zn(II) связывающие свойства металлотионеина
    9 .

    J Am Chem Soc.

    2007

    ;

    129

    :

    10911

    21

    .

    47.

    Maret

    W

    ,

    Vallee

    BL

    Тиолатные лиганды в металлотионеине придают окислительно-восстановительную активность кластерам цинка

    .

    Proc Natl Acad Sci U S A.

    1998

    ;

    95

    :

    3478

    82

    .

    48.

    Альварес

    L

    ,

    Гонсалес-Иглесиас

    H

    ,

    Garcia

    M

    ,

    GOSH

    S

    ,

    SANZ-Medel

    A

    ,

    COCA-PRADOS

    M

    СТУХИОМИТИЧЕСКИЙ. -металлотионеин в Zn 7 -металлотионеин лежит в основе повышающей регуляции экспрессии металлотионеина (МТ)

    .

    J Biol Chem.

    2012

    ;

    287

    :

    28456

    69

    .

    49.

    Hartmann

    HJ

    ,

    Weser

    U

    Медь-тионеин из эмбриональной бычьей печени

    .

    Биохим Биофиз Acta.

    1977

    ;

    491

    :

    211

    22

    .

    50.

    Учида

    Y

    ,

    Такио

    K

    ,

    Titani

    K

    ,

    IHARA

    Y

    ,

    Tomonaga

    M

    Фактор ингибирования роста, который является дефектным в болезнь Alzheimer, является амино-амино амино-атмосферовой аибин.

    .

    Нейрон.

    1991

    ;

    7

    :

    337

    47

    .

    51.

    Кржель

    А

    ,

    Maret

    W

    Тионеин/металлотионин контроль доступности Zn(II) и активности ферментов

    .

    J Biol Inorg Chem.

    2008

    ;

    13

    :

    401

    9

    .

    52.

    Krężel

    A

    ,

    Maret

    W

    Различные окислительно-восстановительные состояния металлотионеина/тионеина в биологических тканях

    .

    Biochem J.

    2007

    ;

    402

    :

    551

    8

    .

    53.

    Feng

    W

    ,

    Benz

    FW

    ,

    Cai

    J

    ,

    Pierce

    WM

    ,

    Kang

    YJ

    Metallothionein disulfides присутствуют в сердце трансгенных мышей со сверхэкспрессией металлотионеина и увеличиваются в условиях окислительного стресса

    .

    J Biol Chem.

    2006

    ;

    281

    :

    681

    7

    .

    54.

    Maret

    W

    Молекулярные аспекты гомеостаза цинка в клетках человека: окислительно-восстановительный контроль потенциалов цинка и сигналов цинка

    .

    Биометаллы.

    2009

    ;

    22

    :

    149

    57

    .

    55.

    Maret

    W

    Цинк и сера: важное биологическое партнерство

    .

    Биохимия.

    2004

    ;

    43

    :

    3301

    9

    .

    56.

    Пек

    EJ

    ,

    Ray

    WJ

    Металлокомплексы фосфоглюкомутазы in vivo

    .

    J Biol Chem.

    1971

    ;

    246

    :

    1160

    7

    .

    57.

    Magneson

    GR

    ,

    Puvathingal

    JM

    ,

    Ray

    WJ

    Концентрация свободного MG 2+ WJ

    .

    .

    J Biol Chem.

    1987

    ;

    262

    :

    11140

    8

    .

    58.

    Simons

    TJB

    Внутриклеточный свободный цинк и буферизация цинка в эритроцитах человека

    .

    J Membr Biol.

    1991

    ;

    123

    :

    63

    71

    .

    59.

    Бозым

    РА

    ,

    Томпсон

    РБ

    ,

    Стоддард

    AK

    ,

    Fierke

    CA

    Измерение пикомолярного внутриклеточного обменного цинка в клетках PC-12 с использованием ратиометрического флуоресцентного биосенсора

    .

    ACS Chem Biol.

    2006

    ;

    1

    :

    103

    11

    .

    60.

    Krężel

    A

    ,

    Maret

    W

    Цинковая буферная способность эукариотической клетки при физиологическом pH

    .

