Цинк и гидроксид цинка: свойства, применение и роль в природе. Вода цинк
Цинк — общая характеристика элемента, химические свойства цинка и его соединений
Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).
В четвертом периоде цинк является последним d-элементом, его валентные электроны 3d104s2. В образовании химических связей участвуют только электроны внешнего энергетического уровня, поскольку конфигурация d10 является очень устойчивой. В соединениях для цинка характерна степень окисления +2.
Цинк – химически активный металл, обладает выраженными восстановительными свойствами, по активности уступает щелочно-земельным металлам. Проявляет амфотерные свойства.
Взаимодействие цинка с неметалламиПри сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:2Zn + O2 → 2ZnO.
При поджигании энергично реагирует с серой:Zn + S → ZnS.
С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:Zn + Cl2 → ZnCl2.
При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды:Zn + 2P → ZnP2 или 3Zn + 2P → Zn3P2.
С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк не взаимодействует.
Взаимодействие цинка с водойРеагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:Zn + h3O → ZnO + h3.
Взаимодействие цинка с кислотамиВ электрохимическом ряду напряжений металлов цинк находится до водорода и вытесняет его из неокисляющих кислот:Zn + 2HCl → ZnCl2 + h3;Zn + h3SO4 → ZnSO4 + h3.
Взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, образуя нитрат цинка и нитрат аммония:4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + Nh5NO3 + 3h3O.
Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами с образованием соли цинка и продуктов восстановления кислот:Zn + 2h3SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2h3O;Zn + 4HNO3 → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2h3O
Взаимодействие цинка со щелочамиРеагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:Zn + 2NaOH + 2h3O → Na2[Zn(OH)4] + h3
при сплавлении образует цинкаты:Zn + 2KOH → K2ZnO2 + h3.
Взаимодействие с аммиакомС газообразным аммиаком при 550–600°С образует нитрид цинка:3Zn + 2Nh4 → Zn3N2 + 3h3;растворяется в водном растворе аммиака, образуя гидроксид тетраамминцинка:Zn + 4Nh4 + 2h3O → [Zn(Nh4)4](OH)2 + h3.
Взаимодействие цинка с оксидами и солямиЦинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4;Zn + CuO → Cu + ZnO.
Оксид цинка (II) ZnO – белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску. Плотность 5,7 г/см3, температура возгонки 1800°С. При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:ZnO + C → Zn + CO;ZnO + CO → Zn + CO2;ZnO + h3 → Zn + h3O.
С водой не взаимодействует. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с растворами кислот и щелочей:ZnO + 2HCl → ZnCl2 + h3O;ZnO + 2NaOH + h3O → Na2[Zn(OH)4].
При сплавлении с оксидами металлов образует цинкаты:ZnO + CoO → CoZnO2.
При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:2ZnO + SiO2 → Zn2SiO4,ZnO + B2O3 → Zn(BO2)2.
Гидроксид цинка (II) Zn(OH)2 – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество. Плотность 3,05 г/см3, при температуре выше 125°С разлагается:Zn(OH)2 → ZnO + h3O.
Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах:Zn(OH)2 + h3SO4 → ZnSO4 + 2h3O;Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4];
также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:Zn(OH)2 + 4Nh4 → [Zn(Nh4)4](OH)2.
Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl.
himege.ru
С ЧЕМ РЕАГИРУЕТ ЦИНК: Цинк — Википедия
Применение:Цинк применяется для цинкования железа и стали с целью получения антикоррозионного покрытия и предохранения от ржавчины, для изготовления гальванических элементов. Цинк используется в производстве сплавов, самым важным из которых является латунь (сплав цинка с медью). Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum).
В четвертом периоде цинк является последним d-элементом, его валентные электроны 3d104s2. Маргграф описал свой метод во всех деталях и этим заложил основы теории производства цинка. Поэтому его часто называют первооткрывателем цинка. В 1805 году Чарльз Гобсон и Чарльз Сильвестр из Шеффилда запатентовали способ обработки цинка — прокатка при 100—150 градусах:28. Первый в России цинк был получен на заводе «Алагир» 1 января 1905 года:86.
Цинк — энергичный водный мигрант, особенно характерна его миграция в термальных водах вместе со свинцом. Из этих вод осаждаются сульфиды цинка, имеющие важное промышленное значение. Чистый цинк из оксида ZnO получают двумя способами. При нагревании цинк реагирует с галогенами с образованием галогенидов ZnHal2.
Пластины цинка широко используются в полиграфии, в частности, для печати иллюстраций в многотиражных изданиях. Перед травлением цинковую пластину подвергают отжигу и прокатывают в нагретом состоянии:30-31. Цинк вводится в состав многих твёрдых припоев для снижения их температуры плавления. Цинк — важный компонент латуни. Сульфид цинка используется при изготовлении люминофоров краткого послесвечения и других люминесцирующих составов, обычно это смеси ZnS и CdS, активированные ионами других металлов.
Наиболее изучен фермент карбоангидраза — белок, содержащий цинк и состоящий примерно из 260 аминокислотных остатков. В молекуле карбоангидразы атом цинка связан с тремя имидазольными группами остатков аминокислоты гистидина и молекулой воды, которая легко депротонируется, превращаясь в координированный гидроксид. Недостаток цинка в организме приводит к ряду расстройств. В быту хлориды, сульфаты и оксид цинка могут образовываться при хранении пищевых продуктов в цинковой и оцинкованной посуде.
Чистый Цинк долгое время не удавалось выделить. Известно 66 минералов Цинка, важнейшие из них — цинкит, сфалерит, виллемит, каламин, смитсонит, франк-линит ZnFe2O4. Цинк также энергично мигрирует в поверхностных и подземных водах; главным осадителем для него является h3S, меньшую роль играет сорбция глинами и другие процессы. Цинк — важный биогенный элемент; в живом веществе содержится в среднем 5·10-4% Цинка, но имеются и организмы-концентраторы (например, некоторые фиалки).
Коррозия цинка в воде
Степень окисления в соединениях +2. Нормальный окислительно-восстановительный потенциал, равный 0,76 в, характеризует Цинк как активный металл и энергичный восстановитель.
Во влажном воздухе, особенно в присутствии СО2, происходит разрушение металла даже при обычных температурах. Карбид Цинка ZnC2 получен при нагревании Цинка в токе ацетилена. Интенсивность действия кислот и щелочей на Цинк зависит от наличия в нем примесей.
Опыт не получился. Смесь цинка и серы не реагирует!
В воде соли Цинка при нагревании гидролизуются, выделяя белый осадок гидрооксида Zn(OH)2. Известны комплексные соединения, содержащие Цинк, например SО4 и другие.
Производительность постепенно повышалась, но Цинк содержал до 3% примесей, в т. ч. ценный кадмий. Применение Цинка. Около половины производимого Цинк расходуется на защиту стали от коррозии (Цинкование). Цинк дает с золотом и серебром интерметаллиды (нерастворимые в жидком свинце) и поэтому Цинк применяется для рафинирования свинца от благородных металлов. Цинк как один из биогенных элементов постоянно присутствует в тканях растений и животных.
Богаты Цинком грибы, особенно ядовитые, лишайники, хвойные растения и некоторые беспозвоночные морские животные, например, устрицы (0,4% сухой массы). В зонах повышенных содержаний Цинка в горных породах встречаются концентрирующие Цинк так называемых галмейные растения. Биологическая роль Цинк связана с его участием в ферментативных реакциях, протекающих в клетках.
Почему так важно тщательно смешать порошки цинка и серы?
