Zinek

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Zinek je měkký lehce tavitelný kov, používaný člověkem již od starověku. Slouží jako součást různých slitin, používá se při výrobě barviv a jeho přítomnost v potravě je nezbytná pro správný vývoj organizmu.

Obsah 1 Základní fyzikálně - chemické vlastnosti 2 Výskyt a výroba 3 Využití 4 Sloučeniny 5 Biologický význam zinku

[editovat] Základní fyzikálně - chemické vlastnosti

Chemická značka Zn (lat. Zincum)

Relativní atomová hmotnost: 65,409 amu

Atomové číslo: 30

Hustota: 7,140 g/cm³

Tvrdost: 2,5 (Mohsova stupnice tvrdosti)

Teplota tání: 419,35° C, tj. 692,68 K

Teplota varu: 907 °C, tj. 1 180 K

Elektrochemický potenciál (k vodíkové elektrodě): -0,39 V

Typický kovový prvek, známý již od starověku. Patří mezi přechodné prvky, které mají valenční elektrony v d-sféře.Ve sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Zn⁺².

V silných minerálních kyselinách se zinek velmi ochotně rozpouští za vývoje plynného vodíku. Na vzduchu je zinek stálý, protože se rychle pokryje tenkou vrstvičkou oxidu, která jej účinně chrání proti korozi vzdušným kyslíkem i vlhkostí (vodou).

[editovat] Výskyt a výroba

V zemské kůře je zinek poměrně bohatě zastoupen. Průměrný obsah činí kolem 100 mg/kg. I v mořské vodě je jeho koncentrace značně vysoká - 0,01 miligramu v jednom litru. Předpokládá se, že ve vesmíru připadá na jeden atom zinku přibližně 100 milionů atomů vodíku.

Hlavním minerálem a rudou pro průmyslovou výrobu zinku je sfalerit, chemicky sulfid zinečnatý ZnS. Dalším minerálem zinku je smithsonit (dř. kalamín), uhličitan zinečnatý ZnCO₃. Vzácně se v přírodě můžeme setkat i elementárním, kovovým zinkem.

Průmyslově se zinek získává žárovou redukcí svých oxidů uhlím (koksem) nebo elektrolyticky. Sulfidické rudy je před touto operací nutno převést na oxidy pražením za zvýšené teploty a přístupu vzdušného kyslíku.

2 ZnS + 3 O₂ -> 2 ZnO + 2 SO₂

Vznikající oxid siřičitý se přitom obvykle zachycuje a používá následně pro výrobu kyseliny sírové.

Vzhledem k poměrně nízkému bodu varu zinku je pro přípravu velmi čistého kovu nejběžnější metodou jeho destilace.

[editovat] Využití

Zinek je po železe, mědi a hliníku čtvrtým nejvíce průmyslově vyráběným kovem.

Elementární zinek nachází významné uplatnění jako antikorozní ochranný materiál především pro železo a jeho slitiny. Pozinkovaný železný plech se vyrábí řadou postupů, nejčastější je galvanické pokovování nebo žárové nanášení tenkého povlaku zinku.

Zinek má velmi dobré vlastnosti pro výrobu odlitků – díky výborné zatékavosti vyplňuje roztavený zinek dokonale odlévací formu. Vyrábí se tak kovové součástky, které jsou dobře odolné vůči atmosférickým vlivům (nekorodují), ale nemusejí snášet výrazné mechanické namáhání, protože zinek je mechanicky velmi málo odolný. Příkladem mohou být některé části motorových karburátorů, kovové ozdoby, okenní kliky apod.

Poměrně významné místo patřilo zinku ve výrobě galvanických elektrických článků (baterií). V současné době je však nahrazován jinými kovy.

Ze slitin zinku je bezesporu nejvýznamnější slitina s mědí – mosaz. Prakticky se využívá řady různých mosazí s odlišným poměrem obou kovů, které se liší jak barvou tak mechanickými vlastnostmi – tvrdostí, kujností, tažností i odolností proti vlivům okolního prostředí. Obecně se mosaz oproti čistému zinku vyznačuje výrazně lepší mechanickou odolností i vzhledem.

Zinek se v menší míře používá i při výrobě klenotnických slitin se zlatem, stříbrem, mědí a niklem.

V nedávno minulé době byly slitiny zinku s cínem , olovem a antimonem materiálem pro výrobu tiskařských matric.

Další využití zinku je při výrobě závaží pro vyvažování automobilových kol jako náhrada za toxické olovo.

[editovat] Sloučeniny

Z hlediska praktického využití je nejdůležitější sloučeninou zinku jeho oxid ZnO. Je to stálá látka bílé barvy, užívaná jako netoxický bílý pigment při výrobě barviv. Slouží také jako plnicí prostředek při výrobě vulkanizovaného kaučuku a nachází uplatnění i v keramickém a sklářském průmyslu při výrobě speciálních chemicky odolných skel a glazur nebo emailů.

Síran zinečnatý (bílá skalice) ZnSO₄ slouží jako součást barviv pro potisk tkanin i přípravků pro impregnaci dřeva. Zředěné vodné roztoky této soli mají dezinfekční účinky.

Chlorid zinečnatý, ZnCl₂ je značně hygroskopický a stejně jako síran slouží jako impregnační prostředek pro ochranu dřeva před plísněmi a hnilobou. Používá se také při výrobě deodorantů.

Sirník (sulfid) zinečnatý ZnS je výrazně luminiscenční a slouží jako základní látka pro světélkující nátěry hodinových ručiček a v podobných aplikacích.

[editovat] Biologický význam zinku

Zinek patří mezi prvky, které mají velmi významný vliv na správný vývoj všech živých organizmů rostlinných i živočišných. Přitom zinek není obsažen v živých tkáních ve vysokém množství – uvádí se, že tělo dospělého člověka obsahuje pouze přibližně 2 g zinku. Doporučená denní dávka zinku v lidské potravě se pohybuje mezi 15 – 25 mg prvku.

Přítomnost zinku v organizmu je nezbytnou podmínkou pro správné fungování řady enzymatických systémů – nejvýznamnější je patrně inzulínový. Přítomnost zinku v potravě je důležitá nejen v době růstu organizmu, kde jeho nedostatek vede opožďování tělesného i duševního dospívání, ale i v dospělosti. Nedostatečné množství zinku v potravě způsobuje totiž nechtěný úbytek na váze, pomalé hojení ran, zhoršování paměti a smyslové poruchy – především zrakové, čichové. Zinek je přítomen v poměrně značném množství ve spermatu a jeho dostatek v potravě je podmínkou pro správný pohlavní vývoj i dokonalou funkci pohlavních orgánů mužů.

V potravě jsou hlavními zdroji zinku játra, tmavé maso, mléko, vaječné žloutky a mořští živočichové – především ústřice. Z rostlinných produktů jde především o celozrnné cereálie, fazole, ořechy a dýňová semena. Protože množství přijímaného zinku, obsaženého v živočišné potravě značně převyšuje objem zinku, který může být získán z rostlinné potravy, je důležité, aby přísní vegetariáni dbali o dostatečný příjem zinku především v případě těhotných žen, kde je doporučovaná dávka zinku na vysoké úrovni kolem 25 mg Zn/den.