    J Inorg Biol Chem.

    2006

    ;

    11

    :

    1049

    62

    .

    61.

    Colvin

    RA

    ,

    Bush

    AI

    ,

    Volitakis

    I

    ,

    Fontaine

    CP

    ,

    Thomas

    D

    ,

    Кикучи

    К

    ,

    Holmes

    WR

    Взгляд на гомеостаз Zn 2+ в нейронах из экспериментальных и модельных исследований

    .

    Am J Physiol Cell Physiol.

    2008

    ;

    294

    :

    C726

    42

    .

    62.

    Винкенборг

    JL

    ,

    Николсон

    TJ

    ,

    Белломо

    8
    9,

    KOAY

    MS

    ,

    Rutter

    GA

    ,

    MERKX

    M

    Генетически кодированные фрет -сенсоры для мониторинга внутриклеточной ZN 2 777777777777 годы HomeOST07 7777777777777777777.

    Натуральные методы.

    2009

    ;

    6

    :

    737

    40

    .

    63.

    Цинь

    Y

    ,

    Дитмер

    PJ

    ,

    Park

    JG

    ,

    Jansen

    KB

    ,

    Palmer

    AE

    Measuring steady-state and dynamic endoplasmic reticulum and Golgi Zn 2+ with genetically encoded датчики

    .

    Proc Natl Acad Sci U S A.

    2011

    ;

    108

    :

    7351

    6

    .

    64.

    KRęEL

    A

    ,

    HAO

    Q

    ,

    MARET

    W

    ЗИНК/тиолат Резвода BIOCHEMISTION

    888.

    Arch Biochem Biophys.

    2007

    ;

    463

    :

    188

    200

    .

    65.

    Марет

    Вт

    ,

    Li

    Y

    Координационная динамика цинка в белках

    .

    Chem Rev.

    2009

    ;

    109

    :

    4682

    707

    .

    66.

    Thomas

    RC

    ,

    Coles

    JA

    ,

    Deitmer

    JW

    Homeostatic Muffling

    .

    Природа.

    1991

    ;

    350

    :

    564

    .

    67.

    Colvin

    RA

    ,

    Holmes

    WR

    ,

    Fontaine

    CP

    ,

    MareTaff

    ,

    . гомеостаз

    .

    Металломика.

    2010

    ;

    2

    :

    306

    17

    .

    68.

    McCranor

    BJ

    ,

    Bozym

    RA

    ,

    Vitolo

    MI

    ,

    Fierke

    CA

    ,

    Bambrick

    L

    ,

    Полстер

    BM

    ,

    Fiskum

    G

    ,

    Thompson

    RB

    Количественная визуализация митохондриальной и цитозолической Zinc в AN vic0008

    .

    J Биоэнергетическая биомембрана.

    2012

    ;

    44

    :

    253

    63

    .

    69.

    Park

    JG

    ,

    Qin

    Y

    ,

    Galati

    DF

    ,

    Pmoter

    AE

    ,

    Pmoter

    AE

    ,

    Pmorter

    AE

    ,

    Pmoter

    ,

    . )

    .

    ACS Chem Biol.

    2012

    ;7:1636–40.

    70.

    Haase

    H

    ,

    Maret

    W

    Регуляторная и сигнальная функции ионов цинка в клеточной физиологии человека

    . В:

    Залупс

    Р

    ,

    Коропатник

    Ж

    ред.

    Клеточная и молекулярная биология металлов.

    Бока-Ратон, Флорида

    :

    Тейлор и Фрэнсис

    ;

    2009

    , с.

    181

    212

    .

    71.

    Li

    Y

    ,

    Maret

    W

    Преходящие колебания внутриклеточных ионов цинка при клеточной пролиферации

    .

    Exp Cell Res.

    2009

    ;

    315

    :

    2463

    70

    .

    72.

    Атар

    D

    ,

    BACKX

    PH

    ,

    APPEL

    MM

    ,

    GAO

    WD

    ,

    Marban9

    WD

    ,

    Marban9

    WD

    ,

    . потенциалзависимые кальциевые каналы

    .