В растениях наряду с участием в дыхании, белковом и нуклеиновом обменах Цинк регулирует рост, влияет на образование аминокислоты триптофана, повышает содержание гиббереллинов. Цинк стабилизирует макромолекулы различных биологических мембран и может быть их интегральной частью, влияет на транспорт ионов, участвует в надмолекулярной организации клеточных органелл. В присутствии Цинка в культуре Ustilago sphaerogena формируется большее число митохондрий, при недостатке Цинка у Euglena gracilis исчезают рибосомы.
Недостаток Цинка ведет к нарушению деления клеток, различным функциональным болезням — побелению верхушек кукурузы, розеточности растений и других. Цинк играет защитную роль в организме при загрязнении среды кадмием.
Препараты Цинка в виде растворов (сульфат Цинка) и в составе присыпок, паст, мазей, свечей (окись Цинка) применяют в медицине как вяжущие и дезинфицирующие средства. ЦИНК (Zincum) Zn – химический элемент 12-й (IIb) группы Периодической системы. Атомный номер 30, относительная атомная масса 65,39. Природный цинк состоит из трех стабильных изотопов 64Zn (48,6%), 66Zn (26,9%) и 67Zn (4,1%). Латунь получали и на Кипре и, позднее, в районе Кельна (Германия).
В нейтральных растворах коррозия цинка проходит с кислородной деполяризацией. Только в присутствии цинка действует витамин А. Необходим цинк и для формирования костей. Сплавы цинка с медью — латуни — были известны еще древним грекам и египтянам.
Сегодня популярно:
defasoker.ru
Химические свойства цинка и его соединений :: SYL.ru
Цинк является типичным представителем группы металлических элементов и обладает всем спектром их характеристик: металлическим блеском, пластичностью, электро- и теплопроводностью. Однако химические свойства цинка несколько отличаются от основных реакций, присущих большинству металлов. Элемент при определенных условиях может вести себя как неметалл, например, реагировать со щелочами. Такое явление называется амфотерностью. В нашей статье мы изучим физические свойства цинка, а также рассмотрим типичные реакции, характерные для металла и его соединений.
Положение элемента в периодической системе и распространение в природе
Металл располагается в побочной подгруппе второй группы периодической системы. В нее, кроме цинка, входят кадмий и ртуть. Цинк относится к d-элементам и находится в четвертом периоде. В химических реакциях его атомы всегда отдают электроны последнего энергетического уровня, поэтому в таких соединениях элемента, как оксид, средние соли и гидроксид, металл проявляет степень окисления +2. Строением атома объясняются все физико-химические свойства цинка и его соединений. Общее содержание металла в почве составляет примерно 0,01вес. %. Он входит в состав минералов, например, таких как галмей и цинковая обманка. Так как содержание цинка в них невысокое, сначала горные породы подвергаются обогащению, которое проводится в шахтных печах. Большинство цинксодержащих минералов представляют собой сульфиды, карбонаты и сульфаты. Это соли цинка, химические свойства которых лежат в основе процессов их переработки, например, таких как обжиг.
Получение металла
Реакция жесткого окисления карбоната или сульфида цинка приводит к получениюего оксида. Процесс происходит в кипящем слое. Это специальный метод, основанный на тесном контакте мелкоизмельченного минерала и струи горячего воздуха, движущейся с большой скоростью. Далее оксид цинка ZnO восстанавливают коксом и удаляют образовавшиеся пары металла из сферы реакции. Еще один способ получения металла, основанный на химических свойствах цинка и его соединений – это электролиз раствора сульфата цинка. Он представляет собой окислительно-восстановительную реакцию, проходящую под действием электрического тока. Металл высокой чистоты при этом осаждается на электроде.
Физическая характеристика
Голубовато-серебристый, при обычных условиях хрупкий металл. В интервале температур от 100° до 150° цинк становится гибким и его можно прокатывать в листы. При нагревании выше 200° металл становится необычайно хрупким. Под действием кислорода воздуха куски цинка покрываются тонким слоем оксида, а при дальнейшем окислении он превращается в гидроксокарбонат, который играет роль протектора и препятствует дальнейшему взаимодействию металла с кислородом воздуха. Физические и химические свойства цинка взаимосвязаны. Рассмотрим это на примере взаимодействия металла с водой и кислородом.
Жесткое окисление и реакция с водой
При сильном нагревании на воздухе цинковые стружки сгорают голубым пламенем, при этом образуется оксид цинка.
2Zn + O₂ → 2ZnO
Он проявляет амфотерные свойства. В парах воды, разогретых до температуры красного каления, металл вытесняет водород из молекул Н2О, кроме этого, образуется оксид цинка. Химические свойства вещества доказывают его способность взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.
Окислительно-восстановительные реакции с участием цинка
Так как элемент в ряду активности металлов стоит перед водородом, он способен вытеснять его из молекул кислот.
Продукты реакции между цинком и кислотами будут зависеть от двух факторов:
- вида кислоты
- ее концентрации
Разбавленная серная кислота, которая не проявляет ярко выраженных окислительных свойств, реагирует с металлом по схеме:
H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + H₂↑
Таким же образом протекают реакции элемента с фосфорной и разбавленной серной кислотами. Химические свойства, реакции цинка с нитратной кислотой имеют свои особенности. Разбавленный раствор азотной кислоты средней концентрации и цинк взаимодействуют между собой с образованием оксида азота (II), воды и средней соли – нитрата цинка. Концентрированная нитратная кислота с металлом реагируют таким образом, что в продуктах можно обнаружить оксид азота (IV), среднюю соль и воду.
Очень разбавленный раствор азотной кислоты и цинк в качестве восстановителя взаимодействуют между собой с образованием нитрата цинка, воды и нескольких возможных продуктов: аммиака, свободного азота или оксида азота (I).
Химические свойства цинка
Уравнения реакций взаимодействия металла с растворами щелочей являются подтверждением его амфотерных свойств. В продуктах обнаруживаются комплексные соли - тетрагидроксоцинкаты и водород.
Zn + 2NaOH + 2h3O = Na2 [Zn(OH)4] + h3
Сплавляя твердую щелочь и металл, получают соли другого вида – цинкаты. Побочным продуктом такого процесса также будет газообразный водород.
Zn + 2KOH = K2ZnO2 + h3
Металл активно взаимодействует с галогенами, например, хлором, бромом или йодом, а также с азотом, серой и углеродом. В результате образуются средние соли – нитриды, сульфиды или карбиды.
В ряду активности металлов цинк располагается до водорода и, следовательно, является активным металлом. Однако он уступает по своим свойствам щелочным и щелочноземельным металлам.
Использование цинка в гальванических элементах
Химические свойства цинка лежат в основе принципа действия различных видов гальванических приборов. Марганцево-цинковый элемент является наиболее распространенным в технике. Он работает благодаря прохождению окислительно-восстановительной реакции между металлом и диоксидом марганца. Из них изготавливаются оба электрода и помещаются внутрь прибора. Действующее вещество - хлорид аммония - имеет вид пасты, или же им пропитываются пористые пластины, вставленные между катодом и анодом. Воздушно-цинковый элемент представлен отрицательным цинковым электродом – катодом. Анод - это угольно- графитовый стержень, заполненный воздухом. В качестве электролита используют растворы хлорида аммония или едкого натрия.
Оксид цинка
Белый пористый порошок, желтеющий при нагревании и возвращающий свой первоначальный цвет при охлаждении – это окись металла. Химические свойства оксида цинка, уравнения реакций его взаимодействия с кислотами и щелочами подтверждают амфотерный характер соединения. Так, вещество не может реагировать с водой, но взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами. Продуктами реакций будут средние соли (в случае взаимодействия с кислотами) или комплексные соединения – тетрагидроксоцинкаты.
