Cynk

Odkryty został przez niemieckiego chemika Andreasa Sigismunda Marggrafa w 1746 roku.

Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa zincum - bielmo, biały.

Cynk, biały metal przejściowy o lekkim niebieskawym odcieniu.
W czystej formie jest ciągliwy, a zanieczyszczony staje się kruchy (łatwo można go mielić na pył). Jest metalem średnioreaktywnym. Dzięki tworzeniu warstw ochronnych nie reaguje z tlenem, wodą, fluorowcami, fluorowcowodorami i siarkowodorem. Jest silnie atakowany przez powietrze zawierające tlenek siarki (SO2). Dobrze reaguje z kwasami i wodorotlenkami litowców. Chętnie tworzy tlenki podwójne z innymi metalami np. żelazem (ZnFe2O3). Dobrze rozpuszczalne związki tego metalu są toksyczne. Cynk ma względnie niskie temperatury przemian fazowych. W temperaturach bliskich zeru bezwzględnemu wykazuje własności nadprzewodzące.

Występowanie: Cynk jest dość rozpowszechnionym pierwiastkiem. Nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym lecz w postaci związków (głównie siarczki i węglany). Najważniejsze złoża cynku występują w USA, Kanadzie, Meksyku, Australii, Rosji i w Polsce. Zawartość w skorupie ziemskiej - 0,007% wag.

Otrzymywanie: Wzbogaconą rudę cynku przekształca się w tlenek, z którego można uzyskać metal na dwa sposoby. Redukując go węglem i oczyszczając w procesie destylacji, lub poprzez metodę elektrolityczną (po uprzednim rozpuszczeniu tlenku cynku w stężonym kwasie siarkowym). Metoda elektrolityczna jest droższa, lecz pozwala na wykorzystanie gorszych rud i odzysk kadmu towarzyszącego rudom cynku.

Wykorzystanie: Czysty metal stosuje się głównie do pokrywania żelaznych przedmiotów, aby zabezpieczyć je przed korozją (np. wiadra cynkowe, blacha ocynkowana). Cynk jako mniej szlachetny, chroni żelazo tworząc z nim ogniwo i "biorąc korozję na siebie". Powłoka taka jest - w przeciwieństwie do powłok ze szlachetnych metali (chrom, nikiel) - bardzo trwała i niewrażliwa na przerwania ciągłości.
Wolny cynk stosowany jest również w tzw. suchych bateriach. Jest on także ważnym składnikiem stopów. Pył cynkowy używany jest jako reduktor. Mosiądz, stop cynku z miedzią, znany jest ludzkości już od 3000 lat. Jest ważnym składnikiem enzymów i hormonów. Jego niedobór powoduje zaburzenia wzrostu.
Fluorek cynku (ZnF2) służy jako dodatek do emalii oraz (razem z chlorkiem - ZnCl2) do impregnacji drewna. Higroskopijny chlorek jest także używany w przemyśle włókienniczym, chemii organicznej i w procesie wyważania węgla aktywnego. Tlenek cynku (ZnO) jest wykorzystywany do syntezy amoniaku (NH3) i metanolu (CH3OH). Znalazł także zastosowanie jako składnik gumy, pigment malarski (biel cynkowa), katalizator uwodorniania (hydrogenizacji) alkoholi, w lecznictwie i kosmetyce (pudry oraz maści o własnościach antyseptycznych i ściągających, np. maść cynkowa).
Siarczan (VI) cynku (ZnSO4) jest białym pigmentem. Naświetlony wysokoenergetycznym promieniowaniem emituje światło widzialne i dlatego używa się go jako tzw. luminofor (ekrany fluoryzujące i telewizyjne, farby świecące). Jest także dobrym środkiem do nadawania właściwości ogniotrwałych innym materiałom. Ortofosforan cynku (II) (Zn3(PO4)2) wykorzystywany jest w chemii analitycznej. Ciekawymi związkami cynku są tlenki podwójne z innymi metalami (ZnM2O4, gdzie M jest trójwartościowym metalem). Związki te znalazły zastosowanie jako katalizatory (tlenek z chromem), ferromagnetyki (żelazem) i w chemii analitycznej (kobalt).

Konfiguracja elektronowa Ar 3d104s2
Masa atomowa 65,39
Gęstość [kg/m3] 7133 (293K)
Główny stopień utlenienia +2 (+1)
Izotopy:
64Zn
65Zn
66Zn
67Zn
68Zn
70Zn
63,929 - 48,6% - stabilny
64,926 - 0% - 243,6 dni
65,926 - 27,9% - stabilny
66,927 - 4,1% - stabilny
67,925 - 18,8% - stabilny
69,925 - 0,6% - stabilny
Temperatura topnienia 692,74K
Temperatura wrzenia 1180K
Promień atomowy [pm] 133,2
Powinowactwo elektronowe [kJ×mol-1] 9
Energia jonizacji [kJ×mol-1] 906,4 Zn -> Zn+
1733,3 Zn+ -> Zn2+
3832,6 Zn2+ -> Zn3+
Elektroujemność  1,69 (Pauling); 4,45 eV (absolutna)

Poprzednia Pierwiastki Następna