    J Biol Chem.

    1995

    ;

    270

    :

    2473

    7

    .

    73.

    AYAZ

    M

    ,

    TURAN

    B

    Селена предотвращает индуцированные диабетические изменения. .

    Am J Physiol Heart Circ Physiol.

    2006

    ;

    290

    :

    h2071

    80

    .

    74.

    Белломо

    EA

    ,

    MEUR

    G

    ,

    Rutter

    GA

    Глюкоза регулирует свободный цитозольный Zn 2+ концентрация, SLC39 (ZIP) и Metallothionein Gene Gene Gene-Expression In.

    J Biol Chem.

    2011

    ;

    286

    :

    25778

    89

    .

    75.

    Чима

    РР

    ,

    Dubach

    JM

    ,

    Wieland

    A

    ,

    Walsh

    BM

    ,

    DI

    ,

    DI

    ,

    DI

    ,

    . индуцированный окислительный стресс в изолированных криптах толстой кишки крысы

    .

    Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.

    2004

    ;

    290

    :

    G250

    61

    .

    76.

    HAASE

    H

    ,

    Hebel

    S

    ,

    Engelhardt

    G

    ,

    RINKER

    ,

    .

    .

    Анальная биохимия.

    2006

    ;

    352

    :

    222

    30

    .

    77.

    Frederickson

    CJ

    ,

    KOH

    J-Y

    ,

    Bush

    AI

    . Нейробиология Zinc В отношении здоровья и болезни

    99.

    Nat Rev Neurosci.

    2005

    ;

    6

    :

    449

    62

    .

    78.

    Паолетти

    P

    ,

    Ашер

    P

    ,

    Neyton

    J

    Высокоаффинное ингибирование рецепторов NMDA NR1–NR2A

    .

    Дж. Неврологи.

    1997

    ;

    17

    :

    5711

    25

    .

    79.

    Tóth

    K

    Цинк в нейротрансмиссии

    .

    Annu Rev Nutr.

    2011

    ;

    31

    :

    139

    53

    .

    80.

    Sindreu

    C

    ,

    Palmiter

    RD

    ,

    Storm

    DR

    Zinc transporter ZnT-3 regulates presynaptic Erk1/2 signaling and hippocampus-dependent memory

    .

    Proc Natl Acad Sci U S A.

    2011

    ;

    108

    :

    3366

    70

    .

    81.

    Kelleher

    SL

    ,

    McCormick

    NH

    ,

    Velasquez

    V

    ,

    Lopez

    V

    . сальник

    .

    Adv Nutr.

    2011

    ;

    2

    :

    101

    11

    .

    82.

    Даншер

    G

    ,

    Stoltenberg

    M

    Цинк-специфические автометаллографические методы in vivo с селеном: отслеживание путей обогащения цинком (ZEN) и пулов ионов цинка во множестве других клеток ZEN

    907.

    J Histochem Cytochem.

    2005

    ;

    53

    :

    141

    53

    .

    83.

    Ким

    AM

    ,

    Бернхардт

    ML

    ,

    Kong

    BY

    ,

    Ahn

    RW

    ,

    Vogt

    S

    ,

    Woodruff

    TK

    ,

    O’Halloran

    TV

    Цинковые искры запускаются при оплодотворении и способствуют возобновлению клеточного цикла в яйцеклетках млекопитающих

    .

    ACS Chem Biol.

    2011

    ;

    6

    :

    716

    23

    .

    84.

    Hogstrand

    C

    ,

    Kille

    P

    ,

    Nicholson

    RI

    ,

    Taylas центр активации тирозинкиназы

    .

    Trends Mol Med.

    2009

    ;

    15

    :

    101

    11

    .

    85.

    Taylor

    KM

    ,

    Hiscox

    S

    ,

    Nicholson

    RI

    ,

    Hogstrand

    C

    ,

    Kille

    P

    Protein kinase CK2 запускает цитозольные сигнальные пути цинка путем фосфорилирования цинкового канала ZIP7

    .

    Научный сигнал.

    2012

    ;

    5

    :

    ра11

    .

    86.

