Мир современных материалов - Оксид цинка ZnO. Мир современных материалов - Оксид цинка ZnO Какие свойства проявляет оксид цинка

Кристаллический бесцветный порошок, желтеющий при постепенном нагревании и сублимирующийся при 1800 градусах. Нерастворим в воде. цинка в этом соединения - 2. Химическая формула ZnO. Данное вещество имеет важное значение для человечества. Оно обладает многогранным воздействием на организм человека.

Оксид цинка: свойства физические

1. Теплопроводность составляет 54 Вт/(м*К).
2. Является полупроводником с шириной зоны 3,3 эВ.

Химические свойства оксида цинка

1. Реагирует с кислотами. При этом образуются соли.
2. Реагирует с щелочами с образованием тетра-, три- и гексагидроксицинкатов.
3. Данное вещество растворяется в аммиачном водном растворе. При этом образуется комплексный аммиакат.
4. При сплавлении с оксидами и щелочами цинковый оксид образует цинкаты.
5. При сплавлении с и бора цинковый оксид образует силикаты и стекловидные борты.

Как получают цинковый оксид (ZnO)

Оксид цинка можно получить несколькими способами:

• из природного минерала цинкита;
• путем сжигания паров цинка (Zn) в кислороде (O) - это так называемый "французский процесс";
• посредством термического разложения следующих соединений: гидроокиси Zn(OH)2, ацетата цинка Zn(CH3COO)2, нитрата Zn(NO3), карбоната ZnCO3;
• при окислительном обжиге ZnS (сульфид цинка);
• при гидротермальном синтезе;
• путем извлечения из шламов и пылей металлургических комбинатов. Особое значение имеют те комбинаты, которые специализируются на металлоломе, содержащем значительную долю

Применение оксида цинка

Цинковый оксид применяют в производстве резины, бумаги, некоторых пластмасс, резинотехнических изделий, искусственной кожи, электрокабеля, стекла, керамики, косметики (кремы для загара, различные косметические процедуры) и парфюмерии. Он используется в качестве активатора вулканизации различных каучуков, катализатора синтеза органического вещества - метанола, вулканизирующего агента каучуков хлоропреновых, пигмента и наполнителя в производстве. Раньше оксид цинка был нужен в качестве белого пигмента в производстве эмалей и красок, но сейчас он полностью вытеснен TiO2 (титана двуокись нетоксичная). Широкое распространение цинковый оксид получил и в лакокрасочной, шинной и нефтеперерабатывающей промышленностях.

Получил широкое распространение оксид цинка и в медицине и фармацевтике (препараты «Цинковая мазь», «Судокрем», «Паста Лассара»). Его используют в составе в виде присыпок. На практике его применяют для создания бактерицидных потолков и покрытий в больницах, самоочищающихся поверхностей. При помощи оксида цинка производят зубные пасты и цементы для Раньше использовался в промышленных масштабах для фотокаталитической очистки воды.

Также рассматриваемое нами вещество применяется в производстве красок и стекол на основе стекла жидкого, как один из компонентов удалителя ржавчины и как добавка к животным кормам. Помимо того, порошок данного вещества является перспективным материалом в качестве рабочей среды для лазеров порошковых. На основе цинкового оксида создан светоид голубой расцветки. А некоторые наноструктуры (например, тонкие пленки) на основе этого вещества могут применяться как биологические или газовые чувствительные сенсоры.

Какое влияние оказывает на человека оксид цинка?

Это химическое соединение малотоксично. В воздухе рабочих помещений ПДК должна быть не более 6 милиграм на кубический метр. Пыль оксида цинка может образовываться при обжиге латунных изделий. Пр работе с оксидом цинка необходимо не допускать попадания вещества в глаза. Лекарства с оксидом цинка рекомендуется применять только по указанию доктора.

Структурная формула

Русское название

Латинское название вещества Цинка оксид

Zinci oxydum (род. Zinci oxydi)

Брутто-формула

ZnO

Фармакологическая группа вещества Цинка оксид

Нозологическая классификация (МКБ-10)

Код CAS

1314-13-2

Характеристика вещества Цинка оксид

Противовоспалительное средство для местного применения. Белый или белый с желтоватым оттенком аморфный порошок без запаха. Поглощает из воздуха углекислый газ. Практически нерастворим в воде и этаноле, растворим в разведенных минеральных кислотах и уксусной кислоте, в растворах щелочей.