Оксид цинка применяют в производстве белой краски, которую называют цинковыми белилами. В дерматологии вещество входит в состав мазей, присыпок и паст, оказывающих на кожу противовоспалительное и подсушивающее действие. Большая же часть производимого оксида цинка применяется в качестве наполнителя для резины. Продолжая изучать химические свойства цинка и его соединений, рассмотрим гидроксид Zn(OH)2.
Амфотерный характер гидроксида цинка
Белый осадок, выпадающий под действием щелочи на растворы солей металла – это основание цинка. Соединение быстро растворяется под действием кислот или щелочей. Первый тип реакции заканчивается образованием средних солей, второй – цинкатов. В твердом виде выделены комплексные соли – гидроксоцинкаты. Особенностью гидроксида цинка является его способность растворяться в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка и воды. Основание цинка является слабым электролитом, поэтому как его средние соли, так и цинкаты в водных растворах поддаются гидролизу, то есть их ионы взаимодействуют с водой и образуют молекулы гидроксида цинка. Растворы таких солей металла, как хлорид или нитрат, будут иметь кислую реакцию вследствие накопления избытка ионов водорода.
Характеристика сульфата цинка
Рассмотренные нами ранее химические свойства цинка, в частности, его реакции с разбавленной сульфатной кислотой, подтверждают образование средней соли – сернокислого цинка. Это бесцветные кристаллы, нагревая которые до 600° и выше, можно получить оксосульфаты и трехокись серы. При дальнейшем нагревании сернокислый цинк преобразуется в оксид цинка. Соль растворима в воде и глицерине. Вещество выделяют из раствора при температуре до 39°C в виде кристаллогидрата, формула которого ZnSO4×7h3O. В этом виде его называют цинковым купоросом.
В интервале температур 39°-70° получают шестиводную соль, а выше 70° в составе кристаллогидрата остается только одна молекула воды. Физико-химические свойства сульфата цинка позволяют применять его в качестве отбеливателя при изготовлении бумаги, в виде минерального удобрения в растениеводстве, как подкормку в рационе домашних животных и птицы. В текстильной промышленности соединение используют в производстве вискозной ткани, в окрашивании ситца.
Сернокислый цинк входит также в состав раствора электролита, применяемого в процессе гальванического покрытия слоем цинка железных или стальных изделий диффузным способом или методом горячего оцинкования. Слой цинка в течение длительного времени защищает такие конструкции от коррозии. Учитывая химические свойства цинка, нужно отметить, что в условиях высокой солености воды, значительных колебаний температуры и влажности воздуха оцинкование не дает желаемого эффекта. Поэтому в промышленности нашли широкое применение сплавы металла с медью, магнием и алюминием.
Применение сплавов, содержащих цинк
Для транспортировки многих химических веществ, например, аммиака, по трубопроводам, необходимы особые требования к составу металла, из которого изготовлены трубы. Они изготавливаются на основе сплавов железа с магнием, алюминием и цинком и обладают высокой антикоррозионной устойчивостью к действию агрессивной химической среды. Кроме этого, цинк улучшает механические свойства сплавов и нивелирует вредное влияние таких примесей, как никель и медь. В процессах промышленного электролиза широкое применение получили сплавы меди и цинка. Для транспортировки продуктов нефтепереработки используют танкеры. Они построены из алюминиевых сплавов, содержащих, кроме магния, хрома и марганца, большую долю цинка. Материалы такого состава обладают не только высокими антикоррозионными свойствами и повышенной прочностью, но еще и криогенной стойкостью.
Роль цинка в организме человека
Содержание Zn в клетках составляет 0,0003%, поэтому его относят к микроэлементам. Химические свойства, реакции цинка и его соединений играют важную роль в обмене веществ и поддержании нормального уровня гомеостаза, как на уровне клетки, так и всего организма в целом. Ионы металла входят в состав важных ферментов и других биологически активных веществ. Например, известно, о серьезном влиянии цинка на формирование и функции мужской половой системы. Он входит в состав кофермента гормона тестостерона, отвечающего за фертильность семенной жидкости и формирование вторичных половых признаков. Небелковая часть еще одного важнейшего гормона - инсулина, вырабатываемого бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, также содержит микроэлемент. Иммунный статус организма тоже напрямую связан с концентрацией в клетках ионов Zn+2, которые находятся в гормоне тимуса – тимулине и тимопоэтине. Высокая концентрация цинка регистрируется в структурах ядра – хромосомах, содержащих дезоксирибонуклеиновую кислоту и участвующих в передаче наследственной информации клетки.
В нашей статье мы изучили химические функции цинка и его соединений, а также определили его роль в жизнедеятельности организма человека.
www.syl.ru
Цинк и его свойства 2
Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования Ленинградской области Подпорожский Политехнический техникум
Поисково-исследовательская работа по химии
Тема:
«Цинк и его свойства»
Выполнил(а): студент группы № 89
Фамилия, имя, отчество: Юриков Алексей Александрович
Проверил преподаватель: Ядыкина Людмила Алексеевна
Оценка:
Подпорожье
2010
Оглавление
1. Положение в периодической системе и строение атома
2. История открытия
3. Нахождение в природе
4. Физические свойства
5. Химические свойства
6. Получение металлического цинка
7. Применение и значение для здоровья человека
8. Мои исследования
9. Литература
Положение в периодической системе
и строение атома
Элемент цинк (Zn) в таблице Менделеева имеет порядковый номер 30.
Он находится в четвертом периоде второй группы.
атомный вес = 65,37
валентность II
заряд 2+
Природный цинк состоит из смеси пяти стабильных нуклидов: 64Zn (48,6% по массе), 66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%), 68Zn (18,8%) и 70Zn (0,6%).
Конфигурация двух внешних электронных слоев 3 s 2 p 6 d 10 4 s 2 .
История открытия
Сплавы цинка с медью — латуни — были известны еще древним грекам и египтянам. Цинк получали в 5 в. до н. э. в Индии. Римский историк Страбон в 60-20 годах до н. э. писал о получении металлического цинка, или «фальшивого серебра». В дальнейшем секрет получения цинка в Европе был утерян, так как образующийся при термическом восстановлении цинковых руд цинк при 900°C переходит в пар. Пары цинка реагируют с кислородом воздуха, образуя рыхлый оксид цинка, который алхимики называли «белой шерстью».
Металлический цинк
В XVI веке были предприняты первые попытки выплавлять цинк в заводских условиях. Но производство «не пошло», технологические трудности оказались непреодолимыми. Цинк пытались получать точно также как и другие металлы. Руду обжигали, превращая цинк в окись, затем эту окись восстанавливали углем...
Цинк, естественно, восстанавливался, взаимодействуя с углем, но ... не выплавлялся. Не выплавлялся потому, что этот металл уже в плавильной печи испарялся – температура его кипения всего 906° С. А в печи был воздух. Встречая его, пары активного цинка реагировали с кислородом, и вновь образовывался исходный продукт – окись цинка.
Наладить цинковое производство в Европе удалось лишь после того, как руду стали восстанавливать в закрытых ретортах без доступа воздуха. Примерно так же «черновой» цинк получают и сейчас, а очищают его рафинированием. Пирометаллургическим способом сейчас получают примерно половину производимого в мире цинка, а другую половинугидрометаллургическим.