    Kaltenberg

    J

    ,

    Plum

    JL

    ,

    Ober-Blöbaum

    JL

    ,

    Hönscheid

    A

    ,

    Rink

    L

    ,

    Haase

    H

    Сигналы цинка способствуют IL-2-зависимой пролиферации Т-клеток

    .

    Евро J Иммунол.

    2010

    ;

    40

    :

    1496

    503

    .

    87.

    Yamasaki

    S

    ,

    Sakata-Sogawa

    K

    ,

    Hasegawa

    A

    ,

    Suzuki

    T

    ,

    Kabu

    K

    ,

    Сато

    Е

    ,

    Куросаки

    Т

    ,

    Yamashita

    S

    ,

    Tokunaga

    M

    ,

    Nishida

    K

    , и др.

    Цинк — новый внутриклеточный вторичный мессенджер

    .

    J Cell Biol.

    2007

    ;

    177

    :

    637

    45

    .

    88.

    Марет

    W

    ,

    Джейкоб

    C

    ,

    Vallee

    BL

    ,

    Fischer

    EH

    Ингибирующие сайты в ферментах: удаление цинка и реактивация тионеином

    .

    Proc Natl Acad Sci U S A.

    1999

    ;

    96

    :

    1936

    40

    .

    89.

    Wilson

    M

    ,

    Хогстранд

    C

    ,

    Марет

    W

    Пикомолярные концентрации свободных ионов цинка (II) регулируют активность рецепторного белка тирозинфосфатазы бета

    .

    J Biol Chem.

    2012

    ;

    287

    :

    9322

    6

    .

    90.

    Hogstrand

    C

    ,

    Verbost

    PM

    ,

    Wendelaar Bonga

    SE

    Ингии человеческого CA 2+ -АТФаза Zn 2+

    .

    Токсикология.

    1999

    ;

    133

    :

    139

    45

    .

    91.

    Williams

    RJP

    Цинк: какова его роль в биологии?

    Стремление.

    1984

    ;

    8

    :

    65

    70

    .

    92.

    Марет

    W

    ,

    LARSEN

    KS

    ,

    Vallee

    BL

    Координационная динамика динамики биологических цинка в Metallothioneins и в DNA-связывающем домене трансляционного фактора GAL4

    89.

    Proc Natl Acad Sci U S A.

    1997

    ;

    94

    :

    2233

    7

    .

    93.

    Марет

    Вт

    Окислительно-восстановительная биохимия металлотионеинов млекопитающих

    .

    J Biol Inorg Chem.

    2011

    ;

    16

    :

    1079

    86

    .

    94.

    Каток

    L

    редактор.

    Цинк для здоровья человека.

    Амстердам, Нидерланды

    :

    IOS Press

    ;

    2011

    .

    95.

    Марет

    W

    Металлы в движении: ионы цинка в клеточной регуляции и в координационной динамике белков цинка

    .

    Биометаллы.

    2011

    ;

    24

    :

    411

    8

    .

    96.

    Maret

    W

    Окислительно-восстановительная биология металлотионеина в цитопротекторной и цитотоксической функциях цинка

    .

    Опыт Геронтол.

    2008

    ;

    43

    :

    363

    9

    .

    97.

    Maret

    W

    ,

    Sandstead

    HH

    Потребность в цинке, риски и преимущества добавок цинка

    .

    J Trace Elem Med Biol.

    2006

    ;

    20

    :

    3

    18

    .

    Сокращения

    Footnotes

    1

    Представлено на симпозиуме «Цинковое питание: от открытия до глобального воздействия на здоровье», состоявшегося 22 апреля 2012 г. на научных сессиях и ежегодном собрании ASN в рамках Experimental Biology 2012 в Сан-Диего, Калифорния. Симпозиум спонсировался Американским обществом питания. Краткое изложение симпозиума «Цинковое питание: от открытия до глобального воздействия на здоровье» было опубликовано в сентябрьском номере журнала «Advanced in Nutrition» за 2012 год.

    Примечания автора

    2

    Раскрытие информации об авторе: В. Марет, конфликта интересов нет.

