Cynk

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: instrument dęty cynk.
Cynk
miedź ← cynk → gal
Wygląd
niebieskawoszary
Cynk
Widmo emisyjne cynku
Widmo emisyjne cynku
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. cynk, Zn, 30
(łac. zincum)
Grupa, okres, blok 12, 4, d
Stopień utlenienia I, II
Właściwości metaliczne metal przejściowy
Właściwości tlenków amfoteryczne
Masa atomowa 65,38(2) u[4][a]
Stan skupienia stały
Gęstość 7134 kg/m³[1]
Temperatura topnienia 419,53 °C[1]
Temperatura wrzenia 907 °C[1]
Numer CAS 7440-66-6
PubChem 23994[5]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Cynk (Zn, łac. zincum) – pierwiastek chemiczny, metal przejściowy z grupy cynkowców w układzie okresowym (grupa 12).

Odkryto 30 izotopów cynku z przedziału mas 54–83, z czego trwałe są izotopy 64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn i 70Zn[8].

Został odkryty w Indiach lub Chinach przed 1500 rokiem p.n.e. Do Europy wiedza o tym metalu zawędrowała dopiero w XVII wieku.

Występowanie[edytuj]

W skorupie ziemskiej występuje w ilości 25 ppm (molowo)/79 ppm (wagowo)[9] w postaci minerałów – głównie są to blenda cynkowa i smitsonit.

W Polsce największe złoża rud cynku (wraz z rudami ołowiu) stwierdzona na północy i północnym wschodzie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wydobywane są głównie w okolicach Olkusza[10].

Wydobycie cynku na świecie w 2006 roku

W produktach żywnościowych duże ilości związków cynku znajdują się w ostrygach, chudym mięsie, drobiu i rybach. Dostarczają go również kasze i chleb pełnoziarnisty.

Otrzymywanie[edytuj]

Cynk na skalę przemysłową otrzymuje się metodą pirometalurgiczną bądź hydrometalurgiczną. Proces pirometalurgiczny polega zazwyczaj na prażeniu spiekającym koncentratów zawierających siarczek cynku, a następnie redukcji otrzymanego w wyniku prażenia tlenku cynku w piecach szybowych specjalnej konstrukcji, wyposażonych w kondensator do szybkiego skraplania powstających par cynku. Dawniej proces ten prowadzono najczęściej w tzw. muflach poziomych. W procesie hydrometalurgicznym koncentrat poddaje się ługowaniu roztworem kwasu siarkowego, otrzymany roztwór siarczanu cynku oczyszcza się i wydziela z niego metaliczny cynk drogą elektrolizy. Następnie okresowo zdziera się cynk z katod, przetapia i odlewa w tzw. gąski.

Właściwości fizyczne i chemiczne[edytuj]

Cynk metaliczny jest błękitnobiałym, kruchym metalem. Na powietrzu ulega podobnej do aluminium pasywacji. Cynk jest bardzo reaktywny zarówno w środowisku kwasowym, jak i zasadowym, nie reaguje natomiast z wodą w warunkach obojętnych.

Związki[edytuj]

Szeroko stosowanym związkiem cynku jest jego tlenek ZnO (biel cynkowa), który jest wykorzystywany jako dodatek do farb i lakierów oraz jako wypełniacz i stabilizator gumy i tworzyw sztucznych.

Cynk-65[edytuj]

Izotop podlegający rozpadowi beta plus, emitując promieniowanie gamma o energii 1,115 MeV, promieniowanie anihilacji (511 keV) i promieniowanie charakterystyczne linii Kα miedzi (8,047 keV). Stosowany w metodzie atomów znaczonych[11].

Zastosowanie[edytuj]

Najważniejsze zastosowanie technologiczne cynku to pokrywanie nim blach stalowych (stal ocynkowana), w celu uodpornienia na korozję. Cynk jest też składnikiem wielu stopów, zwłaszcza z miedzią (mosiądz, tombak). Cynk stosowany jest też w ogniwach elektrycznych Daniella i Leclanchégo.