Следует иметь в виду, что чисто цинковые руды в природе почти не встречаются. Соединения цинка (обычно 1-5% в пересчете на металл) входят в состав полиметаллических руд. Полученные при обогащении руды цинковые концентраты содержат 48-65% цинка, до 2% меди, до 2% свинца, до 12% железа. И плюс доли процента рассеянных и редких металлов...
Сложный химический и минералогический состав руд, содержащих цинк, был одной из причин, по которым цинковое производство рождалось долго и трудно. В переработке полиметаллических руд и сейчас еще есть нерешенные проблемы... Но вернемся к пирометаллургии цинка – в этом процессе проявляются сугубо индивидуальные особенности этого элемента.
При резком охлаждении пары цинка сразу же, минуя жидкое состояние, превращаются в твердую пыль. Это несколько осложняет производство, хотя элементарный цинк считается нетоксичным. Часто бывает нужно сохранить цинк именно в виде пыли, а не переплавлять его в слитки.
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 кадмия) гидрометаллургическим способом применяется цинковая пыль для очистки раствора сульфата меди и кадмия. Но это еще не все. Вы никогда не задумывались, почему металлические мосты, пролеты заводских цехов и другие крупногабаритные изделия из металла чаще всего окрашивают в серый цвет?
Главная составная часть применяемой во всех этих случаях краски - все та же цинковая пыль. Смешанная с окисью цинка и льняным маслом, она превращается в краску, которая отлично предохраняет от коррозии. Эта краска к тому же дешева, пластична, хорошо прилипает к поверхности металла и не отслаивается при температурных перепадах. Мышиный цвет скорее достоинство, чем недостаток. Изделия, которые покрывают такой краской, должны быть не марки и в то же время опрятны.
На свойствах цинка сильно сказывается степень его чистоты. При 99,9 и 99,99% чистоты цинк хорошо растворяется в кислотах. Но стоит «прибавить» еще одну девятку (99,999%), и цинк становится нерастворимым в кислотах даже при сильном нагревании. Цинк такой чистоты отличается и большой пластичностью, его можно вытягивать в тонкие нити. А обычный цинк можно прокатить в тонкие листы, лишь нагрев его до 100-150° С. Нагретый до 250° С и выше, вплоть до точки плавления, цинк опять становится хрупким – происходит очередная перестройка его кристаллической структуры.
Листовой цинк широко применяют в производстве гальванических элементов. Первый “вольтов столб” состоял из кружочков цинка и меди. И в современных химических источниках тока отрицательный электрод чаще всего делается из цинка.
Значительна роль этого элемента в полиграфии. Из цинка делают клише, позволяющие воспроизвести в печати рисунки и фотографии. Специально приготовленный и обработанный типографский цинк воспринимает фотоизображение. Это изображение в нужных местах защищают краской, и будущее клише протравливают кислотой. Изображение приобретает рельефность, опытные граверы подчищают его, делают оттиски, а потом эти клише идут в печатные машины.
К полиграфическому цинку предъявляют особые требования: прежде всего он должен иметь мелкокристаллическую структуру, особенно на поверхности слитка. Поэтому цинк, предназначенный для полиграфии, всегда отливают в закрытые формы. Для «выравнивания» структуры применяют отжиг при 375°С с последующим медленным охлаждением и горячей прокаткой. Строго лимитируют и присутствие в таком металле примесей, особенно свинца. Если его много, то нельзя будет вытравить клише так, как это нужно. Если же свинца меньше 0,4%, то трудно получить нужную мелкокристаллическую структуру. Вот по этой кромке и «ходят» металлурги, стремясь удовлетворить запросы полиграфии.
Нахождение в природе
В природе цинк находиться только в виде соединений.
СФАЛЕРИТ (цинковая обманка, ZnS) имеет вид кубических жёлтых или коричневых кристаллов; плотность 3,9-4,2 г/см3 , твёрдость 3-4 по шкале Мооса. В качестве примесей содержит кадмий, индий, галлий, марганец, ртуть, германий, железо, медь, олово, свинец.
В кристаллической решётке сфалерита атомы цинка чередуются с атомами серы и наоборот. Атомы серы в решётке образуют кубическую упаковку. Атом цинка располагается в этих тетраэдрических пустотах.
ВЮРТЦИТ (ZnS) представляет собой коричнево-чёрные гексагональные кристаллы, плотностью 3,98 г/см3 и твердостью 3,5-4 по шкале Мооса. Обычно содержит цинка больше чем сфалерит. В решётке вюртцита каждый атом цинка тетраэдрически окружён четырьмя атомами серы и наоборот. Расположение слоёв вюртцита отличается от расположения слоёв сфалерита.
СМИТСОНИТ (цинковый шпат, ZnCO3 ) встречается в виде белых (зелёных, серых, коричневых в зависимости от примесей) тригональных кристаллов плотностью 4,3-4,5 г/см3 и твёрдостью 5 по шкале Мооса.
КАЛАМИН (Zn2 SiO4 *h3 O*ZnCO3 или Zn4 [Si2 O7 ](OH)4 *h3 O*ZnCO3 ) представляет собой смесь карбоната и силиката цинка; образует белые (зелёные, синие, жёлтые, коричневые в зависимости от примесей) ромбические кристаллы плотностью 3,4-3,5 г/см3 и твёрдостью 4,5-5 по шкале Мооса.
ВИЛЛЕМИТ (Zn2 SiO4 ) залегает в виде бесцветных или жёлто-коричневых ромбоэдрических кристаллов плотностью 3,89-4,18 г/см3 и твёрдостью 5-5,5 по шкале Мооса.
ЦИНКИТ (ZnO) - гексагональные кристаллы жёлтого, оранжевого или красного цвета с решёткой типа вюртцита и твёрдостью 4-4,5 по шкале Мооса.
ГАНИТ (Zn[Al2 O4 ]) имеет вид тёмно-зелёных кристаллов плотностью 4-4,6 г/см3 и твёрдостью 7,5-8 по шкале Мооса.
Помимо приведённых, известны и другие минералы цинка:
монгеймит (Zn, Fe)CO3
гидроцикит ZnCO3 *2Zn(OH)2
трустит (Zn, Mn)SiO4
гетеролит Zn[Mn2 O4 ]
франклинит (Zn, Mn)[Fe2 O4 ]
халькофанит (Mn, Zn) Mn2 O5 *2h3 O
госларит ZnSO4 *7h3 O
цинкхальканит (Zn, Cu)SO4 *5h3 O
адамин Zn2 (AsO4 )OH
тарбуттит Zn2 (PO4 )OH
деклуазит (Zn, Cu)Pb(VO4 )OH
леграндит Zn3 (AsO4 )2 *3h3 O
гопеит Zn3 (PO4 )*4h3 O
Физические свойства
Цинк представляет собой синевато – белый металл средней твердости, плавящийся при 419° С, а при 913° С превращающийся в пар; плотность его равна 7,14 г/см3 . При обыкновенной температуре цинк довольно хрупок, но при 100-110°С он хорошо гнется и прокатывается в листы.На воздухе покрывается защитной оксидной пленкой.
