De sink Det er et overgangsmetall som tilhører gruppe 12 i det periodiske systemet og er representert med det kjemiske symbolet Zn. Det er element nummer 24 i overflod i jordskorpen, som finnes i svovelmineraler, slik som sfaleritt, eller karbonater, som smitsonitt..
Det er et høyt kjent metall i populærkulturen; Sinktak er et eksempel, det samme er kosttilskudd for å regulere mannlige hormoner. Den finnes i mange matvarer og er et viktig element for utallige metabolske prosesser. Det er flere fordeler med moderat inntak sammenlignet med de negative effektene av overflødig i kroppen.
Sink har vært kjent lenge før dets sølvfargegalvaniserte stål og andre metaller. Messing, en legering med variert sammensetning av kobber og sink, har vært en del av historiske gjenstander i tusenvis av år. I dag sees den gyldne fargen vanligvis i noen musikkinstrumenter.
På samme måte er det et metall som er laget alkaliske batterier, siden dets reduserende kraft og lette donasjon av elektroner gjør det til et godt alternativ som et anodisk materiale. Hovedbruken er å galvanisere stål og dekke dem med et lag sink som oksyderer eller ofrer for å forhindre at jernet under korroderer senere..
I dets avledede forbindelser har den nesten alltid et oksidasjonsnummer eller tilstand på +2. Derfor vurderes Zn-ionetto+ innhyllet i molekylære eller ioniske miljøer. Mens Znto+ det er en Lewis-syre som kan forårsake problemer i celler, koordinert med andre molekyler, samhandler positivt med enzymer og DNA.
Dermed er sink en viktig kofaktor for mange metall-enzymer. Til tross for sin enormt viktige biokjemi, og glansen av dens grønne blink og flammer når den brenner, anses den innen vitenskapens verden å være et "kjedelig" metall; siden dets egenskaper mangler attraktivitet for andre metaller, så vel som smeltepunktet er betydelig lavere enn deres.
Artikkelindeks
Sink har blitt manipulert i tusenvis av år; men på en ubemerket måte, siden gamle sivilisasjoner, inkludert perserne, romerne, transsylvianerne og grekerne, allerede laget messinggjenstander, mynter og våpen.
Derfor er messing en av de eldste kjente legeringene. De tilberedte den av mineralet kalamin, Zn4JatoELLER7(ÅH)toHtoEller som de malte og varmet opp i nærvær av ull og kobber.
Under prosessen slapp de små mengdene metallisk sink som kunne ha dannet seg, ut som damp, et faktum som forsinket identifikasjonen som et kjemisk element i årevis. Etter hvert som århundrene gikk økte messingen og andre legeringer sinkinnholdet, og så mer gråaktig ut.
På 1300-tallet, i India, hadde de allerede klart å produsere metallisk sink, som de kalte Jasada og de markedsførte den den gang med Kina.
Og slik klarte alkymistene å skaffe seg det for å gjennomføre eksperimentene sine. Det var den berømte historiske figuren Paracelsus som kalte den 'sinkum', muligens fra likheten mellom sinkkrystaller og tenner. Litt etter litt, midt i andre navn og forskjellige kulturer, endte navnet 'sink' med å curdle for dette metallet.
Selv om India allerede produserte metallisk sink siden 1300-tallet, kom dette fra metoden som brukte kalamin med ull; derfor var det ikke en metallprøve av betydelig renhet. William Champion forbedret denne metoden i 1738, Storbritannia, ved hjelp av en vertikal retortovn.
I 1746 skaffet den tyske kjemikeren Andreas Sigismund Marggraf for "første gang" en prøve av rent sink ved å varme opp kalamin i nærvær av trekull (et bedre reduksjonsmiddel enn ull), inne i en beholder med kobber. Denne måten å produsere sink på, utviklet seg kommersielt og parallelt med Champion.
Senere ble det utviklet prosesser som til slutt ble uavhengige av kalamin, og i stedet brukte sinkoksid; med andre ord, veldig lik den nåværende pyrometallurgiske prosessen. Ovnene forbedret seg også, og kunne produsere økende mengder sink..
Inntil da var det fremdeles ingen applikasjon som krevde enorme mengder sink; men det endret seg med bidrag fra Luigi Galvani og Alessandro Volta, som viket for begrepet galvanisering. Volta kom også med det som er kjent som en galvanisk celle, og sink var snart en del av utformingen av tørre celler..
Det er et gråaktig metall, vanligvis tilgjengelig i granulær eller pulverform. Fysisk er det svakt, så det er ikke et godt alternativ for applikasjoner der det må støtte tunge gjenstander.
På samme måte er det sprøtt, selv om det blir formbart og duktilt når det varmes opp over 100 ° C. opp til 250 ° C, ved hvilken temperatur den blir sprø og spraybar igjen.