    © Американское общество по питанию, 2013 г. Скачать все слайды

    Реклама

    Цитаты

    Просмотры

    12 406

    Альтметрика

    Дополнительная информация о метриках

    Оповещения по электронной почте

    Оповещение об активности статьи

    Предварительные уведомления о статьях

    Оповещение о новой проблеме

    Оповещение о теме

    Получайте эксклюзивные предложения и обновления от Oxford Academic

    Ссылки на статьи по номеру

    • Последний

    • Самые читаемые

    • Самые цитируемые

    Разгадка сложных взаимодействий между геном FTO, образом жизни и раком

    Профили липидов грудного молока по всему миру: систематический обзор и метаанализ

    Перспектива: Состав грудного молока и связанные с ним данные для национального мониторинга здоровья и питания и соответствующих исследований

    Предварительный обзор воздействия на окружающую среду и состава питательных веществ растительного молока

    Объявление о поиске: Главные редакторы: Advances in Nutrition The Journal of Nutrition

    Реклама

    Цинк – возникновение, свойства, использование, эффекты

    После удаления окисления цинк представляет собой слегка хрупкий металл с серебристо-сероватым оттенком при комнатной температуре. Это первый элемент в группе 12 периодической таблицы. Цинк и магний в некотором роде химически схожи: оба имеют только одну нормальную степень окисления (+2), а ионы Zn +2 и Mg +2 сопоставимы по размеру. Цинк имеет пять стабильных изотопов и является 24 90 156 90 157 наиболее распространенным элементом в земной коре. Наиболее распространенной цинковой рудой является сфалерит (цинковая обманка), сульфидный минерал цинка.

    Цинк — это химический элемент с атомным номером 30 и символом Zn.

    Наличие цинка

    Цинк является 24-м наиболее распространенным элементом с содержанием 75 частей на миллион в земной коре. Уровни цинка в почве колеблются от 5 до 770 частей на миллион, в среднем 64 части на миллион. В атмосфере всего 30 частей на миллиард, а в морской воде всего 30 частей на миллиард. В рудах этот элемент обычно встречается в сочетании с другими неблагородными металлами, такими как медь и свинец.

    Цинк является халькофилом, что означает, что он с большей вероятностью будет обнаружен в минералах, содержащих серу и другие тяжелые халькогены, чем в минералах, содержащих легкий халькоген, кислород или нехалькогенные электроотрицательные элементы, такие как галогены. В восстановительных условиях атмосферы ранней Земли сульфиды образовались по мере консолидации земной коры. Поскольку его концентрат содержит 60–62% цинка, сфалерит, разновидность сульфида цинка, является наиболее широко добываемой цинкосодержащей рудой.

    Физические свойства цинка
    • Цинк обычно содержится в более крупных сложных минералах.
    • Цинк представляет собой металл с высокой температурой плавления голубовато-белого цвета. Это очень сверкающий беловато-голубой металл в изолированном состоянии.
    • Металл менее мягкий, чем медь, и имеет меньше применений. Он хрупкий и кристаллический при комнатной температуре, но при нагревании от 110 до 150°C становится пластичным и гибким.
    • Это умеренно реакционноспособный металл, который реагирует с кислородом и другими неметаллами с образованием водорода и разбавленных кислот.

    Химические свойства цинка

    • Одним из самых сильных восстановителей является цинк.

    Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2  

    • При сжигании цинка образуется сине-зеленое пламя.
    • Ниже представлена ​​химическая реакция оксида цинка:

    2Zn + O 2 → 2ZnO

    • Цинк не реагирует непосредственно с водой. С другой стороны, металлический цинк может реагировать с кислородом воздуха в присутствии водяного пара с образованием гидроксида цинка.