Химические свойства
На воздухе при температуре до 100°С Цинк быстро тускнеет, покрываясь поверхностной пленкой основных карбонатов. Во влажном воздухе, особенно в присутствии СО2 , происходит разрушение металла даже при обычных температурах. При сильном нагревании на воздухе или в кислороде Цинк интенсивно сгорает голубоватым пламенем с образованием белого дыма оксида цинка ZnO. Сухие фтор, хлор и бром не взаимодействуют с Цинком на холоду, но в присутствии паров воды металл может воспламениться, образуя, например, ZnCl2 . Нагретая смесь порошка Цинка с серой дает сульфид Цинк ZnS.Сильные минеральные кислоты энергично растворяют Цинк, особенно при нагревании, с образованием соответствующих солей. При взаимодействии с разбавленной НCl и h3 SO4 выделяется Н2 , а с НNО3 - кроме того, NO, NO2 , Nh4 . С концентрированной НCl, h3 SO4 и HNO3 Цинк реагирует, выделяя соответственно Н2 , SO2 , NO и NO2 . Растворы и расплавы щелочей окисляют Цинк с выделением Н2 и образованием растворимых в воде цинкитов. Интенсивность действия кислот и щелочей на Цинк зависит от наличия в нем примесей. Чистый Цинк менее реакционноспособен по отношению к этим реагентам из-за высокого перенапряжения на нем водорода. В воде соли Цинка при нагревании гидролизуются, выделяя белый осадок гидрооксида Zn(OH)2 . Известны комплексные соединения, содержащие Цинк, например [Zn(Nh4 )4 ]SО4 и другие.
mirznanii.com
Взаимодействие оцинкованной стали и воды
Довольно распространенным обстоятельством для оцинкованной стали является ее взаимодействие с водой. Влага оказывает сильное коррозионное воздействие на большинство металлов, включая железо и цинк. Несмотря на сложность прогнозирования коррозии, горячее цинкование металла является одним из лучших способов защиты от коррозии для подобных металлоконструкций из-за его полного и равномерного покрытия. По аналогии с цинковой патиной в атмосферных условиях, в некоторых жидких средах цинковое покрытие приобретает пассивную пленку на поверхности, замедляя скорость коррозии.
Также как и в почве, прогнозировать скорость коррозии металла в воде довольно трудно. Многие параметры влияют на коррозию металлов в водной среде, в том числе уровень рН, содержание кислорода, температура воды, течение, присутствие ингибиторов, а также условия приливов и отливов. Первым шагом в решении вопроса долговечности оцинкованной стали является правильное покрытие для металлоконструкций, чтобы определить, какой тип воды будет использоваться. Вода может быть разделена на несколько различных типов: чистая вода (например, дистиллированная вода), пресная вода или морская вода и каждый из них имеет различные механизмы, которые определяют максимальную скорость коррозии.
Чистая вода
Чистая или дистиллированная вода, как правило, очень агрессивна по отношению к цинковому покрытию из-за присутствия растворенного кислорода и углекислого газа. Скорость коррозии стали растет с аэрацией чистой воды. Растворенный кислород в чистой воде усиливает скорость коррозии в пять-десять раз в сравнении с уголекислотой.
Пресная вода
Цинкование успешно используется для защиты стали, которая контактирует с пресной водой. Пресная вода относится ко всем формам воды, кроме морской воды. Такая вода может быть классифицирована в соответствии с ее происхождением или применением. Сюда входят такие типы воды как горячая и холодная бытовая вода, промышленные воды, речная, озерная и вода каналов. Коррозия цинка в пресной воде представляет собой сложный процесс, контролируемый в основном примесями в воде. Даже дождевая вода содержит кислород, азот, углекислый газ и другие растворенные газы, в дополнение к частицам пыли и дыма.
В грунтовых водах зачастую присутствуют микроорганизмы, продукты эрозии почвы, гниющая растительность, растворенные соли кальция, магния, железа и марганца, и взвешенных коллоидных веществ. Все эти вещества и другие факторы, такие как рН, температура и движение воды влияют на структуру и состав продуктов коррозии, образующихся на открытой поверхности цинка.
Относительно небольшие различия в содержании пресной воды или условиях контакта может привести к сравнительно существенным изменениям в скорости коррозии оцинкованной стали. Таким образом, не существует простого правила, регулирующего скорость коррозии цинка в пресной воде. Тем не менее, некоторые исследования показывают, что жесткая вода гораздо меньше влияет на скорость коррозии стали, чем мягкая вода. В условиях умеренной или высокой жесткости воды, естественный масштаб нерастворимых солей имеет тенденцию к образованию на оцинкованной поверхности. В сочетании с цинком они образуют защитный барьер карбоната кальция и основного карбоната цинка, которые замедляют скорость коррозии.
Самыми существенными факторами, влияющими на скорость коррозии цинка в пресной воде, являются растворенные газы, минеральный уровень жесткости и скорость потока.
Газы: больше кислорода означает, что больше продуктов коррозии образуется на поверхности цинка, которые увеличивают ее скорость. По этой причине, полное погружение в воду оцинкованных металлоконструкций лучше, чем частичное погружение, так как под водой меньше кислорода. Средние и нижние слои воды, как правило, имеют более низкое содержание растворенных частиц кислорода, поэтому коррозия является низкой, в то время как поверхностные воды и источники имеют более высокие коррозионные показатели.
Жесткость: в жесткой воде при контакте с оцинкованным металлом образуется карбоната цинка, который, в отличие от оксида цинка, не растворяется в воде. Карбонатные отложения цинка на поверхности цинка создают пассивную пленку, замедляя коррозию. Чем мягче вода, тем ниже процент содержания карбоновых солей; поэтому, мягкая вода является более коррозионной, чем вода жесткая.
Скорость потока: более высокие скорости потока имеют тенденцию к увеличению коррозии, так как он действует аналогично ветру при атмосферном воздействии — это означает повышенный абразивный износ.
Оцинкованные покрытия и морская вода
Оцинкованные покрытия обеспечивают значительную защиту стали, погруженную в морскую воду и подвергнутую воздействию солевого тумана. Факторы, влияющие на коррозию цинка в пресной воде, также применяются к морской воде.
Температура: Чем теплее вода, тем выше атака на цинк из-за реакции между кислородом и цинком, которая происходит быстрее при более высоких температурах. Поэтому в тропическом климате морская воде гораздо более коррозионная, чем морская вода умеренного климата. Умеренные морские воды имеют цикл замораживания, и часто менее агрессивных по отношению к оцинкованной стали, чем даже пресная вода.
Ионизация: При умеренной температуре существует образование форм солей цинка с магнием и кальцием, которые не растворимы в воде. Эти пассивные соединения образуют на поверхности цинка, препятствующего коррозии металла от реакции с кислородом и хлоридами, и замедляют скорость коррозии. Тропические воды имеют тенденцию к затруднению развития этих соединений, поскольку чем холоднее температура, тем лучше их образование.
Учитывая высокий уровень содержания хлоридов в морской воде, можно было бы ожидать очень высокой скорости коррозии цинка. Тем не менее, присутствие ионов магния и кальция в морской воде оказывает сильное ингибирующее действие на коррозию цинка в этом типе окружающей среды. При ускоренных лабораторных испытаниях иногда используют солевой раствор (NaCl), чтобы имитировать эффекты воздействия морской воды на оцинкованную сталь. Реальные результаты часто существенно отличаются от ускоренных лабораторных испытаний.
