Cynk

Cynk
Zdjęcie poglądowe artykułu Zinc
Miedź ← Cynk → Gal
-
  Kompaktowa heksagonalna struktura krystaliczna
 
30
Zn
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Zn
Płyta CD
Pełny stółRozszerzony stół
Pozycja w układzie okresowym
Symbol Zn
Nazwisko Cynk
Liczba atomowa 30
Grupa 12
Kropka 4- ty okres
Blok Zablokuj d
Rodzina elementów Słaby metal lub metal przejściowy
Elektroniczna Konfiguracja [ Ar ] 3 d 10 4 s 2
Elektrony według poziomu energii 2, 8, 18, 2
Atomowe właściwości pierwiastka
Masa atomowa 65,409  ± 0,004  u
Promień atomowy (obliczony) 135 po  południu ( 142 po  południu )
Promień kowalencyjny 122  ±  16:00
Promień Van der Waalsa 139 po  południu
Stan utlenienia 2
Elektroujemności ( Paulinga ) 1,65
Tlenek amfoteryczny
Energie jonizacji
1 w sprawie  : 9.394199  eV 2 E  : 17,96439  eV
3 e  : 39,723  eV 4 e  : 59,4  eV
5 e  : 82,6  eV 6 th  : 108  eV
7 th  : 134  eV 8 th  : 174  eV
9 th  : 203  eV 10 e  : 238  eV
11 th  : 274  eV 12 e  : 310,8  eV
13 e  : 419,7  eV 14 th  : 454  eV
15 e  : 490  eV 16 e  : 542  eV
17 e  : 579  eV 18 e  : 619  eV
19 th  : 698  eV 20 th  : 738  eV
21 E  : 1,856  eV
Najbardziej stabilne izotopy
Iso ROK Kropka MD Ed PD
MeV
64 Zn 48,2  % > 4,3 × 10 18  a ε
β +
65 Zn {syn.} 244,26  d ε
β +
1,352 65 Cu
66 Zn 28,0  % stabilny z 36 neutronami
67 Zn 4,1  % stabilny z 37 neutronami
68 Zn 19,0  % stabilny z 38 neutronami
70 Zn 0,6  % > 1,3 × 10 16  a 2β-
Proste właściwości fizyczne ciała
Państwo zwykłe stały ( diamagnetyczny )
Masa objętościowa 7,134  g · cm -3 ( 25  °C )
Kryształowy system Kompaktowy sześciokątny
Twardość 2,5
Kolor Niebiesko-szary
Punkt fuzji 419,527  ° C (zamrożenie)
Temperatura wrzenia 907  ° C
Energia termojądrowa 7322  kJ · mol -1
Energia parowania 115,3  kJ · mol -1
Objętość molowa 9,16 × 10 -6  m 3 · mol -1
Ciśnienie pary 192,2  Pa
w 419,53  ° C
Prędkość dźwięku 3700  m · s -1 do 20  °C
Ogromne ciepło 390  J · kg -1 · K -1
Przewodnictwo elektryczne 16,6 x 10 6  S · m -1
Przewodność cieplna 116  W · m -1 · K -1
Rozpuszczalność ziemia. w HCl
Różnorodny
N O  CAS 7440-66-6
N O  ECHA 100 028 341
N O  WE 231-175-3
Środki ostrożności
SGH
Stan sproszkowany  : SGH02: ŁatwopalnySGH09: Niebezpieczny dla środowiska wodnego
Niebezpieczeństwo H250, H260, H410, P210, P222, P273, P280, P231 + P232, P370 + P378, H250  : Zapala się samorzutnie w kontakcie z powietrzem
H260  : W kontakcie z wodą uwalnia łatwopalne gazy, które mogą ulec samoistnemu zapaleniu.
H410  : Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne, powodując długotrwałe skutki
P210  : Trzymać z dala od źródeł ciepła / iskier / otwartego ognia / gorących powierzchni. - Zakaz palenia.
P222  : Nie pozostawiać w kontakcie z powietrzem.
P273  : Unikać uwolnienia do środowiska.
P280  : Stosować rękawice ochronne/odzież ochronną/ochronę oczu/ochronę twarzy.
P231 + P232  : Uchwyt pod gazem obojętnym. Chronić przed wilgocią.
P370 + P378  : W przypadku pożaru: Użyć… do gaszenia.
Transport
Stan sproszkowany  :
X423
   1436   
Kod Kemlera:
X423  : palne ciało stałe, które reaguje niebezpiecznie z wodą, uwalniając palne gazy)
Numer UN  :
1436  : ZINC POWDER; lub PYŁ
Klasa ZINC :
4.3
Etykiety: 4.3  : Substancje, które w kontakcie z wodą wydzielają gazy palne 4.2  : Substancje podatne na samozapłon Pakowanie: I grupa pakowania  : substancje bardzo niebezpieczne;
Piktogram ADR 4.3

Piktogram ADR 4.2




423
   1436   
Kod Kemlera:
423  : ciało stałe, które reaguje z wodą, uwalniając palne gazy
Numer UN  :
1436  : CYNK W PROSZKU; lub PYŁ
Klasa ZINC :
4.3
Etykiety: 4.3  : Substancje, które w kontakcie z wodą wydzielają gazy palne 4.2  : Substancje podatne na samozapłon Pakowanie: Grupa pakowania II / III  : substancje średnio/niskie niebezpieczne.
Piktogram ADR 4.3

Piktogram ADR 4.2



Jednostki SI i STP, chyba że zaznaczono inaczej.

Cynku (wymowa / zɛg / Francja, / zɛk / in Kanada / zɛ / Szwajcaria) oznacza pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej do 30, a symbol Zn. Prosty cynku korpus jest metalowy .

Ogólne informacje na temat pierwiastka cynk, historia i leksykografia

Cynk jest pod pewnymi względami podobny do magnezu, ponieważ jego obecny stopień utlenienia wynosi +2, co daje kation porównywalny pod względem wielkości do Mg 2+ . To jest 24 th  najbardziej obfite element w skorupie ziemskiej . Posiada pięć stabilnych naturalnych izotopów .

Cynk jest pierwiastkiem grupy 12 i okresu 4 . Ściśle mówiąc , to jest słabe metalu , która nie odpowiada definicji elementów przejściowych według IUPAC  ; w praktyce jednak jest bardzo często przyrównywany do metali przejściowych w podręcznikach i wielu innych pracach. Jest częścią „  grupy cynku  ” lub grupa II B, co obejmuje, zwiększając liczbę atomową, 30 Zn 48 cd i 80 Hg elementów jednego z dwóch elektronów na podpowłoki a poza jeden sub. -Complete d warstwy . Konfiguracja elektronowa cynku to [Ar] 3d 10 4s 2 . Cynk i kadm Cd są dość podobnymi metalami elektrododatnimi, podczas gdy rtęć Hg ma jeszcze niższą reaktywność i jeszcze bardziej szlachetny metaliczny charakter. Dla chemików grupa cynkowa jest wyraźnie odróżniona od metali ziem alkalicznych , z metalami nierozpuszczalnymi w wodzie, o dość niskich temperaturach topnienia i wrzenia, małych promieniach jonowych i skłonności do tworzenia kompleksów.

W środowisku naturalnym występuje około 600 razy więcej cynku niż kadmu, około 1500 razy więcej niż rtęci.

Historia

Mineralogowie rozważają gatunki minerałów, proste ciało lub „metal we współczesnym znaczeniu” znane przed starożytnością. Cynk, który jest kruchy w temperaturze pokojowej i łatwo się utlenia, nigdy nie był uważany za „metal antyczny”. Ponadto nie miał wielkiego bezpośredniego zainteresowania. Dogodnie, metalurdzy w starożytności wykorzystywali jego rudy zmieszane z innymi rudami miedzi i/lub cyny, co pozwalało na wytwarzanie różnych wyrafinowanych mosiądzów i/lub brązów lub brązów .

Starsi, którzy znali cadmeia , cadmeïana petra lub kamienia cadméenne cadmia już wydobywana w kopalniach w mieście tebańskim , znany w języku francuskim z XVIII th  wieku z „cadmia” kamień calamineuse lub „skala” , minerał lub ruda gazowany cynk, wydaje się, że znał prosty cynk otrzymany w ściśle redukujących warunkach. Homer przytacza ten składnik mosiądzu i, w większości kształtowanych na gorąco, prawdopodobnie cynkowych idoli nie było niespotykanych w czasach homeryckich w Grecji kontynentalnej lub na wyspach. Istnieje również wypełniony bransoletki cynk, takie jak te znajdujące się na wyspie Rodos w starożytnym mieście Camiros lub Cadmeiros zniszczone w V th  wieku  przed naszą erą. J.-C. , co pozwoliło na ograniczone oszacowanie okresu ich powstawania.

Indian metalurgii wytwarza wiele oczyszczonego cynku z XII th  wieku od węglanu cynku i redukcji substancji organicznych, takich jak używane wełny. Arabscy ​​kupcy, w kontakcie z Indianami z Północy, eksportują go na Zachód i Wschód. Wydaje się, że Indonezja, a następnie Chiny wytwarzają je tej samej jakości, odpowiednio jeden i dwa wieki później. Nawigatorzy portugalscy przełamują monopol karawanów lub nawigatorów arabskich. Wkrótce zaczęli konkurować z holenderskimi firmami.

Ta prosta bryła, niegdyś mylona niekiedy ze złymi odmianami cyny, ale pozwalająca na bezpośrednią produkcję mosiądzów, przedstawiona jest w „księdze kuźniczej” Georgiusa Agricoli, który obserwuje, jak stopiła się ona pod kopalniami Śląska w 1546 r., jak też wydaje się pojawiają się w zawiłych pismach Bazylego Walentyna około 1650 r. Dopiero w 1695 r. publiczne wytwarzanie cynku z kalaminy lub węglanu cynku, lub w przypadku braku blendy, przez batawskiego chemika Guillaume'a Homberga , profesora chemii hojnego przyszłego księcia Orlean i przyszły regent Philippe . W XVII -tego  wieku , większość brązy techniki są „brązy CYNKU” w rzeczywistości bardzo miedziany z brązu, aby więcej cynku niż cyny lub ołowiu. Metal cynkowy sprzyjający odlewaniu w formach jest często obecny, ale w niewielkich ilościach, w dziełach sztuki uzyskanych przez odlewanie

Przemysł cynkowy rozwija się stopniowo od połowy XVIII th  wieku do roku 1820, gdzie znajduje się prawdziwy przemysł cynkowy. Pierwszą hutę cynku, działającą na zasadzie redukcji tlenku cynku w powietrzu, zainstalował Andreas Margraff w latach 1746-1749. Angielscy metalurdzy inwestują w produkcję cynku, wzorem producenta mosiądzu Williama Championa . Chemik z Liège Jean-Jacques Dony udoskonalił procesy przed 1810 r. w fabryce Vieille-Montagne niedaleko Liège .