Фармакология

Фармакологическое действие - антисептическое, вяжущее, подсушивающее .

Образует альбуминаты и денатурирует белки. При нанесении на пораженную поверхность кожи уменьшает выраженность экссудативных процессов, устраняет местные проявления воспаления и раздражения; обладает адсорбирующим действием, образует защитное покрытие на коже, которое уменьшает воздействие на нее раздражающих факторов. Применяют наружно в виде присыпки, мази, пасты, линимента.

Применение вещества Цинка оксид

Дерматит, в т.ч пеленочный дерматит (лечение и профилактика), опрелость, потница; поверхностные раны и ожоги (в т.ч. солнечные ожоги, порезы, царапины), язвенные поражения кожи (в т.ч. трофические язвы), пролежни; экзема в стадии обострения, простой герпес, стрептодермия.

Противопоказания

Гиперчувствительность.

Пути введения

Наружно.

Меры предосторожности вещества Цинка оксид

Не следует допускать попадания в глаза.

Взаимодействия с другими действующими веществами

Торговые названия

Название	Значение Индекса Вышковского ®

Неорганическое вещество, востребованное в разных областях производства, в медицине и в быту. Формула ZnO. Встречается в природе в виде минерала цинкита.

Свойства

Белый мелкий кристаллический порошок, не растворимый в воде. Возгоняется при t +1800 °C, плавится при 2000 °C. Обладает полупроводниковыми свойствами, низкой теплопроводностью, поглощает ультрафиолет. Тонкие пленки обладают пьезоэлектрическими качествами. При нагревании становится желтым, после остывания опять белеет. Не горит. При контакте с кожей не вызывает раздражения, наоборот, обладает противовоспалительным и обеззараживающим действием.

Цинк окись - амфотерный оксид, вступающий в реакцию и с кислотами, и со щелочами. Реакция с кислотами приводит к получению солей, со щелочами - комплексных соединений гидроксоцинкатов. Взаимодействует с водородом, углеродом, раствором аммиака, угарным газом, метаном, карбидом кальция, ферросилицием. В результате сплавления с оксидами и гидроксидами металлов получаются цинкаты, а если сплавлять реагент с оксидом бора или оксидом кремния, то образуются борат и силикат цинка.

Меры предосторожности

Оксид цинка считается малоопасным и малотоксичным веществом, не огне- и не взрывоопасным, IV степени опасности. Но пыль, взвесь, аэрозоль окиси цинка вызывают раздражение дыхательных путей и «литейную лихорадку». Проглатывание приводит к заболеваниям ЖКТ. На производствах, имеющих дело с большими количествами сыпучего реактива, с обжигом латуни, работники должны пользоваться респираторами , защитными очками, перчатками и спецобувью.

Хранить реагент следует в герметичной таре (полиэтиленовые и бумажные мешки или пакеты; стальные, картонные, фанерные бочки и контейнеры), так как доступ к углекислоте и влаге из воздуха может привести к перекристаллизации в углекислый цинк. Если из-за длительного неправильного хранения оксид цинка все же превратился в углекислый цинк, то ему можно вернуть первоначальные свойства, прокалив его. Окись цинка хранят в крытых, сухих складах без доступа солнечного света. Допустимый диапазон температур хранения - от -40 до +40 °С.

Применение оксида цинка

Наполнитель и краситель для резины, полимеров, бумаги; вулканизирующий агент для некоторых видов каучуков; катализатор в производства метанола; пигмент для лакокрасочной промышленности (цинковые белила).
- Используется при получении стекла и красок на базе жидкого стекла ; составов-преобразователей ржавчины; фотокаталитических обеззараживающих покрытий стен и потолков в больницах; искусственной кожи, подошвенных резин.
- Наполнитель кремов, мазей, пудр и присыпок в косметологии и фармацевтике. Ингредиент кремов для загара, зубных паст.
- Минеральная добавка для животных кормов.
- Сырье в стекольной и керамической индустрии.
- В радиоэлектронной промышленности на основе окиси цинка изготавливают варисторы (полупроводниковые элементы, проводимость которых зависит от напряжения), люминофоры, голубые светодиоды, порошковые лазеры, тонкие пленки для сенсоров.
- В металлургии - для изготовления электрокабеля.
- В медицине применяется как антисептик, подсушивающее, вяжущее, адсорбирующее вещество. Его добавляют во многие наружные дерматологические средства для лечения экзем, пролежней, детской потницы, простого герпеса, ран, порезов, ожогов, язв.
- В стоматологии изготавливают абразивные материалы, добавляют в стоматологический цемент. В хирургии используются резинотехнические изделия на основе оксида цинка.