gorjachee-cinkovanie.ru
Цинк в питьевой воде - Справочник химика 21
Многие алюминиевые сплавы (особенно содержащие медь, цинк и магний) менее устойчивы к действию коррозии, чем чистый алюминий. Кроме того, они подвержены таким особым видам коррозии, как растрескивание под действием внутренних напряжений и межкристаллитная коррозия. Но поскольку эти сплавы часто являются катодными (имеют более положительный потенциал по отношению к чистому алюминию), то они могут получить защитное действие при нанесении покрытия из чистого металла. Комбинированное покрытие также обладает большей природной коррозионной стойкостью, чем покрытие из чистого алюминия, сохраняя большую механическую прочность основного сплава. Как плакировка, так и напыление покрытия этого типа обеспечивают долгий срок службы деталей из алюминиевых сплавов, подвергаемых атмосферным воздействиям или эксплуатируемых в питьевой воде. [c.109]
Двадцать из первых тридцати элементов периодической системы, а также четыре более тяжелых элемента необходимы для жизни. Водород, углерод, азот и кислород присутствуют в организме в виде многих соединений. Натрий, калий, магний, кальций и хлор присутствуют в виде ионов в крови и межклеточных жидкостях. Фосфор в виде фосфат-иона обнаружен в крови эфиры фосфорной кислоты содержатся в фосфолипидах и других соединениях гидроксиапатит содержится в тканях костей и зубов. Сера — важная составная часть инсулина и других белков. Фтор, содержащийся в виде фторид-иона в питьевой воде, необходим для образования прочных зубов и костей он необходим также для нормального роста крыс. Кремний, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, селен, молибден, олово и иод в небольших количествах необходимы для жизни (микроэлементы). Сведения о некоторых из этих элементов были получены только в опытах с животными (особенно с крысами), однако весьма вероятно, что полученные данные относятся также и к человеку. [c.418]
В незначительных количествах цинк является важным элементом жизнедеятельности организмов. Такое количество цинка, обычно содержащееся в пищевых продуктах, не вызывает хронического отравления или кумулятивный эффект. В мягкой питьевой воде могут содержаться токсические количества цинка, в то время как в жесткой воде цинк не растворяется. Цинковые изделия не должны находиться в контакте с влажными пищевыми продуктами. В оцинкованной или цинковой посуде нельзя хранить молоко, напитки и другие жидкости. Такую посуду нельзя применять также для варки в присутствии кислот или солевых растворов. [c.114]
Другой источник загрязнения окружающей среды — промышленные и бытовые сточные воды. Сточные воды могут содержать многие неорганические соединения, в том числе ионы таких металлов, как ртуть, цинк, кадмий, медь, никель, хром и др. Не менее опасно присутствие в сточных водах различных органических соединений. Химические вещества, содержащиеся в воде, попадают в реки, озера и моря, проникают в грунтовые воды. В результате вредные вещества появляются в питьевой воде, пище и могут вызвать глубокие генетические изменения в организме человека и животных. [c.13]
Цинк, относящийся к токсическим примесям воды (в питьевых водах его содержание не должно превышать 5,0 мг/л), является очень важным для человека микроэлементом его недостаток может вызвать дефекты в скелетных тканях, печени установлена зависимость между дефицитом цинка в биосфере и такими заболеваниями, как атеросклероз, цирроз печени, рак легких увеличение его содержания в окружающей среде, как и меди и кобальта, обусловливает заболевание глаукомой. [c.197]
Влияние на человека и теплокровных животных. Цинк и его соединения малотоксичны для людей и теплокровных животных при поступлении в организм с пищей и питьевой водой. По данным [28], концентрация цинка в питьевой воде 11,2—26,6 мг/л переносится людьми без всякого вреда для здоровья. [c.143]
Цинк в крайне незначительных количествах важен в процессах жизнедеятельности животных и растительных организмов. Минимальная суточная потребность взрослого человека составляет около 10 мг. Такое количество обычно содержится в пищевых продуктах. Предельно допустимая концентрация колеблется от 5 (Англия) до 15 мг/кг (США). В мягкую питьевую воду могут перейти токсические количества цинка, вызывающие рвоту. Явления хронического отравления или кумулятивный эффект не наблюдались. В жестких водах цинк не растворяется. Цинковые изделия не следует употреблять, если возможен контакт их с влажными продуктами питания. Так, в них не рекомендуется хранить молоко, лимонад и пр., а также использовать их для варки с применением кислот или растворов, содержащих соли. [c.234]
При анализе питьевой воды помехи маловероятны. Магний, цинк, кальций, натрий, калий, фосфаты, сульфаты и нитраты не препятствуют определению. Марганец, цирконий, хром, титан, медь, ванадий, алюминий, бериллий и железо не позволяют провести анализ с высокой точностью. Помехи, вызванные окрашиванием пробы, наличием гуминовых кислот и/или нерастворенными веществами могут быть устранены известными приемами (обесцвечиванием, фильтрованием через фильтр с активированным углем и т.п.). [c.189]
ИСО 11885 устанавливает метод определения растворенных и нерастворенных элементов, а также их общего количества в питьевой воде и в природных и сточных водах атомно-эмиссионной спектроскопией. Данным методом можно определять алюминий, барий, бериллий, бор, ванадий, висмут, вольфрам, железо, кадмий, калий, кальций, кобальт, кремний, литий, магний, марганец, медь, молибден, мышьяк, натрий, никель, олово, свинец, селен, серебро, серу, стронций, сурьму, титан, фосфор, хром, цинк, цирконий. [c.334]
В природных электролитах возможно присутствие таких микрокомпонентов, как йод, бром, медь, цинк, свинец и др. Содержание их незначительно— около 10 —10 г/л. При концентрации активного хлора в электролитическом гипохлорите 1—5 г/л и дозе хлора на обеззараживание 1—5 мг/л количество вводимых микрокомпонентов уменьшается в тысячи раз и будет составлять всего 10 —10 мг/л, т.е. значительно ниже максимально допустимого для питьевой воды уровня. Однако в каждом конкретном случае следует учитывать химический состав и содержание микрокомпонентов в природных электролитах, а для возможности использования гипохлорита натрия, полученного из минерализованных и морских вод, иметь разрешение санитарных органов. [c.24]
Нормируется также содержание еще И других химических веществ, определяющих санитарно-гигиеническое качество питьевой воды (сухой остаток, хлориды, сульфаты, железо двух- и трехвалентное, марганец, цинк, гексаметафосфат, триполифосфат, соли общей жесткости). Нормируются органолептические показатели запах, цвет, привкус, мутность. Аналитическое определение содержания всех этих веществ [22] требует больших затрат труда и времени персонала химико-бактериологических лабораторий очистных станций. Например, на очистных станциях Московского водопровода в сутки выполняется до 600 анализов. Небольшие очистные сооружения, не имеющие соответствующих специалистов и оборудования, обслуживаются базовыми лабораториями, куда доставляются консервированные пробы воды, а результаты сообщаются по линиям связи. Одна из задач автоматизации - выполнение хотя бы части аналитической работы автоматически действующими приборами. В первую очередь автоматизации подлежит контроль параметров, требующих оперативного или непрерывного измерения содержание взвешенных веществ, мутность, цветность, остаточный хлор, щелочность, остаточный алюми- [c.4]
В моче и испражнениях рабочих находили некоторые количества цинка (до 3,9 мг в сутки в моче и до 131 мг в кале) но цинк встречается, как правило, и в моче (до 1,6 жг в сутки) и в кале (до 39 мг) людей, вовсе не соприкасающихся с цинком. К тому же известно, что значительные количества 2п (до 7—8 мг в литре) могут содержаться в питьевой воде, не нанося, повидимому, никакого ущерба для здоровья. [c.313]
Чистые растворы Питьевая вода Легкие металлы Чистые растворы Цинк, алюминий [c.302]
Продукты питания и пищевое сырье вода питьевая, поверхностная, сточная очищенная и неочищенная кадмий, свинец, цинк, медь, ртуть, мыщьяк, таллий, селен, никель, кобальт [c.554]
Цинк ПНД Ф 14.1 2 4.130 — 98 МВИ ванадия, висмута, железа, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка в пробах питьевой, природной и сточной воды рентгенофлуоресцентным методом после концентрирования на целлюлозных ДЭТА-ТА-фильтрах 0,01-5,0 [c.453]
Другой источник загрязнения окружающей среды - промышленные и бытовые сточные воды. Многие п)юизводства трюбуют больших количеств воды для промывки, охлаждения и других целей. После использования вода сбрасывается в водоемы. Сточные воды могут содержать многие неорганические соединения, в том числе ионы таких металлов, как ртуть, цинк, кадмий, медь, никель, хром и др. Не менее опасно присутствие в сточных водах различных органических сХимические вещества, содержащиеся в воде, попадают в реки, озера и моря, проникают в грунтовые воды, выносятся на поля. В результате эти в[ едные вещесгьа появляются в питьевой воде и пище человека и животных, могут п эивости к отравлению и смерти, вызвать глубокие генетические изменеиия в организме. [c.6]
Антропогенные источники поступления в окружающую среду. Наиболее значительными источниками являются предприятия, сжигающие в процессе производства органические углеродные топлива (нефть, уголь, мазут и др.), плавящие медь, свинец, цинк. Т. и его соединения могут поступать в атмосферу в виде дымов, пылей, аэрозолей из воздуха производственных помещений различных отраслей промышленности, в воду водоемов в составе промышленных сточных вод. В процессе производства металлического Т. при плавлении содержание металла и его оксидов в воздушной среде рабочих помещений может достигать 0,18 мг/м при розливе наблюдалось содержание аэрозолей оксидов Т. в воздухе рабочей зоны в пределах 13— 17,4 мг/м . При получении солей Т. и их фасовке содержание пыли в производственных помещениях может достигать 0,136 и 0,354 мг/м . Получение металлического Т. и различных его солей, монокристаллов и различных кристаллических систем Т, сопровождалось загрязнением воздуха производственных помещений металлом в концентрациях 0,004—0,007 мг/м . Количество Т. в смывах со стен рабочих помещений, поверхностей оборудования достигало 12,5 мг/м , смыва с ладоней работающих—300—350 мг. В некоторых производствах, источником энергии в которых является уголь, люди получают внутрь до 150—180 нг/кг Т. в день (8аЬЫоп1 е1 а1.). Попадание Т. в продукты питания, питьевую воду может происходить в районах расположения медных, цинковых, кадмиевых рудников и других предприятий металлургической промышленности, в районах сельскохозяйственных угодий, где используются калийные удобрения. Так, в речной воде в окружности металлообрабатывающего предприятия концентрация Т. достигала 0,7— [c.239]
Предельно допустимые концентрации, установленные по эстетическим соображениям, основаны на том, что присутствие в воде тех или ипых веществ делает ее менее желательной для употребления. Это относится к веществам, придающим воде неприятный вкус и запах, ухудшающим ее качество с точки зрения экономики и эстетики. Сюда же относятся вещества, токсичные для рыб или растений. Вещества, активно действующие на метиленовую синь и находящиеся в высоких К01щент-рациях в некоторых моющих средствах, могут придавать воде неприятный вкус и пенистость. Хлориды, сульфаты и растворенные частицы также влияют на вкус воды и, кроме того, обладают слабительным действием, а высокоминерализованная вода ухудшает качества кофе и чая. Сульфат натрия и сульфат магния — хорошо известные слабительные с общепринятыми названиями глауберова соль и горькая соль . Послабляющее действие воды, богатой сульфатами, обычно отмечается приезжими из других районов и новыми потребителями. Медь является важным питательным элементом и не представляет угрозы для здоровья. Рекомендуемый предел содержания меди устанавливают таким, чтобы избежать появления у воды медного привкуса. Цинк — также важный элемент в питании человеческого организма, однако в больших количествах он раздражающе действует на желудочно-кишечный тракт. Экстракт хлороформа содержит большое количество органических остатков, до сих пор мало исследованных. Предельно допустимые концентрации веществ, экстрагируемых хлороформом, установлены для того, чтобы не допустить присутствия неизвестных органических соединений. Вода с высокими концентрациями нитратов для взрослых людей не опасна, но у детей может вызывать тяжелые отравления. Многие случаи детской метгемоглобинемии были результатом пользования водой, загрязненной азотосодержащими стоками и забиравшейся из частных водораспределительных систем. В настоящее время еще не разработан способ экономичного удаления избыточных нитратов из воды. Поэтому в тех районах, где вода содержит нитраты в высоких концентрациях, необходимо предупреждать население о потенциальной опасности такой воды для детей. Железо и марганец нежелательны из-за того, что они вызывают появление коричневатых пятен на белье и фарфоре, а также из-за горько-сладкого привкуса, присущего л елезу. Оптимальные концентрации фтора в питьевой воде приведены в табл. 5.3. Количество потребляемой людьми воды зависит от климатических условий, поэтому оптимальные концентрации установлены для средней максимальной дневной температуры воздуха. [c.120]
Дик [40 , 40 , 40 ] определяли медь в питьевой воде и гомеопатических средствах Строхеккер с сотр. [37, 38 ] проводили определения в воде и продуктах питания. Абрагамчик [38 ] сначала извлекал одновременно медь, цинк и свинец раствором дитизона в четыреххлористом углероде, а затем отделял отдельные дитизонаты с помощью 1 н. раствора НС1 и ионов N" и S -. Аналогичные определения проводил Швайбольд [42 ] с сотр., [39 2]. [c.207]
Среди элементов, присутствующих в сточных водах горных предприятий, экологически наиболее опасны не сами типоморфные элементы месторождений — медь, цинк, свинец, а микроэлементы-спутники, такие как кадмий, ртуть, мышьяк, сурьма, имеющие минимальные ПДК в питьевой воде. Эти элементы опасны еще в связи с тем, что большая их часть подвержена процессам метилирования с образованием различных форм Сс1(СНз)+, Н (СНз) , Аз(СНз) , токсичность которых на порядок и более выше, чем у простых катионных форм. В связи с распространением этих элементов в подземных водах известны массовые случаи отравления населения мышьяком и ртутью (на Урале и в некоторых рудных районах западных штатов США) [Крайнов и др., 2004]. [c.272]
Минимальная летальная доза для теплокровных животных ори приеме влутрь составляет хлорида цинка—100 мг/кг, сульфата цинка —750 мг/кг массы [0-53]. По данным [32], при средней концентрации цинка в водопроводной воде США 0,1938 мг/л суточное его потребление составляет 0,390 мг и нет никакой опасности отравления. Вместе с тем в литературе приводятся данные о канцерогенном действии цинка при его содержании в питьевой воде в концентрациях 10—20 мг/л. В длительных опытах на мышах в течение 2— 3 лет установлена возможность развития раковой опухоли при концентрации цинка в воде 5—20 мг/л [33]. Цинк подозрителен и по мутагенному действию на организм [32]. [c.144]
Вода. Оцинкованную сталь, как и цинк, менее выгодно применять в дистиллированной и мягкой воде, чем в жесткой воде, где происходит образование пленки твердых солей, которая обеспечивает значительную защиту, Горячеоцинкованные емкости, цистерны и трубы очень широко используются для хранения и транспортировки питьевой воды, и, как правило, такое оборудование обеспечивает длительный и безаварийный период службы. [c.418]