Zimny ​​biały proszek ZnO , gorący żółty + węgiel drzewny C , minimalne ogrzewanie około 950  ° C → Metal Zn ponownie destylowany, następnie otrzymywany w stanie stopionym + tlenek węgla w gazie CO

Metalowa cynku stosuje się jako anodę w pierwszy stos baterii metalu, na przykład fotowoltaiczne komórek na początku XIX p  wieku . Pierwsze stopy cynku, ołowiu i cyny pod ciśnieniem zostały opracowane w latach 1804-1814: umożliwiły one uzyskanie bardziej odpornych znaków drukarskich.

Brytyjski chemik Edward Frankland odkrył pierwsze związki metaloorganiczne na bazie cynku (wiązanie C-Zn) około 1850 roku, stosując i doskonaląc techniki ogrzewania w temperaturze wrzenia i destylacji próżniowej lub w atmosferze obojętnej.

Zastosowanie cynku do cynkowania żelaza za pomocą kąpieli ciekłego stopionego Zn lub przez galwanizację (osady elektrolityczne), jako materiał blachy lub płyty osłonowej lub jako system odprowadzania wody deszczowej, umożliwiło boom w architekturze żelaza, takiej jak hale centralne Paryża , pałacu przemysłu , licznych teatrów i monumentalnych dworców kolejowych w latach 1860-1880. Jeszcze w latach 80. połowa cynku używanego na świecie była używana do ochrony żelaza, łatwo rozkładającego się w wyniku korozji . Badania nad stopami cynku pod ciśnieniem były kontynuowane w okresie międzywojennym i doprowadziły do ​​masowych zastosowań przemysłowych.

Przymiotnik cynkonośny określa ciało lub materię, która zawiera cynk w znaczący sposób, na przykład rudę cynkonośną, glebę cynkonośną. Cynk jest surowcem nieodnawialnym . Cynkownik, często dekarz-cynkownik w sektorze budowlanym, to pracownik zajmujący się obróbką i kształtowaniem blach lub płyt cynkowych w odpowiednim zakresie. Tnie lub tnie szczypcami tnącymi, trzyma szerokimi szczypcami, wygina falcerką lub ciężką prasą krawędziową, młotkami lub kształtuje, kształtuje i spawa, przystosowuje te uchwyty do lekkiego płaskiego podparcia np. na drewnianych knagach, mocowaniu za pomocą raków na szynach lub za pomocą zachodzących na siebie pasków, z jak najmniejszą liczbą gwoździ, aby uniknąć ograniczeń w rozszerzaniu. Pracownik hydraulika-cynku wyznacza hydraulika, który jest również pracownikiem cynku, przemysł cynkowy wyznacza wszystkie czynności związane z cynkiem.

Leksykografia

Metal ten importowany z dalekiej Azji od XII -tego  wieku był nazywany w praktyce „cyny Indii.”

To uczony Paracelsus , posiadający jatrochemię , nadał przed 1526 r. łacińską i wyuczoną nazwę cynkum , temu, co teraz twierdzi, że jest metalem, dzięki badaniu jego właściwości chemicznych i nowej klasyfikacji. Łacińskie słowo to przeniesienie germańskiego terminu Zinke lub Zinken, który oznacza „ostry punkt” lub „ząb” w jatrochemicznej teorii punktów kwasowych (wyjaśniając kwasowość odczuciem na języku) oraz „widelec”, „rozwidlony struktura „Lub” posiekany, wycięty lub wykluty kształt „w życiu chłopskim. Inne dodatkowe wyjaśnienie zaproponowane przez Paracelsusa, lubiącego kojarzenie „naturalnych morfologii”, wiąże się z pojawieniem się stopionego materiału po ochłodzeniu, cynku chłodzonego w naczyniu odlewniczym, wykazującego te narośla zwane dziś dendrytami . Te osady metalicznego cynku w postaci dendrytów lub Zinken , znane jako zadziory w krystalografii, pojawiły się podczas redukcyjnego topienia rud ołowiu.

Jeśli niemieckie słowo Zink pochodzi od łacińskiego słowa cynku , francuskie słowo jest zapożyczone z niemieckiego. Jean de Thévenot w swoim Relations de different voyages curieux z 1666 roku nazywa go zinch . Słownik Richeleta , uwzględniając obecną francuską wymowę około 1680 roku, tymczasowo upraszcza ją do zin lub zain .

Ale akademicki lub techniczne zɛɡ wymowa ( „Zing” „) jest wymagana i występuje w rodzinie tego słowa rozszerza koniec XVIII th  wieku do początku XX th  wieku , z czasownika” zinguer "słowami pochodzącymi (czasami bardziej polysemous) zingueur , zinguerie (1870, Larousse), "zincage" lub zingage , cynkografia (1852, Dumont), przymiotnik cynkowy (1840, Académie) ... nie zapominając warunki cynkitu mineralogii , zincosite , a zwłaszcza chemia jak cynkan (wymawiane zɛ̃ɡat, „zingat”), cynkid, cynk.

W latach 1873-1876 francuscy pisarze rejestrujący popularne wypowiedzi, zarówno Zola , jak i Huysmans , nazywali czystą powierzchnię angielskich sztabek cynkiem lub błyszczącą powłoką liczników często cynowanych lub miedzianych, rzadziej cynkowanych.

Możliwe, że perskie słowo zangâr: rdza; verdigris [Azagar, asugar, asingar, zingar, ziniar (zielono-szary); od ar. al-zanjâ, co jest perskim zangâr, to samo znaczenie, może być powiązane z tym samym indoeuropejskim korzeniem.

Cynk ma 30 znanych izotopów o liczbach masowych od 54 do 83, a także 10 izomerów jądrowych . Spośród tych izotopów pięć jest stabilnych, 64 Zn, 66 Zn, 67 Zn, 68 Zn i 70 Zn, i stanowi cały cynk, przy czym najliczniejszym jest 64 Zn (48,6% naturalnej obfitości ). Jego standardowa masa atomowa wynosi 65,409 (4) u .

Scharakteryzowano dwadzieścia pięć radioizotopów , z których najbardziej rozpowszechniony i stabilny to 65 Zn z okresem półtrwania 244,26 dni, a następnie 72 Zn z okresem półtrwania 46,5 godziny. Wszystkie inne radioizotopy mają okres półtrwania krótszy niż 14 godzin, większość z nich krócej niż jedna sekunda.

Zdarzenia w środowiskach naturalnych, mineralogii i geologii, złożach i złożach

Cynk jest umiarkowanie obfitym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej. Clarke jest szacowana na pomiędzy 70  g i 132  g na tonę. Cynk występuje w wielu minerałach.

Natywny cynku jest rodzimych metali bardzo rzadko. W połowie XIX e  wieku , jest on umieszczony w Australii.

Siarczan cynku jest jednym z bardziej rozpuszczalnych siarczanów zmianom, na przykład z utlenionych warstw skalnych siarczki zużytych powierzchni. W tym przypadku przesiąka pod „żelaznym kołpakiem” i wchodzi w złożone reakcje w okolicach strefy cementowania, najczęściej dostarczając gips , a także węglan cynku, który odpowiada pradawnej „kadmeli” lub naszemu mineralnemu smithsonitowi.

Główną rudą cynku jest „blenda” w sensie ogólnym, ruda oparta na sfalerycie , siarczku cynku ZnS α.

Minerały bazowe i rudy cynku

Najczęściej używaną rudą jest siarczek cynku zwany sfalerytem lub dawniej blendą (ZnS). To słowo „blende górnik” zostało porzucone przez literaturę mineralogiczną . Ten siarczek - najczęściej w litosferze  - krystalizuje w sześciennym systemu . Może zawierać zanieczyszczenia metaliczne, takie jak żelazo (ciemne mieszanki): marmatyt , (Zn, Fe) S, zawiera do 14% żelaza . W naturze sfaleryt jest powiązany z innymi siarczkami, takimi jak galena (siarczek ołowiu  : PbS).

W wurcyt ZnSβ ma ten sam skład chemiczny, ale krystalizuje w sześciokątnym układzie : jest wysoka temperatura , postać polimorficzna ZnS.

W dawnej skali , skądinąd nieprzydatne w mineralogii, gromadzono smithsonit ( węglan cynku: ZnCO 3 ) i hemimorfit ( krzemian cynku: Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2 , H 2 O ), ale także hydrocynkit Zn 5 ( CO 3 ) 2 (OH) 6 , dawniej czasami nazywany cynkonizmem lub uwodnionymi lub zmienionymi wilemitami . Pierwsze dwa minerały można łączyć. Jeśli historycznie skala była używana na początku rozwoju przemysłowego tego metalu , obecnie jest mało eksploatowana.

Wśród sześćdziesięciu minerałów rzadszych, dawniej poszukiwanych lub dziś trudniej eksploatowanych przez ich rudy, przytoczmy franklinit (Zn, Fe, Mn) (Fe, Mn) 2 O 4 , o strukturze spinelowej , willemit Zn 2 SiO 4 lub 2 (ZnO). SiO 2neosilicate , cynkitu lub tlenek cynku ZnO, zwany także „czerwonym cynkiem”.

Pozostaje naturalnego siarczanu cynku zincosite węglany minrecordite , aurichalcytu i claraïte fosforany hopéite i tarbuttite , arseniany adamitowego , Austinite , legrandite , leiteite , stranskiite , tsumcorite i warikahnite krzemian hodgkinsonite , siarczek kesterite nawet mosiądz szary ...

Złoża cynku

Są to złoża pochodzenia magmowego, zwane pierwotnymi lub osadowymi, zwane wtórnymi. Rudy cynku są często kojarzone z rudami ołowiu , miedzi , żelaza . Główne złoża rud cynku znajdują się w Chinach i Australii .

W 1990 roku złoża eksploatowane były również znajduje się w Peru , w Stanach Zjednoczonych (w szczególności kopalni Red Dog na Alasce), Kanadzie , Meksyku , Rosji (CIS), Demokratyczna Republika Kongo , Zimbabwe i Afryki. Z południa , do Japonia , Maroko , Hiszpania , Irlandia , Szwecja , Szwajcaria , Polska i Bałkany , takie jak Bułgaria . Ich minimalna zawartość wynosiła 40  kg na tonę .

W XIX -tego  wieku , minerały cynku, węglany cynkowego lub sfalerytu, nadal nazywany niegdyś „sfaleryt” uznano obfity w Europie , szczególnie w Anglii , w Niemczech i Belgii , szczególnie między Liege i Aix-la-Chapelle , w Górnym Śląska , ale też we Francji w departamencie Lot czy na południe od Sewennów w departamencie Gard .

Właściwości fizykochemiczne, proste przygotowanie mas, stopy

Godne uwagi cechy pojedynczego metalowego korpusu

Cynk jest błyszczącym metalem , niebieskawo-szarym do białego lekko zabarwionego niebiesko-szarego, od niebieskawo-białego do metalicznego biało-szarego. Jego krystaliczna konsystencja jest przejrzysta, kryształ ma zwartą sześciokątną siatkę , jego gęstość wynosi około 7,14. Sześciokątna siatka jest często wydłużona, co nadaje prostemu ciału właściwości anizotropowe.

Prosty polimorficzny metalowy korpus

Cynk jest polimorficzny , forma α jest stabilna w temperaturach poniżej 175  °C, tak jak cynk natywny, forma β jest przejściowa między 175  °C a 300  °C , a forma γ w najwyższych temperaturach.