В нашем интернет-магазине вы можете купить оксид цинка высокого качества по доступной цене. Есть доставка и возможность самовывоза. Покупать у нас удобно и выгодно!

Рейтинг: / 3
Подробности Просмотров: 7906

Белила цинковые

Оксид цинка.

Химическая формула продукта: ZnO

Торговые обозначения продукта:

• Zinc white
• Белила цинковые
• Оксид цинка
• Zinc flowers
• C.I. pigment white 4
• Oxozinc
• Zincite
• Lassar Paste

Описание продукта:

Оксид цинка представляет собой неорганическое соединение с формулой ZnO. Оксид цинка представляет собой белый порошок, который нерастворим в воде и широко используется в качестве добавки во многих материалах и изделиях, включая каучуки, пластмассы, керамику, стекло, цемент, смазки, краски, мази, клеи, герметики, пигменты, продукты питания, аккумуляторы, ферриты, антипирены и скотч-пленки. Хотя это происходит естественным образом как минеральный цинцит, большая часть оксида цинка получается синтетически. Белила цинковые является широкозонным полупроводником полупроводниковой группы II-VI. Природное легирование полупроводника из-за кислородных вакансий или междоузлий цинка n-типа. Этот полупроводник обладает рядом благоприятных свойств, включая хорошую прозрачность, высокую подвижность электронов, широкую запрещенную зону и сильную люминесценцию при комнатной температуре. Эти свойства ценны в новых применениях для: прозрачных электродов в жидкокристаллических дисплеях, энергосберегающих или теплозащитных окнах, а электроника - в виде тонкопленочных транзисторов и светоизлучающих диодов. Оксид цинка (также называемый белым цинком ) представляет собой аморфный белый или желтоватый порошок, нерастворимый в воде и спирте, но растворимый в кислоте и щелочи . Частицы оксида цинка могут быть сферическими, игольчатыми или шаровидными в зависимости от производственного процесса. Форма частиц важна для максимизации физических свойств. Оксид цинка поглощает практически все ультрафиолетовое излучение на длинах волн ниже 360 нм и обеспечивает превосходную защиту связующих. Оксид цинка реагирует с кислотными компонентами покрытий и образует цинковые мыла . Цинковые мыла улучшают гибкость и твердость покрытий. Он используется в качестве пигмента в рецептуре резины, в качестве белого пигмента в керамической промышленности, в качестве непрозрачной основы в косметике, и имеет другие применения в бумаге, красках и отраслях оптического стекла.

Оксид цинка кристаллизуется в двух основных формах: гексагональном вюрците и кубической оцинкованной обманке. Структура вюрцита наиболее стабильна при окружающих условиях и, следовательно, наиболее распространена. Форма цинковой обманки может быть стабилизирована путем выращивания оксида цинка на подложках с кубической структурой решетки. В обоих случаях центры цинка и оксида являются тетраэдрическими, наиболее характерной геометрией для Zn (II). Оксид цинка превращается при относительно высоких давлениях, около 10 ГПа. Гексагональные и оцинкованные полиморфы не имеют инверсионной симметрии (отражение кристалла относительно любой данной точки не превращает ее в себя). Это и другие свойства симметрии решетки приводят к пьезоэлектричеству гексагональной и оцинкованных белил цинковых и пироэлектричеству гексагонального оксида цинка. Как и в большинстве материалов группы II-VI, связывание атомарных структур в оксиде цинка является в значительной степени ионным (Zn 2 + -O 2 -) с соответствующими радиусами 0,074 нм для Zn2+ и 0,140 нм для O 2 - . Это свойство объясняет преимущественное образование структуры вюрцита, а не цинковой обманки, а также сильное пьезоэлектричество оксида цинк а. Из-за полярных связей Zn-O, цинк и кислородные плоскости электрически заряжены. Для поддержания электронейтральности эти плоскости восстанавливаются на атомном уровне в большинстве относительных материалов, но не в оксиде цинка - его поверхности являются атомарно плоскими, стабильными и не имеют реконструкции. Эта аномалия оксида цинка полностью не объяснена.

