Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск


Химия
Реферат -

Цинк






Загрузка...

Реферат

на тему

Цинк

План

1 Общая характеристика элемента

2 Немного истории.

3 Металлический цинк.

4 Сплавы цинка.

5 Соединения цинка.

6. Биологическая роль цинка

Общая характеристика элементов

Элемент цинк (Zn) в таблице Менделеева имеет порядковый номер 30. Он находится в IV периоде II группы Атомный вес 65.37 Электронная Конфиг-ция 1s22s22p63s23p63d104s2.

Цинк представляет собой синевато-белый металл, плавящийся при 419 ° С, а при 913 ° С превращается в пар: плотность его равна 7,14 г / см3 В нормальных условиях цинк довольно хрупок, но при 100-110 ° С он хорошо гнется и прокатывается в письмах-ти. При обычной температуре на воздухе цинк покрывается тонким слоем оксида или основного карбоната, который предохраняет его от дальнейшего окисления Вода почти не действует на цинк, потому что образованный на поверхности цинка при взаимодействии с водой гидроокись практически нерастворимый и препятствует дальнейшему протеканию ре-акции. В кислотах цинк легко растворяется, как и в лугах

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Соединения цинка и его сплавов известны человечеству с глубокой древности, а металлический цинк был получен значительно позже, чем железо, свинец, олово Это пояснюеть-ся тем, что обычные способы плавления руды с углем здесь не достигали цели, чтобы восстановить цинк, его надо быстро нагреть до температуры около 1000 ° с. но при этом он кипит и в виде паров теряется вместе с дымовыми газами Только после того как научились конденсировать пары цинка в глиняной посуде, стало возможным получение металла в свободном состоянии. Считается, что такой дис-тиляцийний способ получения свободного цинка впервые был изобретен в Китае

Латунь (сплав меди с цинком) была известна грекам, индийцам и другим на-родам Востока, употребляли ее для изготовления различных предметов домашнего обихода, художественного литья и украшений Приготовление латуни восстановлением особ-ливо земли (так называли в древности многие минералы , содержащих цинк разницы между которыми не проводили) кадмия углем v присутствии меди описывает Аристотель (IV си то н е), Плиний Старший, Гомер, Плиний Старший (I в до Н.Е.) описывает лекарственные средства, содержащие цинк, которые употреблялись для заживления ран и при лечении глазных болезней

В доисторических дакииських руинах Трансильвании был найден идол, отлитый из сплава, содержащего 87% цинка. Получение металлического цинка с Галлию Zn4 (Si005) Н20 впервые описания Страбон (I в до н.э.) Цинк в этот период называли Гуте или фальшивым серебром.

В X, XI в. до н.э. искусство получения цинка в Европе было утрачено и он ввозился сюда под названием индийского олова из Китая га Индии.

В конце XIII в н итальянский путешественник Марко Поло описал способ получения металлического цинка в Персии. В 1637 году метод выплавки цинка и его свойства описываются в китайской книге «Циян конг кан у" Казалось бы если метод получения описан v литературе, то его легко могли перенять другие народы в применять у себя на родине Но этого не случилось. Экономическая и культурная разобщенность народов Европы, слабые транспортные связи, а главное стремление многих ученых описывать свои открытия на непонятном языке все это препятствовало быстрому распространению технических достижений.

Вторичное получения цинка в Европе стало известно в начале XVI в когда о способе его выплавки упоминают в своих произведениях Георги Агрикола (1404-1555 гг.) И Теофраси Парацельс (1494 - 1541 гг.) Однако и после этого цинк в Европе был большой редкостью, что продолжалось почти до конца XVIII в.

Название же «цинк» происходит от латинского слова, обозначающего бельмо или белый налет и впервые встречается у Парацельса в 1530 рот Роберт Бойль назвал цинк «спелтером», М. Ломоносов в 1742 рот предложил название «цинк», но она не имела успеха. Чаще всего цинк называли «шпиаутер»

В восьмом издании «Основ химии» (1906) Д.И. Менделеев употребил современное название цинка, но наряду с этим ставит в скобках его название «шпиаутер»

металлического цинка

V XVI в были сдийснени первые попытки выплавить цинк в заводских условиях. Но производство "не пошло", технологические трудности оказались непреодолимыми. Цинк пытались получать так, как другие металлы. Руду обжигали, превращая цинк в оксид, а затем этот оксид восстанавливали с углем. Цинк, естественно, восстановлю вался взаимодействуя с углем, но не выплавляемого. НЕ выплавляемого том, что этот металл уже в плавильной печи испарялся - температура его кипения всего 906 ° С. А в печи был воздух. Встречаясь с ним, пары активного цинка реагировали с кислородом образовывался исходный продукт цинк оксид.