Metal jest twardy i niezbyt wytrzymały, kruchy i kruchy w zwykłej temperaturze. Metal jest kruchy na zimno. Dekarze cynkowi wiedzą również, że duże płyty lub arkusze niegdyś czystego cynku na dachach obrabiane w okresie mrozu, około -10  ° C , rozrywają.

Jest ciągliwy, kowalny i można go walcować w temperaturze od 105  ° C do 130  ° C lub 150  ° C . W tych obszarach o kontrolowanej temperaturze laminowanie cienkich arkuszy jest łatwe. W praktyce gęstość kawałka cynku uzyskanego po stopieniu wynosi około 6,8 i może wzrosnąć przez kucie do 7,2 (cynk utwardzony, kuty na gorąco), wartość nieco wyższa niż normalna gęstość. Ale powyżej 200  ° C materiał cynkowy ponownie staje się kruchy i wtedy łatwo jest go rozpylić w zaprawie w temperaturze około 250  ° C.

Polerowanie metalu umożliwia uzyskanie pięknych powierzchni odbijających światło, o widocznym współczynniku odbicia około 57% i który jest dość stały. Metal ten jest niezmienny w suchym powietrzu, a nawet w gazowym tlenie, przy ścisłym braku wilgoci i dwutlenku węgla. Jest dość dobrym przewodnikiem ciepła i elektryczności, rzędu 27% przewodności cieplnej i elektrycznej miedzi.

Proste ciało cynkowe tło powyżej 419  ° C i wrze w około 907  ° C . Dość szeroki zakres cieczy tłumaczy się znaczną siłą międzyatomową i możliwościami katenacji .

Ogrzany w powietrzu, znacznie powyżej temperatury topnienia, pali się wytwarzając niebiesko-zielone światło charakterystyczne dla testu płomieniowego , pozostawiając tlenek ZnOnietopliwy w postaci lekkich płatków w powietrzu, biały w niskich temperaturach, żółty w wysokich temperaturach. Opary cynku zapalają się w powietrzu w temperaturze około 500  °C , pozostawiając jasne, białe iskry używane przez „gwiazdy” fajerwerków .

2 Zn stałej kryształów + O 2 gazu → 2 ZnO światło białe płatki w powietrzu lub biały proszek w zimnym otoczeniu ogranicza się

Pył cynkowy, który powstaje w wyniku kondensacji par cynku w chemicznie obojętnej fazie gazowej, takiej jak azot lub dwutlenek węgla , może mieć duże powierzchnie właściwe. Te proszki cynkowe wykazują następnie zwiększoną lub zaostrzoną reaktywność w porównaniu z metalicznym cynkiem, zwartym ciałem stałym lub masywnym skondensowanym materiałem. To właśnie ten bardziej reaktywny sproszkowany cynk jest używany do produkcji „świecących gwiazd” fajerwerków.

Rozpuszczanie w środowisku wodnym

Woda destylowana pojawia się bez oddziaływania na cynk, nawet w temperaturze wrzenia.

Jest nierozpuszczalny w wodzie, ale dość łatwo rozpuszczalny w kwasach i zasadach, a także w kwasie octowym. Wodne roztwory chlorku sodu NaCl, siarczany metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych, takie jak Na 2 SO 4lub CaSO 4 atakuj metal.

Cynk łatwo rozpuszcza się w mocnych zasadach, z wydzieleniem gazowego wodoru . Jest również rozpuszczalny w mocnych kwasach. Może być dość łatwo rozpuszczalny w słabych kwasach, zwłaszcza jeśli cynk nie jest bardzo czysty (efekt stosu w środowisku wodnym).

Gdy cynk jest bardzo czysty, reakcja jest powolna, ale może być żywa z niektórymi zanieczyszczeniami:

Zn jednoczęściowy biały metal + 2 wodny dymiący HCl kwaśna ciecz → wodny ZnCl 2 + gaz H 22 Zn pojedynczy biały metal ciała + 2 wodny NaOH nadmiar sody kaustycznej + 2 H 2 O → Zn (OH) 2 wodny + 2 wodny NaOH + gaz H 2

Uwalnianie gazowego wodoru jest większe po podgrzaniu do wrzenia za pomocą sody lub potażu kaustycznego. Pchane aż mieszanina wyschnie, pozostaje tylko to, co kiedyś wzięto za pozostałość tlenku cynku i stałych zasad (sody lub potażu kaustycznego), ale w rzeczywistości jest to rozpuszczalny cynkan o standardowym wzorze Na 2 ZnO 2lub K 2 ZnO 2.

Cynk reaguje z wrzącą wodą pod ciśnieniem, w temperaturze powyżej 100  °C lub z przegrzaną parą wodną, ​​uwalniając wodór.

Korpus z pojedynczego metalu 2 Zn + H 2 O bardzo gorąca para wodna pod ciśnieniem (para) → gaz H 2 + tlenek cynku ZnO

Jednak reakcja rozkładu zachodzi, gdy jest zimna w wodzie, ale jest bardzo powolna, jest tylko konkretnie obserwowana w obecności kwasu. W rzeczywistości pasywacja polega przede wszystkim na pęcherzykach wodoru uniemożliwiających dalszą reakcję, jest to pasywacja przez adsorpcję gazowego wodoru na powierzchni metalu (potencjał wodorowy).

Aby przyspieszyć reakcję, na przykład z wodą zakwaszoną kwasem siarkowym, wystarczy zetknąć cynk z miedzią lub ołowiem, tworząc efekt baterii. Wynik jest taki sam, jeśli zastosowany metaliczny cynk zawiera znaczne zanieczyszczenia bardziej elektroujemnymi metalami.

Dodatek wiórów cynkowych do stabilnego wodnego roztworu jonów metali, na przykład miedzi, ołowiu, rtęci lub srebra, metali szlachetniejszych niż cynk, powoduje poprzez efekt redoks wytrącanie metali szlachetnych i rozpuszczanie cynku w roztworze. To jest zasada reakcji nawęglania.

Korozja i pasywacja warstw hydroksywęglanów cynku

Cynk jest niezmienny, gdy jest zimny w suchym powietrzu. Powierzchnia cynku matowieje w powietrzu z powodu obecności dwutlenku węgla i pary wodnej (wilgotność względna). Cynk może reagować z czynnikami otoczenia: parą wodną lub wilgocią , kondensatem wodnym, tlenem , dwutlenkiem węgla , zasadowym węglanem powstałym w środowisku wodnym itp., tworząc patynę lub białą warstwę pokrywającą. Ta patyna powoduje stopniowy spadek metalicznego połysku powierzchni. Utworzona warstwa, nierozpuszczalna, przyczepna i ochronna, zawiera jako główny składnik zasadowy węglan cynku.

Niszczenie powierzchni w wilgotnym powietrzu jest drastycznie ograniczone, a nawet zatrzymane przez lekko szarą lub białawą patynę, którą starożytni nazywali „wodorowęglanem tlenku cynku”. Ta warstwa pasywująca jest utworzona z zasadowych węglanów lub hydroksywęglanów cynku trudno rozpuszczalnych, pokrywających, o wzorze ogólnym Zn (OH) x (CO 3 ) y. Najbardziej znanym związkiem jest hydrozinguit Zn 5 (OH) 6 (CO 3 ) 2. Utworzona warstwa jest w praktyce pasywująca, ponieważ wykazuje dobrą przyczepność do podłoża metalowego, stabilną zarówno w słonym środowisku wodnym, jak iw środowisku kwaśnym, a jej współczynnik rozszerzalności pozostaje zbliżony do metalu.

Właściwość ta uzasadnia stosowanie cynku w cienkiej blasze lub płycie w pracach cynkowniczych oraz w cynkowaniu pokryć dachowych, w rynnach do odprowadzania wody, w wannach lub nieckach retencyjnych lub też do antykorozyjnego przykład „ocynkowane żelazo” (otrzymane przez zanurzenie części w kąpieli stopionego cynku lub przez osadzanie elektrochemiczne).

W kontakcie ze stojącą wodą tworzy białawe plamy składające się w szczególności z wodorotlenku i tlenku cynku, produkty sypkie na ogół mało przyczepne i nie ochronne, czasami nazywane białą rdzą .

Degradacja warstwy czystego cynku w suchym powietrzu jest wyraźniejsza, ponieważ powierzchnia cynku jest umiarkowanie odporna na korozję w środowisku obojętnym lub zasadowym.

Produkcja cynku

Starożytna metalurgia cynku obejmowała trzy kluczowe etapy, po wydobyciu rudy, sortowaniu i dokładnym mieleniu:

2 ZnS blenda + O 2 gazowego tlenu w powietrzu, co najmniej ogrzewanie do 900  ° C → 2 ZnO tlenek cynku + SO 2 dwutlenku siarki
  • redukcja mniej lub bardziej zanieczyszczonego tlenku cynku przez węgiel (węgiel drzewny, węgiel lub suchy węgiel z kilkoma fragmentami) w temperaturze wyższej niż 1200  °C z uwolnieniem tlenku węgla .
  • destylacja w retortach lub specjalnych piecach zanieczyszczonego cynku według dwóch głównych technik zwanych per ascensum (retorty z ogniotrwałych cylindrów z ziemią z zakładu Vieille-Montagne , niedaleko Liège, retorty w formie rękawiczek na Śląsku) lub per descensum (Anglia).

Produkcja cynku z rudy (mieszanki), uprzednio rozdrobnionej i skoncentrowanej różnymi procesami, odbywa się obecnie w dwóch odrębnych sektorach technologicznych:

Operacje procesu pirometalurgicznego to:

  • prażenie rudy typu blenda lub siarczek cynku (ZnS) w celu idealnego uzyskania tlenku cynku ZnO aw rzeczywistości mieszanina tlenków (ZnO zanieczyszczony, z tlenkiem kadmu CdO, tlenek ołowiu PbO, tlenki żelaza);
  • redukcja np. za pomocą węgla C masy tlenku w celu uzyskania metalicznego cynku (Zn);
  • rafinacja cynku przez likwację i destylację frakcyjną w celu oddzielenia zanieczyszczeń, takich jak ołów, kadm czy żelazo.

Operacje procesu hydrometalurgicznego to:

  • prażenie siarczku cynku (ZnS) w celu uzyskania tlenku cynku (ZnO) i usunięcia niektórych zanieczyszczeń ( żelazo );
  • ługowanie w celu rozpuszczenia cynku w postaci siarczanu cynku (ZnSO 4 );
  • cementacja w celu usunięcia zanieczyszczeń: kobaltu , niklu , ołowiu , kadmu i miedzi z roztworu siarczanu cynku;
  • elektroliza w celu przekształcenia siarczanu cynku w cynk metaliczny.

Miedź, kadm, ołów, kobalt i nikiel mogą być produktami ubocznymi produkcji cynku.

Wtrysk powietrza obojętnego w końcowych etapach topienia umożliwia uzyskanie pyłu cynkowego. Podobnie wtrysk wody wytwarza granulki cynku.

