Цинк (Zn, лат.
група хемијских елемената">IIB, са атомским бројем 30. По неким аспектима цинк је хемијски сличан магнезијуму: оба елемента имају само једно оксидационо стање (+2), и јони Zn2+ и Mg2+ су сличне величине. Цинк је 24. најзаступљенији елемент у Земљиној кори и има пет стабилних изотопа. Најизобилнија руда цинка је сфалерит, минерал цинк сулфида. Највећа налазишта цинка су у Аустралији, Азији и Сједињеним Државама. Цинк се рафинира путем флотације руде пеном, топљења, и финалне екстракције користећи електричну струју.
Општа својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Име, симбол | цинк, Zn | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Изглед | плавичаст | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
У периодном систему | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомски број (Z) | 30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Група, периода | група 12, периода 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Блок | d-блок | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Категорија | постпрелазни метал, алтернативно се сматра прелазним металом | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рел. ат. маса (Ar) | 65,38(2) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ел. конфигурација | [Ar] 3d10 4s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
по љускама | 2, 8, 18, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Физичка својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Агрегатно стање | чврст | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тачка топљења | 692,68 K (419,53 °C, 787,15 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тачка кључања | 1180 K (907 °C, 1665 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Густина при с.т. | 7,14 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
течно ст., на т.т. | 6,57 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топлота фузије | 7,32 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топлота испаравања | 115 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мол. топл. капацитет | 25,470 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Напон паре
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомска својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Оксидациона стања | −2, 0, +1, +2 (амфотерни оксид) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електронегативност | 1,65 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Енергије јонизације | 1: 906,4 kJ/mol 2: 1733,3 kJ/mol 3: 3833 kJ/mol (остале) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомски радијус | 134 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ковалентни радијус | 122±4 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Валсов радијус | 139 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Спектралне линије | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Остало | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Кристална структура | збијена хексагонална (HCP) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Брзина звука танак штап | 3850 m/s (на с.т.) (rolled) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топл. ширење | 30,2 µm/(m·K) (на 25 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топл. водљивост | 116 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електрична отпорност | 59,0 nΩ·m (на 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнетни распоред | дијамагнетичан | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнетна сусцептибилност (χmol) | −11,4·10−6 cm3/mol (298 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Јангов модул | 108 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул смицања | 43 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул стишљивости | 70 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Поасонов коефицијент | 0,25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мосова тврдоћа | 2,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Бринелова тврдоћа | 327–412 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS број | 7440-66-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Историја | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Откриће | индијски металурзи (пре 1000 год. п. н. е.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Прва изолација | Андреас Сигисмунд Марграф (1746) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Препознат као јединствени метал заслугом | Расаратне Самукаје (800) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Главни изотопи | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Месинг, легура бакра и цинка у разним пропорцијама, је кориштена још од трећег миленијума п. н. е. у Егејској области, Ираку, Уједињеним Арапским Емиратима, Калмикији, Туркменистану и Грузији, и у другом миленијуму п. н. е. у Западној Индији, Узбекистану, Ирану, Сирији, Ираку, и Израелу/Палестини. Метални цинк није произвођен у великим количинама до 12. века у Индији, мада је био познат античким Римљанима и Грцима. Рудници у Раџастану су пружили дефинитивне доказе о продукцији цинка која датира уназад до 6. века п. н. е.. Тренутно најстарији докази о постојању чистог цинка потичу из Завара у Раџастану, из раног 9. века када је кориштен процес дестилације за добијање чистог цинка. Алхемичари су спаљивали цинк у ваздуху да би формирали оно што су они називали „филозофском вуном” или „снежно бело”.
Још у старом веку цинк је био основни материјал за производњу легуре месинга. Као самосталан метал, откривен је у Индији или Кини пре 1500. п. н. е., а у Европу је донет крајем 16. века. Већ 1679. године код немачког града Касела отвара се прва радионица за производњу месинга.