65,38 g / mol
30
419,53 ° C Dette lave smeltepunktet er en indikasjon på dets svake metallbinding. Når den er smeltet, har den et utseende som ligner flytende aluminium.
907 ºC
460 ºC
-7,14 g / ml ved romtemperatur
-6,57 g / ml ved smeltepunktet, det vil si akkurat når det smelter eller smelter
7,32 kJ / mol
115 kJ / mol
25.470 J / (mol K)
1,65 på Pauling-skalaen
-Først: 906,4 kJ / mol (Zn+ gassformig)
-Andre: 1733,3 kJ / mol (Znto+ gassformig)
-Tredje: 3833 kJ / mol (Zn3+ gassformig)
Empirisk kl
122 ± 16.00
2.5. Denne verdien er betydelig lavere sammenlignet med hardheten til andre overgangsmetaller, det vil si wolfram..
Diamagnetisk
116 W / (m K)
59 nΩm ved 20 ° C
Det er uoppløselig i vann så lenge oksydlaget beskytter det. Når dette er fjernet ved angrep av en syre eller en base, slutter sink med å reagere med vannet for å danne det vandige komplekset, Zn (OHto)6to+, lokalisere Znto+ i midten av en oktaeder avgrenset av vannmolekyler.
Når den brenner, kan den frigjøre giftige ZnO-partikler i luften. I prosessen observeres en grønnaktig flamme og glødende lys.
Sink er et reaktivt metall. Ved romtemperatur kan det ikke bare dekkes av et oksydlag, men også av basisk karbonat, Zn5(ÅH)6(CO3)to, eller til og med svovel, ZnS. Når dette laget med variert sammensetning blir ødelagt av angrep av en syre, reagerer metallet:
Zn (s) + HtoSW4(ac) → Znto+(ac) + SO42−(ac) + Hto(g)
Kjemisk ligning som tilsvarer reaksjonen med svovelsyre og:
Zn (s) + 4 HNO3(ac) → Zn (NO3)to(ac) + 2 NOto(g) + 2 HtoO (l)
Med saltsyre. I begge tilfeller, selv om det ikke er skrevet, den komplekse vandige Zn (OHto)6to+; bortsett fra hvis mediet er basisk, siden det utfelles som sinkhydroksid, Zn (OH)to:
Znto+(aq) + 2OH-(ac) → Zn (OH)to(s)
Som er et hvitt, amorft og amfotert hydroksid, som er i stand til å fortsette å reagere med flere OH-ioner-:
Zn (OH)to(s) + 2OH-(ac) → Zn (OH)4to-(ac)
Zn (OH)4to- er sinkinkatanionet. Når sink reagerer med en så sterk base, slik som konsentrert NaOH, er det komplekse natriumsinkatet, Nato[Zn (OH4]:
Zn (s) + 2NaOH (aq) + 2HtoO (l) → Nato[Zn (OH4)] (aq) + Hto(g)
På samme måte kan sink reagere med ikke-metalliske elementer, slik som halogener i gassform eller svovel:
Zn (s) + Ito(g) → ZnIto(s)
Zn (s) + S (s) → ZnS (s) (toppbilde)
Sink eksisterer i naturen som fem isotoper: 64Zn (49,2%), 66Zn (27,7%), 68Zn (18,5%), 67Zn (4%) og 70Zn (0,62%). De andre er syntetiske og radioaktive.
Sinkatomer krystalliserer til en kompakt, men forvrengt sekskantet struktur (hcp), et produkt av deres metallbinding. Valenselektronene som styrer slike interaksjoner er, i henhold til elektronkonfigurasjonen, de som tilhører 3d- og 4s-orbitalene:
[Ar] 3d10 4sto
Begge orbitalene er fullstendig fylt med elektroner, så deres overlapping er ikke veldig effektiv, selv når sinkkjernene utøver en attraktiv kraft på dem..
Derfor er Zn-atomene ikke veldig sammenhengende, noe som gjenspeiles i deres lave smeltepunkt (419,53 ºC) sammenlignet med andre overgangsmetaller. Faktisk er dette et kjennetegn ved gruppe 12-metaller (sammen med kvikksølv og kadmium), så de stiller noen ganger spørsmålstegn ved om de virkelig skal betraktes som elementer i blokk d.
Selv om 3d- og 4s-orbitalene er fulle, er sink en god leder av elektrisitet; derfor kan valenselektronene "hoppe" til ledningsbåndet.
Det er umulig for sink å miste sine tolv valenselektroner eller ha et oksidasjonsnummer eller tilstand på +12, forutsatt at Zn-kationen eksisterer.12+. I stedet mister den bare to av elektronene; spesielt de fra 4s orbital, som oppfører seg på en lignende måte som jordalkalimetaller (Mr. Becambara).