Cynk można nawijać i sprzedawać w szpulach drutu o różnych średnicach. Cynk jest zwijany w cienkie arkusze, które mogą osiągnąć grubość 0,87  mm . Może być następnie sprzedawany w arkuszach, zwojach o różnych właściwościach, w profilach, w określonych częściach, w elementach postarzanych lub elementach powierzchniowych...

Cienkie arkusze lub taśmy cynku może być scharakteryzowana przez średnią współczynnik anizotropii r m rzędu połowy (0,5) i współczynnika twardnienia szczepu jednej dziesiątej (0,1). Pierwszy współczynnik wskazuje, że cynk nie nadaje się zbyt dobrze do głębokiego tłoczenia, jak najgorsze taśmy aluminiowe poddane formowaniu na zimno. Drugi współczynnik pokazuje niewielkie odkształcenie plastyczne cynku w tych samych warunkach. Stopy metali są w szczególności niezbędne do zagwarantowania odpowiednich lub nawet nieoczekiwanych właściwości mechanicznych, jak w przypadku materiałów superplastycznych otrzymywanych z miedzi.

Stopy

Istnieją ważne stopy, takie jak mosiądz czy żółta miedź głównie na bazie miedzi i cynku, tombak , srebro niklowe ZnCuNi, viren na bazie miedzi, niklu i cynku, pozłacany lub brąz ormolowy na bazie miedzi, cynku i cyny, cyral na bazie aluminium i cynku, prestal Zn 0,78 Al 0,22bardzo wytrzymały, stop znalu na bazie cynku, aluminium, magnezu i miedzi, jak przypomina połączenie inicjałów tworzących nazwę tych stopów w metalurgii niemieckiej, nawet wiele stopów do lutowania lub do druku na bazie ołowiu, bizmutu i cyny , stopy cynku, stopy cynku o bardzo niskiej zawartości tytanu i miedzi do budowy, „chrysokale” lub „chrysocalque” na bazie miedzi, cyny i cynku, „argentan” na bazie miedzi, niklu i cynku lub nawet „pacfung” lub „chińska miedź” " na bazie miedzi, cynku i niklu w jubilerstwie i złotnictwie, brązy cynkowe.

Tworzenie amalgamatu jest łatwe.

Niektóre stopy są przeznaczone do odlewania ciśnieniowego, na przykład w przemyśle motoryzacyjnym. Do niektórych lutów stosuje się stopy miedzi, srebra, cyny i kadmu, np. Cu 0,45 Zn 0,30 Ag 0,20 Cd 0,05topi się około 615  °C lub Ag 0,35 Cu 0,26 Ag 0,22 Cd 0,18do 607  °C .

Stop „  Metal pistolet  ” zwana także austriackiego brązu , opracowane w XIX th  wieku pod nadzorem brytyjskiego Admiralicji brązu cynku techniczny typu Cu 0,88 Sn 0,10 Zn 0,02. Ale Royal Navy szybko zauważyła zużycie stopu broni, utratę odporności, a nawet powolną systematyczną utratę cynku w kontakcie z wodą morską i rozpyloną wodą. Rozwiązaniem metalurgicznym było dodanie do stopu 0,04% arsenu w celu ograniczenia szkodliwej ewolucji.

Brytyjskie monety pensowe lub dwupensowe, denominowane w pensach, były również lekko garbowaną miedzią z cynkiem i cyną Cu 0,97 Zn 0,025 Sn 0,005

Chemia, ciała złożone, kompleksy pierwiastka cynku

Cynk występuje głównie na stopniach utlenienia 0, I i II.

W stanie 0 jest to prawie wyłącznie środek redukujący . Stan I dotyczy niektórych związków cynkoorganicznych.

W stanie II pierwiastek ma właściwości kwasowo-zasadowe , uczestniczy w kompleksach i wielu związkach, ma jeszcze bardziej rozbudowaną chemię metaloorganiczną .

Cynk jest średnio reaktywny, dość łatwo łączy się z tlenem , energicznie z siarką i innymi niemetalami, takimi jak fosfor i halogeny. Cynk ma właściwości chalkofilne. Reaguje z rozcieńczonymi kwasami uwalniając wodór .

Najczęstszym stanem utlenienia cynku jest + II, jon Zn 2+o niskim promieniu jonowym 0,74  Å jest czasami nazywany jonem cynku. Jest bezbarwny i mało kwaśny. W rozpuszczalniku wodnym dwuwartościowy kation cynku występuje w postaci złożonego hydratu Zn (H 2 O) 4 2+

Otrzymywanie osadu ZnS, na przykład przez dodanie roztworu higrosiarczku amonu do próbki rozpuszczonego cynku, umożliwia analizę wagową ilości cynku w próbce.

Reduktor cynkowo-metalowy

Przy normalnym potencjale elektrody wodorowej (ENH) E ° = -0,7628 woltów w roztworze wodnym o temperaturze 24,85  ° C dla reakcji

Zn 2++ 2 e - → Zn 0solidny ,

cynk jest metalem bardziej reaktywnym niż rtęć. Może redukować wodę i wiele innych jonów metali. Redukcja jest powolna przy obojętnym pH, ale dość szybka w bardzo kwaśnych lub bardzo zasadowych mediach, jak opisano wcześniej.

Redukcja innych jonów metali jest stosowana w bateriach (anoda baterii Daniell i Leclanché, pierwsze baterie alkaliczne z katodami CuO, MnO 2, AgO, Ag 2 O, HgO, ONi (OH) szczególnie; pod względem opracowanej mocy jednostkowej lub gęstości energii akumulatory cynkowo-powietrzne wyprzedzają akumulatory AgZn, a następnie NiZn…

Zużyta anoda Zn 0 + wodny Cu 2+ otaczający katodę → wodny Zn 2+ otaczający anodę + Cu 0 metal osadzony na katodzie z Δε 0 ogniwa mierzonym w równowadze ≈ 1,10  V

Należy również zwrócić uwagę na zainteresowanie tą właściwością w przemysłowych procesach hydrometalurgicznych lub z płytami do galwanizacji ...

Ponieważ cynk jest często pierwszym obecnym metalem, który reaguje, może chronić inne bardziej szlachetne metale, takie jak protektorowe anody cynkowe .

Chemia kwasowo-zasadowa w stanie II

Jony Zn 2+ reagują przy pH około 5-6 z jonami wodorotlenkowymi , dając osad wodorotlenku cynku Zn (OH) 2 . Utworzony wodorotlenek reaguje z jonami H + z powrotem Zn 2+ (ponieważ taki Zn (OH) 2 jest zasadą), ale także z jonami HO - dając jon cynkianowy Zn (OH) 4 2− (w tym tytule Zn ( OH) 2 jest kwasem).

ZnO biały tlenek + 2 OH - wodny nadmiar sody kaustycznej + H 2 O → Zn (OH) 4 2− wodny

Wodorotlenek cynku (i tlenek ZnO, z którego pochodzi przez uwodnienie) jest zatem wodorotlenkiem amfoterycznym (tlenkiem) .

Test wytrącania i identyfikacji Zn 2+

Niektóre aniony wytrącają jony Zn 2+ , takie jak aniony HO - (bez nadmiaru), CO 3 2− , S 2−, PO 4 2−...

Podobnie jon żelazocyjankowy Fe (CN) 6 4-i jon potasu K + silnie wychwytują kation cynku.

3 Zn 2+ wodny jon cynku + 2 Fe (CN) 6 4-+ 2 K + → K 2 Zn 3 [Fe (CN) 6 ] 2 wytrącony przy pKs = 95

Jednak osady kationu cynku z jonem tetracyjanomerkuranowym stanowią decydujący test identyfikacyjny, pod warunkiem, że istnieją śladowe ilości jonów kobaltu Co 2+ .(niebieski osad) lub jony miedzi Cu 2+ (kolor fioletowy).

Kompleksowanie Zn 2+

Zn 2+ jonów może dać zasadniczo bezbarwne kompleksy z jednostek rozpuszczalnik, wodę H 2 O amoniak NH 3 ... Większość zwykłych ligandów lub środków kompleksujących, takich jak aminy , cyjanek anionów CN - , halogenków aniony , SCN, - tiocyjanian aniony , szczawiany , winiany , EDTA ...

Zatem jony zespolone Zn (NH 3 ) 4 2+, Zn (CN) 4 2−, Zn (C 2 O 4 ) 2 2-, Zn (C 4 H 4 O 6 ) 2 2-, Zn (EDTA) 2-...

Jon Zn 2+ występuje również w metaloproteinach , takich jak niektóre deacetylazy histonowe .

Ciała złożone

Tlenek cynku jest bardziej stabilny niż tlenek kadmu. Tlenek cynku jest amfoteryczny , to znaczy rozpuszcza się w roztworach mocnych kwasów i roztworach mocnych zasad, natomiast tlenek kadmu jest zasadowy. Ale te dwa ciała (o rosnących cechach kowalencyjnych) sublimują, podczas gdy tlenek rtęci HgOrozkłada się w temperaturze około 500  °C uwalniając tlen, a organizmowi rtęć prostą.

Cynk jest atakowany przez proste korpusy halogenowe tylko w dość wysokich temperaturach. Halogenki cynku mają strukturę jonową, stosunkowo niską temperaturę topnienia i wyraźny charakter higroskopijny. Te czworościenne wakansowe ciała jonowe są przewodnikami po stopieniu.

Najbardziej znane korpusy złożone to:

