Цинк плюс вода: Какими свойствами обладает цинк и как он взаимодействует с другими химическими веществами?

Содержание

Какими свойствами обладает цинк и как он взаимодействует с другими химическими веществами?

Цинк относят к металлам, он обладает всеми их свойствами. Ему присущи блеск, твердость, пластичность, теплопроводность, электропроводность. Однако в определенных условиях цинк может проявлять свойства неметалла.

Характеристики цинка

Цинк имеет приятный серебристо-голубой цвет. В обычных температурных условиях он гибкий, иногда ломкий. Металл используют для того, чтобы раскатывать его в листы. Через некоторое время на листах возникает оксидный тонкий слой, поэтому цинк перестает взаимодействовать с воздухом. Со временем он начинает немного мутнеть, терять блеск.

В таблице Менделеева химический элемент стоит под 30-м номером. Относится к группе переходных металлов. Обозначается элемент как Zn.

Где содержится цинк?

В 18 веке Уильяму Чемпиону удалось получить чистый цинк. До этого его использовали вместе с медью, называя конечный продукт соединения латунью.

Большое количество цинка содержится в земной коре. Для промышленных целей цинк добывается из термальных источников.

Роль цинка в жизни растений и животных очень велика. Это важный биогенный элемент.

Взаимодействие цинка с водой

Если вода нагрета до высоких температур, то при взаимодействии с ней цинка выделается оксид цинка.

Взаимодействие цинка с кислотами

Конечный продукт реакции цинка с кислотой будет зависеть от двух факторов. Значение имеют вид кислоты, которая участвует в реакции, а также ее концентрация. Обычно, вступая в реакцию с кислотами, цинк вытесняет из них водород.

Технический цинк легко растворяется в кислотах, так как в нем содержатся примеси других активных металлов. Если речь идет о чистом цинке, то он практически не поддается воздействию кислот. Для ускорения реакции в раствор добавляют медь или медные соли.

Взаимодействие цинка со щелочами

Если в реакции участвует щелочь, доведенная до высоких температур, то образуются гидроцинкаты.

Внимание! В сильной щелочной среде цинк начинает демонстрировать свойства восстановителя.

Где применяют цинк?

Цинк активно применяется в современной жизни:

Цинк часто используется для создания специального покрытия, благодаря которому изделие меньше подвергается ржавчине и разрушению. Такие вещи называют оцинкованными. Этот прием защиты от коррозии активно используется в строительной и автомобильной промышленности.

Из цинка делают сплавы с другими металлами, что активно применяется в машиностроении.

Этот металл входит в состав аккумуляторов.

Цинк добавляют в краски. В продаже имеются цинковые белила, которые используют художники для рисования картин, маляры для покраски помещений. Также эта белая краска используется для смешивания с другими цветами и получения новых оттенков.

В химической промышленности металл используют, когда необходимо провести реакцию органического синтеза.

Цинк входит в состав электродов, которые находятся внутри бытовых приборов.

Металл, измельчённый до порошкообразного состояния (он называется оксидом), используют в фармацевтической промышленности. Он входит в состав мазей, кремов и присыпок, оказывающих противовоспалительное и подсушивающее действие.

Цинк является наполнителем для резины.

Внимание! В организме цинк играет важную роль, так как поддерживает гомеостаз. Также он отвечает за формирование первичных половых признаков, поддерживает в норме обменные процессы.

Данный металл активно вступает во взаимодействие с кислородом, водой, кислотами и щелочами, водородом, используется в различных сферах человеческой жизни.

Отказ от ответсвенности

Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте
Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

Эксперт: Екатерина Воробьева Адепт здорового и активного образа жизни

Рецензент: Екатерина Воробьева Адепт здорового и активного образа жизни

Общие характеристики цинка, его реакции с разбавленной и концентрированной серной кислотой

[Deposit Photos]

Общая характеристика элемента

Цинк располагается во второй группе, побочной подгруппе периодической системы Менделеева и является переходным металлом. Порядковый номер элемента — 30, масса — 65,37. Электронная конфигурация внешнего слоя атома — 4s2. Единственная и постоянная степень окисления равна «+2». Для переходных металлов характерно образование комплексных соединений, в которых они выступают в качестве комплексообразователя с разными координационными числами. Это относится и к цинку. Существует 5 устойчивых в природе изотопов с массовыми числами от 64 до 70. При этом изотоп 65Zn является радиоактивным, период его полураспада составляет 244 дня.