Оксид цинка - относительно мягкий материал с приблизительной твердостью 4,5 по шкале Мооса. Его упругие постоянные меньше, чем у соответствующих полупроводников III-V, таких как GaN . Высокая теплоемкость и теплопроводность, низкое тепловое расширение и высокая температура плавления оксида цинка выгодны для керамики. Из тетраэдрически связанных полупроводников было заявлено, что оксид цинка имеет самый высокий пьезоэлектрический тензор или, по крайней мере, сравнимый с GaN и AlN. Это свойство делает его технологически важным материалом для многих пьезоэлектрических применений, для которых требуется большое электромеханическое соединение. Оксид цинка имеет относительно большую прямую запрещенную щель ~ 3.3 эВ при комнатной температуре. Преимущества, связанные с большим зазором диапазона, включают в себя более высокие напряжения пробоя, способность выдерживать большие электрические поля, более низкий электронный шум и работу при высоких температурах и высокой мощности. Зазор оксида цинка может быть дополнительно настроен на ~ 3-4 эВ путем его легирования оксидом магния или оксидом кадмия. Большинство оксида цинка имеет n -типный характер, даже при отсутствии преднамеренного легирования. Нестехиометрия, как правило, является источником характера n-типа, но субъект остается спорным. Было предложено альтернативное объяснение, основанное на теоретических расчетах, что причиной являются непреднамеренные замещающие водородные примеси. Управляемое легирование n-типа легко достигается заменой Zn элементами группы III, такими как Al, Ga, In, или заменой кислорода элементами VII группы хлором или иодом.

В производстве оксида цинка выделяют три основных метода.

1. Косвенный метод . В непрямом или французском процессе металлический цинк плавится в графитовом тигле и испаряется при температурах выше 907 ° С (обычно около 1000 ° С). Пары цинка реагируют с кислородом в воздухе, что приводит к образованию ZnO, сопровождаемому падением его температуры и яркой люминесценции. Частицы оксида цинка транспортируются в охлаждающий канал и собираются в мешочек. Этот косвенный метод был популяризирован LeClaire (Франция) в 1844 году и поэтому широко известен как французский процесс. Его продукт обычно состоит из агломерированных частиц оксида цинка со средним размером от 0,1 до нескольких микрометров. По весу большая часть оксида цинка в мире производится по французскому методу.
2. Прямой процесс . Прямой или американский процесс начинается с разнообразных контаминированных цинковых композитов, таких как цинковые руды или побочные продукты плавильной печи. Прекурсоры цинка восстанавливаются (карботермическое восстановление) путем нагревания с источником углерода, такого как антрацит, с получением паров цинк а, который затем окисляется, как в случае косвенного процесса. Из-за меньшей чистоты исходного материала, конечный продукт также имеет более низкое качество в прямом процессе по сравнению с косвенным.
3. Мокрый химический процесс . Небольшое количество промышленного производства связано с влажными химическими процессами, которые начинаются с водных растворов солей цинка, из которых осаждается карбонат цинка или гидроксид цинка . Твердый осадок затем прокаливают при температурах около 800 ° С.

Существуют многочисленные специализированные методы для получения оксида цинка для научных исследований и применения в нишевых областях. Эти методы можно классифицировать по полученной форме ZnO (объемная, тонкая пленка, нанопроволока), температура («низкая», близкая к комнатной температуре или «высокой», т.е. T ~ 1000 ° C), тип процесса (осаждение из паровой фазы или рост из раствора) и другие параметры. Крупные монокристаллы (многие кубические сантиметры) могут быть выращены в результате переноса газа (парофазное осаждение), гидротермального синтеза или роста расплава. Однако из-за высокого давления паров оксида цинка рост из расплава является проблематичным. Трудно контролировать рост транспорта газа, оставляя предпочтение гидротермальному методу. Тонкие пленки могут быть получены химическим осаждением из паровой фазы, эпитаксией из паровой фазы с металлической структурой, электроосаждением, импульсным лазерным осаждением, распылением, золь-гель- синтезом, нанесением атомного слоя, пиролизом распылением и т.д. Обычная белая порошковая окись цинка может быть получена в лаборатории путем электролиза раствора бикарбоната натрия с цинковым анодом. Производятся гидроксид цинка и водород. Гидроксид цинка при нагревании разлагается до оксида цинка. Наноструктуры оксида цинка могут быть синтезированы в различные морфологии, в том числе нанопроволоки, наностержни, тетраподы, нанообъекты, нановолокна, наночастицы и т.д. Наноструктуры могут быть получены с помощью большинства вышеупомянутых методов при определенных условиях, а также с использованием метода «пар-жидкость-твердое тело». Синтез обычно проводят при температурах около 90 ° С в эквимолярном водном растворе нитрата цинк а и гексамина, причем последний обеспечивает основную среду. Некоторые добавки, такие как полиэтиленгликоль или полиэтиленимин, могут улучшить соотношение размеров нанонитей оксида цинка . Допирование нанопроволок оксида цинка было достигнуто добавлением других нитратов металлов к раствору для выращивания. Морфология полученных наноструктур может быть настроена путем изменения параметров, относящихся к составу предшественников (таких как концентрация цинка и рН) или к термической обработке (такой как температура и скорость нагрева).

