Je možné roztavit zinek? ️ Tavení zinku: příležitosti a nebezpečí ☢️ – telegraf

Fyzikální vlastnosti zinku. Zinek je kov střední tvrdosti. Za studena je křehký, ale při 100-150 °C je velmi plastický a snadno se sroluje do plátů a fólií o tloušťce asi setin milimetru. Při 250 °C opět zkřehne. Nemá žádné polymorfní modifikace. Krystalizuje v hexagonální mřížce s parametry a = 2,6594E, c = 4,9370E. Atomový poloměr 1,37E; iontový Zn2+ -0,83E. Hustota pevného zinku je 7,133 g/cm3 (20 °C), kapalného 6,66 g/cm3 (419,5 °C); teplota tání 419,5 °C; bod varu 906 °C. Součinitel lineární tepelné roztažnosti je 39,7 10-3 (20-250 °C), součinitel tepelné vodivosti je 110,950 W/(m K) 0,265 cal/cm sec °C (20 °C), měrný elektrický odpor je 5,9 10-6 ohm cm (20 °C), měrná tepelná kapacita je K25,433 k6,07 kJ/200 g °C)]. Pevnost v tahu 250-2 MN/m2000 (2500-2 kgf/cm40), relativní tažnost 50-400 %, tvrdost podle Brinella 500-2 MN/m4000 (5000-2 kgf/cm0,175). Zinek je diamagnetický, jeho specifická magnetická susceptibilita je 10 6-XNUMX.

Chemické vlastnosti zinku. Vnější elektronová konfigurace atomu Zn je 3d104s2. Oxidační stav ve sloučeninách je +2. Standardní elektrodový potenciál -0,76 V charakterizuje zinek jako aktivní kov a energetické redukční činidlo. Na vzduchu při teplotách do 100 °C zinek rychle bledne a pokrývá se povrchovým filmem zásaditých uhličitanů. Ve vlhkém vzduchu, zejména v přítomnosti CO2, dochází k destrukci kovů i za normálních teplot. Při silném zahřátí na vzduchu nebo kyslíku zinek intenzivně hoří namodralým plamenem a tvoří bílý kouř oxidu zinečnatého ZnO. Suchý fluor, chlor a brom za studena se zinkem nereagují, ale v přítomnosti vodní páry se kov může vznítit a vytvořit např. ZnCl2. Zahřátá směs zinkového prášku a síry produkuje sulfid zinečnatý ZnS. Sulfid zinečnatý se vysráží, když sirovodík působí na slabě kyselé nebo amoniakální vodné roztoky solí Zn. Hydrid ZnH2 se získává interakcí LiAlH4 se Zn(CH3)2 a dalšími sloučeninami zinku; látka podobná kovu, která se zahříváním rozkládá na své prvky. Nitrid Zn3N2 je černý prášek vzniklý při zahřátí na 600 °C v proudu čpavku; Na vzduchu je stabilní do 750 °C, ale voda ho rozkládá. Karbid zinku ZnC2 se získává zahříváním zinku v proudu acetylenu. Silné minerální kyseliny intenzivně rozpouštějí zinek, zvláště při zahřívání, za vzniku odpovídajících solí. Při interakci se zředěnou HCl a H2SO4 se uvolňuje H2 a s HNO3 navíc NO, NO2, NH3. Zinek reaguje s koncentrovanou HCl, H2SO4 a HNO3, přičemž se uvolňuje H2, SO2, NO a NO2. Roztoky a taveniny alkálií oxidují zinek za uvolňování H2 a vzniku ve vodě rozpustných zincitů. Intenzita účinku kyselin a zásad na zinek závisí na přítomnosti nečistot v něm. Čistý zinek je vůči těmto činidlům méně reaktivní kvůli svému vysokému vodíkovému nadměrnému potenciálu. Ve vodě zinečnaté soli při zahřívání hydrolyzují a uvolňují bílou sraženinu hydroxidu.

a) interakce zinku se zředěnými kyselinami

Zn(OH)2. H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2^

Zinek jako aktivní kov může s koncentrovanou kyselinou sírovou vytvářet oxid siřičitý, elementární síru a dokonce i sirovodík.

2H2SO4 + Zn = S2^+ZnS4 + 2H2

Když zinek reaguje s velmi zředěnou kyselinou dusičnou, uvolňuje se amoniak, který reaguje s přebytkem kyseliny za vzniku dusičnanu amonného.

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

Zn + HNO3 = Zn(N3)2 +NO +H2O

b) Interakce rozpustných solí zinku s alkáliemi:

Zn(NO3)2+2KOH = ZnOH2v +2KN3

Kovový zinek se používá k získávání drahých kovů vytěžených podzemním loužením (zlato, stříbro). Kromě toho se zinek používá k získávání stříbra, zlata atd. ze surového olova ve formě tzv. „stříbrné pěny“ zinkových intermetalických látek se stříbrem a zlatem a zpracovává se konvenčními rafinačními metodami.

Slouží k ochraně oceli před korozí (galvanizace, kterou dobře zná každý, kdo viděl pozinkovaný kbelík). Používá se také jako materiál pro zápornou elektrodu v chemických zdrojích energie, tedy v bateriích a akumulátorech.