  • tlenki
tlenek cynku ZnOheksagonalny lub naturalny mineralny cynkit tlenek cynku ZnO amorficzny
  • tlenki
nadtlenek cynku ZnO 2
  • wodorotlenki
wodorotlenek cynku Zn (OH) 2 galaretowata biel tetragonalny wodorotlenek cynku lub naturalny mineralny sweetite tetragonalny wodorotlenek cynku lub naturalny mineralny aszoweryt rombowy wodorotlenek cynku lub naturalny mineralny wülfingite
  • fluorki
fluorek cynku ZnF 2 jednoskośny lub trójskośny, odpowiedni minerał „fluoryt cynku” Dihydrat fluorku cynku ZnF 2 . 2. H 2 O rombowy
  • chlorki
chlorek cynku ZnCl 2
  • bromki
bromek cynku ZnBr 2
  • jodki
jodek cynku ZnI 2 sześciokątny
  • wodorki
ZnH 2
  • siarczki
siarczek cynku ZnS amorficzny (sztuczny) siarczek cynku ZnSsześciokątny (naturalny minerał zwany wurcytem ) siarczek cynku ZnSsześcienny (naturalny minerał aka sfaleryt )
  • selenidy
selenek cynku ZnSe sześcienny
  • tellurydy
Tellurek cynku ZnTe
  • azotki
azotek cynku Zn 3 N 2
  • fosforki
fosforek cynku Zn 3 P 2
  • krzemiany
krzemian cynku ZnSiO 3 rombowy heksafluorokrzemian cynku,
  • gliniany
glinian cynku ZnAl 2 O 4sześcienny (naturalny minerał aka gahnit ) naturalny ałun cynkowy lub glinian cynkowy
  • chromiany
chromian cynku  (en) ZnCrO 4
  • chlorany
chloran cynku Zn (ClO 3 ) 2 Tetrahydrat chloranu cynku Zn (ClO 3 ) 2 . 4H 2 O sześcienny
  • nadchlorany
Zn (ClO 4 ) 2 Zn (CIO 4 ) 2 . 6 H 2 O
  • bromiany
bromian cynku Zn (BrO 3 ) 2 Heptahydrat bromianu cynku Zn (BrO 3 ) 2 . 6 H 2 O sześcienny
  • borany
Zn (BO 2 ) 2
  • węglany
węglan cynku ZnCO 3 trójkątny
  • azotany
Zn (NO 3 ) 2 Zn (NO 3 ) 2 . 6 H 2 O kwadratowy
  • siarczany
siarczan cynku ZnSO 4 ZnSO 4 . H 2 O ZnSO 4 . 6 H 2 O ZnSO 4 . 7 H 2 O(naturalny pseudonim goslaryt ). Jest to biały witriol lub biały trądzik różowaty starożytnych.
  • siarczyny
siarczyn cynku ZnSO 3 uwodniony siarczyn cynku ZnSO 3 . 5/2 H 2 O Jednoskośny
  • fosforany
fosforan cynku ZnPO 4 uwodniony ortofosforan cynku Zn 3 (PO 4 ) 2 . 4H 2 Orombowy (naturalny minerał aka α hopéite ) uwodniony fosforan cynku Zn 3 (PO 4 ) 2 . 4H 2 Orombowy (naturalny minerał aka β hopéite ) uwodniony fosforan cynku Zn 3 (PO 4 ) 2 . 4H 2 Otrikliniczny (naturalny minerał aka parahopeite )
  • pirofosforany
  • arsenaty
Arsenian cynku Zn 3 (AsO 4 ) 2 Jednoskośny Zn 3 (AsO 4 ) 2 . 2. H 2 Ominerał trikliniczny lub warikahnitowy Zn 3 (AsO 4 ) 2 . 4H 2 Ominerał rombowy lub arsenohopéite
  • arsenity
metaarsenit cynku Zn (AsO 2 ) 2
  • molibdeniany
ZnMoO 4
  • cyjanki
cyjanek cynku Zn (CN) 2 rombowy
  • tiocyjaniany
tiocyjanian cynku Zn (SCN) 2
  • formaty
Mrówczan cynku Zn (HCO 2 ) 2 Dihydrat mrówczanu cynku Zn (HCO 2 ) 2 . 2. H 2 O Jednoskośny
  • octany
octan cynku Zn (CH 3 COO) 2 Jednoskośny Dihydrat octanu cynku Zn (CH 3 COO) 2 . 2. H 2 O Jednoskośny
  • stearyniany
  • Tlenki 2-merkaptopirydyny
pirytion cynku lub tlenek pirydyno-2-tiolo-1-cynku

Chemia metaloorganiczna lub cynkoorganiczny

Cynk był jednym z pierwszych metali, których chemia metaloorganiczna była szczególnie badana we Francji po Philippe Barbier . Pozwala na przykład na tytułową reakcję .

Wśród ciał cynkoorganicznych możemy wymienić  :

Zastosowania

Zastosowania można sklasyfikować według malejącego znaczenia cynku wydobywanego na świecie:

Żelazna ochrona

Osadzenie cienkiej warstwy cynku na powierzchni stali lub materiału żelaznego chroni go przed korozją: jest to cynkowanie lub cynkowanie, a nawet w ogólnym sensie cynkowanie . Stal ocynkowana znajduje zastosowanie w samochodach, budownictwie, sprzęcie AGD, sprzęcie przemysłowym itp. Cynkowanie to największe zastosowanie cynku.

Dwie główne techniki, które umożliwiają produkcję stali ocynkowanej lub żelaza ocynkowanego, to:

  • Gotowy produkt cynkowania lub „galwanizacji” odpowiada moczeniu stali lub żelaza uprzednio wytrawionego w kąpieli z roztopionego metalu, przez roztopiony cynk w temperaturze 450  °C . Ten proces zanurzania w stopionym metalu, analogiczny do tradycyjnej zasady cynowania, został dostosowany, ulepszony i opatentowany przez francuskiego inżyniera Stanislasa Sorela w 1837 roku; stop powierzchniowy ma grubość od 40 do 200  μm w ciągu kilku minut; utworzona w ten sposób warstwa jest twarda, ale nie może wytrzymać odkształcenia, na przykład zginania lub tłoczenia.
  • Galwanizacja lub cynkowanie przez elektrolityczne lub nawet „galwanizacją” stricto lub pierwszym kierunku, składa się elektrolizy w roztworze wodnym, gdzie stal lub cynkowanie żelaza są umieszczone na katodzie (biegun ujemny) w standardowym chlorku kąpieli. Cynku zawierający Zn Jony 2+ , bardzo często skompleksowane przez ligand typu cyjankowego , w stężeniu od 30 do 40  g · L -1 . Kationy przewodzące z kąpieli elektrolitycznej osadzają się jako cynk na powierzchni stali (a nie jako stop jak w procesie hartowania). Na anodzie cynkowej regenerowane są kationy Zn 2+, które jednocześnie w trakcie procesu utleniają się. Ten proces osadzania cienkiej warstwy cynku na blasze lub płycie żelaznej został opracowany specjalnie po 1880 roku. Jego celem jest kontrolowanie grubości warstwy cynku, która jest nakładana, często ograniczona do 10  µm , do wyboru po jednej stronie części lub obu.

Inne techniki osadzania obejmują szerardyzację , tj. ogrzewanie żelaza w sproszkowanym cynku, tj. drobny proszek cynkowy, oraz „metalizację Schoopa”, czyli natryskiwanie ogrzanych drobnych cząstek cynku na powlekany metal.

Fosforanowanie cynkowe lub „fosforanowanie krystaliczne” polega na przeprowadzeniu na powierzchni osadzenia warstwy fosforanu cynku, ochronnej i przylegającej do metalu. Część metalową ze stali lub na bazie żelaza umieszcza się na przykład w zanurzeniu w kwaśnym wodnym roztworze wodorofosforanu cynku Zn (H 2 PO 4 )i kwas fosforowy H 3 PO 4, kąpiel wstępnie podgrzana do temperatury pomiędzy 40  ° C a 100  ° C , w obecności środka ( środków ) utleniających .

Akumulatory elektryczne

Pojedynczy korpus cynkowo-metalowy jest jednym z dwóch elementów, które umożliwiają działanie zarówno baterii solnych, jak i alkalicznych .

Zmiana

Kawałki pieniądze były lub są nadal w cynk; są to głównie monety bite w czasie II wojny światowej oraz monety awaryjne .

W 1943 amerykańska moneta pensowa była po prostu tłoczoną i ocynkowaną podkładką ze stali. W dziesięcioleciach późniejszego wzrostu „  jeden pens  ” jest wykonany w całości z czystej miedzi. Po 1982 r. mała moneta ważąca 2,5  g nie była już wykonana wyłącznie z miedzi. Jest to rdzeń cynkowy, właściwie 0,8  % stop miedzi z cynkiem , umieszczony w ochronnej miedzianej powłoce, cynk stanowi 97,5  % całkowitej masy.

Stop

Cynk jest używany w czystej postaci lub do produkcji różnych stopów , z których główne to:

  • z miedzią  : mosiądz znany od czasów prehistorycznych; srebro z niklu.
  • z aluminium  : nazwa Zamak opatentowana w 1926 roku przez New Jersey Zinc Company lub Kayem z Imperial Smelting Company. Produkty te różnią się jedynie zawartością miedzi oraz obecnością lub brakiem magnezu. Służą do wykonywania wyprasek ( samochód , sprzęt AGD, części przemysłowe, obudowy).

Pokrycie i budowa

Cynk jest używany i kształcie do zadaszenia budynków oraz w cynk prac , dla obróbek blacharskich , brisis , rynien i rur spustowych , ridgepipes , rynien , dolin , pokryć dachowych lub stojącej zadaszenia szwem, z bankami , z obróbek blacharskich .

Rolnictwo

Wykorzystywana jest również w rolnictwie , jako źródło pierwiastków śladowych , głównie na obszarach gleb silnie wapiennych .

Rośliną najbardziej podatną na niedobór lub niedobór cynku jest prawdopodobnie kukurydza .

Objawy niedoboru pojawiają się również na większości drzew owocowych , rzadziej na winoroślach . Warzywa są mniej wrażliwe, poza szparagami , bakłażanem , cebulą i ziemniakami .

Wkłady, profilaktyczne lub lecznicze, wykonuje się na gruncie – i trzeba wtedy zapewnić roślinom długotrwałą dostępność – lub poprzez opryski dolistne.

Na przykład roczne zapotrzebowanie na kukurydzę wynosi około 300 do 500 gramów cynku na hektar.

Obróbka drewna

Do konserwacji drewna stosuje się amoniakalny arsenian miedzi i cynku ACZA lub inne podobne pochodne .

Terapeutyczny

Cynk dzięki swoim terapeutycznym walorom może być stosowany w leczeniu dermatoz ( trądzik , odparzenia pieluszkowe ), szczególnie w postaci tlenku cynku, ponieważ ma właściwości lecznicze i przeciwzapalne .

Pod nazwą cynku metalicznego używa się go w homeopatii .

Materiał na różne pojemniki i przybory

Cynk był używany do transportu różnych płynów lub ciał stałych.

Środek redukujący metal

Cynk może wytrącać złoto lub srebro ze zbiorników cyjanku podczas końcowej obróbki metalurgicznej rudy złota lub srebra. Jest to reakcja przemieszczenia.

2 Na[Ag (CN) 2 ]kompleks cyjanku srebra + proszek metaliczny Zn → Na 2 [Zn (CN) 4 ]kompleks zn + 2 Ag powstający srebrny metal, który się wytrąca

Cynk jest słabo obecny, często w zawartości od 1  % do 2  % , w niektórych preparatach stopów dentystycznych typu Ag 3 Sn. Cynk obecny podczas procesu produkcyjnego zatrzymuje tlen.

Toksykologia, ekotoksykologia

Wszystkie sole cynku, otrzymane przez kontakt metalu z kwasami lub materiałami organicznymi, są toksyczne. Właśnie dlatego metaliczny cynk został zakazany bardzo wcześnie w kuchni.

Jeśli cynk jest pierwiastkiem śladowym w małych dawkach, pozostaje pierwiastkiem toksycznym w dużych dawkach, tak samo jak pył metaliczny, opary tlenku cynku, chlorek cynku drażniący błony śluzowe i skórę, jego różne rozpuszczalne sole są trujące, które wywołują przez po spożyciu biegunka, wymioty, nudności ...

Sok owocowy przechowywany nierozważnie w lodówce dłużej niż jeden dzień w ocynkowanym lub cynkowanym pojemniku może wychwytywać kwasy organiczne poprzez powolne działanie do 500  mg przyswajalnego Zn na kilogram. To wystarczy, aby wywołać wymioty i nudności u dzieci, które wypiły napar.

Tlenek cynku uwalniany podczas lutowania często powoduje gorączkę metalu . Niektóre związki cynku są rakotwórcze w dużych dawkach.