Физико-химические свойства Оксид цинка.

	показатели	значение
	Физическое состояние и внешний вид оксид цинка	Твердый (Порошковое твердое вещество)
	Запах оксид цинка	Без запаха
	Вкус оксид цинка	Горький
	Молекулярный вес оксид цинка	81,38 г / моль
	Цвет оксид цинка	от белого до желтовато-белого
	Температура плавления оксид цинка	1975 ° C (3587 ° F)
	Удельный вес оксид цинка	5,607 (вода = 1)
	Дисперсионные свойства оксид цинка	Не диспергируется в холодной воде, горячей воде.
	Растворимость оксид цинка	Не растворяется в холодной воде, горячей воде. Растворим в разбавленной уксусной кислоте или минеральных кислотах, аммиаке, карбонате аммония, фиксированной щелочи.
	Стабильность оксид цинка	стабилен

Хранение и транспортировка оксид цинка:

Меры предосторожности:

Хранить в закрытом состоянии. Не глотать. Не вдыхать пыль. Носить соответствующую защитную одежду. В случае недостаточной вентиляции, наденьте подходящее респираторное оборудование. При проглатывании немедленно обратитесь к врачу и покажите контейнер или этикетку. Беречь от несовместимых веществ, таких как кислоты.

Хранение: Держать контейнер плотно закрытым. Хранить контейнер в прохладном, хорошо проветриваемом помещении. Не храните при температуре выше 25 ° C (77 ° F).

Области применения оксид цинка:

