Цинк: различия между версиями
imported>LeonZemlyanika Нет описания правки |
imported>Well, Well, Bot! м уборка лишних параметров шаблона {{переход}} |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{ | {{значения}} | ||
{{Карточка химического элемента | |||
| название = Цинк / Zincum (Zn) | |||
| номер = 30 | |||
| символ = Zn | |||
| вверху = - | |||
| внизу = [[Кадмий|Cd]] | |||
| тип = Переходные металлы | |||
| группа = 12 ([[Короткая форма периодической системы элементов|устар.]] IIB) | |||
| период = 4 | |||
| блок = <br>[[d-элементы|d-элемент]] | |||
| внешний вид = Твердое вещество | |||
| изображение = Zinc_fragment_sublimed_and_1cm3_cube.jpg | |||
| подпись = Цинк | |||
| атомная масса = 65.38(2) | |||
| атомная масса ссылка = <ref name = "iupac atomic weights">{{AtWt2013}}</ref> | |||
| массовое число = 30 | |||
| конфигурация = [Ar] 3d<sup>10</sup>4s<sup>2</sup> {{sfn|Ахметов|2001|с=30}} | |||
| электронная оболочка = 2; 8; 18; 2{{sfn|Рипан, Четяну|1972|с=9}} | |||
| радиус атома = 134{{sfn|Speight|2005|p=1.156}} | |||
| ковалентный радиус = 131{{sfn|Speight|2005|p=1.158}} | |||
| радиус Ван-дер-Ваальса = <!--в пикометрах--> | |||
| радиус иона = 60 (4), 74,0 (6), 90 (8)<ref group=~>В скобках указано координационное число.</ref>{{sfn|Speight|2005|p=1.156}} | |||
| электроотрицательность = 1,65{{sfn|Волков, Жарский|2005|с=61}} | |||
| электродный потенциал = -0,763<ref group=~>Zn<sup>2+</sup> + 2''e''<sup>-</sup> = Zn.</ref>{{sfn|Рябинович, Хавин|1978|с=333}} [[Вольт|В]] | |||
| степени окисления = +2<ref name=ХЭ>{{ХЭ | |||
|автор = Федоров П. И. | |||
|название = Цинк | |||
|том = 5 | |||
}}</ref> | |||
| энергия ионизации 1 = 906,40 (9,3942) | |||
| энергия ионизации 2 = 1733,30 (17,9644) | |||
| энергия ионизации 3 = 3832,7 (39,723){{sfn|Волков, Жарский|2005|с=49, 52}} | |||
| плотность = 7,13 | |||
| температура плавления = 692,7 [[Кельвин|K]] (419,55 [[Градус Цельсия|°C]], 787,19 [[Градус Фаренгейта|°F]]) | |||
| температура кипения = 1179,4 K (906,25 °C, 1663,25 °F)<ref>{{книга | |||
| автор = Стась Н. Ф. | |||
| часть = I. Химические элементы и простые вещества | |||
| заглавие = Справочник по общей и неорганической химии: учебное пособие | |||
| язык = ru | |||
| место = Томск | |||
| издательство = Издательство ТПУ | |||
| год = 2012 | |||
| страницы = 12 | |||
| страниц = 84 | |||
| тираж = 100 | |||
| ref = Стась | |||
}}</ref> | |||
| тройная точка К = 693 | |||
| тройная точка кПа = 0,065<ref>{{книга | |||
| автор = Yunus A. Çengel, John M. Cimbala, Robert H. Turner | |||
| часть = Chapter 4. Properties of pure substances | |||
| заглавие = Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences | |||
| ссылка = https://archive.org/details/fundamentalsofth0000ceng_n4u1/page/112 | |||
| язык = en | |||
| издание = Fifth Edition | |||
| издательство = McGraw Hill | |||
| год = 2016 | |||
| страницы = 112 | |||
| страниц = 1088 | |||
| isbn = 978-0078027680 | |||
| isbn2 = 0078027683 | |||
}}</ref> | |||
| теплота плавления = 7,24 | |||
| теплота плавления2 = | |||
| теплота испарения = 115,3 | |||
| теплоёмкость = 25,44{{sfn|Рябинович, Хавин|1978|с=114}} | |||
| теплоёмкость2 = | |||
| молярный объём = | |||
| давление нп 1 = | |||
| давление нп 10 = | |||
| давление нп 100 = | |||
| давление нп 1 k = | |||
| давление нп 10 k = | |||
| давление нп 100 k = | |||
| насыщенный пар = | |||
| давление нп 1 2 = | |||
| давление нп 10 2 = | |||
| давление нп 100 2 = | |||
| давление нп 1 k 2 = | |||
| давление нп 10 k 2 = | |||
| давление нп 100 k 2 = | |||
| насыщенный пар 2 = | |||
| структура решётки = Гексагональная (плотноупакованная) | |||
| параметры решётки = {{math | ''a''}} = 2,6654, {{math | ''c''}} = 4,94, {{math | ''d''}} = 2,6654 [[Ангстрем|Å]] | |||
| отношение c/a = 1,86<ref>{{книга | |||
| автор = [[Юм-Розери, Уильям|Юм-Розери В.]] | |||
| часть = Глава ІІІ. Кристаллические структуры элементов, идеальные структуры | |||
| заглавие = Введение в физическое металловедение | |||
| оригинал = Elements of structural metallurgy | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Пер. с англ. Глазова В. М. и Горина С. Н | |||
| место = М. | |||
| издательство = [[Металлургия (издательство)|Металлургия]] | |||
| год = 1965 | |||
| страницы = 48 | |||
| страниц = 203 | |||
}}</ref> | |||
| температура Дебая = | |||
| магнитная структура = | |||
| удельное сопротивление = | |||
| удельное сопротивление = | |||
| удельное сопротивление = | |||
| теплопроводность = | |||
| теплопроводность2 = | |||
| теплопроводность3 = | |||
| температуропроводность = | |||
| тепловое расширение = | |||
| скорость звука = | |||
| скорость звука 20 = | |||
| скорость звука ну = | |||
| модуль Юнга = | |||
| модуль сдвига = 38 | |||
| модуль объёмной упругости = 69,4 | |||
| коэффициент Пуассона = 0,249{{sfn|Свойства элементов|1985|с=128}} | |||
| твёрдость Мооса = 2,5—2,9{{sfn|Рипан, Четяну|1972|с=780}} | |||
| твёрдость Мооса2 = | |||
| твёрдость Виккерса = | |||
| твёрдость Бринелля = 412<ref name=ХЭ/> | |||
| регистрационный номер CAS = 7440-66-6 | |||
| запрещённая зона = | |||
| спектр = Zinc spectrum visible.png | |||
}} | |||
{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=30}} | |||
'''Цинк''' ([[Химические знаки|химический символ]] — Zn, от {{lang-la|'''Z'''i'''n'''cum}}) — [[химический элемент]] 12-й группы (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — побочной подгруппы второй группы, IIB) [[Четвёртый период периодической системы|четвертого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]] с [[атомный номер|атомным номером]] 30. | |||
Цинк представляет собой голубовато-белый [[Переходные металлы|переходный металл]], покрывающийся на воздухе [[Оксид цинка|оксидом цинка]]{{переход|Физические свойства}}. | |||
Металл был известен еще с древности, так как использовался при производстве [[Латунь|латуни]]. Впервые был открыт в [[Индия|Индии]] в XIII веке, а затем переоткрыт в [[Европа|Европе]] в 1726-м году{{переход|История}}. | |||
Цинк — типичный [[Амфотерность|амфотерный]] металл, реагирующий и с кислотами, и с щелочами{{переход|Химические свойства}}. | |||
== История == | |||
История цинка начинается еще в древности: его соединения применялись для лечения ран и изготовления [[латунь|латуни]] более 2500 лет назад. Несмотря на широкое использование цинковых руд в производстве сплавов, сам металл долго оставался неизвестным<ref name="PubChem">{{cite web 2 | |||
|url = https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/element/Zinc | |||
|title = PubChem Element Summary for AtomicNumber 30, Zinc | |||
|subtitle = History | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250404164026/https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/element/Zinc | |||
|archive-date = 2025-04-04 | |||
|lang = en | |||
|responsible = National Center for Biotechnology Information (2025) | |||
|website = PubChem | |||
|websiteurl = https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ | |||
|access-date = 2025-05-17 | |||
}}</ref>. Уже в античности цинковые соединения, такие как [[Гемиморфит|каламин]], упоминались в трудах римских авторов, но металл воспринимался как разновидность руды<ref>{{книга | |||
| автор = [[Болл, Филип|Philip Ball]] | |||
| часть = Chapter 4. The New Metals | |||
| заглавие = The Elements: A Visual History of Their Discovery | |||
| язык = en | |||
| издание = First Edition | |||
| место = Chicago | |||
| издательство = University of Chicago Press | |||
| год = 2021 | |||
| страницы = 82—83 | |||
| страниц = 224 | |||
| isbn = 978-0226775951 | |||
}}</ref>. | |||
Самым известным цинковым минералом был галмей, или [[Гемиморфит|каламин]] (ZnCO<sub>3</sub>). При прокаливании карбоната получался [[Оксид цинка|оксид]], который имел довольно широкое применение, например, при лечении болезней, связанных с [[глаз]]ами. Хотя сам оксид легко восстанавливается до металла углем, получить чистый цинк удалось намного позже, чем были получены такие металлы, как [[медь]], [[железо]], [[олово]] и [[свинец]], потому что для этой манипуляции требуется довольно высокие температуры (около 1100 °С)<ref>{{книга | |||
| автор = [[Трифонов, Дмитрий Николаевич|Трифонов Д. Н.]], Трифонов В. Д. | |||
| часть = Глава II. Элементы, открытые в средние века | |||
| заглавие = Как были открыты химические элементы: Пособие для учащихся | |||
| язык = ru | |||
| место = М. | |||
| издательство = [[Просвещение (издательство)|Просвещение]] | |||
| год = 1980 | |||
| страницы = 31—32 | |||
| страниц = 224 | |||
}}</ref>. | |||
В XIII веке в Индии был впервые получен металлический цинк путем восстановления каламина с помощью [[Органические вещества|органических веществ]]<ref name="PubChem" />. В Европе металлический цинк был повторно открыт [[Андреас Сигизмунд Маргграф|Андреасом Маргграфом]] в 1746 году<ref name="PubChem" /><ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://periodic-table.rsc.org/element/30/zinc | |||
|title = Zinc | |||
|subtitle = History | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250415212647/https://periodic-table.rsc.org/element/30/zinc | |||
|archive-date = 2025-04-15 | |||
|lang = en | |||
|website = Royal Society of Chemistry | |||
|websiteurl = https://www.rsc.org/ | |||
|access-date = 2025-04-28 | |||
}}</ref>. | |||
Первые эксперименты по [[Горячее цинкование|горячему цинкованию]] стали были проведены Полем-Жаком Малуэном в 1742 году, который погружал металлические пластины в расплавленный цинк, получая устойчивое к [[Коррозия|коррозии]] покрытие. В 1802 году Карл Фридрих Бушендорф предложил технологию предварительного [[Травление|травления]] железных листов в [[Хлорид аммония|хлориде аммония]], что значительно повысило качество цинкового покрытия. В отличие от олова, цинк обеспечивает не только барьерную, но и активную гальваническую защиту железа при повреждении покрытия. | |||