Наладить цинковое производство в Европе удалось лишь после того, как руду начали восстанавливать в закрытых ретортах без доступа воздуха. Примерно так же «черновой» цинк получают и сейчас, а очищают его рафинированием.

Чисто цинковые руды в природе почти не встречаются Соединения цинка входят в состав полиметаллических руд. Полученные при обогащении руды цинковые концентраты содержат 48 65% цинка, по 2% меди 2% свинца, 12% железа

Сейчас примерно половину цинка получают Пирометаллургические способом.

При резком охлаждении пары цинка сразу же. минуя жидкое состояние, превращаются в твердый пыль. Это несколько усложняет производство, хотя элементарный цинк считается нетоксичным. В пиротехнике цинковую пыль применяют, чтобы получить голубое пламя. Цинковая пыль используется в производстве редких и благородных металлов. В частности, таким цинком вытесняют золото и серебро из цианистых растворов. Как ни парадоксально, но при получении самого цинка (и кад-мию) гидрометаллургическим способом применяется цинковая пыль для очи ния раствора меди сульфата и кадмия. Но это еще не все Вы никогда не замислюва лись, почему металлические мосты, пролеты заводских цехов и другие крупногабаритные вы-делай чаще всего окрашивают в серый цвет?

Главная составная часть применяемой во всех этих случаях краски тот же цинковая пыль. Смешанный с окисью цинка и льняным маслом, он перетво-сти на краску, которая прекрасно уберегает от коррозии. Эта краска к тому же дешева, пластична, хорошо прилипает к поверхности металла и не отслаивается при темпера-ных перепадах

На свойствах цинка сильно сказывается степень его чистоты При 99,9 и 99,99% чистоты цинк хорошо растворяется в кислотах Но стоит «добавить» еще одну девятку (99,999%) и цинк становится нерастворимым в кислотах даже при сильном нагревании цинк такой чистоты отличается также большей пластичнис-ю, его можно извлекать в тонкие нити. А обычный цинк можно прокатить в тонкие листы даже при температуре 100 150 ° С.

Значительная роль этого элемента в полиграфии. 3 цинка изготавливают клише, позволяющие воспроизвести печати рисунки и фотографии. Специально приготовлю-ний и обработанный типографский цинк воспринимает фото изображения. Это изображен-ния в нужных местах защищают краской, и будущее клише протравливают кислотой Изображения приобретает рельефности, опытные граверы подчищают его, делают отпечатки, а затем эти клише идут в печатные машины

сплав цинка

Уже упоминалось, что история с цинком достаточно запутана. Но бесспорно одно сплав меди и цинка (латуни) был получен гораздо раньше, чем металл-ный цинк. Самые древние латунные предметы, сделанные примерно в 1500 г. до н. Э. э., были найдены при раскопках в Палестине.

Приготовление латуни восстановлением особого камня кадмия углем в присутствии меди описано у Аристотеля. Он писал о меди, добываемой в Индии и «отличается от золота только вкусом».

Действительно, в довольно многочисленной группе сплавов, которые носят общее название латуней один (Д-096, или томпак), который по цвету невозможно отличить от золота. Изменяя соотношение цинка и меди, можно получить многочисленные сплавы с различными свойствами. Неслучайно латуни поделены на две большие группы альфа и бета-латуни. В альфа-латунях цинка не более 33%. Почему именно 33%?

С увеличением содержания цинка пластичность латуни растет, но толькодо определенного предела латунь с 33 и более процентами цинка при деформации в холодном состоянии растрескивается 33% Zn предел роста пластичности, предел, за которым латунь становится хрупкой.

С увеличением в латунях содержания цинка растет их прочность, но также до определенного предела Здесь предел 47 50% Zn. Прочность латуни, содержащей 45% цинка, в несколько раз больше, чем сплава, отлитого из равных количеств цинка и меди

Широкий диапазон свойств латуней объясняется прежде всего совместимостью меди и цинка они образуют серию твердых сплавов с различной кристаллической структурой Так же разнообразен применения сплавов этой группы. Из латуней изготавливают конденсаторные трубки и патронные гильзы, радиаторы и различную арматуры-ру, множество других полезных вещей всего не упомнишь.

И что особенно важно, введенный в разумных пределах цинк всегда улучшает механические свойства меди (ее прочность, пластичность, коррозионную стойкость). И всегда при этом он делает сплав более дешевым, ведь цинк намного дешевле меди. Легирования делает сплав более дешевым - такое встретишь не часто.

Цинк входит также в состав другого древнего сплава на медной основе бронзы. Это раньше делили четко медь плюс олово равно бронза, медь плюс цинк равно латунь. Теперь «грани стерлись». Например, сплав OЦC-3-12 5 считается бронзой, но цинка в нем в четыре раза больше, чем олова.

Соединения цинка

Еще при первых попытках выплавить цинк из руды в средневековых химиков получался белый налет, который в книгах того времени называли двояко или «белым снегом», или «философской шерстью» Нетрудно догадаться, что это был цинк оксид ZnO - вещество, которое является в жилье каждого городского жителя наших дней.

Этот сны, будучи замешанным на олифе, превращается в цинковые белила распространенные белила. Цинк оксид нужен не только для художественных дел, им широко пользуются многие отрасли промышленности. Стеклянная - для получения молочного стекла и для увеличения термостойкости обычайного стекла В резиновой промышленности и производстве линолеума окись цинка используется как наполнитель Известная цинковая мазь на самом деле не цинковая, а оксиноцинкова Препараты на основе ZnО эффективны при кожных заболеваниях.

Наконец, с кристаллическим окисью цинка связана одна из крупнейших научных сенсаций 20-х годов XX в. В 1924 году один из радиолюбителей города Томска установил рекорд дальности приема. Детекторным приемником он принимал передачи радиостанций Франции и Германии, причем слышимость была лучше, чем у владельцев одноламповых приемников. Как это могло быть? Дело в том, что детекторный приемник томского любителя был смонтирован по схеме сотрудника нижегородской радиолаборатории В В Лосева.

Лосев установил, что если в колебательный контур определенным образом включить кристалл окиси цинка, то последний будет усиливать колебания высокой частоты и даже возбуждать затухающие колебания. Это изобретение Лосева выдавался революционным. Вот что говорилось в редакционной статье американского журнала «Radio-News» «Изобретение В В Лосева творит эпоху, и теперь кристалл заменит лампу!». Автор статьи оказался провидцем - кристалл действительно заменил лампу, правда, это не лосевський кристалл окиси цинка, а кристаллы других металлов. Но между прочим, среди широко применяемых полупроводниковых материалов есть и соединения цинка это его селениды и теллуриды, антимонид и арсенид.

Еще более важное применение некоторых соединений цинка, прежде всего его сульфида, для покрытия экранов телевизоров, осцилотрафив, рентгеновских аппаратов Под действием коротковолнового излучения или электронного луча сернистый цинк приобретает способность светиться, причем эта способность сохраняется и после того, как прекратилось облучение

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЦИНКА

Фармацевты и медики жалуют многие соединения цинка. 3 часов Парацельса до наших дней в фармакопее имеющиеся глазные цинковые капли (0,25% -ный раствор ZnS04)

Как присыпка издавна используется цинковая соль стеариновой кислоты Цинк феносульфат дОбрий антисептик. Суспензия, в которую входят инсулин, про-Тамино и цинк хлорид новое эффективное средство против диабета, действует лучше, чем чистый инсулин.

И вместе с тем многие соединения цинка, прежде всего его сульфат и хлорид, токсичны.

Цинк один из важных микроэлементов. И одновременно избыток цинка для растений вреден.

Биологическая роль цинка двояка и до конца не выяснена. Выяснено, что Цинк обязательная составная часть фермента крови карбоангидразы. Этот фермент содержится в эритроцитах. Карбоангидраза ускоряет выделение углекислого газа в легких. Кроме того, она помогает превратить часть СО2 на ионы, играет важную роль в обмене веществ.

Но вряд ли только Карбоангидраза ограничивается роль цинка в жизни животных и человека. И если бы это было так, то трудно было бы объяснить токсичность соединений этого элемента.

Известно, что довольно много цинка содержится в яде змей, особенно гадюк и кобр. Но также известно, что соли цинка специфически угнетают активность этих самых ядов, хотя, как показали опыты, под действием солей цинка яды не разрушаются.

Как объяснить такое противоречие? Считают, что высокое содержание цинка в яде это то средство, которым змея защищается от собственной яда. Но такое утверждение еще требует строгой экспериментальной проверки. Ждут выяснения и многие тон-ких деталей общей проблемы «Цинк и жизни».

Загрузка...