1. Применения порошка оксида цинка многочисленны, а основные из них приведены ниже. Большинство применений используют реакционную способность оксида в качестве предшественника к другим соединениям цинка. Для применений в материаловедении оксид цинка обладает высоким показателем преломления, высокой теплопроводностью, связующими, антибактериальными и УФ-защитными свойствами. Следовательно, его добавляют в материалы и изделия, в том числе пластмассы, керамику, стекло, цемент, каучук, смазки, краски, мази, клеи, герметики, бетонное производство, пигменты, пищевые продукты, батареи, ферриты.
2. Производство резины. В резиновой промышленности используется от 50% до 60% оксида цинка . Оксид цинка вместе со стеариновой кислотой используют для вулканизации каучука Добавка оксида цинка также защищает каучук от грибков и ультрафиолетового излучения.
3. Керамическая промышленность. Керамическая промышленность потребляет значительное количество оксида цинка , в частности, в керамической глазури и фритт-композициях. Относительно высокая теплоемкость, теплопроводность и высокая температурная стабильность оксида цинка в сочетании со сравнительно низким коэффициентом расширения являются желательными свойствами в производстве керамики. Оксид цинка влияет на температуру плавления и оптические свойства глазурей, эмалей и керамических составов. Оксид цинка в виде низкого расширения, вторичный поток улучшает эластичность глазурей, уменьшая изменение вязкости в зависимости от температуры и предотвращая появление трещин.
4. Медицина. Оксид цинка широко используется для лечения различных заболеваний кожи, включая дерматит, зуд из-за экземы, подгузников и прыщей. Он используется в таких продуктах, как детская пудра и барьерные кремы для лечения подгузников, кремов от каламина, шампуней против перхоти и антисептических мазей. Оксид цинка можно использовать в мазях, кремах и лосьонах для защиты от солнечных ожогов и других повреждений кожи, вызванных ультрафиолетовым светом. Многие солнцезащитные кремы используют наночастицы оксида цинка (наряду с наночастицами диоксида титана ), потому что такие мелкие частицы не рассеивают свет и поэтому не кажутся белыми. Наночастицы оксида цинка могут усиливать антибактериальную активность ципрофлоксацина.
5. Табачная индустрия. Оксид цинка является составной частью сигаретных фильтров. Фильтр, состоящий из угля, пропитанного оксидом цинка и оксидом железа, удаляет из табачного дыма значительные количества цианистого водородаи сероводорода, не влияя на его аромат.
6. Пищевая добавка. Окись цинка добавляется ко многим пищевым продуктам, включая зерновые завтраки, в качестве источника цинка, необходимое питательное вещество.Сульфат цинка также используется для той же цели.
7. Производство пигментов. Оксид цинка белый используется в качестве пигмента в красках и является более непрозрачным, чем литопон, но менее непрозрачным, чем диоксид титана Он также используется в покрытиях для бумаги. Китайский белый - это особый сорт цинкового белого, который используется в пигментах художников. Использование цинка белого цвета (оксид цинка) в качестве пигмента в масляной живописи началось в середине 18 века. Он частично заменил ядовитый белый свинец и был использован художниками, такими как Беклин, Ван Гог, Мане, Мунк. Это также основной ингредиент минерального макияжа.
8. Покрытия. Краски, содержащие порошок оксида цинка , уже давно используются в качестве антикоррозионных покрытий для металлов. Они особенно эффективны для оцинкованного железа. Железо трудно защитить, потому что его реакционная способность с органическими покрытиями приводит к хрупкости и отсутствию адгезии. Краски на основе оксида цинка сохраняют свою гибкость и адгезию на таких поверхностях в течение многих лет. Пластмассы, такие как полиэтиленнафталат (PEN), могут быть защищены нанесением покрытия из оксида цинка. Покрытие уменьшает диффузию кислорода с помощью PEN. Слои оксида цинка могут также использоваться на поликарбонате (ПК) в наружных применениях. Покрытие защищает ПК от солнечной радиации и снижает скорость окисления и фото-пожелтение ПК.
9. Предотвращение коррозии в ядерных реакторах. Оксид цинка , обедненный в 64 Zn (изотоп цинка с атомной массой 64), используется для предотвращения коррозии в ядерных реакторах с водой под давлением. Истощение необходимо, поскольку 64 Zn превращается в радиоактивный 65 Zn при облучении нейтронами реактора.
10. Реформа метана. Оксид цинка используют в качестве стадии предварительной обработки для удаления сероводорода из природного газа после гидрирования любых соединений серы до установки риформинга метана, которая может отравлять катализатор.

Тема 28

Элементы IIБ группы: цинк, кадмий, ртуть

Общая характеристика.

Элементы этой подгруппы – полные электронные аналоги друг друга, каждый в своем периоде является последним элементом d-семейства, у них завершена d-электронная конфигурация, валентные электроны (n-1)d 10 ns 2 . На внешней электронной оболочке содержатся 2 электрона и 18 электронов на предыдущей оболочке. Цинк и его аналоги отличаются от d-элементов и в большей степени проявляют сходство с p-элементами больших периодов.

У атомов цинка, кадмия и ртути, как и у атомов меди, (n-1)d-подуровень целиком заполнен и вполне стабилен. Удаление из него электронов требует очень большой затраты энергии. Поэтому рассматриваемые элементы проявляют в своих соединениях максимальную степень окисления +2. Только ртуть образует соединения, в которых ее степень окисления равна +1.

Характерной особенностью элементов является их склонность к комплексообразованию (к.ч.= 4; 6).

В отличие от элементов главных подгрупп элементы подгруппы цинка труднее окисляются, проявляют меньшую реакционную способность и обнаруживают более слабые металлические свойства.

В подгруппе сверху вниз: возрастает атомный радиус, уменьшается температура плавления и кипения, возрастает электроотрицательность и электродный потенциал. Минимальная энергия ионизации наблюдается у кадмия (8,99 эВ), т.к. на свойствах ртути сказывается лантаноидное сжатие, в результате которого ее энергия ионизации возрастает до 10,43 эВ (у цинка 9,39 эВ).

Распространенности и основные минералы.