    Zn + 2H 2 O → Zn(OH) 2 + H 2

    Использование цинка

    1. Цинк
      1. окись.
      2. Металлический элемент используется в различных областях, включая солнцезащитные кремы, солнечные элементы и ядерные реакторы.
      3. Металл помогает поддерживать баланс ферментов в организме человека.
      4. Оксид цинка также используется в качестве ингредиента каучука при производстве автомобильных шин.
      5. Оксид цинка выдерживает высокие температуры и предотвращает разрушение шин, когда они становятся слишком горячими.
      6. Цинк имеет голубовато-серебристую поверхность при первой отливке, но постепенно окисляется на воздухе, образуя сероватый защитный оксидный слой.
      7. В основном используется для цинкования железа, а также для создания некоторых сплавов. Он используется при строительстве крыш и водосточных желобов, а также в качестве отрицательных пластин в некоторых электрических батареях.
      8. Оксид цинка используется в качестве белого пигмента в акварелях и красках, а также в качестве активатора каучука.
      9. Цинк используется в качестве пигмента в пластмассах, косметике, фотокопировальной бумаге, обоях, печатных красках и других продуктах, а также служит в качестве катализатора и диспергатора тепла в производстве резины.
      10. Металлический цинк содержится почти в каждой таблетке, и считается, что он обладает антиоксидантными свойствами, которые защищают кожу и мышцы тела от преждевременного старения.

      Воздействие цинка на здоровье

      Цинк является жизненно важным микроэлементом для здоровья человека. Люди, которые не получают достаточного количества цинка, могут потерять аппетит, утратить чувство вкуса и обоняния, плохое заживление ран и появление язв на коже. Дефицит цинка может вызвать врожденные дефекты.

      Несмотря на то, что люди могут переносить относительно высокие концентрации цинка, слишком много цинка может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, такие как спазмы желудка, раздражение кожи, рвота, тошнота и анемия. Высокий уровень цинка связывают с панкреатитом, нарушением белкового обмена и атеросклерозом. Чрезмерное воздействие хлорида цинка может вызвать проблемы с дыханием.

      Примеры вопросов

      Вопрос 1: Каковы преимущества приема цинка?

      Ответ:

      Цинк, минерал, содержащийся в организме, помогает иммунной системе и метаболизму работать должным образом. Цинк также необходим для заживления ран и поддержания обоняния и вкуса. Разнообразная диета обычно обеспечивает организм достаточным количеством цинка.

      Вопрос 2. Почему цинк имеет низкую температуру плавления?

      Ответ:

      Железо лишь частично заполнило d-орбиталь, тогда как Zn полностью заполнил d-орбиталь. Независимо от эффекта экранирования Zn имеет значительно больший размер, чем Fe, что означает, что валентные электроны Zn менее ограничены ядром, чем электроны Fe.

      Вопрос 3. Ржавеет ли цинк в воде?

      Ответ:

      Цинк, как и все черные металлы, подвергается коррозии на воздухе и в воде. Цинк, с другой стороны, разъедает сталь в 1/30 скорости. Цинк, как и другие черные металлы, подвергается коррозии или ржавчине в разной степени в зависимости от окружающей среды.

      Вопрос 4: Цинк является халькофилом. Объяснять.

      Ответ:

      Цинк является халькофилом, что означает, что он с большей вероятностью будет обнаружен в минералах, содержащих серу и другие тяжелые халькогены, чем в минералах, содержащих легкий халькогенный кислород или нехалькогенные электроотрицательные элементы, такие как галогены.

      Вопрос 5. Является ли цинк важным микроэлементом для здоровья человека?

      Ответ:

      Цинк является жизненно важным микроэлементом для здоровья человека. Люди, которые не получают достаточного количества цинка, могут потерять аппетит, утратить чувство вкуса и обоняния, плохое заживление ран и появление язв на коже. Дефицит цинка может вызвать врожденные дефекты.

      Цинк

      Автор: Химический класс Оливии Шаффнер, Средняя школа Эдгертон0006 Латунные гильзы – Латунь представляет собой сплав цинка с медью и содержит около 30% цинка, что делает сплав более твердым, чем чистая медь.