Понимание механизмов электрохимической защиты развивалось в XVIII–XIX веках: [[Луиджи Гальвани]] и [[Алессандро Вольта]] выявили зависимость между разнородными металлами и электрическими процессами. Их открытия привели к созданию шкалы стандартных [[Электродный потенциал|электродных потенциалов]], которая объясняла, почему цинк может «жертвовать собой», защищая железо. Сэр [[Дэви, Гемфри|Хамфри Дэви]] и [[Майкл Фарадей]] подтвердили это явление и ввели концепцию катодной защиты<ref>{{книга | |||
| автор = Arnold Marder, Frank Goodwin | |||
| часть = Chapter 1. History of zinc-coated steel | |||
| заглавие = The Metallurgy of Zinc Coated Steels (Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering) | |||
| язык = en | |||
| издание = First Edition | |||
| издательство = [[Elsevier]] | |||
| год = 2023 | |||
| страницы = 2—3 | |||
| страниц = 608 | |||
| isbn = 978-0323999847 | |||
| isbn2 = 0323999840 | |||
}}</ref>. | |||
Промышленное производство цинка было налажено в Европе XVII в. Металлургия цинка была разработана в 1721 г. немецким сталлургом И. Генкелем. В 1743 г. в [[Бристоль|Бристоле]] был открыт первый завод для получения цинка<ref>{{книга | |||
| автор = [[Живописцев, Виктор Петрович|Живописцев В. П.]], Селезнева Е. А. | |||
| часть = Получение | |||
| заглавие = Аналитическая химия цинка | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Глав. ред. [[Виноградов, Александр Павлович|Виноградов А. П]] | |||
| место = М. | |||
| издательство = [[Наука (издательство)|Наука]] | |||
| год = 1975 | |||
| страницы = 9 | |||
| страниц = 200 | |||
| серия = Аналитическая химия элементов | |||
}}</ref>. | |||
== Происхождение названия == | |||
Исконно славянское образование слова «цинк» сомнительно<ref>{{Фасмер|Цинк| том = 4 | страницы = 302 }}</ref>. Название ввел в русский язык [[Ломоносов, Михаил Васильевич|Ломоносов]], который произвел его от {{lang-de|Zink}}<ref>{{книга | |||
| автор = [[Леенсон, Илья Абрамович|Леенсон И. А.]] | |||
| часть = Глава 1. Химические элементы | |||
| заглавие = Язык химии. Этимология химических названий | |||
| язык = ru | |||
| издательство = [[Corpus]] | |||
| год = 2016 | |||
| страниц = 464 | |||
| isbn = 978-5-17-095739-2 | |||
}}</ref>. В свою очередь, это слово возможно родственно {{lang-de|Zinke}} — «штырь», «острие». Считается, что впервые его использовал [[Парацельс]], подметив аналогию с тем, какую форму имеют кристаллы цинка после выплавки<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://www.etymonline.com/word/zinc | |||
|title = Origin and history of ''zinc'' | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20231219110929/https://www.etymonline.com/word/zinc | |||
|archive-date = 2023-12-19 | |||
|lang = en | |||
|website = Online Etymology Dictionary | |||
|websiteurl = https://www.etymonline.com/ | |||
|access-date = 2025-04-27 | |||
}}</ref>. | |||
По другой версии, {{lang-de|Zinc}} (первое употребление в современном значении зафиксировано в 1651 году<ref>{{CMWOD|Zinc|accessdate=2025-05-17}}</ref>) произошло от {{lang-de|Zinn}} — «олово». Последнее слово было заимствовано славянским языком и было расширено слав. суффиксом ''k'', а затем перешло в немецкий язык (отсюда {{lang-fr|Zinc}})<ref>{{книга | |||
| автор = Friedrich Kluge | |||
| часть = Zinc | |||
| заглавие = [https://en.wikisource.org/wiki/An_Etymological_Dictionary_of_the_German_Language/Annotated/Zink An Etymological Dictionary of the German Language] | |||
| язык = en | |||
| ответственный = Translated by John Francis Davis | |||
| издательство = London | |||
| год = 1891 | |||
| страниц = 446 | |||
}}</ref>. | |||
== Изотопы == | |||
{{Main|Изотопы цинка}} | |||
Цинк имеет пять стабильных природных изотопов: <sup>64</sup>Zn (в природе 48,6 %), <sup>66</sup>Zn (27,9 %), <sup>67</sup>Zn (4,1 %), <sup>68</sup>Zn (18,8 %) и <sup>70</sup>Zn (0,6 %)<ref name="БРЭ">{{БРЭ онлайн|tsink-6c4bab|Цинк|2025-05-02|автор=Аликберова Л. Ю.|дата=2022-08-24}}</ref>. | |||
== Физические свойства == | |||
Цинк — голубовато-белый металл<ref name=ХЭ />. На воздухе цинк тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида. При комнатной температуре влажный воздух (особенно в присутствии сернистого или углекислого газа) разрушает цинк{{sfn|Свойства элементов|1985|с=128}}. Цинк хрупок на холоде; при 100—150 °С довольно пластичен: при этой температуре он легко прокатывается в фольгу и листы очень маленькой толщины (сотые доли миллиметра). При 250 °С становится снова хрупким{{sfn|Севрюков|1978}}. Вследствие удлинения вдоль оси шестого порядка, не обладает совершеной гексагональной упаковкой<ref>{{книга | |||
| автор = Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson | |||
| часть = 24. Цинк, кадмий и ртуть | |||
| заглавие = Современная неорганическая химия. Часть 2. Химия непереходных элементов. | |||
| оригинал = Advanced inorganic chemistry. A comprehensive test | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Астахова К. В.; пер. с англ.: Иванова Е. К., Прохорова Г. В., Чуранов С. С | |||
| место = М. | |||
| издательство = Мир | |||
| год = 1969 | |||
| страницы = 465 | |||
| страниц = 496 | |||
}}</ref>. Кристаллическая решетка цинка схожа с [[Be|бериллием]] и [[Mg|магнием]]. Имеет относительно низкую температуру кипения и очень легко плавится (благодаря последнему, принадлежит к числу наиболее легко летучих металлов)<ref>{{книга | |||
| автор = Реми Г. | |||
| часть = Глава 9. Вторая группа периодической системы (Побочная подгруппа). Цинк, кадмий, ртуть | |||
| заглавие = Курс неорганической химии. Пер. с нем. | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. [[Новосёлова, Александра Васильевна|Новосёловой А. В]] | |||
| место = М. | |||
| издательство = Мир | |||
| год = 1966 | |||
| том = 2 | |||
| страницы = 452, 461 | |||
| страниц = 838 | |||
}}</ref>. Цинк [[Диамагнетики|диамагнитен]]{{sfn|Бандман и др.|1988|с=146}} и обладает хорошей [[электропроводность]]ю{{sfn|Patnaik|2002|с=980—981}}. | |||
== Химические свойства == | |||
Химические свойства цинка и кадмия довольно схожи, пока свойства [[Hg|ртути]] несколько отличаются{{sfn|Greenwood, Earnshaw|1997|p=1206}}. | |||
=== Взаимодействие со сложными веществами === | |||
Цинк [[Пассивация металлов|пассивируется]] в воде<ref>{{книга | |||
| автор = Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. | |||
| часть = Цинк | |||
| заглавие = Реакции неорганических веществ : справочник | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Лидина Р. А | |||
| издание = 2-е изд., перераб. и доп | |||
| место = М. | |||
| издательство = [[Дрофа (издательство)|Дрофа]] | |||
| год = 2007 | |||
| страницы = 613 | |||
| страниц = 637, [3] | |||
| isbn = 978-5-358-01303-2 | |||
}}</ref>, но реагирует с парами воды при высоких температурах<ref>{{БРЭ онлайн|metally-0ca164|Металлы|2025-05-17|автор=[[Каганов, Моисей Исаакович|Каганов М. И.]], Эдельман В. С., Зимина Г. В., Крапошин В. С.|дата=2023-01-10}}</ref>. Металл проявляет амфотерные свойства, поэтому может быть переведен в раствор под действием водных растворов [[Щелочи|щелочей]] (c образованием солей — [[Цинкаты|цинкатов]]{{sfn|Greenwood, Earnshaw|1997|p=1206}})<ref name=Негребецкий>{{книга | |||
| часть = Глава 26. Элементы IIB (12-й) группы | |||
| заглавие = Общая и неорганическая химия для фармацевтов : учебник и практикум для СПО | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = под общ. ред. Негребецкого В. В., Белавина И. Ю., Сергеевой В. П | |||
| место = М. | |||
| издательство = Юрайт | |||
| год = 2016 | |||
| страницы = 332 | |||
| страниц = 357 | |||
| серия = Профессиональное образование | |||
| isbn = 978-5-9916-4992-6 | |||
}}</ref>: | |||
: <chem> Zn + 2NaOH + 2H2O -> {Na2}[Zn(OH)4] + H2 ^</chem> | |||
При взаимодействии с [[Азотная кислота|азотной кислотой]] в зависимости от ее концентрации цинк образует различные продукты — NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>, NO или NO<sub>2</sub>, а при взаимодействии с концентрированной [[Серная кислота|серной кислотой]], в зависимости от условий, — H<sub>2</sub>S или SO<sub>2</sub>{{sfn|Росин и др.|2016|с=474}}. | |||
В отличие от [[Al|алюминия]], тоже проявляющего амфотерные свойства, растворяется в [[Аммиак|аммиачном]] растворе: | |||
: <chem>Zn + 4NH3 + 4H2O -> [Zn(NH3)4](OH)2 + H2 ^ + 2H2O</chem> | |||
В сильнощелочной среде цинк является очень сильным восстановителем<ref>{{книга | |||
| автор = [[Третьяков, Юрий Дмитриевич|Третьяков Ю. Д.]], Мартыненко Л. И., Григорьев А. Н., [[Цивадзе, Аслан Юсупович|Цивадзе А. Ю]] | |||
| часть = Глава 12. 12-я группа элементов Периодической системы — Группа цинка | |||
| заглавие = Неорганическая химия. Химия элементов. Учебник для вузов. В 2 книгах Кн. II | |||
| язык = ru | |||
| издание = | |||
| место = М. | |||
| издательство = Химия | |||
| год = 2001 | |||
| страницы = 556 | |||
| страниц = 583 | |||
| isbn = 5-7245-1214-9 | |||
}}</ref>: | |||
: <chem>4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O -> 4Na2[Zn(OH)4] + NH3</chem> | |||
: <chem>3Zn + NaNO2 + 5NaOH + 5H2O -> 3Na2[Zn(OH)4] + NH3</chem> | |||
Цинк обладает сравнительно высокой реакционной способностью<ref>{{книга | |||
| автор = Фримантл М. | |||
| часть = 14. ''d''-Элементы | |||
| заглавие = Химия в действии | |||
| оригинал = Chemistry in action | |||
| язык = ru | |||
| издание = В 2-х ч. Ч. 2: Пер. с англ | |||
| место = М. | |||
| издательство = Мир | |||
| год = 1998 | |||
| страницы = 153 | |||
| страниц = 620 | |||
| isbn = 5-03-000935-3 | |||
}}</ref>. Реагирует с кислотами-неокислителями (например, 20%-м раствором серной кислоты) в [[Аппарат Киппа|аппарате Киппа]], на чем основывается лабораторный способ получения [[водород]]а<ref>{{книга | |||
| автор = Дроздов А. А., [[Зломанов, Владимир Павлович|Зломанов В. П.]], Мазо Г. Н., Спиридонов Ф. М | |||
| часть = Глава I. Водород | |||
| заглавие = Неорганическая химия: В 3 т. Т. 2: Химия непереходных элементов: Учебник для студ. высш. учеб. заведений | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Третьякова Ю. Д | |||
| место = М. | |||
| издательство = Издательский центр «Академия» | |||
| год = 2004 | |||
| страницы = 11 | |||
| страниц = 368 | |||
| isbn = 5-7695-1436-1 | |||
}}</ref>: | |||
: <chem>Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2 ^</chem> | |||
При нагревании реагирует с [[Тионилхлорид|хлористым тионилом]], образуя оксид серы(II){{sfn|Рипан, Четяну|1972|c=789}}: | |||
: <chem>Zn + SOCl2 -> ZnCl2 + SO</chem> | |||
=== Взаимодействие с простыми веществами === | |||
Цинк реагирует с [[кислород]]ом, образуя белое кристаллическое вещество, оксид цинка<ref name=Негребецкий />: | |||
: <chem>2Zn + O2 -> 2ZnO</chem> | |||
С [[Галогены|галогенами]] не реагирует на холоде, но реакция идет при наличии паров воды с образованием [[Галогениды|галогенидов]]{{sfn|Росин и др.|2016|с=474}}. Взаимодействует с [[Сера|серой]] (реакция протекает энергично при нагревании)<ref>{{книга | |||
| автор = [[Некрасов, Борис Владимирович|Некрасов Б. В.]] | |||
| часть = XII. Вторая группа периодической системы | |||
| заглавие = Основы общей химии | |||
| язык = ru | |||
| место = М. | |||
| издательство = Химия | |||
| год = 1973 | |||
| том = 2 | |||
| страницы = 183 | |||
| страниц = 688 | |||
}}</ref> и с [[фосфор]]ом<ref>{{книга | |||
| автор = [[Шевельков, Андрей Владимирович|Шевельков А. В.]], Дроздов А. А., Тамм М. Е | |||
| часть = 23. Элементы 12 группы | |||
| заглавие = Неорганическая химия. Учебник | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Шевелькова А. В | |||
| издание = Электронное издание | |||
| место = М. | |||
| издательство = Лаборатория знаний | |||
| год = 2021 | |||
| страницы = 537 | |||
| страниц = 591 | |||
| isbn = 978-5-00101-937-4 | |||
}}</ref> с образованием фосфидов Zn<sub>3</sub>P<sub>2</sub> и ZnP<sub>2</sub>. Так как цинк не реагирует ни с водородом, ни с [[азот]]ом, [[гидрид цинка]] ZnH<sub>2</sub> и [[нитрид цинка]] Zn<sub>3</sub>N<sub>2</sub> получают косвенным путем<ref>{{книга | |||
| автор = Князев Д. А., Смарыгин С. Н. | |||
| часть = Глава 23. Переходные металлы | |||
| заглавие = Неорганическая химия для аграриев в 2 ч. Часть 2. Химия элементов : учебник для вузов | |||
| язык = ru | |||
| издание = 5-е изд., перераб. и доп | |||
| место = М. | |||
| издательство = Юрайт | |||
| год = 2020 | |||
| страницы = 342—343 | |||
| страниц = 359 | |||
| серия = Высшее образование | |||
| isbn = 978-5-534-11762-2 | |||
}}</ref>. | |||
Цинк, кадмий и ртуть легко образуют сплавы как друг с другом, так и с другими металлами{{sfn|Ахметов|2001|с=692}}. Данные соединения называются [[Интерметаллиды|интерметаллидами]]. Например, медь и цинк образуют соединения CuZn, CuZn<sub>3</sub>, Cu<sub>2</sub>Zn<sub>3</sub>{{sfn|Хомченко|1985|с=227}}. | |||
== Получение == | |||
=== Производство в мире === | |||
Цинк занимает четвертое место в мире среди всех металлов по количеству производимых тонн<ref name=usgs>{{cite web 2 | |||
|url = https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/zinc-statistics-and-information | |||
|author = Amy Tolcin | |||
|title = Zinc Statistics and Information | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250423220911/https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/zinc-statistics-and-information | |||
|archive-date = 2025-04-23 | |||
|lang = en | |||
|responsible = National Minerals Information Center | |||
|website = U.S. Geological Survey | |||
|websiteurl = https://www.usgs.gov/ | |||
|access-date = 2025-04-30 | |||
}}</ref>. В 2023 году общий объем производства цинка в мире составил около 12,3 млн тонн<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://www.statista.com/topics/2306/zinc/#topicOverview | |||
|author = Madhumitha Jaganmohan | |||
|title = Global zinc industry - statistics & facts | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20240803015134/https://www.statista.com/topics/2306/zinc/#topicOverview | |||
|archive-date = 2024-08-03 | |||
|lang = en | |||
|website = Statista | |||
|websiteurl = https://www.statista.com/ | |||
|access-date = 2025-05-02 | |||
}}</ref>. Цинк добывается в 50-ти странах. Ведущими производителями цинка являются: [[Канада]], [[Россия]], [[Австралия]], [[Перу]], [[США]] и [[Китай]]. Среди популярных месторождений можно назвать шахты {{нп|Шахта Пайн-Пойнт|Пайн-Пойнт|en|Pine Point Mine}}, {{нп|Шахта Кидд|Кидд|en|Kidd Mine}} и Red Dog<ref name=uwaterloo>{{cite web 2 | |||
|url = https://uwaterloo.ca/earth-sciences-museum/resources/detailed-rocks-and-minerals-articles/zinc | |||
|author = Peter Russell, Tharsika Tharmanathan | |||
|title = Zinc | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20241203054132/https://uwaterloo.ca/earth-sciences-museum/resources/detailed-rocks-and-minerals-articles/zinc | |||
|archive-date = 2024-12-03 | |||
|lang = en | |||
|website = The University of Waterloo | |||
|websiteurl = https://uwaterloo.ca/ | |||
|access-date = 2025-04-30 | |||
}}</ref>. | |||
{| class="wikitable sortable collapsed" | |||
|+ Список стран по производству цинка (''примерные'' данные, основанные на информации | |||
[[Геологическая служба США|Геологической службы США]]) | |||
|- | |||
! rowspan=2 | Государство | |||
! colspan=15 | Произведено цинка (тыс. тонн) | |||
|- | |||
! 2020<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-zinc.pdf | |||
|title = Zinc | |||
|subtitle = World Mine Production and Reserves | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250508005230/https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-zinc.pdf | |||
|archive-date = 2025-05-08 | |||
|lang = en | |||
|responsible = National Minerals Information Center (2021) | |||
|website = U.S. Geological Survey | |||
|websiteurl = https://www.usgs.gov/ | |||
|access-date = 2025-05-10 | |||
}}</ref> | |||
! 2021<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-zinc.pdf | |||
|title = Zinc | |||
|subtitle = World Mine Production and Reserves | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250410175249/https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-zinc.pdf | |||
|archive-date = 2025-04-10 | |||
|lang = en | |||
|responsible = National Minerals Information Center (2022) | |||
|website = U.S. Geological Survey | |||
|websiteurl = https://www.usgs.gov/ | |||
|access-date = 2025-05-10 | |||
}}</ref> | |||
! 2022<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-zinc.pdf | |||
|title = Zinc | |||
|subtitle = World Mine Production and Reserves | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250410175245/https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-zinc.pdf | |||
|archive-date = 2025-04-10 | |||
|lang = en | |||
|responsible = National Minerals Information Center (2023) | |||
|website = U.S. Geological Survey | |||
|websiteurl = https://www.usgs.gov/ | |||
|access-date = 2025-05-10 | |||
}}</ref> | |||
! 2023<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2024/mcs2024-zinc.pdf | |||
|title = Zinc | |||
|subtitle = World Mine Production and Reserves | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250410175237/https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2024/mcs2024-zinc.pdf | |||
|archive-date = 2025-04-10 | |||
|lang = en | |||
|responsible = National Minerals Information Center (2024) | |||
|website = U.S. Geological Survey | |||
|websiteurl = https://www.usgs.gov/ | |||
|access-date = 2025-05-10 | |||
}}</ref> | |||
! 2024<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2025/mcs2025-zinc.pdf | |||
|title = Zinc | |||
|subtitle = World Mine Production and Reserves | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250410175255/https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2025/mcs2025-zinc.pdf | |||
|archive-date = 2025-04-10 | |||
|lang = en | |||
|responsible = National Minerals Information Center (2025) | |||
|website = U.S. Geological Survey | |||
|websiteurl = https://www.usgs.gov/ | |||
|access-date = 2025-05-10 | |||
}}</ref> | |||
|- | |||
| {{reg|WW}} [[Земля|Весь мир]] | |||
| 12000 | |||
| 13000 | |||
| 13000 | |||
| 12000 | |||
| 12000 | |||
|- | |||
| {{флагификация|США}} | |||
| 670 | |||
| 740 | |||
| 770 | |||
| 750 | |||
| 750 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Австралия}} | |||
| 1400 | |||
| 1300 | |||
| 1300 | |||
| 1100 | |||
| 1100 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Боливия}} | |||
| 330 | |||
| 490 | |||
| 520 | |||
| 490 | |||
| 510 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Канада}} | |||
| 280 | |||
| 260 | |||
| 250 | |||
| — | |||
| — | |||
|- | |||
| {{флагификация|Китай}} | |||
| 4200 | |||
| 4200 | |||
| 4200 | |||
| 4000 | |||
| 4000 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Индия}} | |||
| 720 | |||
| 810 | |||
| 830 | |||
| 860 | |||
| 860 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Казахстан}} | |||
| 300 | |||
| 220 | |||
| 200 | |||
| 330 | |||
| 370 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Мексика}} | |||
| 600 | |||
| 720 | |||
| 740 | |||
| 690 | |||
| 700 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Перу}} | |||
| 1200 | |||
| 1600 | |||
| 1400 | |||
| 1400 | |||
| 1300 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Россия}} | |||
| 260 | |||
| 280 | |||
| 280 | |||
| 310 | |||
| 310 | |||
|- | |||
| {{флагификация|ЮАР}} | |||
| — | |||
| — | |||
| — | |||
| 230 | |||
| 120 | |||
|- | |||
| {{флагификация|Швеция}} | |||
| 220 | |||
| 230 | |||
| 240 | |||
| 220 | |||
| 240 | |||
|- | |||
| Остальные страны | |||
| 2000 | |||
| 2000 | |||
| 2000 | |||
| 1800 | |||
| 1700 | |||
|} | |||
Около 34 % мирового производства цинка приходится на переработанный или вторичный цинк<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://natural-resources.canada.ca/minerals-mining/mining-data-statistics-analysis/minerals-metals-facts/zinc-facts | |||
|title = Zinc facts | |||
|subtitle = Recycling | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250508015853/https://natural-resources.canada.ca/minerals-mining/mining-data-statistics-analysis/minerals-metals-facts/zinc-facts | |||
|archive-date = 2025-05-08 | |||
|lang = en | |||
|website = The official website of the Government of Canada | |||
|websiteurl = https://www.canada.ca/en.html | |||
|access-date = 2025-05-09 | |||
}}</ref>. | |||
=== Способ производства === | |||
{{Дополнить раздел |дата=2025-05-17}} | |||
Для получения концентрата из оксидных руд цинка (в которых обычно находятся примеси [[Карбонат кальция|карбоната кальция]], магния и [[Диоксид кремния|диоксида кремния]]) используют [[Флотация|флотационный]] или [[Гравитационное обогащение|гравитационный]] метод. После этого, для переработки полученного концентрата используется либо [[Гидрометаллургия|гидрометаллургический]] способ, либо [[Пирометаллургия|пирометаллургический]]. Последний маршрут не подходит для переработки оксидной руды низкого сорта из-за [[Загрязнение|загрязнения окружающей среды]], больших капиталовложений и значительных энергозатрат<ref>{{статья | |||
| автор = Soltani, F., Darabi, H., Aram, R. et al. | |||
| заглавие = Leaching and solvent extraction purification of zinc from Mehdiabad complex oxide ore | |||
| ссылка = https://www.nature.com/articles/s41598-021-81141-7 | |||
| язык = en | |||
| издание = Scientific reports | |||
| год = 2021 | |||
| месяц = 01 | |||
| число = 15 | |||
| том = 11 | |||
| doi = 10.1038/s41598-021-81141-7 | |||
| pmid = 33452391 | |||
}}</ref>. | |||
Также цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих цинк в виде сульфида, а также медь, свинец, [[Ag|серебро]] и другие металлы{{sfn|Росин и др.|2016|с=469}}. Руду (например, [[сфалерит]]) сначала обжигают, получая оксид цинка<ref>{{книга | |||
| автор = Гуров А. А., Слитиков П. В., Медных Ж. Н. | |||
| часть = I. Классификация, строение и получение металлов | |||
| заглавие = Химия: теория и практика. Металлы и сплавы : учебник для вузов | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Гурова А. А | |||
| издание = 2-е изд., испр | |||
| место = М. | |||
| издательство = Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана | |||
| год = 2019 | |||
| страницы = 84—85 | |||
| страниц = 359, [1] | |||
| isbn = 978-5-7038-5039-8 | |||
| ref = Гуров и др. | |||
}}</ref>{{sfn|Хомченко|1985|с=231}}: | |||
: <chem>2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2 ^</chem> | |||
Для получения самого металла используют два метода: [[дистилляция|дистилляцию]] и выщелачивание серной кислотой с последующим [[электролиз]]ом (с использованием алюминиевого катода и свинцового анода). При дистилляции обожженный оксид смешивают с избытком [[углерод]]а или углеродистых материалов (в печи при 1300 °C): | |||
: <chem>ZnO + C -> Zn + CO</chem> | |||
Цинк в виде паров конденсируется и собирается в сосудах, соединенных с ретортой{{sfn|Patnaik|2002|c=980—981}}. | |||
== Применение == | |||
Цинк применяется во многих областях производства: от металлических изделий до резины и лекарств<ref name=usgs />. | |||
В сплаве с другими металлами является хорошим проводником электричества. Цинк-бромидные, цинк-никелевые элементы питания являются новейшими типами батарей. Более половины потребляемого цинка идет на [[Гальванизация|гальванизацию]] — процесс нанесения цинка тонким слоем на изделия железа и стали с целью защиты их от [[Ржавчина|ржавчины]]<ref name=uwaterloo />. | |||
{{ | Цинк используют как добавку в сплавы, в первую очередь в сплавы меди, и как основу для цинковых сплавов, а также как типографский металл<ref>{{книга | ||
| автор = Гуляев А. П. | |||
| часть = Глава ХХІХ. Некоторые сплавы цветных металлов | |||
| заглавие = Металловедение. Учебник для вузов | |||
| язык = ru | |||
| издание = 6-е изд., перераб. и доп | |||
| место = М. | |||
| издательство = Металлургия | |||
| год = 1986 | |||
| страницы = 533 | |||
| страниц = 544 | |||
}}</ref>. | |||
Существуют два метода [[Цинкование|оцинкования]] (гальванизации): [[Горячее цинкование|горячее]] и электролитическое. Горячее оцинкование применяется для стального [[Металлопрокат|проката]], образуя несколько слоёв с разным соотношением цинка и железа, что повышает коррозионные свойства. Производится путём погружения изделий в ванны с расплавленным цинком. Электролитическое оцинкование позволяет контролировать толщину покрытия и качество поверхности, однако такое покрытие менее прочное, чем нанесённое методом горячей оцинковки. | |||
=== | Окись цинка используется в производстве шин, резинотехнической продукции, пигментов и керамической глазури. Цинковые покрытия применяются в автомобильной, судостроительной и строительной промышленности. [[Хлорид цинка]] используется в лужении и в качестве флюса, а [[Сульфат цинка|сульфат]] — в текстильной и химической промышленности<ref>{{книга | ||
{{ | | автор = Р. Л. Шаталов и др. | ||
| | | часть = Глава 13. Обращение с ломом цветных металлов | ||
| | | заглавие = Инженерная экология, рециклинг металлов и деформированных сплавов : монография | ||
| | | язык = ru | ||
}} | | место = Москва, Вологда | ||
| издательство = Инфра-Инженерия | |||
| год = 2021 | |||
| страницы = 411—412 | |||
| страниц = 460 | |||
| isbn = 978-5-9729-0543-0 | |||
}}</ref>. [[Сульфид цинка]] (один из немногих сульфидов, имеющих белый цвет) обладает способностью [[Люминесценция|люминесцировать]], эта способность широко используется в науке и технике (люминесцентный анализ)<ref>{{книга | |||
| автор = [[Глинка, Николай Леонидович|Глинка Н. Л.]] | |||
| часть = Гл. 28. Вторая побочная подгруппа | |||
| заглавие = Общая химия: Учебное пособие для вузов | |||
| ссылка = https://archive.org/details/obschayahimiya0000unse/page/544 | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Ермакова А. И | |||
| издание = 30-е изд., испр | |||
| место = М. | |||
| издательство = Интеграл-Пресс | |||
| год = 2003 | |||
| страницы = 544—545 | |||
| страниц = 728 | |||
| isbn = 5-89602-017-1 | |||
}}</ref>. [[Фосфид цинка]] находится в составе препаратов для борьбы с грызунами{{sfn|Бандман и др.|1988|с=148}}. | |||
{{ | Для получения и очистки [[РЗЭ]], [[Ti|титана]], [[Галлий|галлия]] и других металлов, а также для получения сплавов с помощью амальгам применяются методы амальгамной металлургии. Извлечение металлов цементацией амальгамой цинка из растворов можно описать следующей схемой<ref>{{книга | ||
| автор = [[Карапетьянц, Михаил Христофорович|Карапетьянц М. Х.]], Дракин С. И. | |||
| часть = Глава 8. Химия ''d-''элементов | |||
| заглавие = Общая и неорганическая химия. Учебное пособие для вузов | |||
| язык = ru | |||
| место = М. | |||
| издательство = Химия | |||
| год = 1981 | |||
| страницы = 599 | |||
| страниц = 632 | |||
}}</ref>: | |||
: Zn<sup>0</sup> (в Hg) + Me<sup>n+</sup> (р) <chem>-></chem> Me<sup>0</sup> (в Hg) + Zn<sup>2+</sup> (р) | |||
=== | == Нахождение в природе == | ||
{{ | [[Файл:Sfalerit.jpg|thumb|right|300px|Сфалерит]] | ||
Геохимически цинк похож на железо, медь и кадмий<ref>{{книга | |||
| автор = [[Чертко, Николай Константинович|Чертко Н. К.]] | |||
| часть = Глава 7. Химические элементы ''d''-блока | |||
| заглавие = Геохимия : пособие | |||
| язык = ru | |||
| место = Минск | |||
| издательство = БГУ | |||
| год = 2016 | |||
| страницы = 123 | |||
| страниц = 295 | |||
| серия = Классическое университетское издание | |||
| isbn = 978-985-566-328-8 | |||
}}</ref>. Цинк является самым распространенным элементом 12-й группы<ref>{{книга | |||
| автор = Шрайвер Д., [[Эткинс, Питер|Эткинс П.]] | |||
| часть = Глава 9. Металлы | |||
| заглавие = Неорганическая химия | |||
| оригинал = Inorganic Chemistry | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Пер. с англ. Розовой М. Г., Истомина С. Я., Тамм М. Е | |||
| место = М. | |||
| издательство = Мир | |||
| год = 2004 | |||
| том = 1 | |||
| страницы = 487 | |||
| страниц = 679 | |||
| серия = Лучший зарубежный учебник | |||
| isbn = 5-03-003628-8 | |||
}}</ref>. Широко распространен в природе, преимущественно в форме сульфидов. По распространенности цинк приближен (7,6⋅10<sup>-3</sup> %) к другим металлам — [[Rb|рубидию]] и меди<ref>{{книга | |||
| автор = Дроздов А. А., Зломанов В. П., Мазо Г. Н., Спиридонов Ф. М. | |||
| часть = Глава 8. Химия элементов 12-й группы | |||
| заглавие = Неорганическая химия : в 3 т. / Т. 3 : Химия переходных элементов. Кн. 2 : учебник для студ. высш. учеб. заведений | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Третьякова Ю. Д | |||
| место = М. | |||
| издательство = Издательский центр «Академия» | |||
| год = 2007 | |||
| страниц = 400 | |||
| isbn = 5-7695-2533-9 | |||
| ref = Дроздов и др. | |||
}}</ref>, при этом, в основных изверженных породах его больше (1,3⋅10<sup>-2</sup> %), чем в кислых (6⋅10<sup>-3</sup> %){{sfn|Росин и др.|2016|с=467—468}}. Его основными рудами являются сфалерит<ref group=~>Сфалерит (от {{lang-el|σφᾰλερὁς}} — неверный, обманчивый) — то же, что цинковая обманка. Примеси придают минералу самые разнообразные цвета.</ref> (и [[вюртцит]]) ZnS; [[ганит]], ZnAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub>; [[каламин]]; [[смитсонит]], ZnCO<sub>3</sub>; [[франклинит]], (Zn, Mn) Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>; и [[цинкит]], ZnO. Содержание в земной коре составляет около 70 мг/кг, а средняя концентрация в морской воде - около 10 мкг/л{{sfn|Patnaik|2002|c=980—981}}. | |||
{| class="wikitable" | |||
|+ Некоторые минералы цинка, используемые в промышленности, содержание в них полезных элементов<ref>{{книга | |||
| автор = [[Войткевич, Георгий Витольдович|Войткевич Г. В.]], Мирошников А. Е., [[Поваренных, Александр Сергеевич|Поваренных А. С.]], Прохоров В. Г. | |||
| часть = Глава VII. Геохимические особенности нахождения элементов | |||
| заглавие = Краткий справочник по геохимии | |||
| язык = ru | |||
| издание = 2-е изд., перераб. и доп | |||
| место = М. | |||
| издательство = [[Недра (издательство)|Недра]] | |||
| год = 1977 | |||
| страницы = 165 | |||
| страниц = 184 | |||
}}</ref> и твердость по Моосу{{sfn|Рипан, Четяну|1972|с=784—786}}: | |||
! Минерал || Формула || Макс. содержание полезного компонента, % || Твердость по Моосу | |||
|- style="text-align:center;" | |||
| [[Сфалерит]] || ZnS || Zn 67,1 || 3—4 | |||
|- style="text-align:center;" | |||
| [[Вюрцит]] || ZnS || Zn 67,1 || 3,5—4 | |||
|- style="text-align:center;" | |||
| [[Цинкит]] || ZnO || Zn 80,3 || 4—4,5 | |||
|- style="text-align:center;" | |||
| [[Смитсонит]] || ZnCO<sub>3</sub> || Zn 52,0 || 5 | |||
|- style="text-align:center;" | |||
| [[Гидроцинкит]] || Zn<sub>5</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(OH)<sub>6</sub> || Zn 59,5 || — | |||
|- style="text-align:center;" | |||
| [[Каламин]] || Zn<sub>4</sub>[Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>](OH)<sub>2</sub>⋅H<sub>2</sub>O || ZnO 67,5 || 4,5—5 | |||
|- style="text-align:center;" | |||
| [[Виллемит]] || Zn<sub>2</sub>[SiO<sub>4</sub>] || ZnO 73,0 || 5—5,5 | |||
|} | |||
= | В недрах Российской Федерации заключено 60,7 млн тонн цинка (9 % мировых запасов)<ref>{{книга | ||
| автор = Брянцева, О. С., Дюбанов, В. Г., Паньшин, А. М., Козлов, П. А. | |||
| заглавие = Воспроизводство сырьевой базы цинка на основе рециклинга техногенного сырья | |||
| ссылка = https://cyberleninka.ru/article/n/vosproizvodstvo-syrievoy-bazy-tsinka-na-osnove-retsiklinga-tehnogennogo-syrya | |||
| язык = ru | |||
| издание = Экономика региона | |||
| год = 2013 | |||
| номер = 2 (34) | |||
}}</ref>. | |||
== | == Биологическая роль == | ||
{{Дополнить раздел |дата=2025-05-17}} | |||
Цинк – микроэлемент, играющий одну из важнейших функций в [[Человеческое тело|организме человека]]<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://cgon.rospotrebnadzor.ru/naseleniyu/zdorovyy-obraz-zhizni/defitsit-tsinka/ | |||
|title = Дефицит цинка | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20240814020824/https://cgon.rospotrebnadzor.ru/naseleniyu/zdorovyy-obraz-zhizni/defitsit-tsinka/ | |||
|archive-date = 2024-08-14 | |||
|lang = ru | |||
|website = Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Центр гигиенического образования населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | |||
|websiteurl = https://cgon.rospotrebnadzor.ru/ | |||
|access-date = 2025-05-02 | |||
}}</ref> — обмен веществ<ref>{{книга | |||
| автор = | |||
| часть = Раздел 15. Биохимия межклеточного матрикса | |||
| заглавие = Биохимия : учебник | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. [[Северин, Евгений Сергеевич|Северина Е. С]] | |||
| издание = 5-е изд., испр. и доп | |||
| место = М. | |||
| издательство = ГЭОТАР-медиа | |||
| год = 2019 | |||
| страницы = 702 | |||
| страниц = 768 | |||
| isbn = 978-5-9704-4881-6 | |||
}}</ref>. В теле содержится около 2—3 г цинка. Наиболее высокую концентрацию цинка отмечают в простате. | |||
==== | Цинк играет структурную или функциональную роль в более чем 300 различных белках<ref>{{статья | ||
| автор = Crans, D. C., Kostenkova, K. | |||
| заглавие = Open questions on the biological roles of first-row transition metals | |||
| ссылка = https://www.nature.com/articles/s42004-020-00341-w | |||
| язык = en | |||
| издание = Communications chemistry | |||
| год = 2020 | |||
| месяц = 08 | |||
| число = 07 | |||
| том = 3 | |||
| страницы = 104 | |||
| doi = 10.1038/s42004-020-00341-w | |||
| pmid = 36703349 | |||
}}</ref> (он функционирует как кофактор в специфических белках, катализируя реакции электронного обмена, связывая субстраты и стабилизируя структуру белков<ref>{{статья | |||
| автор = Thiele, D. J., & Gitlin, J. D. | |||
| заглавие = Assembling the pieces | |||
| ссылка = https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3459349/ | |||
| язык = en | |||
| издание = Nature chemical biology | |||
| год = 2008 | |||
| том = 4 | |||
| страницы = 145—147 | |||
| doi = 10.1038/nchembio0308-145 | |||
}}</ref>). Цинк имеет тенденцию к прочному связыванию с ферментным [[Белок|белком]]. Ионы Zn<sup>2+</sup> необходимы для функционирования карбоангидразы, термолизина, дипептидаз, [[Щелочная фосфатаза|щелочной фосфатазы]], [[РНК-полимераза|РНК-]] и [[ДНК-полимераза|ДНК-полимераз]], некоторых [[Альдолаза|альдолаз]], [[Алкогольдегидрогеназа|алкогольдегидрогеназ]] и [[Супероксиддисмутаза|супероксиддисмутазы]]. Известно, что цинк связывается с гексамерами [[инсулин]]а. У многих [[Плотоядные|плотоядных]] и человека отражающий слой за сетчаткой содержит кристаллы цинк-цистеинового комплекса<ref>{{БМЭ3|том=27|статья=Цинк}}</ref>. Также Zn<sup>2+</sup> принимает активное участие в работе мозга<ref>{{книга | |||
| автор = Robert R. Crichton | |||
| часть = Chapter 1: Metal Toxicity – An Introduction | |||
| ссылка часть = https://books.rsc.org/books/edited-volume/538/chapter/186451/Metal-Toxicity-An-Introduction | |||
| заглавие = Metal Chelation in Medicine | |||
| язык = en | |||
| ссылка = https://books.rsc.org/books/edited-volume/538/Metal-Chelation-in-Medicine | |||
| год = 2016 | |||
| страницы = 1—23 | |||
| страниц = 322 | |||
| isbn = 978-1-78262-064-8 | |||
| doi = 10.1039/9781782623892-00001 | |||
| archive-url = https://web.archive.org/web/20240812032531/https://books.rsc.org/books/edited-volume/538/chapter/186451/Metal-Toxicity-An-Introduction | |||
| archive-date = 2024-08-12 | |||
}}</ref>. | |||
==== | Рекомендуемая диетическая норма цинка для взрослых составляет 8 мг/день для женщин и 11 мг/день для мужчин<ref>{{книга | ||
| часть = 12. Zinc | |||
| заглавие = Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc | |||
| язык = en | |||
| место = Washington, D. C. | |||
| издательство = National academy press | |||
| страницы = 442 | |||
| страниц = 800 | |||
| isbn = 978-0-309-07290-8 | |||
| doi = 10.17226/10026 | |||
}}</ref>. Наиболее богатыми пищевыми источниками цинка являются мясо, рыба и морепродукты, в то время как фрукты и овощи содержат очень мало цинка<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://ods.od.nih.gov/factsheets/Zinc-HealthProfessional/ | |||
|title = Fact Sheet for Health Professionals. Zinc | |||
|subtitle = Sources of Zinc | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250427030404/https://ods.od.nih.gov/factsheets/Zinc-HealthProfessional/ | |||
|archive-date = 2025-04-27 | |||
|lang = en | |||
|website = The Office of Dietary Supplements (ODS), part of the National Institutes of Health (NIH) | |||
|websiteurl = https://ods.od.nih.gov/ | |||
|access-date = 2025-05-02 | |||
}}</ref>. | |||
=== | === Дефицит цинка === | ||
Болезни, вызванные [[Дефицит цинка|дефицитом цинка]] в организме, широко распространы в мире<ref>{{книга | |||
| автор = Битюцкий Н. П | |||
| заглавие = Микроэлементы высших растений | |||
| язык = ru | |||
| издание = 2-е изд | |||
| место = СПб. | |||
| издательство = Издательство СПбГУ | |||
| год = 2020 | |||
| страницы = 156 | |||
| страниц = 368 | |||
| isbn = 978-5-288-06048-9 | |||
}}</ref>. Он обусловливает патологические состояния и заболевания<ref>{{статья | |||
| автор = Трисветова Е. Л. | |||
| заглавие = Роль цинка в жизнедеятельности человека | |||
| ссылка = https://cyberleninka.ru/article/n/rol-tsinka-v-zhiznedeyatelnosti-cheloveka | |||
| язык = ru | |||
| издание = Медицинские новости | |||
| год = 2021 | |||
| номер = 9 | |||
| страницы = 37–42 | |||
}}</ref>, причем более высокому риску дефицита и неблагоприятным последствиям от него подвержены младенцы, особенно недоношенные, и пожилые люди<ref>{{статья | |||
| автор = Skalny, A. V., Rink, L., Ajsuvakova, O. P., Aschner, M., Gritsenko, V. A., Alekseenko, S. ... Tinkov, A. A. | |||
| заглавие = Zinc and respiratory tract infections: Perspectives for COVID‑19 (Review) | |||
| язык = en | |||
| издание = International Journal of Molecular Medicine | |||
| год = 2020 | |||
| месяц = 04 | |||
| число = 14 | |||
| том = 46 | |||
| страницы = 17—26 | |||
| issn = 1107-3756 | |||
| doi = 10.3892/ijmm.2020.4575 | |||
}}</ref>. | |||
==== | К возможным проявлениям дефицита цинка относятся нарушение вкуса и [[Обоняние|обоняния]], [[анорексия]], [[алопеция]], [[дерматит]], начинающийся в носогубных складках и распространяющийся на [[Мошонка|мошонку]], [[промежность]] и разгибательные поверхности локтей, нарушение заживления ран, [[гипогонадизм]] и [[сексуальная дисфункция]], а также [[иммунодефицит]]<ref>{{книга | ||
| часть = Chapter 8. Hydration, Electrolyte, and Mineral Needs | |||
| заглавие = Handbook of Clinical Nutrition and Aging | |||
| язык = en | |||
| ответственный = Edited by Connie W. Bales, Christine S. Ritchie | |||
| издание = Second Edition | |||
| место = New York | |||
| издательство = Springer | |||
| год = 2009 | |||
| страницы = 150—151 | |||
| страниц = 650 | |||
| isbn = 978-1-60327-384-8 | |||
| doi = 10.1007/978-1-60327-385-5 | |||
}}</ref>, что достаточно сильно влияет на заболеваемость и смертность среди детей младшего возраста<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://www.who.int/tools/elena/bbc/zinc-stunting | |||
|author = Ian Darnton-Hill | |||
|title = Zinc supplementation and growth in children | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250324103135/https://www.who.int/tools/elena/bbc/zinc-stunting | |||
|archive-date = 2025-03-24 | |||
|lang = en | |||
|website = World Health Organization | |||
|websiteurl = https://www.who.int/ | |||
|access-date = 2025-05-02 | |||
}}</ref>. Если беременная женщина не получает достаточно цинка, у ее детей может быть задержка роста<ref>{{cite web 2 | |||
|url = https://www.dcceew.gov.au/environment/protection/npi/substances/fact-sheets/zinc-and-compounds | |||
|title = Zinc and compounds | |||
|subtitle = Description | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250318141843/https://www.dcceew.gov.au/environment/protection/npi/substances/fact-sheets/zinc-and-compounds | |||
|archive-date = 2025-03-18 | |||
|lang = en | |||
|website = Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water | |||
|websiteurl = https://www.dcceew.gov.au/ | |||
|access-date = 2025-05-17 | |||
}}</ref>. | |||
== | == Токсичность == | ||
{{ | {{Дополнить раздел |дата=2025-05-17}} | ||
| | При вдыхании паров цинка появляется «металлическая лихорадка»<ref>{{книга | ||
| | | автор = [[Ершов, Юрий Алексеевич|Ершов Ю. А.]], [[Попков, Владимир Андреевич|Попков В. А.]], Берлянд А. С. и др. | ||
| | | часть = Глава 7. ''d''-Элементы и их соединения | ||
| | | заглавие = Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для вузов | ||
| | | язык = ru | ||
| | | ответственный = Под ред. Ершова Ю. А | ||
| | | издание = 4-е изд., стер | ||
| | | место = М. | ||
}} | | издательство = Высшая школа | ||
| год = 2003 | |||
| страниц = 560 | |||
| ref = Ершов и др. | |||
}}</ref>. | |||
=== | Цинк поступает в окружающую среду как из природных, так и из антропогенных источников, при этом наибольший вклад в загрязнение почвы вносит деятельность человека (горнодобыча, металлургия, использование продуктов, содержащих цинк); однако нахождение цинка в почве и воде в основном остается связанным с осадками и, как правило, не представляет значительного риска для здоровья при случайном проглатывании загрязнённой почвы<ref>{{cite web 2 | ||
|url = https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp60.pdf | |||
|title = Toxicological profile for Zinc | |||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250308221901/https://www.atsdr.cdc.gov/ToxProfiles/tp60.pdf | |||
|archive-date = 2025-03-08 | |||
|lang = en | |||
|responsible = U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service | |||
|website = Agency for Toxic Substances and Disease Registry | |||
|websiteurl = https://www.atsdr.cdc.gov/ | |||
|access-date = 2025-04-28 | |||
|ref = Agency for Toxic Substances and Disease Registry | |||
}}</ref>. | |||
=== | Длительный прием элементарного цинка в дозах от 100 до 150 мг/день (при рекомендуемой верхней границе 40 мг/день) нарушает [[метаболизм]] меди и вызывает снижение уровня меди в крови, микроцитоз [[Эритроциты|эритроцитов]], нейтропению и ухудшение иммунитета. Прием больших доз (от 200 до 800 мг/день), обычно при употреблении кислой пищи или питья из покрытой цинком емкости, может вызвать [[Анорексия|анорексию]], [[Рвота|рвоту]] и [[Диарея|диарею]]. Хроническая токсичность может привести к дефициту меди и вызвать повреждение нервов<ref>{{cite web 2 | ||
|url = https://www.merckmanuals.com/professional/nutritional-disorders/mineral-deficiency-and-toxicity/zinc-toxicity | |||
|author = Larry E. Johnson | |||
}} | |title = Zinc Toxicity | ||
|archive-url = https://web.archive.org/web/20250409094729/https://www.merckmanuals.com/professional/nutritional-disorders/mineral-deficiency-and-toxicity/zinc-toxicity | |||
|archive-date = 2025-04-09 | |||
|lang = en | |||
|website = Merck Manuals | |||
|websiteurl = https://www.merckmanuals.com/professional | |||
|access-date = 2025-04-28 | |||
}}</ref>. | |||
=== | == Примечания == | ||
'''Комментарии''' | |||
{{ | {{примечания|group=~}} | ||
}} | |||
'''Источники''' | |||
{{примечания}} | |||
{{ | == Литература == | ||
| | * {{книга | ||
| | | автор = [[Ахметов, Наиль Сибгатович|Ахметов Н. С.]] | ||
| | | часть = | ||
| заглавие = Общая и неорганическая химия . Учеб. для вузов | |||
| язык = ru | |||
| издание = 4-е изд., испр | |||
| место = М. | |||
| издательство = [[Высшая школа (издательство)|Высшая школа]], Издательский центр «Академия» | |||
| год = 2001 | |||
| страниц = 743 | |||
| isbn = 5-06-003363-5 (Высшая школа) | |||
| isbn2 = 5-7695-0704-7 (Издательский центр «Академия») | |||
| ref = Ахметов | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = [[Рипан, Ралука|Рипан Р.]], Четяну И. | |||
| заглавие = Неорганическая химия: Химия металлов | |||
| оригинал = Chimia metalelor | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. [[Спицын, Виктор Иванович|Спицына В. И.]] и Колли И. Д.; пер. с румын. [[Берсукер, Исаак Борухович|Берсукера И. Б.]], Беличука Н. И | |||
| издание = | |||
| место = М. | |||
| издательство = [[Мир (издательство)|Мир]] | |||
| год = 1972 | |||
| том = 2 | |||
| страницы = | |||
| страниц = 871 | |||
| ref = Рипан, Четяну | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = James Speight | |||
| часть = 1.3 The elements | |||
| заглавие = Lange's Handbook of Chemistry | |||
| ссылка = https://archive.org/details/langeshandbookof0000lang | |||
| язык = en | |||
| издание = Sixteenth Edition | |||
| место = New York, Chicago, San Francisco, Lisbon, London, Madrid, Mexico City, Milan, New Delhi, San Juan, Seoul, Singapore, Sydney, Toronto | |||
| издательство = McGraw-Hill Education | |||
| год = 2005 | |||
| isbn = 0-07-143220-5 | |||
| ref = Speight | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = Волков А. И., [[Жарский, Иван Михайлович|Жарский И. М.]] | |||
| часть = 3.6. Потенциалы ионизации атомов и ионов | |||
| заглавие = Большой химический справочник | |||
| язык = ru | |||
| место = Мн. | |||
| издательство = Современная школа | |||
| год = 2005 | |||
| страниц = 608 | |||
| isbn = 985-6751-04-7 | |||
| ref = Волков, Жарский | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = [[Рабинович, Виктор Абрамович|Рябинович В. А.]], Хавин З. Я. | |||
| часть = Свойства простых веществ и неорганических соединений | |||
| заглавие = Краткий химический справочник | |||
| язык = ru | |||
| издание = 2-е изд., испр. и доп | |||
| место = Л. | |||
| издательство = [[Химия (издательство)|Химия]] | |||
| год = 1978 | |||
| страниц = 392 | |||
| ref = Рябинович, Хавин | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| часть = 2. Элементы второй группы | |||
| заглавие = Свойства элементов: Справ. изд. | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. Дрица М. Е | |||
| место = М. | |||
| издательство = Металлургия | |||
| год = 1985 | |||
| страниц = 672 | |||
| ref = Свойства элементов | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = Pradyot Patnaik | |||
| часть = Zinc | |||
| заглавие = Handbook of inorganic chemicals | |||
| язык = en | |||
| издание = First Edition | |||
| место = New York | |||
| издательство = McGraw-Hill Professional | |||
| год = 2002 | |||
| страниц = 1086 | |||
| isbn = 978-0070494398 | |||
| isbn2 = 0070494398 | |||
| ref = Patnaik | |||
}} | |||
* {{БСЭ3 | |||
| статья = Цинк | |||
| автор = Севрюков Н. Н. | |||
| том = 28 | |||
| ref = Севрюков | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = Бандман А. Л., Гудзовский Г. А., Дубейковская Л. С. и др. | |||
| часть = Цинк и его соединения | |||
| заглавие = Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I—IV групп: Справ. изд. | |||
| язык = ru | |||
| ответственный = Под ред. [[Филов, Владимир Александрович|Филова В. А.]] и др | |||
| место = Л. | |||
| издательство = Химия | |||
| год = 1988 | |||
| страниц = 512 | |||
| isbn = 5-7245-0035-3 | |||
| ref = Бандман и др. | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = Greenwood N. N., Earnshaw A. | |||
| часть = 29. Zinc, Cadmium and Mercury | |||
| заглавие = Chemistry of the Elements | |||
| язык = en | |||
| издание = Second Edition | |||
| издательство = Butterworth-Heinemann | |||
| год = 1997 | |||
| страницы = | |||
| страниц = 1364 | |||
| isbn = 978-0750633659 | |||
| isbn2 = 0750633654 | |||
| ref = Greenwood, Earnshaw | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = Росин И. В., Томина Л. Д. | |||
| часть = Глава 21. Группа 12 | |||
| заглавие = Общая и неорганическая химия в 3 т. Т. 2. Химия ''s''-, ''d''- и ''f''- элементов. Учебник для академического бакалавриата | |||
| язык = ru | |||
| место = М. | |||
| издательство = Юрайт | |||
| год = 2016 | |||
| страниц = 492 | |||
| серия = Бакалавр. Академический курс | |||
| isbn = 978-5-9916-3817-3 | |||
| ref = Росин и др. | |||
}} | |||
* {{книга | |||
| автор = Хомченко Г. П. | |||
| часть = Глава 12. Общие свойства металлов | |||
| заглавие = Химия для поступающих в вузы: Учеб. пособие | |||
| язык = ru | |||
| место = М. | |||
| издательство = Высшая школа | |||
| год = 1985 | |||
| страниц = 367 | |||
| ref = Хомченко | |||
}} | }} | ||
== Ссылки == | |||
{{навигация | |||
|Викисловарь=цинк}} | |||
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Zn/key.html Цинк на Webelements] | |||
* [http://n-t.org/ri/ps/pb030.htm Цинк в Популярной библиотеке химических элементов] {{Wayback|url=http://n-t.org/ri/ps/pb030.htm |date=20060808043226 }} | |||
* [https://web.archive.org/web/20070602150223/http://www.admmetal.com.ua/info_spravka_zinc.php Цинк и цинковые аноды] | |||
{{Внешние ссылки}} | |||
{{Периодическая система элементов}} | {{Периодическая система элементов}} | ||
{{Ряд Активности Металлов}} | |||
{{Металлы и сплавы, используемые для изготовления монет}} | |||
[[Категория:Химические элементы]] | |||
[[Категория:Металлы]] | |||
[[Категория:Цинк|*]] | |||
[[Категория:Переходные металлы]] | |||
Текущая версия от 10:48, 25 марта 2026
Шаблон:Значения Шаблон:Карточка химического элемента
Шаблон:Элемент периодической системы Цинк (химический символ — Zn, от лат. Zincum) — химический элемент 12-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы второй группы, IIB) четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 30.
Цинк представляет собой голубовато-белый переходный металл, покрывающийся на воздухе оксидом цинкаШаблон:Переход.
Металл был известен еще с древности, так как использовался при производстве латуни. Впервые был открыт в Индии в XIII веке, а затем переоткрыт в Европе в 1726-м годуШаблон:Переход.
Цинк — типичный амфотерный металл, реагирующий и с кислотами, и с щелочамиШаблон:Переход.
История
История цинка начинается еще в древности: его соединения применялись для лечения ран и изготовления латуни более 2500 лет назад. Несмотря на широкое использование цинковых руд в производстве сплавов, сам металл долго оставался неизвестным<ref name="PubChem">Шаблон:Cite web 2</ref>. Уже в античности цинковые соединения, такие как каламин, упоминались в трудах римских авторов, но металл воспринимался как разновидность руды<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Самым известным цинковым минералом был галмей, или каламин (ZnCO3). При прокаливании карбоната получался оксид, который имел довольно широкое применение, например, при лечении болезней, связанных с глазами. Хотя сам оксид легко восстанавливается до металла углем, получить чистый цинк удалось намного позже, чем были получены такие металлы, как медь, железо, олово и свинец, потому что для этой манипуляции требуется довольно высокие температуры (около 1100 °С)<ref>Шаблон:Книга</ref>.
В XIII веке в Индии был впервые получен металлический цинк путем восстановления каламина с помощью органических веществ<ref name="PubChem" />. В Европе металлический цинк был повторно открыт Андреасом Маргграфом в 1746 году<ref name="PubChem" /><ref>Шаблон:Cite web 2</ref>.
Первые эксперименты по горячему цинкованию стали были проведены Полем-Жаком Малуэном в 1742 году, который погружал металлические пластины в расплавленный цинк, получая устойчивое к коррозии покрытие. В 1802 году Карл Фридрих Бушендорф предложил технологию предварительного травления железных листов в хлориде аммония, что значительно повысило качество цинкового покрытия. В отличие от олова, цинк обеспечивает не только барьерную, но и активную гальваническую защиту железа при повреждении покрытия.
Понимание механизмов электрохимической защиты развивалось в XVIII–XIX веках: Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта выявили зависимость между разнородными металлами и электрическими процессами. Их открытия привели к созданию шкалы стандартных электродных потенциалов, которая объясняла, почему цинк может «жертвовать собой», защищая железо. Сэр Хамфри Дэви и Майкл Фарадей подтвердили это явление и ввели концепцию катодной защиты<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Промышленное производство цинка было налажено в Европе XVII в. Металлургия цинка была разработана в 1721 г. немецким сталлургом И. Генкелем. В 1743 г. в Бристоле был открыт первый завод для получения цинка<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Происхождение названия
Исконно славянское образование слова «цинк» сомнительно<ref>Шаблон:Фасмер</ref>. Название ввел в русский язык Ломоносов, который произвел его от нем. Zink<ref>Шаблон:Книга</ref>. В свою очередь, это слово возможно родственно нем. Zinke — «штырь», «острие». Считается, что впервые его использовал Парацельс, подметив аналогию с тем, какую форму имеют кристаллы цинка после выплавки<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>.
По другой версии, нем. Zinc (первое употребление в современном значении зафиксировано в 1651 году<ref>Шаблон:CMWOD</ref>) произошло от нем. Zinn — «олово». Последнее слово было заимствовано славянским языком и было расширено слав. суффиксом k, а затем перешло в немецкий язык (отсюда фр. Zinc)<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Изотопы
Шаблон:Main Цинк имеет пять стабильных природных изотопов: 64Zn (в природе 48,6 %), 66Zn (27,9 %), 67Zn (4,1 %), 68Zn (18,8 %) и 70Zn (0,6 %)<ref name="БРЭ">Шаблон:БРЭ онлайн</ref>.
Физические свойства
Цинк — голубовато-белый металл<ref name=ХЭ />. На воздухе цинк тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида. При комнатной температуре влажный воздух (особенно в присутствии сернистого или углекислого газа) разрушает цинкШаблон:Sfn. Цинк хрупок на холоде; при 100—150 °С довольно пластичен: при этой температуре он легко прокатывается в фольгу и листы очень маленькой толщины (сотые доли миллиметра). При 250 °С становится снова хрупкимШаблон:Sfn. Вследствие удлинения вдоль оси шестого порядка, не обладает совершеной гексагональной упаковкой<ref>Шаблон:Книга</ref>. Кристаллическая решетка цинка схожа с бериллием и магнием. Имеет относительно низкую температуру кипения и очень легко плавится (благодаря последнему, принадлежит к числу наиболее легко летучих металлов)<ref>Шаблон:Книга</ref>. Цинк диамагнитенШаблон:Sfn и обладает хорошей электропроводностьюШаблон:Sfn.
Химические свойства
Химические свойства цинка и кадмия довольно схожи, пока свойства ртути несколько отличаютсяШаблон:Sfn.
Взаимодействие со сложными веществами
Цинк пассивируется в воде<ref>Шаблон:Книга</ref>, но реагирует с парами воды при высоких температурах<ref>Шаблон:БРЭ онлайн</ref>. Металл проявляет амфотерные свойства, поэтому может быть переведен в раствор под действием водных растворов щелочей (c образованием солей — цинкатовШаблон:Sfn)<ref name=Негребецкий>Шаблон:Книга</ref>:
- <chem> Zn + 2NaOH + 2H2O -> {Na2}[Zn(OH)4] + H2 ^</chem>
При взаимодействии с азотной кислотой в зависимости от ее концентрации цинк образует различные продукты — NH4NO3, NO или NO2, а при взаимодействии с концентрированной серной кислотой, в зависимости от условий, — H2S или SO2Шаблон:Sfn.
В отличие от алюминия, тоже проявляющего амфотерные свойства, растворяется в аммиачном растворе:
- <chem>Zn + 4NH3 + 4H2O -> [Zn(NH3)4](OH)2 + H2 ^ + 2H2O</chem>
В сильнощелочной среде цинк является очень сильным восстановителем<ref>Шаблон:Книга</ref>:
- <chem>4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O -> 4Na2[Zn(OH)4] + NH3</chem>
- <chem>3Zn + NaNO2 + 5NaOH + 5H2O -> 3Na2[Zn(OH)4] + NH3</chem>
Цинк обладает сравнительно высокой реакционной способностью<ref>Шаблон:Книга</ref>. Реагирует с кислотами-неокислителями (например, 20%-м раствором серной кислоты) в аппарате Киппа, на чем основывается лабораторный способ получения водорода<ref>Шаблон:Книга</ref>:
- <chem>Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2 ^</chem>
При нагревании реагирует с хлористым тионилом, образуя оксид серы(II)Шаблон:Sfn:
- <chem>Zn + SOCl2 -> ZnCl2 + SO</chem>
Взаимодействие с простыми веществами
Цинк реагирует с кислородом, образуя белое кристаллическое вещество, оксид цинка<ref name=Негребецкий />:
- <chem>2Zn + O2 -> 2ZnO</chem>
С галогенами не реагирует на холоде, но реакция идет при наличии паров воды с образованием галогенидовШаблон:Sfn. Взаимодействует с серой (реакция протекает энергично при нагревании)<ref>Шаблон:Книга</ref> и с фосфором<ref>Шаблон:Книга</ref> с образованием фосфидов Zn3P2 и ZnP2. Так как цинк не реагирует ни с водородом, ни с азотом, гидрид цинка ZnH2 и нитрид цинка Zn3N2 получают косвенным путем<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Цинк, кадмий и ртуть легко образуют сплавы как друг с другом, так и с другими металламиШаблон:Sfn. Данные соединения называются интерметаллидами. Например, медь и цинк образуют соединения CuZn, CuZn3, Cu2Zn3Шаблон:Sfn.
Получение
Производство в мире
Цинк занимает четвертое место в мире среди всех металлов по количеству производимых тонн<ref name=usgs>Шаблон:Cite web 2</ref>. В 2023 году общий объем производства цинка в мире составил около 12,3 млн тонн<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>. Цинк добывается в 50-ти странах. Ведущими производителями цинка являются: Канада, Россия, Австралия, Перу, США и Китай. Среди популярных месторождений можно назвать шахты Шаблон:Нп, Шаблон:Нп и Red Dog<ref name=uwaterloo>Шаблон:Cite web 2</ref>.
| Государство | Произведено цинка (тыс. тонн) | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2020<ref>Шаблон:Cite web 2</ref> | 2021<ref>Шаблон:Cite web 2</ref> | 2022<ref>Шаблон:Cite web 2</ref> | 2023<ref>Шаблон:Cite web 2</ref> | 2024<ref>Шаблон:Cite web 2</ref> | |||||||||||
| Шаблон:Reg Весь мир | 12000 | 13000 | 13000 | 12000 | 12000 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 670 | 740 | 770 | 750 | 750 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 1400 | 1300 | 1300 | 1100 | 1100 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 330 | 490 | 520 | 490 | 510 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 280 | 260 | 250 | — | — | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 4200 | 4200 | 4200 | 4000 | 4000 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 720 | 810 | 830 | 860 | 860 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 300 | 220 | 200 | 330 | 370 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 600 | 720 | 740 | 690 | 700 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 1200 | 1600 | 1400 | 1400 | 1300 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 260 | 280 | 280 | 310 | 310 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | — | — | — | 230 | 120 | ||||||||||
| Шаблон:Флагификация | 220 | 230 | 240 | 220 | 240 | ||||||||||
| Остальные страны | 2000 | 2000 | 2000 | 1800 | 1700 | ||||||||||
Около 34 % мирового производства цинка приходится на переработанный или вторичный цинк<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>.
Способ производства
Шаблон:Дополнить раздел Для получения концентрата из оксидных руд цинка (в которых обычно находятся примеси карбоната кальция, магния и диоксида кремния) используют флотационный или гравитационный метод. После этого, для переработки полученного концентрата используется либо гидрометаллургический способ, либо пирометаллургический. Последний маршрут не подходит для переработки оксидной руды низкого сорта из-за загрязнения окружающей среды, больших капиталовложений и значительных энергозатрат<ref>Шаблон:Статья</ref>.
Также цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих цинк в виде сульфида, а также медь, свинец, серебро и другие металлыШаблон:Sfn. Руду (например, сфалерит) сначала обжигают, получая оксид цинка<ref>Шаблон:Книга</ref>Шаблон:Sfn:
- <chem>2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2 ^</chem>
Для получения самого металла используют два метода: дистилляцию и выщелачивание серной кислотой с последующим электролизом (с использованием алюминиевого катода и свинцового анода). При дистилляции обожженный оксид смешивают с избытком углерода или углеродистых материалов (в печи при 1300 °C):
- <chem>ZnO + C -> Zn + CO</chem>
Цинк в виде паров конденсируется и собирается в сосудах, соединенных с ретортойШаблон:Sfn.
Применение
Цинк применяется во многих областях производства: от металлических изделий до резины и лекарств<ref name=usgs />.
В сплаве с другими металлами является хорошим проводником электричества. Цинк-бромидные, цинк-никелевые элементы питания являются новейшими типами батарей. Более половины потребляемого цинка идет на гальванизацию — процесс нанесения цинка тонким слоем на изделия железа и стали с целью защиты их от ржавчины<ref name=uwaterloo />.
Цинк используют как добавку в сплавы, в первую очередь в сплавы меди, и как основу для цинковых сплавов, а также как типографский металл<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Существуют два метода оцинкования (гальванизации): горячее и электролитическое. Горячее оцинкование применяется для стального проката, образуя несколько слоёв с разным соотношением цинка и железа, что повышает коррозионные свойства. Производится путём погружения изделий в ванны с расплавленным цинком. Электролитическое оцинкование позволяет контролировать толщину покрытия и качество поверхности, однако такое покрытие менее прочное, чем нанесённое методом горячей оцинковки.
Окись цинка используется в производстве шин, резинотехнической продукции, пигментов и керамической глазури. Цинковые покрытия применяются в автомобильной, судостроительной и строительной промышленности. Хлорид цинка используется в лужении и в качестве флюса, а сульфат — в текстильной и химической промышленности<ref>Шаблон:Книга</ref>. Сульфид цинка (один из немногих сульфидов, имеющих белый цвет) обладает способностью люминесцировать, эта способность широко используется в науке и технике (люминесцентный анализ)<ref>Шаблон:Книга</ref>. Фосфид цинка находится в составе препаратов для борьбы с грызунамиШаблон:Sfn.
Для получения и очистки РЗЭ, титана, галлия и других металлов, а также для получения сплавов с помощью амальгам применяются методы амальгамной металлургии. Извлечение металлов цементацией амальгамой цинка из растворов можно описать следующей схемой<ref>Шаблон:Книга</ref>:
- Zn0 (в Hg) + Men+ (р) <chem>-></chem> Me0 (в Hg) + Zn2+ (р)
Нахождение в природе
Геохимически цинк похож на железо, медь и кадмий<ref>Шаблон:Книга</ref>. Цинк является самым распространенным элементом 12-й группы<ref>Шаблон:Книга</ref>. Широко распространен в природе, преимущественно в форме сульфидов. По распространенности цинк приближен (7,6⋅10-3 %) к другим металлам — рубидию и меди<ref>Шаблон:Книга</ref>, при этом, в основных изверженных породах его больше (1,3⋅10-2 %), чем в кислых (6⋅10-3 %)Шаблон:Sfn. Его основными рудами являются сфалерит<ref group=~>Сфалерит (от греч. σφᾰλερὁς — неверный, обманчивый) — то же, что цинковая обманка. Примеси придают минералу самые разнообразные цвета.</ref> (и вюртцит) ZnS; ганит, ZnAl2O4; каламин; смитсонит, ZnCO3; франклинит, (Zn, Mn) Fe2O4; и цинкит, ZnO. Содержание в земной коре составляет около 70 мг/кг, а средняя концентрация в морской воде - около 10 мкг/лШаблон:Sfn.
| Минерал | Формула | Макс. содержание полезного компонента, % | Твердость по Моосу |
|---|---|---|---|
| Сфалерит | ZnS | Zn 67,1 | 3—4 |
| Вюрцит | ZnS | Zn 67,1 | 3,5—4 |
| Цинкит | ZnO | Zn 80,3 | 4—4,5 |
| Смитсонит | ZnCO3 | Zn 52,0 | 5 |
| Гидроцинкит | Zn5(CO3)2(OH)6 | Zn 59,5 | — |
| Каламин | Zn4[Si2O7](OH)2⋅H2O | ZnO 67,5 | 4,5—5 |
| Виллемит | Zn2[SiO4] | ZnO 73,0 | 5—5,5 |
В недрах Российской Федерации заключено 60,7 млн тонн цинка (9 % мировых запасов)<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Биологическая роль
Шаблон:Дополнить раздел Цинк – микроэлемент, играющий одну из важнейших функций в организме человека<ref>Шаблон:Cite web 2</ref> — обмен веществ<ref>Шаблон:Книга</ref>. В теле содержится около 2—3 г цинка. Наиболее высокую концентрацию цинка отмечают в простате.
Цинк играет структурную или функциональную роль в более чем 300 различных белках<ref>Шаблон:Статья</ref> (он функционирует как кофактор в специфических белках, катализируя реакции электронного обмена, связывая субстраты и стабилизируя структуру белков<ref>Шаблон:Статья</ref>). Цинк имеет тенденцию к прочному связыванию с ферментным белком. Ионы Zn2+ необходимы для функционирования карбоангидразы, термолизина, дипептидаз, щелочной фосфатазы, РНК- и ДНК-полимераз, некоторых альдолаз, алкогольдегидрогеназ и супероксиддисмутазы. Известно, что цинк связывается с гексамерами инсулина. У многих плотоядных и человека отражающий слой за сетчаткой содержит кристаллы цинк-цистеинового комплекса<ref>Шаблон:БМЭ3</ref>. Также Zn2+ принимает активное участие в работе мозга<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Рекомендуемая диетическая норма цинка для взрослых составляет 8 мг/день для женщин и 11 мг/день для мужчин<ref>Шаблон:Книга</ref>. Наиболее богатыми пищевыми источниками цинка являются мясо, рыба и морепродукты, в то время как фрукты и овощи содержат очень мало цинка<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>.
Дефицит цинка
Болезни, вызванные дефицитом цинка в организме, широко распространы в мире<ref>Шаблон:Книга</ref>. Он обусловливает патологические состояния и заболевания<ref>Шаблон:Статья</ref>, причем более высокому риску дефицита и неблагоприятным последствиям от него подвержены младенцы, особенно недоношенные, и пожилые люди<ref>Шаблон:Статья</ref>.
К возможным проявлениям дефицита цинка относятся нарушение вкуса и обоняния, анорексия, алопеция, дерматит, начинающийся в носогубных складках и распространяющийся на мошонку, промежность и разгибательные поверхности локтей, нарушение заживления ран, гипогонадизм и сексуальная дисфункция, а также иммунодефицит<ref>Шаблон:Книга</ref>, что достаточно сильно влияет на заболеваемость и смертность среди детей младшего возраста<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>. Если беременная женщина не получает достаточно цинка, у ее детей может быть задержка роста<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>.
Токсичность
Шаблон:Дополнить раздел При вдыхании паров цинка появляется «металлическая лихорадка»<ref>Шаблон:Книга</ref>.
Цинк поступает в окружающую среду как из природных, так и из антропогенных источников, при этом наибольший вклад в загрязнение почвы вносит деятельность человека (горнодобыча, металлургия, использование продуктов, содержащих цинк); однако нахождение цинка в почве и воде в основном остается связанным с осадками и, как правило, не представляет значительного риска для здоровья при случайном проглатывании загрязнённой почвы<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>.
Длительный прием элементарного цинка в дозах от 100 до 150 мг/день (при рекомендуемой верхней границе 40 мг/день) нарушает метаболизм меди и вызывает снижение уровня меди в крови, микроцитоз эритроцитов, нейтропению и ухудшение иммунитета. Прием больших доз (от 200 до 800 мг/день), обычно при употреблении кислой пищи или питья из покрытой цинком емкости, может вызвать анорексию, рвоту и диарею. Хроническая токсичность может привести к дефициту меди и вызвать повреждение нервов<ref>Шаблон:Cite web 2</ref>.
Примечания
Комментарии
Источники
Литература
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:БСЭ3
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
Ссылки
- Цинк на Webelements
- Цинк в Популярной библиотеке химических элементов Шаблон:Wayback
- Цинк и цинковые аноды
Шаблон:Внешние ссылки Шаблон:Навигационная обёртка
| {{#if:|Щелочные металлы|Щелочные металлы}} | {{#if:|Щёлочноземельные металлы|Щёлочноземельные металлы}} | {{#if:|Лантаноиды|Лантаноиды}} | {{#if:|Актиноиды|Актиноиды}} | {{#if:|Переходные металлы|Переходные металлы}} |
| {{#if:|Постпереходные металлы|Постпереходные металлы}} | {{#if:|Полуметаллы|Полуметаллы}} | {{#if:|Неметаллы| Неметаллы}} | {{#if:|Галогены|Галогены}} | {{#if:|Благородные газы|Благородные газы}} |
Шаблон:Навигационная обёртка/конец
Шаблон:Ряд Активности Металлов Шаблон:Металлы и сплавы, используемые для изготовления монет