Zink ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 30 und dem Symbol Zn. Wenn die Oxidation entfernt wird, verwandelt sich Zink in ein glänzendes gräuliches Metall, das bei normaler Temperatur leicht spröde ist. Es ist das erste Element in Gruppe 12 (IIB) des Periodensystems. Zink und Magnesium teilen mehrere chemische Eigenschaften, einschließlich einer einzigen normalen Oxidationsstufe (+2) und ähnlich großer Zn2+- und Mg2+-Ionen. Zink, das 24. häufigste Element in der Erdkruste, hat fünf stabile Isotope. Sphalerit, ein Zinksulfidmineral, ist das typischste Zinkerz.
Australien, Asien und die Vereinigten Staaten haben die größten Arbeitsadern. Das Erz wird durch Schaumflotation, Rösten und elektrisch betriebene Endextraktion zu Zink veredelt.
Zink ist ein essentielles Spurenelement für die prä- und postnatale Entwicklung von Menschen, Tieren, Pflanzen und Mikroben. Es ist das einzige Metall, das in allen Arten von Enzymen vorkommt, und nach Eisen das zweithäufigste Spurenmetall beim Menschen. Als wichtiger Cofaktor für viele Enzyme ist Zink auch ein sehr wichtiges Vitamin für das Korallenwachstum.
Zwei Milliarden Menschen in der armen Welt leiden an Zinkmangel, der mit zahlreichen Krankheiten verbunden ist. Ein Mangel bei Kindern führt zu langsamem Wachstum, verzögerter Geschlechtsreife, erhöhter Anfälligkeit für Infektionen und Durchfall. Viele biochemische Enzyme, wie die menschliche Alkoholdehydrogenase, haben ein Zinkatom in ihrem reaktiven Zentrum. Ataxie, Müdigkeit und Kupfermangel können durch zu viel Zinkkonsum verursacht werden.
In der Ägäisregion, die heute den Irak, die Vereinigten Arabischen Emirate, Kalmückien, Turkmenistan und Georgien umfasst, stammt Messing, eine Legierung aus Kupfer und Zink in unterschiedlichen Mengen, aus dem XNUMX. Jahrhundert vor Christus. Es wurde im frühen dritten Jahrtausend v. Chr. verwendet. Die heutigen Standorte Westindiens, Usbekistans, Irans, Syriens, Iraks und Israels verwendeten im zweiten Jahrtausend v. Chr. Reis.
Obwohl es den alten Römern und Griechen bekannt war, wurde Zinkmetall in Indien erst im 12. Jahrhundert in großem Umfang hergestellt. Rajasthani-Minen haben schlüssige Beweise für die Zinkproduktion geliefert, die bis ins 6. Jahrhundert v. Chr. zurückreichen. Die früheste dokumentierte Verwendung von reinem Zink fand im XNUMX. Jahrhundert n. Chr. in Zawar, Rajasthan statt, als es durch Destillation hergestellt wurde. Alchemisten verbrannten Zink in Luft, um das zu erzeugen, was sie „Philosophenwolle“ oder „weißen Schnee“ nannten.
Den deutschen Namen Zinke erhielt das Element höchstwahrscheinlich von dem Alchemisten Paracelsus. (Gabel, Zahn). 1746 entdeckte der deutsche Chemiker Andreas Sigismund Marggraf reines metallisches Zink. Um 1800 enthüllten die Forschungen von Luigi Galvani und Alessandro Volta die elektrochemischen Eigenschaften von Zink. Die Hauptanwendung von Zink ist die Feuerverzinkung, bei der das Eisen mit korrosionsbeständigem Zink beschichtet wird. Andere Anwendungen umfassen kleine nicht strukturelle Gussteile, elektrische Batterien und Legierungen wie Messing. Es gibt viele verschiedene Arten von Zinkverbindungen, die häufig verwendet werden, einschließlich Zinkgluconat und -carbonat (als Nahrungsergänzungsmittel), Zinkchlorid (in Deodorants), Zinkpyrithion (in Anti-Schuppen-Shampoos), Zinksulfid (in Glanzfarben) und Dimethyl Zink oder Diethylzink im Biolabor.