Шмигидина и Клисенко [47] разработали способ определения фунгицида акрекса в питьевой воде. Это соединение экстрагировали нз 200 мл пробы воды приблизительно 50 мл хлороформа. Экстракт упаривали и остаток растворяли в эфире (0,2 мл). Разделение проводили на слое силикагеля, содержавшего порошкообразный цинк, смесью гексан — ацетон (4 1). Стандарты в количестве 100 мкг наносили рядом с образцами. Для проявления хроматограмм их опрыскивали спиртовым раствором нингидрина. Предел определения составлял 3 мкг на пятно при воспроизводимости 4=6,8%. [c.596]
ЧТО действие нитратов существенно только при концентрациях, превосходящих концентрацию их в питьевых водах. Ферин полагает, что свинец может применяться только для вод, свободных от агрессивной углекислоты и содержащих высокую концентрацию НСОз ионов, которые, как показал Цинк , чрезвычайно эффективны в отношении уменьшения коррозии свинца. Инженеры по водоснабжению полагают, что наиболее сильно растворяют свинец. мягкие воды и вода болотистых торфяников. Не все воды из торфяных болот являются растворителя.ми свинца, но большинство из них содержат органические кислоты, которые образуют растворимые свинцовые соли. Хинная кислота или ее соли получаются из корней черники и вереска и, подобно многим другим органическим кислотам, обладают способностью предупреждать осаждение углекислого свинца и таким образом препятствуют возникновению защитной пленки, которая могла бы в противном случае образоваться на свинцовых трубах. Некоторые большие города на севере Англии удалили торф с площади стока своих вод. Торфяные воды часто обрабатываются щелочью для предупреждения растворения свинца для этого иногда употребляется углекислый натрий, но он не обязательно предупреждает растворение свинца, так как хинат натрия, подобно хинной кислоте, может явиться помехой в образовании защитного осадка в трубах. Обычно употребляют прибавку известкового молока или мела, или даже пропускание воды над известковым камнем. Обработка этих вОд известью или мелом замещает органические кислоты двууглекислым кальцием и таким образо.м коррозионный процесс автоматически образует на металле углекислый кальций, и коррозия прекращается сама собой в новых трубах требуется некоторое время для образования такой пленки. Во многих случаях эффект обработки воды. мелом является удовлетворительным. Риттер 3 указывает, что одна вода, которая до-обработки ее мелом растворяла 1,6 части свинца или [c.496]
Радиоактивное загрязнение может происходить в результате ядерных взрывов и при, работе атомноэнергетических предприятий. Среди радиоактивных элементов-загрязнителей в первую очередь следует отметить тритий, хлор-36, стронций-90, цезий-137, йод-131, рутений-106, сера-35, углерод-14, хром-51, марганец-54, кобальт-60, цинк-65. Такие изотопы как стронций-90 (наиболее опасен), рутений-106, цезий-137, йод-131 и сера-35 почти не задерживаются породами. Однако большинство радиоактивных элементов отходов атомных реакторов сорбируются породами и быстро распадаются. Ниже, по данным А.С. Белицкого [2], приводятся нормы содержания радиоактивных изотопов в питьевых водах (в Бк/л) и период их полураспада. [c.182]
Основные требования, предъявляемые к воде, поступающей для питьевого водоснабжения, — безвредность и безопасность для здоровья человека, удовлетворительные органолептические свойства. Показатели безвредности химического состава воды и показатели, обеспечивающие ее благоприятные органолептические свойства, включают нормы для веществ, встречающихся в природных водах, а также добавляемых к воде в процессе ее обработки в виде реагентов (коагулянты и др.), появляющиеся в ней в результате промышлекных загрязнений (медь, цинк, компоненты сточных вод) и сельскохозяйственных стоков (пестициды). [c.63]
Цинк ПНД Ф 14.1 2 4.32 — 95 МВИ ионов цинка в пробах питьевых, природных и сточных вод на анализаторе жидкости Флюорат-02 ПНД Ф 14.1 2 4.60 — 96 МВИ ионов цинка в природных и очищенных сточных водах фотометрическим методом с дитизоном ПНД Ф 14.1 2.22-95 МВИ железа, кадмия, свинца, цинка и хрома в пробах природных и сточных вод в природных и сточных водах методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии 0,005 - 2,0 0,05-0,5 0,01-1,0 [c.452]
chem21.info
свойства, применение и роль в природе
Ни для кого не секрет, что цинк и гидроксид цинка широко применяются современными учеными. А спектр их использования напрямую зависит от физических и химических свойств.
Интересно, что сплав цинка с медью использовался еще древними египтянами, а после и в Римской империи. Но вот цинк в чистом виде выделить не получалось в течении многих лет. Лишь в 1746 году А. Маргграфф впервые получил этот металл в чистом виде. В семнадцатом веке выплавка цинка уже осуществлялась в промышленных масштабах.
Цинк: химические свойства и краткое описание
Цинк представляет собой металл средней твердости. Интересно, что при низких температурах он довольно хрупок. А вот при температуре от 100 до 150 градусов по Цельсию металл становиться пластичным — из него изготовляют листы или даже фольгу с толщиной гораздо меньше миллиметра.
С химической точки зрения цинк представляет собой атом со степенью окисления +2. Это достаточно активный металл, который участвует в реакциях в качестве восстановителя. Интересно, что на воздухе, при температуре до 100 градусов, цинк быстро тускнеет, его поверхность покрывается тонкой пленкой карбонатов. Если же воздух влажный и содержит в себе большое количество углекислого газа, то металл быстро разрушается.
Цинк сгорает голубым пламенем при наличии кислорода или во время нагревания — в таких случаях процесс горения сопровождается образованием белого дыма (это оксид металла).
Цинк вступает в реакции как с простыми элементами, так и кислотами и некоторыми основаниями, образовывая соли и гидроксид цинка соответственно.
На сегодняшний день известно примерно 66 минералов, которые содержат в себе цинк — именно они и являются основным источником промышленного получения металла. В качестве примера можно привести каламиты, цинкиты, виллемит, франк-линит и смитсонит.
Гидроскид цинка: физические и химические свойства
Цинк (II) гидроксид также имеет большое значение, так как используется в разных отраслях химической промышленности. При нормальных условиях это вещество представляет собой бесцветные небольшие кристаллы, которые практически не растворяются в воде. Формула гидроксида следующая:
Zn (OH)2
Стоит отметить и то, что это вещество обладает сравнительно сильными амфотерными свойствами. Гидроксид цинка активнее реагирует с кислотами, вступая в реакцию нейтрализации и образовывая при этом соли и воду. Например:
Zn (OH)2 + h3SO4 = ZnSO4 +2 h3O
Тем не менее, гидроксид цинка реагирует и с щелочами, образовывая комплексные соли и воду. К примеру:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2h3O
Стоит отметить, что при нагревании вещество распадается с образованием оксида и воды:
Zn(OH)2 = ZnO + h3O
Что же касается области применения, то гидроксид используется в химической промышленности для получения различных соединений цинка, в частности, его солей.
Цинк и его применение
Ни для кого не секрет, что цинк широко используется в качестве антикоррозийного вещества, которым покрывают сталь и железо. Кроме того, огромное количество добытого металла используется дл производства латуней и бронзы.
Интересно, что в сухих батареях цинк используется в качестве анода, а также выполняет роль контейнера. Кроме того, это металл используется во время отделения благородных металлов (например, золота) от свинца. Некоторые соединения цинка считаются распространенными полупроводниковыми материалами.
Цинк в живом организме
На самом деле трудно переоценить роль цинка в жизнедеятельности любого живого организма, включая и человека. Несмотря на довольно низкое содержание, он входит в состав важных ферментов, участвует в процессе белкового синтеза, клеточного дыхания и т.д. Цинк также отвечает за развитие скелета плода. Доказано, что при недостаточном количестве этого минерала возможна задержка полового развития и появление карликовости.
fb.ru