Når dette skjer, sies det at sink deltar i forbindelsen med et oksidasjonsnummer eller tilstand +2; det vil si forutsatt eksistensen av Zn-kationento+. For eksempel, i sin oksid, ZnO, har sink dette oksidasjonsnummeret (Znto+ELLERto-). Det samme gjelder mange andre forbindelser, og tenker at bare Zn (II) eksisterer.
Imidlertid er det også Zn (I) eller Zn+, som bare har mistet en av elektronene til 4s-orbitalen. Et annet mulig oksidasjonsnummer for sink er 0 (Zn0), hvor de nøytrale atomer interagerer med gassformige eller organiske molekyler. Derfor kan den presenteres som Znto+, Zn+ eller Zn0.
Sink er i den 24. posisjonen til de mest utbredte elementene i jordskorpen. Det finnes vanligvis i svovelmineraler, fordelt over hele planeten.
For å oppnå metallet i sin rene form, er det først nødvendig å samle bergartene som ligger i underjordiske tunneler og konsentrere mineralene som er rike på sink, som representerer det sanne råmaterialet..
Disse mineralene inkluderer: sfaleritt eller wurzitt (ZnS), sinkitt (ZnO), willemitt (ZntoJa4), smitsonite (ZnCO3) og gahnitt (ZnAltoELLER4). Sphalerite er langt den viktigste kilden til sink.
Når mineralet har blitt konsentrert etter en prosess med flotasjon og rensing av bergartene, må det kalsineres for å transformere sulfidene til deres respektive. I dette trinnet oppvarmes mineralet ganske enkelt i nærvær av oksygen og utvikler følgende kjemiske reaksjon:
2 ZnS (s) + 3 Oto(g) → 2 ZnO (s) + 2 SOto(g)
SOto reagerer også med oksygen for å generere SO3, forbindelse beregnet for syntese av svovelsyre.
Når ZnO er oppnådd, kan den gjennomgå enten en pyrometallurgisk prosess eller elektrolyse, hvor det endelige resultatet er dannelsen av metallisk sink..
ZnO reduseres ved bruk av kull (mineral eller koks) eller karbonmonoksid:
2 ZnO (s) + C (s) → 2 Zn (g) + COto(g)
ZnO (s) + CO (g) → Zn (g) + COto(g)
Vanskeligheten ved denne prosessen er dannelsen av gassformet sink på grunn av dets lave kokepunkt, som blir overvunnet av ovnens høye temperaturer. Derfor må sinkdamp destilleres og skilles fra de andre gassene, mens krystallene deres kondenserer på smeltet bly..
Av de to innsamlingsmetodene er dette den mest brukte over hele verden. ZnO reagerer med fortynnet svovelsyre for å lekke ut sinkioner som sulfatsalt:
ZnO (s) + HtoSW4(ac) → ZnSO4(ac) + HtoO (l)
Til slutt elektrolyseres denne løsningen for å generere metallisk sink:
2 ZnSO4(ac) + 2 HtoO (l) → 2 Zn (s) + 2 HtoSW4(ac) + Oto(g)
I underavsnittet om kjemiske reaksjoner ble det nevnt at hydrogengass er et av hovedproduktene når sink reagerer med vann. Det er derfor, i metallisk tilstand, må det lagres riktig og utilgjengelig for syrer, baser, vann, svovel eller en hvilken som helst varmekilde; ellers er det fare for brann.
Jo finere sink er delt, jo større er risikoen for brann eller eksplosjon..
Ellers, så lenge temperaturen ikke er nær 500 ºC, utgjør dens faste eller granulære form ingen fare. Hvis det er dekket av et lag med oksid, kan det håndteres med bare hender, siden det ikke reagerer med fuktigheten; Imidlertid er det, som ethvert fast stoff, irriterende for øynene og luftveiene.
Selv om sink er avgjørende for helsen, kan en overflødig dose forårsake følgende symptomer eller bivirkninger:
- Kvalme, oppkast, fordøyelsesbesvær, hodepine og magesmerter eller diaré.
- Fjerner kobber og jern under absorpsjon fra tarmen, noe som gjenspeiles i økende svakhet i lemmer.
- Nyrestein.
- Tap av luktesans.
Kanskje er sink et av metallene sammen med kobber som danner de mest populære legeringene: messing og galvanisert jern. Messing har blitt observert ved flere anledninger under et musikalsk orkester, da instrumentets gyldne glød delvis skyldes den nevnte legeringen av kobber og sink..
