Цинк – химический элемент побочной подгруппы второй группы (по новой классификации – 12-й группы 4-го периода) периодической системы Менделеева. Обозначает буквами Zn и имеет атомный номер 30. Название элемента в первую очередь отмечается в трудах Парацельса, который обозвал его «zincum», а уже данное слово корнями уходит в немецкое Zinke – «зубец». Цинк считается переходным металлом.
Изотопы
Цинк имеет множество изотопов: от 54Zn до 85Zn. Однако, лишь пятеро из них стабильны, а другие претерпевают распад в определенный период.
В мире установлено 66 различных цинковых минерала, среди которых цинкит, каламин и др. Широко распространенным считается сфалерит, по-другому – цинковая обманка. Ее считают прародителем многих других минералов.
Содержание цинка таково:
- В земной коре — 8,3⋅10-3%;
- В клетках живых организмов — 5⋅10-4 %
Также, цинк активно мигрирует в воде, более важную роль играет его миграция в термальной воде, откуда выделяются сульфиды цинка, широко использующиеся в промышленности. Цинк в природе как самостоятельный металл в естественном виде не встречается.
Физические свойства цинка
- Металл, обладающий чрезвычайной пластичностью при 100—150 °C
- Окрас серебрено-белый
- Имеет гексагональную кристаллическую решетку
- Хрупкий в комнатных условиях
- Имеет способность издавать звук треска при сгибании пластинки (трущиеся кристаллы)
- Температура плавления – 419,6 °С
- Температура кипения – 906,2 °С
Химические свойства элемента
Цинк является классическим примером металла, проявляющего как кислотные, так и основные свойства в различных соединениях (амфотерен). На воздухе затягивается пленкой оксида. Если данный элемент в присутствии кислорода нагреть, он полностью сгорит, образовав амфотерный осадок белого цвета. Оксид цинка, в свою очередь, вступает в реакции и с растворами кислот, и с щелочами. Обыкновенной чистоты цинк активно взаимодействует с растворами кислот и растворами щелочей. Данные реакции протекают при наличии пары капель р-ра сульфата меди как катализатора. При повышенной температуре цинк вступит в реакцию и с галогенами, образуя галогениды. Реагирует с фосфором, серой и ее аналогами. При реакции с аммиаком при температурах от 550 °С до 600 °С образует нитрид. Вот некоторые элементы, с которыми цинк прямо не реагирует: азот, углерод, бор, кремний и водород.
Области, в которых цинк широко используется
- Восстановление благородных металлов
- Извлечение серебра, золота, а также других металлов из чернового свинца
- Защита стали от коррозионных потерь
- Источники тока
- Полиграфия
- Снижение температур плавления в составе припоев
- Медицина
- Производство масляной краски
- Оружейное дело
- Точная отливка масштабных изделий
- Производство фибры
- Изготовление люминофоров
- Полупроводники
- Отрава для грызунов
Биологическая роль цинка
Значение цинка в биологических процессах очень велико. В целом, в организме взрослого человека содержание цинка близится к 2 г. В основном, содержится именно в составе своих соединений. Сосредоточено его содержание в таких внутренних органах как печени и простате, в поджелудочной железе, а также в мышцах. Большинство ферментов содержат цинк, также, как и велико его содержание в мужской сперме (до 10 мг на 50 мг).
Обобщенно, цинк:
- попросту необходим для процесса метаболизма витамина Е;
- принимает участие в синтезе таких важных гормонов как инсулин, тестостерон и гормон роста;
- требуется для производства спермы и мужских гормонов;
- имеет важное значение для нормализации работы простаты;
- нужен для расщепления алкоголя в клетках организма.
Рекомендуется в рационе взрослого человека употреблять до 11 мг цинка для мужчин и 8 мг для женщин в день. Во время возрастающей половой активности, это потребление возрастает аж до 70 мг. Цинк потребляется нами в таких привычных продуктах питания как семечки (тыквенные и подсолнечные), кунжут, мясо, сыр, шоколад и других. Также, присутствие цинка возможно и в минеральной воде.
Также цинк может присутствовать в минеральной воде.
Стоит учитывать и то, что дефицит цинка приводит к ряду расстройств. Здесь возможны и утомляемость, и потеря памяти, состояние депрессии, различные аллергические заболевания и другое.
Однако, цинк обладает не только благотворительными свойствами, но и некой токсичностью. При поступлении в организм в превышающих необходимую дозу количествах, возможно отравление из-за токсичного действия ионов Zn2+. Отравление одним из соединений цинка – его сульфатом, может привести не только к малокровию и задержанию процесса роста, но и к бесплодию.
