Какого цвета цинк


Цинк. Описание, свойства, происхождение и применение металла

Цинк — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка). Эссенциальный (незаменимый) микроэлемент тканей человека. По количественному соотношению в организме занимает второе, после железа, место. Ему принадлежит ключевая роль в регенерации поврежденных тканей, так как без цинка нарушается синтез нуклеиновых кислот и белка.
 

СТРУКТУРА


Кристаллы цинка имеют гексагональную упаковку атомов. Но в отличие от плотнейшей гексагональной упаковки сферических атомов решетки цинка вытянуты в одном направлении. Каждый атом окружен шестью другими атомами, лежащими в одной плоскости или слое. Расстояние между центрами соседних атомов в этом плоском слое а равно 0,26649 нм. Внешняя электронная конфигурация атома 3d104s2. Не полиморфен.

СВОЙСТВА


При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). Имеет низкую температуру плавления. Объем металла при плавлении увеличивается в соответствии со снижением плотности. С повышением температуры уменьшается кинетическая вязкость и электропроводность цинка и возрастает его удельное электрическое сопротивление. При 100—150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Является диамагнетиком.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА


Среднее содержание цинка в земной коре — 8,3·10-3%, в основных извержённых породах его несколько больше (1,3·10-2%), чем в кислых (6·10-3%). Цинк — энергичный водный мигрант, особенно характерна его миграция в термальных водах вместе со свинцом. Из этих вод осаждаются сульфиды цинка, имеющие важное промышленное значение. Цинк также энергично мигрирует в поверхностных и подземных водах, главным осадителем для него является сероводород, меньшую роль играет сорбция глинами и другие процессы.

Месторождения цинка известны в Иране, Австралии, Боливии, Казахстане. В России крупнейшим производителем свинцово-цинковых концентратов является ОАО «ГМК Дальполиметалл»

Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1—4% Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50—60% Zn) и одновременно свинцовые, медные, а иногда также пиритные концентраты.
Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Обожжённые концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ


Цинк в природе как самородный металл не встречается. Известно 66 минералов цинка, в частности цинкит, сфалерит, виллемит, каламин, смитсонит, франклинит. Наиболее распространенный минерал — сфалерит, или цинковая обманка. Основной компонент минерала — сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Из-за трудности определения этого минерала его называют обманкой (др.-греч. σφαλερός — обманчивый). Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы элемента № 30: смитсонит ZnCO3, цинкит ZnO, каламин 2ZnO · SiO2 · Н2O. На Алтае нередко можно встретить полосатую «бурундучную» руду — смесь цинковой обманки и бурого шпата. Кусок такой руды издали действительно похож на затаившегося полосатого зверька.

ПРИМЕНЕНИЕ


Чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, добываемых подземным выщелачиванием (золото, серебро). Кроме того, цинк используется для извлечения серебра, золота (и других металлов) из чернового свинца в виде интерметаллидов цинка с серебром и золотом (так называемой «серебристой пены»), обрабатываемых затем обычными методами аффинажа.

Применяется для защиты стали от коррозии (оцинковка поверхностей, не подверженных механическим воздействиям, или металлизация — для мостов, емкостей, металлоконструкций).

Цинк используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах.

Пластины цинка широко используются в полиграфии, в частности, для печати иллюстраций в многотиражных изданиях. Для этого с XIX века применяется цинкография — изготовление клише на цинковой пластине при помощи вытравливания кислотой рисунка в ней. Примеси, за исключением небольшого количества свинца, ухудшают процесс травления. Перед травлением цинковую пластину подвергают отжигу и прокатывают в нагретом состоянии.

Цинк вводится в состав многих твёрдых припоев для снижения их температуры плавления.

Окись цинка широко используется в медицине как антисептическое и противовоспалительное средство. Также окись цинка используется для производства краски — цинковых белил.

Цинк — важный компонент латуни. Сплавы цинка с алюминием и магнием (ЦАМ, ZAMAK) благодаря сравнительно высоким механическим и очень высоким литейным качествам очень широко используются в машиностроении для точного литья. В частности, в оружейном деле из сплава ZAMAK (-3, −5) иногда отливают затворы пистолетов, особенно рассчитанных на использование слабых или травматических патронов. Также из цинковых сплавов отливают всевозможную техническую фурнитуру, вроде автомобильных ручек, корпусы карбюраторов, масштабные модели и всевозможные миниатюры, а также любые другие изделия, требующие точного литья при приемлемой прочности.