Cynk jest pierwiastkiem śladowym w glebie. Jest ważny dla życia roślin. Ale nadmiar nawozów superfosfatowych na ubogich glebach nieuchronnie prowadzi do niedoboru cynku. W glebach zabrudzonych nadmiernym stężeniem cynku i/lub jego soli, a nawet w glebach nasyconych nawozami lub związkami cynkonośnymi, rzadko kiedy roślinność może powrócić do normalnego wyglądu. Zamiast pozostawiać dzikie złoża, konieczne jest poddanie tego materiału recyklingowi, który również łatwo poddaje się recyklingowi.
Niedawno (2004) odkryto (w Lommel na terenie zanieczyszczonym przez dawną rafinerię cynku; Société Métallurgique de Lommel (znane jako „ de Maatheide” ), że istnieje co najmniej jeden wariant genetyczny grzyba ( Suillus bovinus ), naturalnie odporny na cynk i że ten symbiontowy grzyb chroni następnie sosny przed ekotoksycznością tego metalu; Odkrycie to potwierdziło rolę grzybów i symbiontów korzeniowych przystosowanych do zanieczyszczenia jako „głównego składnika strategii przetrwania drzew, które kolonizują skażoną glebę” .

Pierwiastek śladowy niezbędny w niskich dawkach dla życia zwierząt i ludzi

W bardzo małych ilościach cynk w formie przyswajalnej jest ważnym pierwiastkiem śladowym, niezbędnym dla organizmów roślinnych i zwierzęcych. Odpowiednio przyswajany przez organizmy, w szczególności aktywuje enzymy, wpływa na wzrost, wspomaga reakcje i kontrolę biochemiczną na poziomie powierzchni płuc. Organizm ludzki zawiera od 2  g do 4  g tego . Dzienne zapotrzebowanie można oszacować na co najmniej 15  mg dla normalnego mężczyzny i nawet dwa razy więcej dla karmiącej kobiety.

Cynk jest zawarty w różnych drożdżach (do 100  mg na kilogram), w czerwonym mięsie wołowym (rzędu od 50  mg do 120  mg na kilogram), ale także w wielu produktach spożywczych dostępnych na rynku. Czasami kwestionowana jest biodostępność cynku pochodzenia roślinnego. Jednak, chociaż prawdą jest, że rośliny zawierają substancje antyodżywcze, które zmniejszają wchłanianie cynku, niedobory cynku nie wydają się być bardziej powszechne wśród wegan.

Niewielki nadmiar Zn jest eliminowany przez pot , wydaje się, że nie ma żadnej formy magazynowania tego metalu w organizmie człowieka. Niedobór jawna cynku stwierdzono w prawie jedna trzecia ludności świata, głównie związane z niedożywieniem .

Najnowsze dane pokazują, że w populacjach bogatych krajów mogą występować również niedobory związane z niezrównoważoną dietą u dzieci i osób starszych. Młodzi Amerykanie, odmawiając spożycia mięsa bez starania się o spożycie odpowiednich i uzupełniających pierwiastków śladowych wegetarian i wegan, ujawnili niedobór cynku przed latami 90. Jednak największy obszar niedoborów dotyczył wiejskich terytoriów Egiptu i Iranu, gdzie tradycyjna dieta oparta na zbożach i warzywach odrzuciła pośrednią ingerencję drożdży i fermentów (przaśny, przaśny, przaśny lub niesfermentowany) . Niektóre związki chemiczne w zbożach, związki fosforu we włóknach zwane fitynianami, mają tendencję do kompleksowania różnych metali śladowych, takich jak cynk, który nawet obecny w zbożach nie staje się już przyswajalny (lub bardzo słabo przyswajalny). Przeciwnie, fermenty działające wcześniej uwalniają cynk ze zbóż i warzyw .

Od lat 80. deficyt cynku był uznawany za globalny problem zdrowia publicznego.

Niedobór, nawet niewielki, ma wpływ na niektóre funkcje, w tym na układ odpornościowy odpowiedzialny za obronę przed niektórymi infekcjami. Konkretnie, rany goją się z trudem. Przewlekły deficyt może wywoływać zwiększoną wrażliwość na niektóre infekcje bakteryjne ( zapalenie płuc ) lub wirusowe ( biegunka , infekcje dróg oddechowych), zaburzenia wzrostu u dzieci i młodzieży, opóźnienia seksualne .

Cynk jest ważny dla zdrowia reprodukcyjnego ( spermatogenezy ) i może być skutecznym sposobem leczenia niektórych postaci trądziku .

Niedobory cynku są często problemem w fermach trzody chlewnej i drobiu.

Wreszcie, niedobory cynku powodują podwójną karę dla pacjentów narażonych na zanieczyszczenie gleby przywrócone do uprawy przez zmuszanie do produkcji, ponieważ kadm i inne wysoce toksyczne metale ciężkie łatwo zajmują swoje miejsce w organizmie . Tak więc pierwszymi japońskimi ofiarami choroby itai-itai byli przede wszystkim biedni ludzie z niedoborem Zn, ryzykujący całkowite niedożywienie, jeśli nie będą postępować zgodnie z autorytarnym porządkiem nowoczesnej produkcji środkami chemicznymi i sztucznymi .

Toksyczność: powyżej pewnej dawki cynk jest toksyczny i zanieczyszczający

Cynk jest jednym z metalicznych pierwiastków śladowych, który staje się substancją zanieczyszczającą i zanieczyszczającą poza dawkami, które czynią go ekotoksycznym (które różnią się w zależności od gatunku i kontekstu; na przykład jest bardziej mobilny i biodostępny w środowisku kwaśnym niż w podstawowym środowisko). Po raz pierwszy zaobserwowano go w okolicach rafinerii cynku, gdzie tylko kilka gatunków jest odpornych na glebę skażoną tym metalem. Cynk w glebie (lub wnoszony przez wodę, powietrze lub osady ściekowe ) może, w pewnych dawkach, być ekotoksyczny dla upraw PM (np. soi).

Ostatnio pojawiły się obawy dotyczące wpływu nanocząstek tlenku cynku na uprawy. Wykazano, że (na soi ) doświadczalnie eksponowane - w szklarni - na nanocząsteczki cynku) nietoksyczne dla rośliny (w przeciwieństwie do dwutlenku ceru ), ale zdolne do bioakumulacji tam w jadalnych częściach (liście i nasiona).

Cynk jest wykrywany i oznaczany ilościowo w glebie za pomocą coraz bardziej precyzyjnych środków.

Trudność bioindykacji: przypadek małży i ostryg

W ostrygi , mięso z dużą zawartością wapnia , ujawnione potężnej (o) stężenie pierwiastków śladowych i innych elementów rozproszone w żywieniu wody. Wręcz przeciwnie, małże , podobnie jak inne muszle, gromadzą w nich wapń. Te dwa gatunki czasami skutecznie regulują poziom nadmiaru pierwiastków, zwłaszcza jeśli są to potencjalnie pierwiastki śladowe, a nie toksyczne z nieodwracalnym czynnikiem akumulacji, takim jak ołów, rtęć czy kadm.

Australijski chemik Ben Selinger doniósł o uwalnianiu toksycznego cynku z przemysłowej rafinerii należącej do Electrolytic Zinc Co, położonej nad rzeką Derwent , niedaleko Hobart na Tasmanii. W 1972 r. woda w rzece była również w mniejszym stopniu zanieczyszczona kadmem (towarzysz wydobywania cynku), rtęcią nielicznych gałęzi przemysłu papierniczego. A ostrygi w ustach miały złą reputację, ponieważ pół tuzina bardzo świeżych może w praktyce powodować wymioty i nudności. Przyczyną odrzucenia organizmu była obecność Zn średnio do maksymalnie około 1000  mg/kg , co wykazała analiza chemiczna.

Mimo odmowy władz, wypadku z rudy przewoźnika „Jezioro Illawara” Crashing5 stycznia 1975 r.przeciwko mostowi Derwent i rozbicie się na dwie części, gdy był załadowany rudami wzbogaconymi cynkiem, nie obyło się bez wpływu na poziom zanieczyszczeń wody. Tysiące ton nie pogłębionego i nierozproszonego materiału przyczyniły się następnie do zwiększenia, poprzez powolne rozpuszczanie i rozcieńczanie, zawartości środowiska nadbrzeżnego poniżej portu, a zwłaszcza środowiska morskiego, czasami oddalonego o setki kilometrów przez prądy, pomimo w miejsce teoretycznych obszarów obserwacji i kontroli biologicznej znacznie mniejsze. Do 1988 roku stężenia odpowiednio monitorowanych wód ujścia rzeki Derwent ponownie stały się oficjalnie legalne, a muszle i mięczaki jadalne, zgodnie z pomiarami wzorcowymi małży o supremunie cynku nieco poniżej 40  mg na kg . W rzeczywistości ekosystem powrócił mniej więcej do stanu zanieczyszczenia sprzed 1975 r. A najbardziej zaskakujące jest to, że populacja ostryg w ujściu rzeki, której część była nadal niejadalna, podobnie jak w 1972 r., nie była martwa. . Wszystko działo się tak, jakby wysokie stężenia Zn i miedzi chroniły populację małży przed skutkami jeszcze bardziej toksycznych pierwiastków, takich jak kadm i rtęć.

Ekonomika cynku: rezerwa, produkcja

Cynk jest obecnie powszechnym i ważnym metalem nieżelaznym , ale często zajmuje trzecie lub czwarte miejsce po aluminium, miedzi i ołowiu.

Szacowane światowe rezerwy cynku wyniosły 250 mln ton w 2010 r., w szczególności w Australii (21,2%) i Chinach (16,8%). Światowa produkcja wyniosła 12 mln ton w 2010 roku, głównie z Chin (29,2%), Peru (12,7%) i Australii (12,1%). Kopalni Red Dog Alaska jest jednym z największych operacji cynkowych powierzchni.

Około 30% cynku na świecie pochodzi z recyklingu.

Niektóre dane ekonomiczne

Światowa produkcja metalurgiczna w 2013 roku:

Kraj Produkcja % na całym świecie
1 Chiny 5 300 000 t 40,8%
2 Korea Południowa 885 000 ton 6,8%
3 Indie 760 000 t 5,8%
4 Kanada 651,600 ton 5%
5 Japonia 587 300 t 4,5%
6 Hiszpania 521 000 ton 4%
7 Australia 504 000 ton 3,9%
8 Peru 346 800 t 2,7%
9 Meksyk 322 800 t 2,5%
10 Kazachstan 320 100 t 2,5%
11 Finlandia 311 700 ton 2,4%
12 Holandia 257 000 t 2%
13 Belgia 252.000 ton 2%
14 Brazylia 242.000 ton 1,9%
15 Stany Zjednoczone 233 000 ton 1,8%
Cały świat 13 000 000 t 100%

Światowa produkcja górnicza w 2013 roku:

Kraj Produkcja % na całym świecie
1 Chiny 5 000 000 ton 37,3%
2 Australia 1 523 000 ton 11,4%
3 Peru 1 351 300 ton 10,1%
4 Indie 793 000 t 5,9%
5 Stany Zjednoczone 784 000 ton 5,8%
6 Meksyk 642 500 ton 4,8%
7 Kanada 426 100 t 3,2%
8 Boliwia 407 300 t 3%
9 Kazachstan 361 500 ton 2,7%
10 Irlandia 326 700 t 2,4%
11 indyk 200 000 t 1,5%
12 Rosja 191,000 t 1,4%
13 Namibia 184 100 t 1,4%
14 Szwecja 176 400 t 1,3%
15 Brazylia 152 400 t 1,1%
Cały świat 13 400 000 t 100%

Światowe zużycie cynku w 2004 r. wyniosło około 10 milionów ton:

  • Azja 5.057 kt (kt = tysiąc ton)
  • Europa 2 840 tys
  • Ameryki 2113 tys
  • Oceania 263 tys
  • Afryka 193 tys
Razem 10 466 tys

Na początku lat 90. jedna czwarta światowej produkcji rudy cynku była dostarczana przez Amerykę Północną . Chiny z 16% i Australia reprezentowały drugi teatr tej światowej produkcji górniczej. Pierwsze miejsca pod względem światowej produkcji cynku zajęły Chiny z 18% i Kanada z 10% całości, dwa kraje, które są również głównymi eksporterami.

W tych latach Stany Zjednoczone były pierwszym konsumentem i importerem cynku, a następnie Europa Zachodnia, na pierwszym miejscu Niemcy, na drugim miejscu Włochy, a na trzecim Francja.

Handel

Cynk jest jednym z metali nieżelaznych notowanych na Londyńskiej Giełdzie Metali. Jego cena spot, wyrażona w $, ma charakter cykliczny: między 1994 a 2005 , to wahała się od 725  $ / t i 1 760  $ / t. W 2006 r. przekroczyła 3 000  USD /t.

Według francuskich zwyczajów w 2014 roku Francja była importerem netto cynku. Średnia cena importowa za tonę wynosiła 600 EUR.

Uwagi i referencje

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Oprawa twarda ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
  2. (w) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia i Santiago Barragan Alvarez , „  Kowalentne promienie ponownie  ” , Dalton Transactions ,2008, s.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
  3. Protokół Międzynarodowy Komitet Miar i Wag , 78 th sesji, 1989, pp. T1-T21 (oraz s. T23-T42, wersja angielska).
  4. (w) Thomas R. Dulski, Podręcznik do analizy chemicznej metali , tom.  25, ASTM Międzynarodowy,1996, 251  pkt. ( ISBN  0803120664 , czytaj online ) , s.  71
  5. Baza danych Chemical Abstracts zapytana przez SciFinder Web 15 grudnia 2009 r. ( wyniki wyszukiwania )
  6. Wejście „Zinc proszku (piroforycznej)” w chemicznej bazy GESTIS z IFA (ciała niemieckiej odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy) ( niemiecki , angielski ), dostęp 28 sierpnia 2018 (Javascript required)
  7. (w) "  element przejściowy  " Compendium of Chemical Terminology [ "  złoty książce  "], IUPAC 1997 skorygowane wersję on-line (2006-), 2 th  ed. :

    Element przejściowy: pierwiastek, którego atom ma niekompletną podpowłokę d, lub który może powodować powstawanie kationów z niekompletną podpowłoką d."  "