Znaczenie biologiczne[edytuj]

Cynk jest jednym z niezbędnych mikroelementów – fakt ten został potwierdzony dopiero w 1957 roku. Jest obecny w centrach aktywnych wielu (około 200) enzymów uczestniczących w różnych procesach, w tym w przemianach metabolicznych. Ponadto wiele czynników transkrypcyjnych, białek regulatorowych i innych typów białek wiążących DNA zawiera tzw. palce cynkowe. W związku z tym cynk ma wpływ na wszystkie podstawowe procesy życiowe. Bierze udział między innymi w mineralizacji kości, gojeniu się ran, wpływa na pracę układu odpornościowego, prawidłowe wydzielanie insuliny przez trzustkę oraz na stężenie witaminy A i cholesterolu. Ma swój udział w regulacji ciśnienia krwi i rytmu serca. Jest też niezbędny przy syntezie związków regulujących wzrost i rozwój roślin. Cynk zwiększa produkcję plemników.

Jego minimalne dzienne spożycie wynosi 5 mg, zalecane 15–20 mg. Wchłanianie z przewodu pokarmowego kształtuje się na poziomie 10–40% i zachodzi głównie w jelicie cienkim. Wchłanianie z pokarmu jest regulowane hormonalnie i zależy od zapotrzebowania (zwiększa się w stanach niedoboru). Białka zwierzęce i kwas cytrynowy ułatwiają absorpcję cynku, natomiast żelazo i miedź utrudniają ją.

Niedobór cynku powoduje niedokrwistość, spowolnienie tempa wzrostu, wady wrodzone, złe gojenie się ran, łuszczycopodobne zmiany skórne, zapalenia skóry i utratę owłosienia, złą tolerancję glukozy, biegunki, utratę apetytu. U dorosłych mogą również wystąpić: kurza ślepota, zmniejszenie odporności, zaburzenia w grasicy i węzłach chłonnych, zaburzenia smaku i węchu (ocenia się, że przyczyną ok. 25% objawów zaburzeń smaku i węchu jest niedobór cynku). Może sprzyjać miażdżycy tętnic, ponieważ zmniejsza odporność komórek na uszkodzenia. U dzieci niedobór cynku sprawia, że są niższe niż rówieśnicy i gorzej się rozwijają umysłowo.

Niedobór pierwiastka u roślin powoduje chlorozę i karlenie liści.

Cynk działa leczniczo na wrzody żołądka, uporczywe żylaki, reumatyzm, owrzodzenia, trądzik, choroby skórne.

Sole cynku(II) w dużych ilościach są rakotwórcze.

Regularne zażywanie niektórych farmaceutyków, w tym pigułek antykoncepcyjnych, oraz picie alkoholu powoduje obniżenie poziomu cynku w organizmie człowieka.

Uwagi

  1. Wartość w nawiasie oznacza niepewność związaną z ostatnią cyfrą znaczącą. Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością.

Przypisy

  1. a b c CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-99, ISBN 9781420090840.
  2. a b c Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji według Rozporządzenia (WE) nr 1272/2008, zał. VI, z uwzględnieniem Rozporządzeń ATP: Cynk w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-03-10].
  3. Cynk (nr 324930) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-05].
  4. publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać JurisJ. Meija JurisJ., Tyler B.T.B. Coplen Tyler B.T.B., MichaelM. Berglund MichaelM., Willi A.W.A. Brand Willi A.W.A., Paul DeP.D. Bièvre Paul DeP.D., ManfredM. Gröning ManfredM., Norman E.N.E. Holden Norman E.N.E., JohannaJ. Irrgeher JohannaJ., Robert D.R.D. Loss Robert D.R.D., ThomasT. Walczyk ThomasT., ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 88 (3), 2016, s. 265–291, DOI10.1515/pac-2015-0305.
  5. Cynk (CID: 23994) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  6. Cynk (nr 324930) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-05].
  7. Cynk (nr 209988) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2015-03-10].
  8. Zn Isotopes (ang.). Isotopes Project, Lawrence Berkeley National Laboratory. [dostęp 2015-04-11].
  9. Zinc geological information. WebElements Periodic Table. [dostęp 2016-02-02].
  10. Rudy cynku i ołowiu. Portal Kopalin i Surowców Mineralnych – Polskie Kopalnie, 2013-10-18. [dostęp 2016-02-02].
  11. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 8311067236. (pol.)