Хлорид цинка — важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры.

Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка — широко применяемые полупроводники. Сульфид цинка — составная часть многих люминофоров. Фосфид цинка используется в качестве отравы для грызунов.

Селенид цинка используется для изготовления оптических стёкол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах.


Цинк (англ. Zinc) — Zn

Молекулярный вес 65.39 г/моль
Происхождение названия Слово «цинк» впервые встречается в трудах Парацельса, который назвал этот металл словом «zincum» или «zinken» в книге Liber Mineralium II
IMA статус действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ


Strunz (8-ое издание) 1/A.04-10
Nickel-Strunz (10-ое издание) 1.AB.05
Dana (7-ое издание) 1.1.8.1
Dana (8-ое издание) 1.1.5.1
Hey’s CIM Ref 1.8

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Цвет минерала белый металлический
Цвет черты белый и слегка сероватый
Прозрачность непрозрачный
Блеск металлический
Спайность весьма совершенная по 0001
Твердость (шкала Мооса) 2
Прочность хрупкий
Излом зазубренный
Плотность (измеренная) 6.9 — 7.2 г/см3
Радиоактивность (GRapi) 0
Магнетизм диамагнетик

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Плеохроизм не плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Точечная группа 6/mmm (6/m 2/m 2/m) — дигексагональная дипирамидальная
Пространственная группа P63/mmc
Сингония гексагональная
Параметры ячейки a = 2.665Å, c = 4.947Å

Интересные статьи:

mineralpro.ru   13.07.2016  

Цинк какого цвета металл - Морской флот

Цинк давно зарекомендовал себя как важный химический элемент. Еще до нашей эры люди знали о нем многое и широко применяли в различных сферах. Свойства этого материала позволяют использовать цинк во многих отраслях и в быту. Материал с успехом применяют в химической промышленности, в машиностроении и в строительстве. Поэтому сегодня мы рассмотрим полезные свойства и характеристика металла цинка и сплавов на его основе, цену за кг, особенности использования, а также изготовления материала.

Что такое цинк

Понятие и особенности

Для начала вашему вниманию предлагается общая характеристика цинка. Этот продукт является не только необходимым производственным металлом, но и важным биологическим элементом. В любом живом организме он присутствует до 4 % от всех элементов.Самые богатые месторождения цинка это Боливия, Иран, Казахстан и Австралия. В нашей стране одним из крупных производителей считается предприятие ОАО «ГМК Дальполиметалл».

Если рассматривать цинк со стороны периодической системе Менделеева, то он относится к переходным металлам и имеет следующие характеристики:

  • Номер по порядку: 30
  • Масса: 65,37.
  • Степень окисления — +2.
  • Цвет: синевато-белый.

Если рассматривать цинк со стороны простого вещества, то этот материал имеет следующие характеристики:

  • Вид материала – металл.
  • Цвет – серебристо-голубой.
  • Покрытие – защищен оксидной пленкой, под которой скрывается блеск и сияние.

Цинк содержится в коре земли. Доля металла в ней не очень большая: всего 0,0076%.

Как единичного материала цинка не существует. Он входит в состав многих руд и минералов.

  • Наиболее распространенными являются: цинковая обманка, клейофан, марматит. Кроме этого, цинк можно встретить в следующих природных материалах: вюртцит, франкленит, цинкит, смитсонит, каламин, виллемит.
  • Спутниками цинка обычно являются: германий, кадмий, таллий, галлий, индий, кадмий.
  • Наиболее популярными являются сплавы цинка и алюминия, меди, олова, никеля.

О роли цинка в нашей жизни расскажут специалист в этом видео:

Металлы-конкуренты

С цинком могут конкурировать только 4 металла: титан, алюминий, хром и медь. Описанные материалы имеют следующие характеристики:

  1. Алюминий: серебристо-белый цвет, хорошо проводит электричество и тепло, поддается обработке давлением, устойчив к коррозии, имеет низкую плотность, применяется в процессе производства стали (для повышения жаростойкости).
  2. Титан: серебристо-белый цвет, большая температура плавления, при соприкосновении с воздухом окисляется, низкая теплопроводность, легко поддается ковке и штамповке, при высокой температуре на поверхности образуется прочная защитная пленка.
  3. Хром: синевато-блестящий цвет, высокая твердость, хрупкость, стойкость к окислению в условиях атмосферы и воды, используется для декоративного покрытия.
  4. Медь: красный металл, имеет высокую пластичность, хорошую электропроводность, высокую теплопроводность, стойкость к коррозионным процессам, применяется в кровельных материалах.