[Wikimedia]

Цинк — это серебристо-голубой металл, который на воздухе быстро покрывается защитной оксидной пленкой, скрывающей его блеск. При удалении оксидной пленки цинк проявляет свойства металлов — сияние и характерный яркий блеск. В природе цинк содержится в составе многих минералов и руд. Самые распространенные: клейофан, цинковая обманка (сфалерит), вюрцит, марматит, каламин, смитсонит, виллемит, цинкит, франклинит.

Смитсонит

[Wikimedia]

В составе смешанных руд цинк встречается со своими постоянными спутниками: таллием, германием, индием, галлием, кадмием. В земной коре содержится 0,0076% цинка, а 0,07 мг/л этого металла содержится в морской воде в виде солей. Формула цинка как простого вещества — Zn, химическая связь — металлическая. У цинка гексагональная плотная кристаллическая решетка.

Физические и химические свойства цинка

Температура плавления цинка — 420 °С. При нормальных условиях это хрупкий металл. При нагревании до 100-150 °С ковкость и пластичность цинка повышается, возможно изготовление из металла проволоки и прокатка фольги. Температура кипения цинка — 906 °С. Этот металл — отличный проводник. Начиная от 200 °С, цинк легко растирается в серый порошок и теряет пластичность. У металла хорошая теплопроводность и теплоемкость. Описанные физические параметры позволяют использовать цинк в соединениях с другими элементами. Латунь — наиболее известный сплав цинка.

Духовые инструменты из латуни

[Deposit Photos]

При обычных условиях поверхность цинка мгновенно покрывается оксидом в виде серо-белого тусклого налета. Он образуется из-за того, что кислород воздуха окисляет чистое вещество. Цинк как простое вещество реагирует с халькогенами, галогенами, кислородом, фосфором, щелочами, кислотами, аммонием (его солями), аммиаком. Цинк не взаимодействует с азотом, водородом, бором, углеродом и кремнием. Химически чистый цинк не реагирует с растворами кислот и щелочей. Цинк — металл амфотерный, и при реакциях со щелочами образует комплексные соединения — гидроксоцинкаты. Нажмите здесь, чтобы узнать, какие опыты на изучение свойств цинка можно провести дома.

Реакция серной кислоты с цинком и получение водорода

Взаимодействие разбавленной серной кислоты с цинком — основной лабораторный способ получения водорода. Для этого используется чистый зерненый (гранулированный) цинк либо технический цинк в виде обрезков и стружек.

Если взяты очень чистые цинк и серная кислота, то водород выделяется медленно, особенно в начале реакции. Поэтому к остывшему после разбавления раствору иногда добавляют немного раствора медного купороса. Осевшая на поверхности цинка металлическая медь ускоряет реакцию. Оптимальный способ разбавить кислоту для получения водорода — разбавить водой концентрированную серную кислоту плотностью 1,19 в соотношении 1:1.

Реакция концентрированной серной кислоты с цинком

[Deposit Photos]

В концентрированной серной кислоте окислителем является не катион водорода, а более сильный окислитель — сульфат-ион. Он не проявляет себя как окислитель в разбавленной серной кислоте из-за сильной гидратации, и, как следствие, малоподвижности.

То, как концентрированная серная кислота будет реагировать с цинком, зависит от температуры и концентрации. Уравнения реакций:

Zn + 2H₂SO₄ = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

3Zn + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O

4Zn + 5H₂SO₄ = 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем благодаря степени окисления серы (S⁺⁶). Она взаимодействует даже с малоактивными металлами, то есть с металлами до и после водорода, и, в отличие от разбавленной кислоты, никогда не выделяет водород при этих реакциях. В реакциях концентрированной серной кислоты с металлами всегда образуются три продукта: соль, вода и продукт восстановления серы. Концентрированная серная кислота — это такой сильный окислитель, что окисляет даже некоторые неметаллы (уголь, серу, фосфор).

Цинк (Zn) и вода

Дом
Периодическая таблица
Элементы и вода
Цинк в воде (Zn + h3O)

Цинк присутствует в воде естественным образом. Средняя концентрация цинка в морской воде составляет 0,6-5 частей на миллиард. Реки обычно содержат от 5 до 10 частей на миллиард цинка. Водоросли содержат 20-700 частей на миллион, морская рыба и раковины содержат 3-25 частей на миллион, устрицы содержат 100-900 частей на миллион и омары содержат 7-50 частей на миллион.
Всемирная организация здравоохранения установила разрешенный предел в 5 мг Zn 9.

0016 2+ /л.

Как и в какой форме цинк реагирует с водой?

Элементарный цинк не реагирует с молекулами воды. Ион образует защитный водонерастворимый слой гидроксида цинка (Zn(OH) ₂ ) с растворенными ионами гидроксида в соответствии со следующим механизмом реакции:

Zn ²⁺ + 2OH ^— -> Zn(OH ) ₂ (s)

Цинк реагирует с ионами H+ по следующему механизму реакции:

Zn(s) + 2H ⁺ -> Zn ²⁺ (водн.) + H ₂ (g)

В этой реакции выделяется водород, который взрывоопасно реагирует с кислородом.

Соли цинка в более высоких концентрациях вызывают молочное помутнение воды. Кроме того, цинк может придать воде нежелательный привкус. Это происходит при концентрациях около 2 мг Zn ²⁺/л.

Растворимость цинка и соединений цинка

Растворимость цинка зависит от температуры и рН рассматриваемой воды. Когда pH достаточно нейтрален, цинк в воде нерастворим. Растворимость увеличивается с увеличением кислотности. Выше pH 11 растворимость также увеличивается. Цинк растворяется в воде в виде ZnOH ⁺ (водн.) или Zn ²⁺ (водн.). Анионный ZnCO ₃ имеет растворимость 0,21 г/л.
Примеры растворимости соединений цинка: хлорид цинка (ZnCl ₂) 4320 г/л и оксид цинка (ZnO) или купорос цинка (ZnSO ₄ . 7H ₂ O) 580 г/л

Почему цинк присутствует в воде?

Наиболее важные цинковые руды включают сфалерит (ZnS) и смитсонит (ZnCO ₃ ). Эти соединения попадают в воду в местах, где обнаружены цинковые руды.
Около трех четвертей всего поставок цинка используется в металлической форме. Остальное применяется в виде различных соединений цинка в различных отраслях промышленности.
Промышленные сточные воды, содержащие цинк, образуются в гальванических производствах, производстве аккумуляторов и т. д. Соединения цинка применяются для различных целей. Хлорид цинка применяется для производства пергамента, оксид цинка входит в состав мазей, красок и катализаторов, цинковый купорос применяется в качестве удобрения, бацитрацин цинка применяется в качестве стимулятора роста в животноводстве.
Большая часть цинка в сточных водах поступает не из точечных источников. Это связано с более крупными поверхностными водами, содержащими этот элемент.
Утечки цинка из цинковых труб и водосточных труб в результате циркуляции воды, богатой углеродом. Автомобильные шины, содержащие цинк и моторное масло из цинковых цистерн, выделяют соединения цинка на дороги. Соединения цинка присутствуют в фунгицидах и инсектицидах и, следовательно, попадают в воду.
При неадекватных мерах безопасности цинк может выделяться из свалок и свалок химических отходов или из земснаряда.

Каково воздействие цинка в воде на окружающую среду?

Цинк не был отнесен к классу опасности для воды, так как не считается опасным. Однако это касается только элементарного цинка. Некоторые соединения цинка, такие как арсенат цинка и цианид цинка, могут быть чрезвычайно опасными.
Цинк является диетическим минералом для людей и животных. Тем не менее, передозировка может негативно сказаться на здоровье человека и животных, а при определенной предельной концентрации цинк может даже быть токсичным. Токсичность для человека и животных низкая, но нельзя недооценивать фитотоксичность.
Шлам от очистки сточных вод применяется в сельском, садоводческом и лесном хозяйстве, поэтому концентрация цинка не может превышать 3 г/кг.
Экотоксикологические испытания приписывают значение PNEC 50 мкг/л растворенному цинку. Это означает общую концентрацию цинка в воде 150-200 мкг/л. Это значение PNEC представляет собой максимальную концентрацию, при которой не происходит воздействия на окружающую среду (прогнозируемая концентрация без воздействия).
Промышленные выбросы цинка сильно сократились за последние десятилетия. Текущие значения содержания цинка не представляют большого риска для окружающей среды. Концентрация цинка в реке Рейн достигла оптимальных значений. К сожалению, места исторического загрязнения все еще существуют.
Всего в природе встречается пять стабильных изотопов цинка, среди которых ⁶⁴ Zn, ⁶⁶ Zn и ⁶⁸ Zn. Сейчас нам известно около пятнадцати нестабильных изотопов цинка. ⁶⁵ Zn присутствует в охлаждающей воде ядерных реакторов и применяется в медицине.
Цинк накапливается в некоторых организмах.

Как цинк в воде влияет на здоровье?