ZnS – цинковая обманка,

HgS – киноварь,

ZnCO 3 – галмей,

CdS – гринокит.

Природные соединения цинка входят в состав полиметаллических сульфидных руд, которые содержат пирит FeS 2 , галенит PbS, халькопирит CuFeS 2 , и в меньшем количестве ZnS. Ртуть является редким элементом и встречается в самородном состоянии.

Металлический цинк, его получение, свойства и применение.

Серебристо-белый мягкий металл, на воздухе покрывается оксидной пленкой. Полиморфных модификаций не имеет, диамагнетик. Внешняя электронная конфигурация атома Zn 3d 10 4s 2 . Степень окисления в соединениях +2. Нормальный окислительно-восстановительный потенциал, равный 0,76 в, характеризует Цинк как активный металл и энергичный восстановитель.

Для выделения цинка, полученный после обогащения концентрат ZnS подвергается обжигу, а образовавшийся оксид восстанавливается углем:

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

ZnO + C = Zn + CO

Другой способ заключается в том, что руду, содержащую ZnS, обжигают, а затем обрабатывают разбавленной серной кислотой:

ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O

Полученный раствор сернокислого цинка подвергают электролизу.

По химической активности подгруппа цинка уступает щелочноземельным металлам. В подгруппе с ростом атомной массы химическая активность металлов падает, о чем свидетельствуют значения стандартных электродных потенциалов (см. выше). Цинк – химически активный металл, легко растворяется в кислотах и при нагревании – в щелочах:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 Zn + H 2 SO 4(р-р) = ZnSO 4 + H 2

Эти реакции идут медленно, т.к. образующийся атомарный водород покрывает поверхность цинка.

Zn + 2H 2 SO 4(конц.) = ZnSO 4 + SO 2 + H 2 O

4Zn + 10HNO 3 = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

Металлический цинк вытесняет менее активные металлы и восстанавливает H2CrO4, HMnO4, соли железа (III) и олова (IV):

5Zn + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4(р - р) = 2MnSO 4 + 5ZnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu

Применение цинка разнообразно. Из цинка готовят сплав с алюминием, медью, магнием, которые имеют промышленное значение. Значительная часть цинка идет на нанесение покрытий на железные и стальные изделия, которые защищают основной металл от коррозии.

Оксид и гидроксид цинка.

Оксид цинка – рыхлый белый порошок, желтеющий при нагревании, но при охлаждении снова становящийся белым, полупроводник. Оксид цинка амфотерен - реагирует с кислотами с образованием солей, при взаимодействии с растворами щелочей образует комплексные три- тетра- и гексагидроксицинкаты (Na 2 , Ba 2 ):

ZnO + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

ZnO + 2NaOH + 2H 2 O Na 2 + H 2

Оксид цинка растворяется в водном растворе аммиака, образуя комплексный аммиакат:

ZnO + 4NH 3 + Н 2 O - (OH) 2

При сплавлении с щелочами и оксидами металлов оксид цинка образует цинкаты:

ZnO + 2NaOH Na 2 ZnO 2 + H 2 O

ZnO + CoO CoZnO 2

При сплавлении с оксидами бора и кремния оксид цинка образует стекловидные бораты и силикаты:

ZnO + B 2 O 3 Zn(BO 2) 2

ZnO + SiO 2 ZnSiO 3

При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:

ZnO + C = Zn + CO

ZnO + CO = Zn + CO 2

ZnO + H 2 = Zn + H 2 O

С водой не реагирует. При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:

2ZnO + SiO 2 = Zn 2 SiO 4

ZnO + B 2 O 3 = Zn(BO 2) 2

Получается при горении металлического цинка:

2Zn + O 2 = 2ZnO

при термическом разложении солей:

ZnCO 3 = ZnO + CO 2

Оксид цинка применяют для изготовления белой масляной краски (цинковые белила), в медицине и косметике (для изготовления различных мазей); значительная часть оксида цинка используется в качестве наполнителя резины.

Гидроксид цинка – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество. При температуре выше 125°С разлагается:

Zn(OH) 2 = ZnO + H 2 O

Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах:

Zn(OH) 2 + H 2 SO 4(конц) = ZnSO 4 + 2H 2 O

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2

также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:

Zn(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2

Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:

ZnCl 2 + 2NaOH = Zn(OH) 2 + 2NaCl