Для строительных целей наиболее часто (кроме цинка) применяют и другие цветные металлы. К ним относятся: бронза, латунь, силумин, баббит, дюралюминий и несколько других.

Плюсы и минусы

Плюсы:

  • Хорошая жидкотекучесть, благодаря чему легко заполняются литейные формы.
  • Высокая пластичность во время проката.
  • Чистый цинк хорошо поддается ковке.
  • Благодаря своим свойствам и воздействию температуры способен принимать различные состояния.
  • Отлично защищает изделие от коррозии, благодаря чему охотно пользуется спросом в строительстве и машиностроении.
  • При нагреве вместе с фосфором или серой может взорваться.
  • На воздухе теряет блеск.
  • При комнатной температуре имеет маленькую пластичность.
  • Не находится в природе в чистом виде.

Масса, механические, химические и физические свойства цинка, его основные характеристики будут рассмотрены нами ниже.

Свойства и характеристики

Итак, какими свойствами обладает цинк?

Физические

  • Является металлом средней твердости.
  • Цинк не имеет полиморфных модификаций.
  • Холодный цинк становится хрупким металлом.
  • Приобретает пластичность при температуре 100-100 ºС.
  • При более высокой температуре в 250 ºС снова превращается в хрупкий металл.
  • Температура плавления твердого цинка равна 419,5 ºС.
  • Температура перехода в пар – 913ºС.
  • Температура кипения равна 906 ºС.
  • Плотность цинка в твердом состоянии равна 7,133 г/см 3 , в жидком — 6, 66 г/см 3.
  • Относительное удлинение 40-50%.
  • Легко растворим в кислотах.
  • Легко растворим в щелочах.

О том, как правильно плавить цинк, смотрите в видеоролике:

Химические

Химические свойства цинка:

  • 3d 10 4s 2 — конфигурация атома.
  • Цинк считается активным металлом.
  • Является энергетическим восстановителем.
  • Электродный потенциал: -0,76 В.
  • При температуре ниже 100 ºС теряет блеск и имеет покрытие пленкой.
  • Во влажном воздухе (особенно если в нем есть углекислый газ) металл разрушается.
  • Во время сильного нагрева цинк сильно сгорает с образованием голубоватого пламя.
  • Степень окисления: .
  • Кислоты и щелочи действуют на цинк различно в зависимости от присутствия в металле различных примесей.
  • При нагревании цинка в воде происходит процесс гидролизации с образованием белого осадка.
  • Минеральные кислоты большой силы способны легко растворить цинк.

Структура и состав

Формула цинка следующая: Zn. Конфигурация внешнего слоя атома — 4s 2 . Цинк имеет химическую связь металлическую, кристаллическую решетку – гексагональную, плотную.

Цинк в природе состоит их трех стабильных изотопов (перечислим их: 64 Zn (48,6%), 66 Zn (26,9%) и 67 Zn (4,1%)) и нескольких радиоактивных. Самый важный из радиоактивных имеет полураспад равный 244 суткам.

Производство

Как говорилось, цинк не содержится в природе в чистом виде. Его в основном получают из полимерных руд. В этих рудах цинк присутствует в форме сульфида. С ним всегда идут сопутствующие металлы, перечисленные выше.

С помощью процесса обогащения селективной флотацией получают концентрат цинка. Параллельно этому процессу из полиметаллических руд выходят другие концентраты веществ. Например, свинцовые и медные.

Полученные цинковые концентраты обжигают в печи. В результате действия высоких температур цинк переходит из сульфидного состояния в оксидное. В процессе производства выделяется сернистый газ, который идет на производство серной кислоты. Чистый цинк получают из оксида цинка двумя способами: пирометаллургическим и электролитическим.

  • Пирометаллургический способ имеет очень давнюю историю. Концентрат обжигают и подвергают процессу спекания. Затем цинк восстанавливают с применение угля или кокса. Цинк, полученный этим способом, доводят до чистого состояния с помощью отстаивания.
  • При электролитическом способе концентрат цинка обрабатывают с помощью серной кислоты. В результате получается раствор, который подвергают процессу электролиза. Здесь цинк осаждается и его подвергают плавлению в специальных печах.