    2. Кешью – В каждых 100 г кешью содержится 5,78 мг цинка. Съесть порцию кешью даст вам 21% дневной нормы цинка.
    3. Темный шоколад какао-порошок — Многие продукты содержат цинк, включая какао-порошок и темный шоколад. Какао порошок состоит из 7% цинка.
    4. Фальшивые глазные яблоки – В глазах содержится одна из самых высоких концентраций цинка в организме. Цинк представляет собой «вспомогательная молекула», которая доставляет витамин А в глаза, образуя защитный слой меланина.
    5. Гайки и болты – Гайки и болты оцинкованы или покрыты слоем цинка для предотвращения коррозии.
    6. Пенни – До 1982 года пенни были сделаны из 95% меди и 5% цинка, но к 1982 году цена на медь стала настолько высокой, что стоимость металла в монете была выше, чем у монеты. цента, что это стоило. В 1982 году монеты начали изготавливать из 97,5% цинка и 2,5% меди (цинк с медным покрытием) и с тех пор так делают.
    7. Солнцезащитный крем — цинк в солнцезащитном креме является частью соединения, называемого оксидом цинка, который защищает кожу, отражая и поглощая солнечные лучи UVA и UVB.
    8. Игрушечная машинка . Многие автомобильные детали, изготовленные из металлов, оцинкованы или покрыты слоем цинка. Это предотвращает коррозию этих металлических деталей, поэтому они прослужат дольше. А еще цинк оксид используется при вулканизации резины, например, в автомобильных шинах.
    9. Воздушно-цинковые батареи – Как и другие батареи, они вырабатывают электроэнергию в результате химической реакции. Воздушно-цинковые батареи имеют крошечные отверстия в верхней части, что позволяет молекулам кислорода из воздуха проникать и вступать в контакт с одним из электродов. который сделан из углерода. Другой электрод состоит из цинкового геля. Реакция, происходящая между два электрода генерируют электрический ток. Воздушно-цинковые батареи, включенные сюда используются в слуховых аппаратах.
    10. Авторами были проведены следующие эксперименты:

      Интересные факты

      • Цинк помогает нашей иммунной системе бороться с бактериями и вирусами.
      • В темном мясе курицы больше цинка, чем в светлом.
      • Цинк является 24-м наиболее распространенным элементом в земной коре (0,0075%)
      • Цинк горит с очень ярким сине-зеленым пламенем.
      • Соединение цинка может снять жало смертельного яда кубомедузы, остановив выход калия из клеток крови.
      • Цинк является вторым наиболее распространенным микроэлементом, обнаруженным в нашем организме.
      • Каждая клетка тела нуждается в цинке для размножения.
      • Цинк стимулирует перенос витамина А из печени в кожу.

      Об участнике:  4-й урок г-жи Шаффнер по химии в средней школе Эдгертона в Эдгертоне, В Огайо 13 второкурсников и юниоров. На фото в заднем ряду слева направо Дрю Херман, Клейтон Флегал, Кэмерон Джордан, Эли Бранхам, Мика Риттер, Зак Нихарт, и Блейк Холер. На фото в первом ряду слева направо Лианна Пельц, Алисса. Сибеналер, Эрик Херман, Кендра Блю, Грег Рот и Логан Сак.

      Назад к периодической таблице

      <Предыдущий элемент-| |-Вперед к следующему элементу!>

      Символ: Zn

      Атомный номер: 30

      Атомная масса: 65.38 U

      Конфигурация электрона: [AR] 4S 2 3. 3D .0156 10

      Год открытия:  1746

      Автор открытия:  Андреас Маргграф

      Характеристики цинка | ВМЦИНК Великобритания

      Цинк и жизнь

      Цинк и живые организмы

      Цинк является важным элементом для всех живых организмов. Цинк необходим и незаменим для жизни человека, животных и растений.

      Для каждого живого организма существует оптимальный диапазон концентрации цинка. В этом диапазоне концентраций живые организмы могут регулировать свою внутреннюю концентрацию, чтобы удовлетворить потребности своего метаболизма.

      Если эти оптимальные условия не соблюдены и возникает дефицит, может возникнуть дефицит цинка, а в случае его избытка возникают экотоксикологические проблемы.

      Люди обычно не подвергаются избытку цинка, но могут испытывать дефицит цинка.

      Цинк и человек

      Цинк является важным элементом. Это важный металлический элемент для человечества, так как он занимает 3-е место после магния и железа.

