ЦИНК — элемент II группы четвертого периода периодической системы элементов Д.И.Менделеева.
В соединениях проявляет степень окисления +2.
В природе встречается только в виде соединений, важнейшим из которых является цинковая обманка 2п5 и цинковый шпат 2пСО3.
Получение:
Большинство цинковых руд содержит небольшое количество цинка, поэтому их предварительно обогащают, получая цинковый концентрат, который затем обжигают: 2ZnS + ЗО2 = 2ZnО + 2SО2
Полученный оксид цинка восстанавливают углем:
ZnО + С = Zn + СО
Физические свойства:
Цинк — голубовато-белый металл, хрупкий при комнатной температуре, а при 100-150°С поддается прокатке и вытягивается.
На воздухе покрывается защитной оксидной пленкой.
Химические свойства:
Цинк является довольно активным металлом. 1. Легко взаимодействует со многими неметаллами: кислородом, галогенами, серой, фосфором:
2Zn + О2 = 2ZnО (оксид цинка)
Zn + Сl2 = 2ZnCl2 (хлорид цинка)
Zn + S = ZnS (сульфид цинка)
3Zn + 2Р = Zn3Р2 (фосфид цинка)
2. При нагревании взаимодействует с водой и сероводородом с выделением водорода:
Zn + Н2О = ZnО + Н2
Zn + Н2S = ZnS + Н2
3. Взаимодействует с щелочами:
— при сплавлении с ними образуются соли цинковой кислоты — цинкаты.
Zn + 2NаОН(крист.) = Nа2ZnО2 + Н2
— при взаимодействии с водным раствором щелочи образуется комплексная соль цинковой кислоты (гидроксоцинкат натрия)
Zn + 2NаОН + 2Н2О = Na[Zn(ОН)4] + Н2
4. Взаимодействует с кислотами:
— с серной кислотой с образованием различных веществ в зависимости от концентрации кислоты
Zn + 2Н2SО4 (конц.) = ZnSО4 + SО2 + 2Н2О
3Zn + 4Н2SО4(разб.) = 3ZnSО4 + S + 4Н2О
4Zn + 5Н2SО4(сильно разб.) = 4ZnSО4 + Н2S + 4Н2O — с азотной кислотой с образованием разных веществ в зависимости от концентрации кислоты:
Zn + 4НNО3 (конц.) = Zn(NO3)2 + 2NО2 + 2Н2O
4Zn + 10НNО3(разб.) = 4Zn(NО3)2 + N2О + 5Н2О
4Zn + 10НNО3(сильно разб.) = 4Zn(NО3)2 + NН4NО3 + ЗН2О
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).
Главное преимущество цинка перед многими другими металлами - это его антикоррозийная стойкость. Она обусловлена тем, что на воздухе цинк покрывается тонким слоем окиси или основного карбоната, который предохраняет его от окисления. Поэтому вода не оказывает на цинк практически никакого воздействия. Это связано с тем, что образующаяся на поверхности цинка гидроокись при взаимодействии его с водой практически нерастворима и препятствует дальнейшему течению реакции.
По массе использования цинк находится в тройке лидеров. Невысокая цена, отличные антикоррозионные свойства сделали из цинка поистине общенародный металл, который применяется в быту. В чистом виде используется редко, в основном в виде антикоррозийных покрытий и добавок в разные сплавы. Например, ЦАМ - сплав, содержащий цинк, алюминий и медь.
Наиболее широко литейные цинковые сплавы ЦАМ используют в автомобильной промышленности для отливки корпусов карбюраторов, насосов, рам спидометров, решеток радиаторов, деталей гидравлического тормоза, различных декоративных деталей.
