Cinkas

Lina

Vilniaus Salomėjos Nėries vidurinė mokykla

I GB klasė

Mokytojai R. Šileikienei

Cinkas yra žinomas nuo seno. Manoma, kad anksčiau jis buvo gautas Rytų šalyse. Europoje cinką iš rūdų gauti išmokta žymiai vėliau. Cinkas gamtoje randamas mineralais. Svarbiausi iš jų – sfaleritas, ZnS, ir galmėjus, ZnCO3. Dažniausiai jis rūdose randamas su kitais mineralais: variu, švinu, manganu, kadmiu. Nedaug cinko junginių aptinkama augaluose bei gyvuliuose. Cinkas sudaro 8.310-3% Žemės plutos masės. 1746 metais vokiečių mokslininkas A.Margrafas sukūrė cinko gavimo technologiją. Iki tol ccinko išgauti nesisekė todėl, kad nebuvo numatyta, kokiomis sąlygomis tyri vykti cinko redukcijos iš jo oksido reakcija, panaudojant anglį:

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

ZnO + C = Zn + CO

Ši reakcija vyksta 1000C temperatūroje, o 906C temperatūroje cinkas jau verda, garuoja. Karšti garai ore sudega ir vėl virsta cinko oksidu. Vadinasi, cinko garus reikia izoliuoti nuo oro.

Cinkas gaunamas ir kitaip: jo oksidas tirpinamas H2SO4, ir gautasis ZnSO4 tirpalas elektrolizuojamas.

Cinkas išoriniame elektronų sluoksnyje turi po 2, o priešpaskutiniame – ppo 18 elektronų. Dėl to metalinės jo savybės žymiai silpnesnės kaip pagrindinio pogrupio. Jis yra ne toks aktyvus, sunkiai oksiduojasi, kambario temperatūroje neskaldo vandens. Jo hidroksidai netirpsta vandenyje, jo hidroksidas yra amfoterinis.

Savybės: cinkas yra melsvai baltas, minkštas, oro veikimui atsparus mmetalas. Kambario temperatūroje yra trapus, 100-110C temperatūroje – kalus, aukštesnėje kaip 200C temperatūroje – labai trapus. Vanduo cinko beveik neveikia. Jis lengvai tirpsta rūgštyse ir, kaip amfoterinis metalas, šarmuose. Tirpdamas koncentruotame H2SO4, cinkas išskiria SO2, azoto rūgštyje – NH3, kuris su rūgšties pertekliumi sudaro amonio nitratą:

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

4Zn+10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Cinkas ir jo junginiai yra nuodingi. Dėl to cinkuotame kibire negalima laikyti rūgščių maisto produktų ir gėrimų, nes jie pasidarys nuodingi. Apsinuodijimo požymiai: erzina gleivinę, pykina. Nuodingasis cinko junginys yra fosfidas – Zn3P2, kuris plačiai vartojamas graužikams, žiurkėms ir pelėms, nuodyti.

Cinkas yra chemiškai aktyvus metalas. Jo paviršius ore visada apsitraukia plona, tankia plėvele: veikiant oro deguoniui, anglies (IV) oksidui, vandens garams, ssusidaro bazinis cinko karbonatas – nZnCO3Zn(OH)2. Jis apsaugo cinką nuo tolesnio cheminio irimo.

Dėl šios savybės daugiau kaip pusė gaunamo cinko suvartojama geležinei skardai cinkuoti, nes ji apsaugo geležį nuo korozijos. Cinkuota skarda tinka stogams dengti, kibirams, vonelėms ir kitiems daiktams gaminti. Cinkas įeina į daugelį lydinių, pvz.: žalvarį, bronzą, alpaką ir kt. Daug jo sunaudojama ir sausiems elementams, kurie naudojami telefono įrengimuose, kišeninėms elektros lemputėms ir t.t.

Cinkas yra būtinas žmogui ir augalijai. Jis reguliuoja daugelį organizmuose vykstančių reakcijų. Jei ttrūksta cinko, žmogui sutrinka skonio ir kvapo pojūčiai. Cinkas kaupiasi dantyse, kepenyse, kraujyje, centrinėje nervų sistemoje. Nemaža cinko turi kai kurie grybai (voveraitės, kazlėkai).

Kai dirvoje trūksta cinko, augalai skursta: menkai šakojasi, susmulkėja lapai, sulėtėja augimas. Ypač jautrūs cinko trūkumui vaismedžiai, daržovės, ankštiniai augalai, todėl juos būtina tręšti mikroelementų trąšomis, kuriose yra cinko.

Cinko oksidas, ZnO, – balti, vandenyje netirpstą milteliai. Sumaišius juos su koncentruotu ZnCl2 ar H3PO4 tirpalu, gaunama masė, kuri greit kietėja, nes susidaro bazinė druska, pvz.:

ZnO + ZnCl2 + H2O = 2ZnOHCl

Masė vartojama dantims plombuoti.

Cinko oksidas naudojamas kaip balti dažai (cinko baltasis), be to, pudrai, plasteriams (Zn muilui), antiseptiniams tepalams gaminti. Daugiausia ZnO kaip užpildomosios medžiagos suvartojama gumos pramonėje.

Cinko sulfidas, ZnS, yra baltos spalvos, vandenyje beveik netirpstanti medžiaga. Amorfinis ZnS vartojamas kaip baltas dažas, bet dažniau mišinys su BaSO4 (litoponas). Kristalinis ZnS, paveiktas Rentgeno arba radioaktyviųjų medžiagų spinduliais, pradeda švytėti. Todėl jis vartojamas Rentgeno ekranams gaminti, paruošti tamsoje švytinčiai masei, kuri taikoma laikrodžių rodyklėms ir valandų skaitmenims aptepti.

Cinkas yra nuodingas, bet kartu ir labai naudingas metalas.

Naudota literatūra:

1. J.Kontrimas, N.Smorigaitė “Neorganinė Chemija”, V., 1965

2. R.Jasiūnienė, V.Valentinavičienė “Chemija. Vadovėlis IX klasei.”, V., 1994

3. J.Tretjakovas ir kt. “Chemija. Informacinė medžiaga”, K., 1989