  8. Przypomnijmy polisemię terminów cadmie, calamine, które mogą oznaczać także różne tlenki. Za każdym razem musisz zdefiniować obszar działania i rejestr językowy, w określonym czasie, aby się nie pogubić.
  9. Joseph William Mellor  (en) , Historia cynku i kadmu, w obszernym traktacie o chemii nieorganicznej i teoretycznej , tom 4, Longmans, Green and Co Ltd, Londyn, 1929, strony 298-405 (część Zn Cd Hg). Cynk NSCEP jako tekst na stronie internetowej Agencji Ochrony Środowiska USA EPA
  10. Brązy warsztatowe Keller mogą zawierać 91,4  % miedzi, 5,53  % cynku , 1,7  % cyny i 1,35  % ołowiu . Cytowany w krótkiej historii odlewni Zn (techniki ciśnieniowe po 1805)
  11. Z naukowego punktu widzenia cynk został jednogłośnie uznany za pierwiastek chemiczny dopiero w systematycznym wydaniu Lavoisiera w 1787 roku.
  12. Farmaceuci i chemicy ojciec i syn Margraffa inspirują się pracą szwedzkiego chemika Antona Swaba .
  13. Temperatura ogrzewania wynosi w praktyce od 1200  ° C do 1400  ° C , aby sublimować lub ulatniać tlenek cynku, jednocześnie powodując jego reaktywność.
  14. Niektóre z jego osiągnięć są przedstawione w zastosowaniach i zastosowaniach infra cynkowej
  15. Cynk w „Trésor de la langue française”
  16. Alemański to niemiecki dialekt Paracelsusa. Jest blisko do dialektów szwabskich lub wielu dialektów alzackich.
  17. Czasownik to cynk oznacza najpierw pokryć cynkiem, na przykład „ocynkować dach”, a następnie ocynkować cynkiem, na przykład „cynk żelazo”. Zinguerie, termin polisemiczny, może być warsztatem, w którym wytwarzany jest cynk, oznacza również miejsce handlu materiałem cynkowym, czasem częściowo ukształtowanym, a w końcu może reprezentować wszystkie przedmioty cynkowe. Cynkografia to rodzaj procesu reprodukcji z wykorzystaniem płyt cynkowych, analogiczny do „kamienia litograficznego” w litografii . Cynkowanie oznaczało reprodukcję przez cynkografię, przy czym cynkograf był pracownikiem cynkografii. Ciało lub materia są cynkowe, jeśli przypominają cynk w niektórych aspektach lub formach (grecki przyrostek eidos ). Zincic to przymiotnik odnoszący się do tlenku cynku, jego soli, a czasem także do dwuwartościowego kationu cynku.
  18. podejrzewa się jednak, że dwa z nich są bardzo słabo radioaktywne, a ich okres półtrwania przekracza milion razy wiek wszechświata
  19. Alain Foucault, opus cytowany.
  20. André Jauzein, artykuł o naturalnych siarczanach, Encyclopædia Universalis , Corpus 21, 2002, strona 835 [1]
  21. Zgodnie z niedawną tradycją naukową , na przykład zgłoszoną przez Yvesa Gautiera, artykuł Encyclopædia Universalis na temat „blende or sfalerite” [2] od niemieckiego słowa blenden  : „blind, dazzle, deceive ”. Ale jest to bardzo odległy korzeń, być może odnoszący się tylko do czasów starożytnych. Techniczne wyrażenie germańskiego minora „  die Blende  ” jest już konkretnie używane na początku czasów nowożytnych, aby wskazać albo masywną odmianę krystaliczną, albo typową i zwartą formację (opartą na kryształach), ujawnioną podczas nacięć skały żyłowej . Zapalenie kręgów to tylko szczególny przypadek. Wyrażenie „  die Schalenblende  ” nadal oznacza na przykład, dobrze znane kolekcjonerom, związki sfalerytu/wurcytu o wielu strukturach w warstwach koncentrycznych, nerkowatych lub różnie uwarstwionych [3] . Mogą być również oparte na pirycie i galenie.
  22. Cynkon był również „naturalnym uwodnionym tlenkiem cynku”, a nie tylko hydroksywęglanem.
  23. Wytrzymałość jest niższa niż w przypadku prostych korpusów z metalicznego żelaza lub niklu. Te właściwości mechaniczne wyjaśniają, dlaczego starożytne klasyfikacje lekceważyły ​​ten nieodpowiedni materiał, niezrównany z prawdziwym „metalem” w sensie starożytnych.
  24. Cząsteczka gorącej wody nie pozostaje bez działania. Czytaj infra.
  25. W rzeczywistości reakcje z kwasem azotowym i siarkowym zależą od wielu parametrów, stanu rozcieńczenia lub stężenia kwasu, ogrzewania, możliwych zanieczyszczeń… Cztery typowe reakcje dla HNO 3odnosi się do bardzo rozcieńczonego medium lub powietrza, które wytwarza azotan cynku i azotan amonu , silnie rozcieńczone medium zaczyna uwalniać podtlenek azotu N 2 O, rozcieńczone medium, które uwalnia 2 NOoraz stężone medium, które uwalnia 2 NO 2. Trzy typowe reakcje z H 2 SO 4 różni się w zależności od rozcieńczenia i ogrzewania kwasu, najpierw w zimnym rozcieńczonym medium, Zn stały + rozcieńczony wodny H 2 SO 4 → wodny ZnSO 4 + H 2 gazowy następnie o stężeniu od umiarkowanego do gorącego, 4 Zn stały + 5 H 2 SO 4 wodny słabo stężony kwas → 4 ZnSO 4 wodny + H 2 S gaz + H 2 O para lub ciecz i wreszcie o wysokiej koncentracji na gorąco, Zn stały + 2 H 2 SO 4 stężony na gorąco → ZnSO 4 wodny + 2 H 2 O para lub ciecz + SO 2 gaz siarkowy
  26. Dieter Landolt, Korozja i chemia powierzchni metali , strony 327-328.
  27. Od pierwszych ważnych zastosowań, na przykład w drutach telegraficznych, żelazo ocynkowane, to znaczy pokryte warstwami cynku, okazało się znacznie lepsze niż „biała cyna” lub żelazo ocynowane, czyli pokryte cyną. Należy zauważyć, że przeciążenie dachu cynkowego na konstrukcjach nośnych jest niewielkie, rzędu 6 kg na metr kwadratowy, a w przypadku akcesoriów dachowych nawet 8 kg na metr kwadratowy. To nie jest dach pokryty łupkiem czy lauzami, prawdziwe kamienie...
  28. Równanie reakcji znajduje się we wstępie.
  29. Zanieczyszczony cynk nadal zawiera żelazo, miedź, ołów, kobalt, arsen, siarkę, węgiel w zależności od miejsca lub procesu. Proces destylacji okresowej przeprowadzany w Vieille-Montagne składa się z 48 lekko pochylonych retort, umieszczonych symetrycznie po dwa z każdej strony, w wieżach z czterema piecami grzewczymi typu back-to-back. Umieszcza się je na dolnym końcu żeliwnej rury, wyposażonej w blaszaną przedłużkę do kondensacji cynku. Po dwugodzinnym cyklu nagrzewania metalowcy zdejmują przedłużki, pozwalając płynnemu metalowi już skondensowanemu w żeliwnych rurkach płynąć do kieszeni, przed ponownym umieszczeniem przedłużek na urządzeniu. Kiedy cynk się wyczerpie, retorty są ponownie napełniane zanieczyszczonym cynkiem. W procesie English per descensum używa się podkładki z zwęglonego drewna, która skutecznie filtruje opary cynku do tygla umieszczonego poniżej.
  30. Najpopularniejszy proces flotacji wykorzystuje fazę na bazie oleju sosnowego z wtryskiem powietrza, tworząc pianę stabilizowaną przez specyficzne środki powierzchniowo czynne lub środki pieniące.
  31. Ta technika jest również odpowiednia dla szlamu cynkowego, otrzymanego w różnych procesach recyklingu. Następnym krokiem jest elektrolityczne wzbogacanie cynku.
  32. Ta teoretyczna sfera jonowa jest porównywalna z jonem magnezu Mg 2+0,72  Å lub dwuwartościowa miedź 0,73  Å , ale jest mała w porównaniu do Cd 2+0,95  Å , Ca 2+0,99  Å lub Hg 2+1,02  Ł .
  33. Jest także bardziej elektrododatni niż Hg Dokładne dane elektrochemiczne z, stała równowagi jest E ° = -0.7628 woltów log K 0 = - 25.788. Bernard M. i Busnot F., Zwykle chemia ogólna i mineralna . Dunod, Paris, 1996, w szczególności tablice normalnych potencjałów elektrod w sekcji elektrochemicznej.
  34. Dwa środowiska zasolone są połączone końcem zasolonym lub buforem.
  35. Te dwa tlenki są bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie. Rtęć, ostatni pierwiastek grupy cynku, generuje tylko słabo zasadowy tlenek.
  36. Składnik mole
  37. ochronna powłoka antykorozyjna lub podkład do adhezji
  38. Stosowany w cementach dentystycznych
  39. "  CNUSED - Mineral Metals - Cynk - Sektory zastosowania  " , na http://www.unctad.info/ ,11 lipca 2013 r.(dostęp 18 lipca 2014 )
  40. Niektórzy technicy, przywłaszczając sobie ten starożytny zmysł techniczny, uważają, że nie ma czegoś takiego jak cynkowanie na zimno. Schwytani przez ich techniczne twierdzenia, zapominają o odległym hołdzie złożonym przez denominację włoskiemu naukowcowi Luigiemu Galvaniemu , prekursorowi elektrochemii .
  41. Pierwszy rozwój cynkowania jest starszy, ale często rzemieślniczy lub na specjalne potrzeby, oczywiście bez przemysłowej ochrony patentowej.
  42. przemysłowe, ekonomiczne, geograficzne dotyczące głównych chemikaliów, metali i materiałów
  43. Przegląd technologii i procesów powlekania Zn
  44. "  Historia cynku - część I  " , na http://souspression.canalblog.com ,15 kwietnia 2009(dostęp 17 lipca 2014 )
  45. „  Historia cynku – część III  ” , na http://souspression.canalblog.com ,28 kwietnia 2009(dostęp 17 lipca 2014 )
  46. "  Kayem  " , pod adresem http://www.usinages.com/ ,26 września 2010(dostęp 17 lipca 2014 )
  47. Na przykład wstępne przygotowanie Ag 0,667 do 0,745 Sn 0,253 do 0,27 Cu 0 do 0,06 Zn 0 do 0,019
  48. Adriaensen, K., Van Der Lelie, D., Van Laere, A., Vangronsveld, J. i Colpaert, JV (2004). Grzyb przystosowany do cynku chroni sosny przed stresem cynkowym. Nowy fitolog, 161 (2), 549-555 | URL: https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1046/j.1469-8137.2003.00941.x
  49. Zakres zaleceń wynosi od 15  mg do 11  mg dziennie dla mężczyzny o wadze 75 kg, 12  mg dziennie i 8  mg dla kobiety o wadze 70 kg.
  50. Oto optymalny poziom cynku żywności w mg lub w mg na 100  g ) nerkowca 5,8  mg do 5,7  mg , migdały 3,1  mg do 3  mg , ciecierzyca 1,53  mg , szpinak 0, 8  mg . Różne suche groch, pestki dyni , pełnoziarnista pszenica, brązowy ryż , ostrygi (wysoka i zmienna zawartość często przekraczająca medianę 20  mg ) oraz różne muszle, homary , jogurty czy gotowane sery prasowane, takie jak francuski Gruyère czy szwajcarski Gruyère to pokarmy o dobrej jakości. Zawartość Zn, ale z bardziej zmienną zawartością w zależności od środowiska. Prezentację średnich poziomów można znaleźć na stronie „Przewodnik witaminowy”, w dziale Źródła żywności Zn.
  51. Vesanto Melina , Winston Craig i Susan Levin , „  Stanowisko Akademii Żywienia i Dietetyki: Diety Wegetariańskie  ”, Czasopismo Akademii Żywienia i Dietetyki , tom.  116 n O  12,grudzień 2016, s.  1970-1980 ( ISSN  2212-2672 , PMID  27886704 , DOI  10.1016 / j.jand.2016.09.025 , czytaj online , dostęp 24 sierpnia 2017 )
  52. Lazzerini M, Wpływ suplementacji cynkiem na śmiertelność dzieci , Lancet, 2007; 370: 1194-1195
  53. Sandstead HH i in. Niedobór cynku u dzieci z Ameryki Meksyku: wpływ cynku i innych mikroelementów na komórki T, cytokiny i przeciwzapalne białka osocza Am J Clin Nutr 2008; 88: 1067–73
  54. Meydani SN i wsp., Cynk w surowicy i zapalenie płuc w domu opieki dla osób starszych Am J Clin Nutr 2007; 86: 1167–73
  55. Spożycie mięsa systematycznie wynosiło poniżej 30  g mięsa dziennie.
  56. Dardenne M, Cynk i funkcja odpornościowa European Journal of Clinical Nutrition (2002) 56, Suppl 3, S20 - S23. doi: 10.1038 = sj.ejcn.1601479
  57. Doustne leczenie ciężkiego trądziku cynkiem na stronie acne.comprendrechoisir.com.
  58. Smith SR., Krytyczny przegląd biodostępności i wpływu metali ciężkich w kompostach z odpadów komunalnych w porównaniu do osadów ściekowych . O Int. 2009 styczeń; 35 (1): 142-56. Epub 2008 8 sierpnia
  59. Heemsbergen DA, McLaughlin MJ, Whatmuff M, Warne MS, Broos K, Bell M, Nash D, Barry G, Pritchard D, Penney N., Biodostępność cynku i miedzi w osadach stałych w porównaniu z ich rozpuszczalnymi solami . O Zanieczyszczeniu. 2010 maj; 158 (5): 1907-15. Epub 2009 22 listopada.
  60. Borkert CM, Cox FR i Tucker MR (1998) Toksyczność cynku i miedzi w mieszankach glebowych orzeszków ziemnych, soi, ryżu i kukurydzy . ( podsumowanie w języku angielskim ). Nauka o glebie. Roślina Anal. 29 (19-20): 2991-3005.
  61. Ksiądz JH i in. (2012) Podatność soi na produkowane nanomateriały z dowodami na jakość żywności i zakłócenia żyzności gleby  ; Proc Natl Acad Sci United States Am, doi: 10.1073 / pnas.1205431109; Proceedings of the National Academy of Sciences, badanie koordynowane przez Johna Priestera z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara ( streszczenie i załącznik w języku angielskim )
  62. Sarret G, Balesdent J, Bouziri L, Garnier JM, Marcus MA, Geoffroy N, Panfili F, Manceau A. (2004), Specjacja Zn w organicznym horyzoncie zanieczyszczonej gleby za pomocą mikrofluorescencji rentgenowskiej, mikro- i spektroskopia proszkowa EXAFS i rozcieńczanie izotopowe.  ; O Sci Technol. 15 maja 2004; 38 (10): 2792-801.
  63. Donner E, Ryan CG, Howard DL, Zarcinas B, Scheckel KG, McGrath SP, de Jonge MD, Paterson D, Naidu R, Lombi E. (2012), Wielotechniczne badanie dystrybucji, specjacji i potencjału miedzi i cynku biodostępność w osadach ściekowych ; O Zanieczyszczeniu. 2012 lipiec; 166: 57-64. Epub 2012 3 kwietnia ( podsumowanie )
  64. Współczynnik wzbogacenia w Zn jest rzędu 110 000, aw Hg 166 000.
  65. (w) Ben Selinger Chemistry na rynku: 5 th  ed. , Sydney, Harcourt Brace,1998, 588  s. ( ISBN  0-7295-3300-X ), w szczególności na cynk i ostrygi s. 280-282.
  66. (w) USGS Minerals - 2011 „  Cynk . "
  67. (w) „  Recykling cynku  ” , International Zinc Association (dostęp 28 listopada 2008 )
  68. Jozef Plachy , „  USGS Minerals Information: Zinc  ”, na stronie minerals.usgs.gov (dostęp 20 października 2016 r. )
  69. Międzynarodowa Grupa Badawcza Cynku Ołów Lead
  70. Londyńska Giełda Metali
  71. „  Wskaźnik handlu importowo-eksportowego  ” w Generalnej Dyrekcji Ceł. Wskaż NC8 = 26080000 (dostęp 7 sierpnia 2015 r. )

Bibliografia

  • David Van Reybrouck ( przetłumaczone  z niderlandzkiego przez Philippe Noble), Zinc [„  Zink  ”], Arles, Actes Sud ,2016, 80  pkt. ( ISBN  978-2-330-06920-9 )
  • Noël Dreulle, Paule Dreulle, Bernard Wojciekowski, artykuł „cynk”, Encyclopædia Universalis , 2002, w szczególności o rafinacji cynku, o właściwościach fizycznych i chemicznych… Niektóre części online
  • Paule Dreulle, Dossier na temat cynku , Techniki inżynieryjne, 1983.
  • Alain Foucault, Jean-Francois Raoult Fabrizio Cecca Bernard Platevoet, Geologia słownik - 8 th  edition, francuski / angielski, wydanie Dunod, 2014, 416 stron. Za pomocą prostego wpisu „cynk” s.  373 .
  • Paul Pascal , Nowy traktat o chemii mineralnej , Paryż, Masson,1956( przedruk  1966), 32 tom. ( BNF Wskazówki n O  FRBNF37229023 )

„5. Cynk, kadm, rtęć; 20.1. Stopy metali; 20.2. Stopy metali (ciąg dalszy); 20.3 Stopy metali (ciąg dalszy)”

  • (en) Frank C. Porter (red.), Zinc Handbook: Properties, Processing and Use In Design , CRC Press, 1991, 648 stron, ( ISBN  9780824783402 )

Zobacz również

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne


  1 2                               3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1  H     Hej
2  Li Być   b VS NIE O fa Urodzony
3  nie dotyczy Mg   Glin tak P S Cl Ar
4  K To   Sc Ti V Cr Mn Fe Współ Lub Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr   Tak Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Płyta CD W Sn Sb ty ja Xe
6  Cs Ba   To Pr Nd Po południu Sm Miał Bóg Tb Dy Ho Er Tm Yb Czytać Hf Twój W Re Kość Ir Pt W Hg Tl Pb Bi Po W Rn
7  Fr Ra   Ac Cz Rocznie U Np Mógłby Jestem Cm Bk cf Jest Fm Md Nie Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
8  119 120 *    
  * 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142  


Metale
  alkaliczne  

Ziemia   alkaliczna  
  Lantanowce     Metale  
przejściowe
  Słabe   metale
  metalem  
loids
Długoterminowe
  metale  
  geny   halo
Gazy
  szlachetne  
Przedmioty
  niesklasyfikowane  
aktynowce
    Superaktynowce