Metallsink i seg selv har ikke mange bruksområder, selv om det er sammenrullet, fungerer det som anoden for tørre celler, og i pulverform er det ment som et reduksjonsmiddel. Når et lag av dette metallet elektroavsettes på et annet, beskytter førstnevnte sistnevnte mot korrosjon ved å være mer utsatt for oksidasjon; det vil si at sink oksiderer før jern.
Derfor er stål galvanisert (belagt med sink) for å øke holdbarheten. Eksempler på disse galvaniserte stålene er også tilstede i endeløse "sink" -tak, hvorav noen kommer med et lag med grønn maling, og i busshus, husholdningsredskaper og hengebroer..
Det er også aluzink, en aluminium-sinklegering som brukes i sivile konstruksjoner..
Sink er et godt reduksjonsmiddel, så det mister elektronene for at en annen art skal få; spesielt et metallkation. Når det er i pulverform, er dets reduserende virkning enda raskere enn for faste granulater..
Den brukes i prosesser for å skaffe metaller fra mineralene deres; slik som rodium, sølv, kadmium, gull og kobber.
Likeledes brukes dens reduserende virkning for å redusere organiske arter, som kan være involvert i oljeindustrien, slik som benzen og bensin, eller i farmasøytisk industri. På den annen side finner sinksstøv også anvendelse i alkaliske sink-mangandioksidbatterier..
Sinkstøv, gitt sin reaktivitet og mer energiske forbrenning, finner bruk som tilsetningsstoff i fyrstikkhoder, i eksplosiver og fyrverkeri (de gir hvite blink og grønne flammer)..
Sinksulfid har egenskapen til å være fosforescerende og selvlysende, og det er derfor det brukes i produksjonen av lysende maling..
Den hvite fargen på oksidet, så vel som dets halvlednings- og fotoledningsevne, brukes som pigment i keramikk og papir. I tillegg er den til stede i talkum, kosmetikk, gummi, plast, tekstiler, medisiner, blekk og emaljer..
Kroppen vår trenger sink for å oppfylle mange av sine vitale funksjoner. For å skaffe det er det innlemmet i noen kosttilskudd i form av oksid, glukonat eller acetat. Det er også til stede i kremer for å lindre brannskader og hudirritasjoner, og i sjampo.
Noen fordeler som er kjent eller forbundet med å ta sink er:
- Forbedrer immunforsvaret.
- Det er en god betennelsesdempende.
- Reduserer de irriterende symptomene på forkjølelse.
- Forhindrer celleskader i netthinnen, så det anbefales for syn.
- Det hjelper til med å regulere testosteronnivået og er også forbundet med menns fruktbarhet, kvaliteten på sædceller og utvikling av muskelvev..
- Regulerer samspillet mellom hjerneneuroner, og det er derfor det er knyttet til forbedringer i hukommelse og læring.
-Og i tillegg er det effektivt i behandling av diaré.
Disse sinktilskuddene er kommersielt tilgjengelige som kapsler, tabletter eller sirup..
Sink antas å være en del av 10% av de totale enzymene i menneskekroppen, omtrent 300 enzymer. Blant dem kan karbonanhydrase og karboksypeptidase nevnes..
Karbonsyreanhydase, et sinkavhengig enzym, virker på vevsnivå ved å katalysere reaksjonen av karbondioksid med vann for å danne bikarbonat. Når bikarbonatet når lungene, reverserer enzymet reaksjonen og det dannes karbondioksid som blir utvist til utsiden under utløpet.
Karboksypeptidase er en exopeptidase som fordøyer proteiner og frigjør aminosyrer. Sink virker ved å levere en positiv ladning som letter enzymets interaksjon med proteinet det fordøyes..
Sink er til stede i forskjellige organer i menneskekroppen, men det har den høyeste konsentrasjonen i prostata og i sæd. Sink er ansvarlig for at prostata fungerer som den skal og utviklingen av de mannlige reproduktive organene.
Sink er involvert i metabolismen av RNA og DNA. Zinkfinger (Zn-fingre) består av sinkatomer som fungerer som broer mellom proteiner, som sammen er involvert i forskjellige funksjoner.
Sinkfingre er nyttige i lesing, skriving og transkripsjon av DNA. I tillegg er det hormoner som bruker dem i funksjoner assosiert med vekst homeostase i hele kroppen..
Glutamat er den viktigste eksitatoriske nevrotransmitteren i hjernebarken og hjernestammen. Sink akkumuleres i glutaminerge presynaptiske vesikler, som griper inn i reguleringen av frigjøringen av nevrotransmitterglutamat og i nevronell eksitabilitet.
Det er bevis for at en overdrevet frigjøring av nevrotransmitteren glutamat kan ha en nevrotoksisk virkning. Derfor er det mekanismer som regulerer frigjøringen. Sinkhomeostase spiller altså en viktig rolle i den funksjonelle reguleringen av nervesystemet..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.