      Цинк играет важную роль для здоровья. Он необходим для роста, развития мозга, защиты кожи, правильного функционирования иммунной системы, пищеварения, воспроизводства, вкуса, обоняния и многих других естественных процессов.

      Организм человека не может синтезировать необходимый ему цинк. Поэтому он получает цинк из пищи. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует ежедневное потребление цинка 10 мг/день для детей, 12 мг/день для женщин и 15 мг/день для мужчин. Определенные группы населения имеют более высокую потребность в цинке и, следовательно, более подвержены риску дефицита цинка: дети и подростки, беременные женщины, пожилые люди и т. д.

      Основные симптомы, связанные с риском дефицита: снижение вкусовых ощущений и запах, проблемы с кожей, умственная вялость и снижение фертильности.

      Разнообразие рациона человека зависит в первую очередь от его культуры и уровня жизни. Поскольку количество цинка варьируется в зависимости от типа пищи, в глобальном масштабе многие взрослые и дети придерживаются диеты с низким содержанием цинка. В развивающихся странах дефицит цинка занимает 5-е место среди 10 ведущих факторов риска для здоровья человека; Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) ежегодно связывает 800 000 смертей во всем мире с дефицитом цинка и потерей более 28 миллионов лет здоровой жизни (¹).

      Цинк и экотоксикология

      Цинк естественным образом присутствует в окружающей среде: горные породы, почва, вода и воздух всегда естественным образом содержали его различные концентрации. В ходе своей эволюции все живые организмы использовали цинк, доступный в окружающей среде, для определенных функций своего метаболизма. Итак, цинк является эссенциальным элементом, который необходим и незаменим для всех живых организмов во всех экосистемах.

      Живые организмы приспособлены к естественной концентрации цинка в их экосистеме. Кроме того, они разработали механизмы для поддержания оптимальных условий жизни, когда этот уровень концентрации отличается от естественной нормы. Но если концентрация цинка радикально изменится, условия жизни перестанут быть оптимальными, и это может повлиять на функционирование экосистемы.

      К счастью, концентрации цинка в европейских экосистемах возникают либо в результате деятельности человека (например, атмосферная коррозия цинкового проката и оцинкованной стали, износ автомобильных шин, удобрений и кормов для животных и т. д.), либо в результате естественных выбросов (в основном из-за вулканических активности), остаются в пределах оптимальных условий существования. Хорошим примером этого являются текущие уровни цинка в Рейне (экстремальные значения от 3 до 25 мкг/л), которые находятся в пределах оптимального диапазона для цинка (²,³).

      (¹) Международная ассоциация цинка (IZA) – Справочник по цинку 2003
      (²) «Воздействие цинка и его компонентов на человека и окружающую среду», P.Ciarletta et F.Van Assche, Colloque CEFRACOR – Центр цинка – Сент-Уан – март 1993 г.
      (³) “Цинк в окружающей среде”, Международная ассоциация цинка, 1997 г., издание

      Состав цинка

      Сплав с лучшими характеристиками

      Состав сплава 

      Наш цинковый прокат легирован медью и титаном для получения материала с оптимальными механическими и физическими характеристиками для применения в строительстве, особенно в отношении механической прочности и сопротивления ползучести. .

      Состоит из цинка очень высокого качества Z1 (чистота цинка 99,995 %), согласно стандарту EN 1179, с добавлением титана и меди. Медь повышает механическую стойкость сплава, делая его более твердым и прочным.

      Титан увеличивает сопротивление ползучести, обеспечивая большее тепловое расширение и сжатие материала, не вызывая усталости металла.

      Норма EN988

      Европейский стандарт EN 988 применяется с 1997 года в 18 европейских странах. Этот стандарт устанавливает очень строгие требования к составу цинкового проката и его физическим, механическим и размерным характеристикам, что делает его международным эталоном.

      Physical properties of titanium zinc by VMZINC
      Density 7.2 kg/dm³
      Thermal expansion coefficient (parallel to the rolling direction) 0.022 mm/m/°C
      Петирование точки 420 ° C
      Точка рекристаллизации 300 ° C
      Опток.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован.