Цинк
Страница 1

Цинк в сплавах был извеетен еще в древности. В чистом виде

его получили только в конце ХVIII века.

Нахождение в природе

. Содержание цинка в земной коре составляет 8,3·10-3 %. Его соединения довольно раслространены. Чаще других встречается минерал цинковая обманка ZnS, реже — галмей ZnСО3, кремнецинковая руда Zn2SiО4·Н2О, цинковая шпинель ZnО·Аl2O3 и красная цинковая руда, или цинкит, ZnО.

Физические свойства

. Цинк — металл синевато-белого цвета, обладающий металлическим блеском. На воздухе его поверхность покрывается оксидной пленкой и тускнеет. Цинк плавится при 419,5 °С, кипит при 913 °С. Плотность литого твердого цинка составляет 7,13 г/см3, плотность вальцованного цинка несколько выше. При температуре плавления плотность цинка равна 6,92 г/см3. На холоду цинк довольно хрупок но при температуре 100-150 °С легко поддается прокатке и вытягиванию. Легко образует сплавы с другими металлами.

Химические свойства

. Цинк является довольно активным металлом. Он легко вэаимодействует 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 реэультате 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 + NН4NО3 + 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

. Цинк получают двумя способами: пирометаллургичским и гидрометаллургическим. В обоих способах цинковую руду обжигают с целью переведения сульфида цинка в оксид:

2 ZnS + 3 O2 = 2 ZnО + 2 SO2

ZnСО3 = ZnО + СО2

Выделяющийся диоксид серы используется в производстве серной кислоты. При получении цинка пирометаллургическим слособом полученный цинковый огарок (продукт обжига цинковой руды) смешивают с коксом и нагревают до 1100-1200 °С. Цинк восстанавливается:

ZnO + C = Zn + CO

и при 913 'С отгоняется.

Для получения цинка гидрометаллургическим слособом цинковый огарок растворяют в серной кислоте, отделяют примеси и электролизом сернокислого раствора выделяют цинк (катодом служит алюминий, а анодом — свинец).

Применение

. Цинк применяют для оцинкования железа с целью предохранения его от коррозии (цинковая жесть), для изготовления гальванических элементов. Цинковую пыль используют как восстановитель химических процессов. Цинк входит в состав многих сплавов.

Оксид цинка ZnО

. Порошок белого цвета. Плавится при температуре около 2000 °С. Плохо растворяется в воде. Обладает амфотерными свойствами. Легко растворяется как в кислотах, так и в щелочах, образуя соли цинка ц и н к а т ы:

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

ZnO + 2 KOH + 2 H2O = K2[Zn(OH)4]

При сплавлении взаимодействует с основными и кислотными оксидами:

ZnО + СаО = СаZnО2

ZnО+ SiО2 = ZnSiО3

Используется оксид цинка как катализатор во многих химическик процессах. Он входит также в состав цинковых белил.

Гидроксид цинка Zn(ОН)2

. Обладает амфотерными свойствами, легко растворяется в кислотах и щелочах:

Zn(ОН)2 + Н2SO4 = ZnSO4 + 2 Н2О

Zn(ОН)2 + 2 КОН = К2[Zn(ОН)4]

Он легко растворяется также в аммиаке — образуется аммиакат цинка:

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

Гидроксид цинка образуется при обработке соли цинка щелочью (но не аммиаком) или цинката кислотой:

ZnSO4 + 2 КОН = К2SO4 + Zn(ОН)2

К2[Zn(ОH)4] + Н2SO4 = К2SO4 + Zn(ОH)2 + 2 Н2О

Соли цинка

. Хлорид цинка ZпCl2 получают растворением цинка или его оксида в соляной кислоте. Он очень хорошо растворим в воде (расплывается на воздухе). Раствор хлорида цинка в соляной кислоте применяют для обработки поверхности металла при паянии (травление). Хлорид цинка образует с соляной кислотой комплексную кислоту Н2ZnСl4, которая растворяет оксиды металлов, но не металлы. Хлорид иннкь лрименяется в медицине в качестве антисептика.

Сульфид цинка ZnS. Порошок бледно-желтого цвета, труднорастворим в воде. Плавится при 1800-1900 °С под давлением (при 1180 °С возгоняется). Легко растворяется в кислотах:

Страницы: 1 2

Смотрите также

Равновесие между жидкостью и паром
...

Источники поступления
В отраслях промышленности – основными загрязнителями окружающей среды являются: электроэнергетика – 0,2%, цветная металлургия – 3%, химические и нефтепромышленные предприятия – 5%, машиностроение и ...

Программа дисциплины "Энзимология"
...