Physikalische Eigenschaften von Zink
Zink ist ein bläulich-weißes, glänzendes, diamagnetisches Metall; Die meisten ihrer kommerziellen Qualitäten haben jedoch ein mattes Aussehen. Es hat eine hexagonale Kristallstruktur, eine leicht deformierte Version der hexagonalen dichtesten Packung, und ist etwas weniger dicht als Eisen. Jedes Atom hat sechs nächste Nachbarn in seiner Ebene (bei 265,9 Uhr) und sechs weitere in einem weiteren Abstand von 290,6 Uhr. Das Metall ist bei den meisten Temperaturen spröde und hart, wird aber zwischen 100 und 150 °C biegsam. Oberhalb von 210 °C wird das Metall wieder spröde und kann gehämmert werden. Ein guter elektrischer Leiter ist Zink. Zink hat für ein Metall einen relativ niedrigen Schmelzpunkt (419,5 °C) und Siedepunkt (907 °C).
Außer Quecksilber und Cadmium haben die D-Block-Metalle den niedrigsten Schmelzpunkt; Daher werden unter anderem Zink, Cadmium und Quecksilber im Allgemeinen nicht als Übergangsmetalle wie andere D-Block-Metalle betrachtet.
Messing ist eine zinkhaltige Legierung. Aluminium, Antimon, Wismut, Gold, Eisen, Blei, Quecksilber, Silber, Zinn, Magnesium, Kobalt, Nickel, Tellur und Natrium sind weitere Metalle, von denen seit langem bekannt ist, dass sie sich mit Zink verbinden, um binäre Legierungen herzustellen.
Obwohl weder Zirkonium noch Zink ferromagnetisch sind, ist ihre Legierung ZrZn2 , unter 35K tut dies.
Wie ist Zink entstanden?
Zink, das 24. häufigste Metall, macht etwa 75 ppm (0,0075 %) der Erdkruste aus. Zink liegt in der Atmosphäre typischerweise bei etwa 1 g/mXNUMX.3Es wird in Hintergrundkonzentrationen von nicht mehr als 300 mg/kg im Boden, 100 mg/kg in Pflanzen, 20 g/l in Süßwasser und nicht mehr als 5 g/l in Meerwasser gefunden. Das Element kommt typischerweise zusammen mit anderen unedlen Metallen wie Kupfer und Blei in Erzen vor. Als Chalkophyll kommt Zink eher in Mineralien vor, die Schwefel und andere schwere Chalkogene enthalten, als Sauerstoff, der ein leichtes Chalkogen ist, oder andere nicht elektronegative Elemente wie Halogene. Schwefel entwickelte sich, als sich die Kruste in der abnehmenden Atmosphäre der frühen Erde verfestigte.
Sphalerit, eine Art Zinksulfid, ist das am häufigsten abgebaute zinkhaltige Erz, da sein Konzentrat 60-62 % Zink enthält.
Smithsonit (Zinkkarbonat), Hemimorphit (Zinksilikat), Wurtzit (ein weiteres Zinksulfid) und manchmal Hydrozinzit sind weitere Zinkquellen. (basisches Zinkcarbonat). Alle diese Zusatzminerale, mit Ausnahme von Wurtzit, sind durch Verwitterung der ältesten Zinksulfide entstanden.
Die globalen Zinkvorkommen werden auf 1,9 bis 2,8 Milliarden Tonnen geschätzt. Der Iran verfügt über die größten Reserven, gefolgt von Australien, Kanada und den Vereinigten Staaten. Die letzte Schätzung der Zinkreservebasis, die die physikalischen Mindestanforderungen für aktuelle Abbau- und Produktionstechniken erfüllt, wurde 2009 vorgenommen und auf rund 480 Mt geschätzt.
Andererseits sind Zinkreserven geologisch definierte Erzvorkommen, und ihre Eignung zur Gewinnung hängt von wirtschaftlichen Faktoren (Lage, Gehalt, Qualität und Quantität) zum Zeitpunkt ihrer Identifizierung ab. Die Menge der Zinkreserven ist keine feste Zahl, da Exploration und Mineralentwicklung fortlaufende Prozesse sind und die Nachhaltigkeit der Zinkerzversorgung nicht einfach durch Schätzung der gesamten Minenlebensdauer bestehender Zinkminen bestimmt werden kann. Die Daten des United States Geological Survey (USGS) unterstützen diese Idee stark und zeigen, dass, obwohl die Produktion von raffiniertem Zink zwischen 1990 und 2010 um 80 % gestiegen ist, die Lebensdauer der Zinkreserven konstant blieb. Bis 2002 wurden 346 Millionen Tonnen abgebaut und heute sollen zwischen 109 und 305 Millionen Tonnen im Einsatz sein.
Quelle: Wikipedia
📩 01/04/2023 12:17