Смекни!
smekni.com

Цинк и его свойства 2 (стр. 2 из 2)

Цинк является довольно активным металлом.

Он легко взаимодействует с кислородом, галогенами, серой и фосфором:

2 Zn + О2 = 2 ZnО (оксид цинка);

Zn + Сl2 = ZnСl2 (хлорид цинка);

Zn + S = ZnS (сульфид цинка);

3 Zn + 2 Р = Zn3Р2 (фосфид цинка).

При нагревании взаимодействует с аммиаком, в результате чего образуется нитрид цинка:

3 Zn + 2 NН3 = Zn2N3 + 3 Н2,

а также с водой:

Zn + Н2О = ZnО + Н2

и сероводородом:

Zn + Н2S = ZnS + Н2.

Образующийся на поверхности цинка сульфид предохраняет его от дальнейшего взаимодействия с сероводородом.

Цинк хорошо растворим в кислотах и щелочах:

Zn + Н2SO4 = ZnSO4 + Н2;

4 Zn + 10 НNО3 = 4 Zn(NО3)2 + NН43 + 3 Н2О;

Zn + 2 КОH + 2 Н2О = К2[Zn(ОН)4] + Н2.

В отличие от алюминия цинк растворяется в водном растворе аммиака, так как образует хорошо растворимый аммиакат:

Zn + 4 NН4ОН = [Zn(NН3)4](ОН)2 + Н2 + 2 Н2О.

Цинк вытесняет менее активные металлы из растворов их солей.

СuSO4 + Zn = ZnSO4 + Сu;

СdSO4 + Zn = ZnSO4 + Сd.

Получение металлического цинка

Цинк добывают из концентратов сфалерита, смитсонита и каламина.

Сульфидные полиметаллические руды, которые содержат пирит Fe2S, галенит PbS,

халькопирит CuFeS2 и в меньшем количестве сфалерит после измельчения и размалывания подвергают обогащению сфалеритом методом селективной флотации. Если руда содержит магнетит, то для его удаления используют магнитный метод.

При прокаливании (700°) концентратов сульфида цинка в специальных печах, образуется ZnO, который служит для получения металлического цинка.

2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2+221 ккал

Для превращения ZnS в ZnO измельчённые концентраты сфалерита предварительно нагревают в специальных печах горячим воздухом

Окись цинка также получают прокаливанием смитсонита при 300°.

Металлический цинк получают путём восстановления окиси цинка углеродом

ZnO+CÞZn+CO-57 ккал

водородом

ZnO+H2ÛZn+H2O

ферросилицием

ZnO+FeSiÞ2Zn+Fe+SiO2

метаном

2ZnO+CH4Þ2Zn+H2O+C

окисьюуглерода

ZnO+COÞZn+CO2

карбидомкальция

ZnO+CaC2ÞZn+CaS+C

Металлический цинк также можно получить сильным нагреванием ZnS с железом, с углеродом в присутствии CaO, с карбидом кальция

ZnS+CaC2ÞZn+CaS+C

ZnS+FeÛ2Zn+FeS

2ZnS+2CaO+7CÞZn+2CaC2+2CO+CS2

Металлургический процесс получения металлического цинка, применяемый в промышленном масштабе, заключается в восстановлении ZnO углеродом при нагревании. В результате этого процесса ZnO восстанавливается не полностью, теряется некоторое количество цинка, идущего на образование Zn[Al2O4], и получают загрязнённый цинк.

Применение и значение для здоровья человека

Основная часть производимого цинка расходуется на изготовление антикоррозионных покрытий железа и стали. Цинк применяют в аккумуляторах и сухих элементах питания. Листовой цинк используют в типографском деле. Сплавы цинка (латунь, нейзильбер и другие) применяются в технике. ZnO служит пигментом в цинковых белилах. Соединения цинка являются полупроводниками. Раствором хлорида цинка ZnCl2 пропитывают железнодорожные шпалы, предохраняя их от гниения.

Значение цинка для человека определяется тем, что он входит в состав всех существующих ферментных систем организма и является компонентом более 300 металлоферментов, участвующих в обмене белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Цинк участвует в росте, делении и дифференцировке клеток, что обусловлено его влиянием на белковый, нуклеиновый обмен, работу генетического аппарата клетки. Цинк входит в состав костной щелочной фосфатазы и связан с кальцификацией скелета, формированием гидроксиапатита, что определяет его роль в созревании костной системы. Цинк важен для реализации линейного роста человека как внутриутробно, так и постнатально. Отмечается высокая активность цинка в процессе регенерации тканей после ранений и ожогов. Доказана уникальная роль цинка для развития и деятельности центральной нервной системы и поведения. В эксперименте показано, что при дефиците цинка медленнее вырабатываются условные рефлексы, снижается способность к обучению. Считается, что в условиях дефицита цинка изменяется ядерно-цитоплазматическое соотношение клеток мозга, задерживается развитие мозга, структурное созревание мозжечка. Дефицит цинка наиболее опасен в критические периоды развития мозга (антенатальный этап, возраст от рождения до трех лет) На фоне дефицита цинка может заметно нарушаться вкус, обоняние. Трудно преувеличить роль цинка в работе зрительного анализатора, поскольку цинк совместно с витамином А способствует образованию зрительного фермента родопсина.

Мои исследования

В условиях кабинета химии ППТ мы провели исследования Цинка и его свойств.

Цинк - это металл серебристого цвета, мягкий и ковкий. Цинк является активным металлом. Нам удалось наблюдать взаимодействия цинка со следующими веществами:

1. Действие воды на цинк:

Zn + H2O = ZnO + H2

Вывод: так как цинк является активным металлом, то цинк взаимодействует с водой с образованием оксидной пленки. Даная оксидная пленка защищает цинк от разрушения. Это свойство цинка нашло применение для создания цинковых покрытий на изделиях.

2. Действие серной кислоты на цинк:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Вывод: Цинк взаимодействует с серной кислотой с выделением водорода.

3. Действие сульфата меди (II) на цинк:

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

Вывод: так как цинк более активный металл чем медь, то он вытесняет медь из раствора сульфата меди2, при этом чистая медь восстанавливается

Коррозии металлов

Название опыта

Ход

опыта

Наблюдения Уравнения реакций Вывод
1. Исследования условий среды, ускоряющих процесс коррозии.Взаимодействие цинка с водой К цинку прилили воду Реакция протекает спокойно. Выделяется водород Zn + H2O = ZnO + H2 Доказали, что цинк провзаимодействовал с водой с образованием оксидной пленки
2. Действие цинка с серной кислотой К цинку добавили серную кислоту Происходит выделение Н2 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 Доказали, что цинк провзаимодействовал с серной кислотой
3. Взаимодействие цинка с серной кислотой в присутствии медного купороса К цинку добавили серную кислоту и капнули медного купороса Активное выделение Н2 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 Доказали, что цинк бурно реагирует с серной кислотой в присутствии медного купороса
4. Взаимодействие цинка с серной кислотой в присутствии меди К цинку добавили медную проволоку и серную кислоту Активное выделение Н2 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 Доказали, что цинк бурно реагирует с серной кислотой в присутствии меди

Вывод: активность цинка возрастает в присутствии меди и ее ионов.