В организме человека содержится примерно 2,3 г цинка, и цинк имеет диетическую ценность как микроэлемент. Его функции включают главным образом ферментативные процессы и репликацию ДНК. Человеческий гормон инсулин содержит цинк и играет важную роль в половом развитии. Минимальная суточная доза составляет 2-3 г, это предотвращает дефицит. Организм человека усваивает только 20-40% цинка, содержащегося в пище, поэтому многие люди пьют минеральную воду, богатую цинком. Симптомами дефицита цинка являются безвкусица и потеря аппетита. Могут быть затронуты детская иммунная система и ферментные системы.
Повышенное применение цинка защищает людей от отравления кадмием. Цинк может также уменьшить поглощение свинца. Отношение медь : цинк в организме человека является важной характеристикой.
Можно также поглощать передозировки цинка. Это происходит не очень регулярно. Симптомы включают тошноту, рвоту, головокружение, колики, лихорадку и диарею и в основном возникают после приема 4-8 г цинка. Прием сразу 2 г сульфата цинка вызывает острую интоксикацию, приводящую к болям в животе и рвоте.
Поразительно, но цинк принадлежит к той же группе химических элементов в периодической таблице, что и кадмий и ртуть, которые оба токсичны.
Примеры воздействия цинка на здоровье также включают инфицирование слизистых оболочек хлоридом цинка (летальная доза 3-5 г) и отравление цинковым купоросом (летальная доза 5 г).

Какие технологии очистки воды можно применить для удаления цинка из воды?

Цинк можно удалить из воды различными способами. Для достижения уровня, соответствующего законодательным нормам, можно применять такие методы, как коагуляция, ионный обмен и активированный уголь. Песочная фильтрация воспринимается как отличное решение.

Литература и другие элементы и их взаимодействие с водой

Еще из «Элементы и вода»

Алюминий в воде (AL + h3O)

Аргон в воде (Ar + h3O)

2
вода (As + h3O)

Бор в воде (B + h3O)

Кальций в воде (Ca + h3O)

Хром в воде (Cr + h3O)

Гелий в воде (He + h3O)

Йод в вода (I + h3O)

Железо в воде (Fe + h3O)

Свинец в воде (Pb + h3O)

Литий в воде (Li + h3O)

Магний в воде (Mg + h3O)

Никель в воде (Ni + h3O)

Азот в воде (N + h3O)

Кислород в воде (O2 + h3O)

Калий в воде (K + h3O)

Кремний в воде (Si + h3O)

Серебро в воде (Ag + h3O)

Натрий в воде (Na + h3O)

Стронций в воде (Sr + h3O)

Олово в воде (SN + h3O)

Титан в воде (Ti + h3O)

Мышьяк в воде

Демонстрации — Цинк + Сера

Панель навигации
ОСНОВНОЙ	Демо

Цинк — голубовато-белый металл, используемый для цинкования железа, а также
в сплавах, батареях и резине. Sulphur — желтый, хрупкий
неметалл; его также можно найти в усиленной форме. Цинк и сера реагируют
друг с другом бурно производить сульфид цинка ; реакция
сопровождается энергичным выделением газа, тепла и света:

Zn(s) + S(s)
——> ZnS(s)

[один из самых простых
химические уравнения
балансировать!]

Продукты реакции также включают небольшие количества оксида цинка (ZnO)
и диоксид серы (SO ₂ ).

Эта реакция производит достаточно горячего газа для запуска небольших ракет; это был один
моделей ракетного топлива, описанных Гомером Хикамом в его книге «Ракета ».
Мальчики (Delacorte Pr; 1998) [снято как
October Sky (Юниверсал Студиос,
1999)].

В первой демонстрации ниже порошкообразный цинк и сера смешиваются в
фарфоровая выпарная чаша, нагретая пламенем; смесь горит с
желтовато-зеленое пламя и оставляет осадок желтого сульфида цинка в
блюдо. Во втором видеоклипе более крупный образец поджигается в
чаша для выпаривания, которая разбивается; и в третьем клипе аналогичная смесь
разбивает большой фарфоровый тигель.

Видеоклип 1:
РЕАЛЬНЫЙ, 3,33
МБ

Видеоклип 2:
РЕАЛЬНЫЙ, 1,41
МБ

Видеоклип 3:
РЕАЛЬНЫЙ, 2,62
МБ

!!! Опасности !!!

Эта реакция производит большое количество тепловой энергии; очистить территорию от
горючие материалы.

Эту реакцию следует проводить в вытяжном шкафу или в открытом, хорошо проветриваемом помещении.
область. Если вы делаете это в вытяжном шкафу, будьте готовы потратить некоторое время на вытирание
порошок сульфида цинка со всех поверхностей в вытяжке.

Процедуры

Бассам З.