Cynk

Cynk

miedź ← cynk → gal
– ↑ Zn ↓ Cd 30 Zn
Wygląd
niebieskawoszary
Widmo emisyjne cynku
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	cynk, Zn, 30 (łac. zincum)
Grupa, okres, blok	12, 4, d
Stopień utlenienia	I, II
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	65,38 ± 0,02
Stan skupienia	stały
Gęstość	7134 kg/m³
Temperatura topnienia	419,53 °C
Temperatura wrzenia	907 °C
Numer CAS	7440-66-6
PubChem	23994
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 135 (obl. 142) pm 131 pm 139 pm Konfiguracja elektronowa [Ar]3d104s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,65 1,66 Potencjały jonizacyjne I 906,4 kJ/mol II 1733,3 kJ/mol III 3833 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 115,3 kJ/mol Ciepło topnienia 7,322 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 192,2 Pa (692,73 K) Konduktywność 16,6×106 S/m Ciepło właściwe 390 J/(kg·K) Przewodność cieplna 116 W/(m·K) Układ krystalograficzny heksagonalny Twardość • w skali Mohsa 2,5 Prędkość dźwięku 3700 m/s (293,15 K) Objętość molowa 9,16×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 64Zn 48,6% stabilny izotop z 34 neutronami 65Zn {syn.} 244,26 dnia w.e. 1,352 65Cu 66Zn 27,9% stabilny izotop z 36 neutronami 67Zn 4,1% stabilny izotop z 37 neutronami 68Zn 18,8% stabilny izotop z 38 neutronami 70Zn 0,6% stabilny izotop z 40 neutronami 72Zn {syn.} 46,5 godz. β− 0,458 72Ga
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-05] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI proszek niestabilizowany Niebezpieczeństwo Zwroty H H250, H260, H410 Zwroty P P222, P223, P231+P232, P273, P370+P378, P422 Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI proszek stabilizowany Uwaga Zwroty H H410 Zwroty P P273, P501 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 0 1 W Numer RTECS ZG8600000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Cynk (Zn, łac. zincum) – pierwiastek chemiczny, metal przejściowy z grupy cynkowców w układzie okresowym (grupa 12).

Odkryto 30 izotopów cynku z przedziału mas 54–83, z czego trwałe są izotopy ⁶⁴Zn, ⁶⁶Zn, ⁶⁷Zn, ⁶⁸Zn i ⁷⁰Zn.

Został odkryty w Indiach lub Chinach przed 1500 rokiem p.n.e. Do Europy wiedza o tym metalu zawędrowała dopiero w XVII wieku.

Występowanie

W skorupie ziemskiej występuje w ilości 25 ppm (molowo)/79 ppm (wagowo) w postaci minerałów – głównie są to blenda cynkowa i smitsonit.

W Polsce największe złoża rud cynku (wraz z rudami ołowiu) stwierdzona na północy i północnym wschodzie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wydobywane są głównie w okolicach Olkusza.

Wydobycie cynku na świecie w 2006 roku

W produktach żywnościowych duże ilości związków cynku znajdują się w ostrygach, chudym mięsie, drobiu i rybach. Dostarczają go również kasze i chleb pełnoziarnisty.

Otrzymywanie

Cynk na skalę przemysłową otrzymuje się metodą pirometalurgiczną bądź hydrometalurgiczną. Proces pirometalurgiczny polega zazwyczaj na prażeniu spiekającym koncentratów zawierających siarczek cynku, a następnie redukcji otrzymanego w wyniku prażenia tlenku cynku w piecach szybowych specjalnej konstrukcji, wyposażonych w kondensator do szybkiego skraplania powstających par cynku. Dawniej proces ten prowadzono najczęściej w tzw. muflach poziomych. W procesie hydrometalurgicznym koncentrat poddaje się ługowaniu roztworem kwasu siarkowego, otrzymany roztwór siarczanu cynku oczyszcza się i wydziela z niego metaliczny cynk drogą elektrolizy. Następnie okresowo zdziera się cynk z katod, przetapia i odlewa w tzw. gąski.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Cynk metaliczny jest błękitnobiałym, kruchym metalem. Na powietrzu ulega podobnej jak aluminium pasywacji. Cynk jest bardzo reaktywny zarówno w środowisku kwasowym, jak i zasadowym, nie reaguje natomiast z wodą w warunkach obojętnych.

Związki

ZnO

Szeroko stosowanym związkiem cynku jest jego tlenek ZnO (biel cynkowa), który jest wykorzystywany jako dodatek do farb i lakierów oraz jako wypełniacz i stabilizator gumy i tworzyw sztucznych.