Области применения

Цинк, как элемент, содержится в достаточном количестве в земной коре и в водных ресурсах.

  • При производстве масляных красок.
  • При изготовлении резиновых шин.
  • В медицине.
  • Способен восстанавливать благородные металлы.
  • Применяется в качестве защитного средства от коррозии.
  • Используется в полиграфической промышленности.
  • Применяется при изготовлении аккумуляторов.

Половина всего производства цинка идет на выполнение функции «защита от коррозии». Благодаря свои свойством из цинка с успехом отливают ответственные детали (например, для самолетов). Цинк широко применяется совместно с медью и свинцом.

Цинк так же использует в виде порошка для осуществления ряда химико-технологических процессов.

О том, как снять цинк, вам поведает данное видео:

Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

В четвертом периоде цинк является последним d-элементом, его валентные электроны 3d 10 4s 2 . В образовании химических связей участвуют только электроны внешнего энергетического уровня, поскольку конфигурация d 10 является очень устойчивой. В соединениях для цинка характерна степень окисления +2.

Цинк – химически активный металл, обладает выраженными восстановительными свойствами, по активности уступает щелочно-земельным металлам. Проявляет амфотерные свойства.

Взаимодействие цинка с неметаллами
При сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:
2Zn + O2 → 2ZnO.

При поджигании энергично реагирует с серой:
Zn + S → ZnS.

С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:
Zn + Cl2 → ZnCl2.

При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды:
Zn + 2P → ZnP2 или 3Zn + 2P → Zn3P2.

С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк не взаимодействует.

Взаимодействие цинка с водой
Реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:
Zn + H2O → ZnO + H2.

Взаимодействие цинка с кислотами
В электрохимическом ряду напряжений металлов цинк находится до водорода и вытесняет его из неокисляющих кислот:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.

Взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, образуя нитрат цинка и нитрат аммония:
4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.

Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами с образованием соли цинка и продуктов восстановления кислот:
Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O;
Zn + 4HNO3 → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Взаимодействие цинка со щелочами
Реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2

при сплавлении образует цинкаты:
Zn + 2KOH → K2ZnO2 + H2.

Взаимодействие с аммиаком
С газообразным аммиаком при 550–600°С образует нитрид цинка:
3Zn + 2NH3 → Zn3N2 + 3H2;
растворяется в водном растворе аммиака, образуя гидроксид тетраамминцинка:
Zn + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2.

Взаимодействие цинка с оксидами и солями
Цинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:
Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4;
Zn + CuO → Cu + ZnO.

Оксид цинка (II) ZnO – белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску. Плотность 5,7 г/см 3 , температура возгонки 1800°С. При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:
ZnO + C → Zn + CO;
ZnO + CO → Zn + CO2;
ZnO + H2 → Zn + H2O.

С водой не взаимодействует. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с растворами кислот и щелочей:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O;
ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4].

При сплавлении с оксидами металлов образует цинкаты:
ZnO + CoO → CoZnO2.

При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:
2ZnO + SiO2 → Zn2SiO4,
ZnO + B2O3 → Zn(BO2)2.

Гидроксид цинка (II) Zn(OH)2 – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество. Плотность 3,05 г/см 3 , при температуре выше 125°С разлагается:
Zn(OH)2 → ZnO + H2O.

Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах:
Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O;
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4];

также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:
Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2.

Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:
ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl.

Цинк или Zincum является 30 элементом периодической системы химических элементов Менделеева и обозначается символом Zn . В основном он используется при создании деформированных полуфабрикатов и в составе разного рода смесей. В чистом виде выглядит как хрупкий металл голубовато-серебристого цвета, быстро окисляется и покрывается защитной пленкой (оксидом), из-за которой заметно тускнеет.

Добывают его в Казахстане, Австралии, Иране и Боливии. Из-за сложностей в определении металла его часто называют «обманкой».

Историческая справка

Само название «цинк» впервые было упомянуто в книге « Liber Mineralium » Парацельса. По некоторым данным оно означало «зубец». Сплав цинка с медью или латунь известен давно. Его применяли в Древней Греции, Индии и Древнем Египте, позднее материал стал известен в Китае.

В чистом виде металл удалось получить лишь в первой половине XVIII века в 1738 году в Великобритании при помощи дистилляционного способа. Его открывателем стал Уильям Чемпион. Промышленное производство началось через 5 лет, а в 1746 году в Германии химик Андреас Сигизмунд Маргграф разработал и в деталях описал собственный способ получения цинка. Он предлагал использовать метод прокаливания смеси окиси металл с углем в огнеупорных ретортах из глины без доступа воздуха. Последующая конденсация паров должна была проходить в холодильнике. Из-за подробного описания и кропотливых разработок Маргграфа часто называют первооткрывателем вещества.

В начале XIX века был найден способ выделения металла путем прокатки при 100 C о -150 C о . В начале следующего века научились добывать цинк электролитическим способом. В России первый металл получили только в 1905 году.

Физические свойства

  • Атомный номер: 30.
  • Атомная масса: 65,37.
  • Атомн

Цинк. Химия цинка и его соединений

 

1. Положение цинка в периодической системе химических элементов
2. Электронное строение цинка
3. Физические свойства
4. Нахождение в природе
5. Способы получения
6. Качественные реакции
7. Химические свойства
7.1. Взаимодействие с простыми веществами
7.1.1. Взаимодействие с галогенами
7.1.2. Взаимодействие с серой 
7.1.3. Взаимодействие с фосфором
7.1.4. Взаимодействие с азотом
7.1.5. Взаимодействие с углеродом
7.1.6. Горение
7.2. Взаимодействие со сложными веществами
7.2.1. Взаимодействие с водой
7.2.2. Взаимодействие с минеральными кислотами
7.2.3. Взаимодействие с серной кислотой
7.2.4. Взаимодействие с азотной кислотой
7.2.5. Взаимодействие с щелочами
7.2.6. Взаимодействие с окислителями

Оксид цинка
 1. Способы получения
 2. Химические свойства
2.1. Взаимодействие с основными оксидами
2.2. Взаимодействие с основаниями
2.3. Взаимодействие с водой
2.4. Взаимодействие с кислотными оксидами
2.5. Взаимодействие с кислотами
2.6. Взаимодействие с восстановителями
2.7. Вытеснение более летучих оксидов из солей

Гидроксид цинка
 1. Способы получения
 2. Химические свойства
2.1. Взаимодействие с кислотами
2.2. Взаимодействие с кислотными оксидами
2.3. Взаимодействие с щелочами 
2.4. Разложение при нагревании

Соли алюминия 

Бинарные соединения алюминия

Цинк

Положение в периодической системе химических элементов

 

Цинк расположены в побочной подгруппе II группы  (или в 12 группе в современной форме ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

 

Электронное строение цинка и свойства 

 

Электронная конфигурация  цинка в основном состоянии:

+30Zn 1s22s22p63s23p63d104s2

 

 1s

2s    2p 

3s     3p    3d 

4s 

 

Характерная степень окисления цинка в соединениях +2.

 

Физические свойства 

Цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (быстро тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

 

 

Температура плавления цинка 420°С, температура кипения 906°С, плотность 7,13 г/см3.

 

 

Нахождение в природе

 

Среднее содержание цинка в земной коре 8,3·10-3 мас.%. Основной минерал цинка: сфалерит (цинковая обманка) ZnS..

 

 

Цинк играет важную роль в процессах, протекающих в живых организмах.

В природе цинк как самородный металл не встречается.

 

Способы получения 

 

Цинк получают из сульфидной руды. На первом этапе руду обогащают, повышая концентрацию сульфидов металлов.  Сульфид цинка обжигают в печи кипящего слоя:

2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2

Чистый цинк из оксида получают двумя способами.

При пирометаллургическом способе, который использовался издавна, оксид цинка восстанавливают углём или коксом при 1200—1300 °C:

ZnO + С → Zn + CO

Далее цинк очищают от примесей.

В настоящее время основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). При этом сульфид цинка обрабатывают серной кислотой:

 

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

 

При это получаемый раствор  сульфата цинка очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу.

При электролизе чистый цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его удаляют и  подвергают плавлению в индукционных печах. Таким образом можно получить цинк с высокой чистотой (до 99,95 %). 

 

Качественные реакции

 

Качественная реакция на ионы цинка — взаимодействие избытка солей цинка с щелочами. При этом образуется белый осадок гидроксида цинка.