Сматра се да је фламански металург П.М. де Респур први екстраховао метални цинк из цинк-оксида 1668. године. Већ почетком 18. века, Етјен Франсоа Жофрој описује како се цинк-оксид кондензује у жуте кристале на жељезним шипкама које су стављене изнад цинкове руде при топљењу. У Британији, металург Џон Лејн је извео експеримент да истапања цинка 1726. године. Године 1738. британски металург Вилијам Чампион је патентирао процес екстракције цинка из каламина у вертикалној топионици. Његова технологија је донекле слична оној коју су користили у цинковим рудницима Завар у Раџастану, међутим нема доказа да је он посетио Индију. Чампионов процес се користио све до 1851. године.
Метални цинк је блештавобео, неплеменити метал, који је на собној температури и изнад 200 °C доста крхак. На температурама између 100 и 200 °C је доста дуктилан и лако се може деформисати. Његов прелом је сребрено бео. Цинк се кристализује у хексагонском кугластом кристалном систему. Он се заправо простире вертикално по слојевима кугле, а размаци између атома цинка се међусобно незнатно разликују, унутар слоја 264,4 pm, а између слојева 291,2 pm.
Стајањем на ваздуху на површини цинка се формира отпорни заштитни слој састављен из цинк-оксида и цинк-карбоната (Zn5(OH)6(CO3)2). Због тога се цинк, и поред својих неплеменитих особина користи за заштиту од корозије (поцинкавање челичних предмета и слично). Цинк се раствара у киселинама дајући цинкове двовалентне соли а у базама даје цинкате [Zn(OH)4]2−. Један изузетак је цинк високе чистоће (99,999%), који не реагује са киселинама. Цинк се у својим спојевима јавља готово искључиво са оксидационим бројем +2 (двовалентан).
Хемијски, цинк се убраја у неплемените метале (редокс потенцијал -0,763 волта). Ово се може искористити на примјер, да би се племенити и други метали издвојили у елементарном стању из својих соли путем редукције, као што је ова замена бакра цинком из соли бакра:
Познато је укупно 29 изотопа цинка од 54Zn до 83Zn те још додатних десет нуклеарних изомера. Од њих, пет изотопа је стабилно 64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn и 70Zn и могу се наћи у природи. Не постоје природни радиоактивни изотопи цинка. Најчешћи изотоп је 64Zn са 48,63% удела у природном односу изотопа. Након њега следе 66Zn са 27,90%, 68Zn са 18,75%, 67Zn са 4,10%, и као најређи природни изотоп је 70Zn са уделом 0,62%. Најстабилнији вештачки изотоп је бета и гама радијацијски изотоп 65Zn са временом полураспада од 244 дана. Овај и нуклеарни изомер 69m служе као средство за праћење (трасер) у нуклеарној медицини. Као једини природни изотоп 67Zn се може доказати путем НМР спектроскопије.
Заступљен је у земљиној кори у количини од 75 ppm у облику минерала - углавном ZnS, ZnO и смитсонита. Намирнице које су богате цинком су: остриге, посно месо и рибе, а има га има и у зрнастом хлебу.
Метални цинк је блештаво бео, крхак метал. На ваздуху подлеже оксидацији слично алуминијуму, али га слој оксида штити од даље корозије. Цинк је врло реактиван, како у киселој, тако и у базној средини.
Најпознатије једињење цинка је његов оксид ZnO, који се користи као додатак за боје и лакове.
Од многих примена цинка, издвајамо следеће:
Цинк је један од микроелемената и налази се у многим ензимима. Између осталог има удела и у минерализацији костију, синтези беланчевина, зарастању рана, утиче на рад имунолошког система, правилну расподелу инсулина и штедњу холестерола и витамина А. Има удела и у регулацији крвног притиска и срчаног ритма.
Одрасле особе дневно треба да га уносе у организам најмање 5 милиграма, а препоручује се око 15-20 милиграма.
Недостатак цинка узрокује: малокрвност, успоравање темпа раста, споро зарастање рана, запаљења коже... Недостатак цинка код деце изазива нижи раст и спорији умни развој.
Цинк делује као лек за болести желуца, реуматизам, кожне болести ...
Систематско узимање неких лекова и алкохола утиче на смањење количине цинка у човековом организму.
Соли цинк (II) изазивају рак уколико се уносе у великим количинама.
This article uses material from the Wikipedia Српски / Srpski article Цинк, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Садржај је доступан под лиценцом CC BY-SA 4.0 осим ако је другачије наведено. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Српски / Srpski (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.