ZnSO₄ • 7H₂O

Siarczan cynku znajduje zastosowanie w przemyśle włókienniczym, zapałczanym i medycynie oraz jako środek flotacyjny.

ZnS

Siarczek cynku wykorzystuje się do wytwarzania farb.

ZnCl₂

Chlorek cynku to środek przeciwgnilny. Stosuje się go impregnowania drewna.

Cynk-65

Izotop podlegający rozpadowi beta plus, emitując promieniowanie gamma o energii 1,115 MeV, promieniowanie anihilacji (511 keV) i promieniowanie charakterystyczne linii K_α miedzi (8,047 keV). Stosowany w metodzie atomów znaczonych.

Zastosowanie

Najważniejsze zastosowanie technologiczne cynku to pokrywanie nim blach stalowych (stal ocynkowana), w celu uodpornienia na korozję; jest też składnikiem wielu stopów, np. mosiądzu, tombaku (z miedzią) i znalu (z glinem).

Stosowany jest także w ogniwach elektrycznych Daniella i Leclanchégo.

Dzięki właściwościom przeciwzapalnym i bakteriobójczym związki cynku stosowane są w medycynie i kosmetologii, np. jako składniki środków dermatologicznych.

Znaczenie biologiczne

Cynk jest jednym z niezbędnych mikroelementów – fakt ten został potwierdzony dopiero w 1957 roku. Jest obecny w centrach aktywnych wielu (około 200) enzymów uczestniczących w różnych procesach, w tym w przemianach metabolicznych. Ponadto wiele czynników transkrypcyjnych, białek regulatorowych i innych typów białek wiążących DNA zawiera tzw. palce cynkowe. W związku z tym cynk ma wpływ na wszystkie podstawowe procesy życiowe. Bierze udział między innymi w mineralizacji kości, gojeniu się ran, wpływa na pracę układu odpornościowego, prawidłowe wydzielanie insuliny przez trzustkę oraz na stężenie witaminy A i cholesterolu. Ma swój udział w regulacji ciśnienia krwi i rytmu serca. Jest też niezbędny przy syntezie związków regulujących wzrost i rozwój roślin. Cynk zwiększa produkcję plemników.

Jego minimalne dzienne spożycie wynosi 5 mg, zalecane 15–20 mg. Wchłanianie z przewodu pokarmowego kształtuje się na poziomie 10–40% i zachodzi głównie w jelicie cienkim. Wchłanianie z pokarmu jest regulowane hormonalnie i zależy od zapotrzebowania (zwiększa się w stanach niedoboru). Białka zwierzęce i kwas cytrynowy ułatwiają absorpcję cynku, natomiast żelazo i miedź utrudniają ją.

Niedobór cynku powoduje niedokrwistość, spowolnienie tempa wzrostu, wady wrodzone, złe gojenie się ran, łuszczycopodobne zmiany skórne, zapalenia skóry i utratę owłosienia, złą tolerancję glukozy, biegunki, utratę apetytu. U dorosłych mogą również wystąpić: kurza ślepota, zmniejszenie odporności, zaburzenia w grasicy i węzłach chłonnych, zaburzenia smaku i węchu (ocenia się, że przyczyną ok. 25% objawów zaburzeń smaku i węchu jest niedobór cynku). Może sprzyjać miażdżycy tętnic, ponieważ zmniejsza odporność komórek na uszkodzenia. U dzieci niedobór cynku sprawia, że są niższe niż rówieśnicy i gorzej się rozwijają umysłowo. Najwyższy wskaźnik niedoboru tego pierwiastka wynoszący 54% odnotowano w Demokratycznej Republice Konga.

Część badań wskazuje, że podawanie cynku może zmniejszać natężenie objawów u dzieci z ADHD mających niedobory tego pierwiastka. Rola suplementacji cynku w tej chorobie nie jest jednak potwierdzona i wymaga dalszych badań.

Niedobór pierwiastka u roślin powoduje chlorozę i karlenie liści.

Cynk działa leczniczo na wrzody żołądka, uporczywe żylaki, reumatyzm, owrzodzenia, trądzik, choroby skórne.

Sole cynku(II) w dużych ilościach są rakotwórcze.

Regularne zażywanie niektórych farmaceutyków, w tym pigułek antykoncepcyjnych, oraz picie alkoholu powoduje obniżenie poziomu cynku w organizmie człowieka.

Zobacz też

• stopy cynku