Úloha zinku v bateriích zinek-vzduch je velmi důležitá; v posledních letech byly baterie pro počítače (notebooky) intenzivně vyvíjeny na bázi systému zinek-vzduch a v této oblasti bylo dosaženo významných úspěchů (větší energie a zdroje než lithiové baterie a jsou 3krát levnější). Tento systém je také velmi perspektivní pro startování motorů (olověná baterie – 55 W h / kg, zinek-vzduch – 220-300 W h / kg) a pro elektromobily (dojezd do 900 km). Je obsažen v mnoha tvrdých pájkách ke snížení jejich bodu tání.

Složité chemické a mineralogické složení rud obsahujících zinek bylo jedním z důvodů, proč byla výroba zinku pomalá a obtížně se rozvíjela. Při rychlém ochlazení se zinkové páry okamžitě, obcházejíce kapalné skupenství, mění v pevný prach. To poněkud komplikuje výrobu, i když elementární zinek je považován za netoxický. Často je nutné konzervovat zinek ve formě prachu, spíše než jej roztavit do ingotů.

V pyrotechnice se zinkový prach používá k vytvoření modrého plamene. Zinkový prach se používá při výrobě vzácných a drahých kovů. Zejména takový zinek vytlačuje zlato a stříbro z kyanidových roztoků. Paradoxně při získávání zinku (a kadmia) hydrometalurgickou metodou se k čištění roztoku síranu měďnatého a kadmia používá zinkový prach.

Hlavní složkou barvy použité ve všech těchto případech je stejný zinkový prach. Ve směsi s oxidem zinečnatým a lněným olejem se mění na barvu, která poskytuje vynikající ochranu proti korozi. Tato barva je také levná, pružná, dobře přilne ke kovovému povrchu a neodlupuje se vlivem teplotních změn. Barva myši je spíše výhodou než nevýhodou. Výrobky, které jsou natřeny takovou barvou, musí být odolné vůči skvrnám a zároveň úhledné. Vlastnosti zinku jsou značně ovlivněny jeho stupněm čistoty. Při čistotě 99,9 a 99,99 % se zinek dobře rozpouští v kyselinách. Ale stojí za to „přidat“ dalších devět (99,999 %) a zinek se stává nerozpustným v kyselinách i při silném zahřátí. Zinek takové čistoty je také vysoce plastický a může být tažen do tenkých vláken. A běžný zinek lze válcovat do tenkých plechů pouze zahřátím na 100-150 C. Zahřátý na 250 C a výše až do bodu tání zinek opět křehne – dochází k další restrukturalizaci jeho krystalické struktury.

Plechový zinek je široce používán při výrobě galvanických článků. První „voltaická hromada“ sestávala z kruhů ze zinku a mědi. A v moderních zdrojích chemického proudu je záporná elektroda nejčastěji vyrobena ze zinku.

Tento prvek hraje významnou roli v tisku. Zinek se používá k výrobě klišé, která umožňují reprodukovat kresby a fotografie v tisku. Speciálně připravený a zpracovaný tiskařský zinek přijímá fotografické obrazy. Tento obrázek je chráněn barvou na správných místech a budoucí klišé je vyleptáno kyselinou. Obraz nabere reliéf, zkušení rytci ho vyčistí, udělají otisky a tato klišé pak jdou do tiskařských strojů. Na tisk zinku jsou kladeny zvláštní požadavky: především musí mít jemně krystalickou strukturu, zejména na povrchu ingotu. Proto se zinek určený pro tisk vždy odlévá do uzavřených forem. Pro „vyrovnání“ struktury se používá žíhání při 375 C, po kterém následuje pomalé chlazení a válcování za tepla. Přítomnost nečistot v takovém kovu, zejména olova, je také přísně omezena. Pokud je toho příliš mnoho, nebude možné klišé vyleptat podle potřeby. Pokud je obsah olova menší než 0,4 %, je obtížné získat požadovanou jemně krystalickou strukturu. Právě po této hraně „kráčí“ metalurgové, kteří se snaží uspokojit požadavky polygrafického průmyslu.

Sloučeniny a slitiny zinku jsou také široce používány v průmyslu.

Oxid zinečnatý se používá jako bílý pigment v barvách, je vulkanizačním aktivátorem a plnivem v gumárenském průmyslu, používá se v kosmetickém průmyslu a v lékařství jako antiseptický a protizánětlivý prostředek.

Chlorid zinečnatý se používá v lékařství jako antiseptikum a ve formě roztoků v kyselině chlorovodíkové při pájení.

Sulfid zinečnatý se používá jako fosfor v katodových trubicích.

Zinek, což je kov s relativně nízkou teplotou tání, je velký zájem o různé průmyslové procesy. Alejeho chování při zahřátí vyžaduje speciální pozornost a porozumění. Pojďme do detailu pojďme to vyřešit, jak tát zinek, jaké procesy probíhají během jeho vytápění a proč může být svařování zinku nebezpečné.

Otevřete požadovanou sekci výběrem příslušného odkazu: