Цинк

Общие сведения.

Цинк является хрупким переходным металлом с голубовато-белым цветом. На воздухе он приобретает несколько более тёмный оттенок, поскольку покрывается слоем оксида. В таблице Менделеева данный металл обладает атомным номером 30. Это позволяет классифицировать его положение согласно стандартной схеме. Цинк относится к побочной подгруппе второй группы и находится в четвёртом периоде. Элемент обладает атомной массой в 65,39 грамм на один моль вещества.

История.

Цинк был известен человечеству с давних времён. При этом, он использовался не в чистом виде, а в качестве сплава с медью, известного под названием латунь. Его применяли ещё в Древней Греции, а также других странах того времени. Следует отметить тот факт, что людям было известно, что используемый металл является сплавом. Несмотря на это, выделение чистого элемента не удавалось на протяжении многих столетий. Только в 1746 году учёный А. С. Маргграф смог вывести последовательность получения чистого цинка методом многократного осуществления определённых химических реакций. Это послужило началом исследования элемента, а не его соединений, а также его использования в промышленной сфере.

Нахождение в природе.

Цинк является распространённым металлом, число которого в коре Земли относительно велико. Содержание элемента составляет 8,3•10-3% от общей массы. Его следы можно встретить в 66 минералах, открытых на данный момент. При этом, концентрация, необходимая для добычи, присутствует только в некоторых из них. Отличительной особенностью минералов с высоким содержанием цинка или его оксида, является окраска в различные цвета.

Если рассматривать концентрацию в породах, то наибольшее значение присутствует для основных изверженных типов грунта. Помимо наличия в составе земной коры, цинк содержится в живых организмах. В среднем, это показатель составляет 5•10-4%, но может сильно варьироваться. Цинковые месторождения присутствуют повсеместно, но наиболее крупные находятся в Боливии, Австрии, а также России.

Получение.

Поскольку цинк в самородном виде не встречается, необходимо выполнить процедуру его извлечения из состава руды. Конкретная методика зависит от минерала, а также процентной концентрации вещества в нём. Как правило, первоначально происходит процесс обогащения, позволяющий получить 50-60 процентный концентрат. Следующей задачей является получение оксида цинка. При 1200-1400 градусах выполняется восстановление с использованием кокса или угля. Окончательная очистка до концентрации в 99,99 и выше процентов, так же, может осуществляться различными методами.

Физические и химические свойства.

Чистый цинк является металлом бело-серебряного цвета, обладающим высокой пластичностью. Плотность элемента составляет около 7.133 грамма на кубический сантиметр. Данное значение изменяется, в зависимости от температуры. Плавление происходит уже при 419 градусах, а переход в газообразное состояние – при 906. На открытом воздухе происходит процесс окисления с образованием плёнки. Если осуществить нагрев до высоких температур, то произойдёт сгорание. В его остатке будет амфотерный белый оксид. Цинк реагирует со щелочами, а также большинством кислот. При этом, металл высокой степени чистоты не вступает во взаимодействия с их растворами.

Применение.

В своём чистом виде цинк применяется для обеспечения процессов восстановления некоторых благородных металлов из соединений. Это обеспечивает ему широкое применение в металлургии, а также некоторых направлениях ювелирного дела.

Одним из самых известных способов использования, является защита стали от коррозии, путём покрытия поверхности тонким слоем металла. Аналогичные задачи элемент имеет в электронике, но в более малых масштабах. Здесь задействовано около половины всего добываемого вещества. Металл является главным компонентом в цинк-воздушных аккумуляторах, отличающихся своей высокой энергоёмкостью.

К перспективным областям следует причислить использование для увеличения дальности пробега электромобилей без подзарядки, а также некоторых других сферах.