 

 

Например, хлорид цинка взаимодействует с гидроксидом натрия:

 

ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl

 

 

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид цинка растворяется с образованием комплексной соли тетрагидроксоцинката:

 

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]

 

 

Обратите внимание,  если мы поместим соль цинка в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида цинка не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения цинка сразу переходят в комплекс:

 

ZnCl2 + 4NaOH = Na2[Zn(OH)4] + 2NaCl

 

 

Химические свойства

 

1. Цинк – сильный восстановитель. Цинк – довольно активный металл, но на воздухе он устойчив, так как покрывается тонким слоем оксида, предохраняющим его от дальнейшего окисления. При нагревании цинк реагирует со многими неметаллами.

 

1.1. Цинк реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

Zn  +  I2  → ZnI2

Реакция цинка с иодом при добавлении воды:

 

 

1.2. Цинк реагирует с серой с образованием сульфидов:

Zn +  S  → ZnS

 

 

1.3. Цинк реагируют с фосфором. При этом образуется бинарное соединение — фосфид:

3Zn + 2P → Zn3P2

1.4. С азотом цинк непосредственно не реагирует.

1.5. Цинк непосредственно не реагирует с водородом, углеродом, кремнием и бором.

1.6. Цинк взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

2Zn + O2 → 2ZnO

 

 

2. Цинк взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Цинк реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:

Zn0 + H2+O → Zn+2O + H20

 

2.2. Цинк взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой и др.). При этом образуются соль и водород.

Например, цинк реагирует с соляной кислотой:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

 

 

Демонстрация количества выделения водорода при реакции цинка с кислотой:

 

 

Цинк реагирует с разбавленной серной кислотой:

Zn  +  H2SO4  →   ZnSO4  +  H2

 

2.3. Цинк  реагирует с концентрированной серной кислотой. В зависимости от условий возможно образование различных продуктов. При нагревании гранулированного цинка с концентрированной серной кислотой образуются оксид серы (IV), сульфат цинка и вода:

 

Zn  +  2H2SO4(конц.)  → ZnSO4   +   SO2  +  2H2O

 

Порошковый цинк реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием сероводорода, сульфата цинка и воды:

4Zn  +  5H2SO4(конц.)  →  4ZnSO4    +   H2S  +   4H2O

 

 

2.4. Аналогично: при нагревании гранулированного цинка с концентрированной азотной кислотой образуются оксид азота (IV), нитрат цинка и вода:

 

Zn  + 4HNO3(конц.)→ Zn(NO4)2 + 2NO2 + 2H2O

 

При нагревании цинка с очень разбавленной азотной кислотой образуются нитрат аммония, нитрат цинка и вода:

 

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

 

2.5. Цинк – амфотерный металл, он взаимодействует с щелочами. При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

 

Zn  +  2KOH  +  2H2O  =  K2[Zn(OH)4]  +  H2

 

 

Цинк реагирует с расплавом щелочи с образованием цинката и водорода:

 

Zn  +  2NаОН(крист.)     Nа2ZnО2  +  Н2

 

В отличие от алюминия, цинк растворяется и в водном растворе аммиака:

 

Zn + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2

 

2.6. Цинк вытесняет менее активные металлы из оксидов и солей.

Например, цинк вытесняет медь из оксида меди (II):

 

Zn + CuO → Cu + ZnO

 

Еще пример: цинк восстанавливает медь из раствора сульфата меди (II):

 

CuSO4 + Zn = ZnSO+ Cu

 

И свинец из раствора нитрата свинца (II):

 

Pb(NO3)2    +   Zn  =   Zn(NO3)2     +   Pb

 

Восстановительные свойства цинка также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: нитратами и сульфитами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

 

4Zn   +   KNO3   +  7KOH  =  NН3  +  4K2ZnO2  +  2H2O

4Zn   +   7NaOH   +  6H2O  +  NaNO3   =  4Na2[Zn(OH)4]  +  NH3

3Zn    +   Na2SO3  +  8HCl   =   3ZnCl2  +  H2S  +  2NaCl  +  3H2O

Zn    +   NaNO3  +  2HCl    =  ZnCl2  +  NaNO2  +  H2O

 

 

Оксид цинка

 

Способы получения

 

Оксид цинка можно получить различными методами:

1. Окислением цинка кислородом: 

2Zn + O2 → 2ZnO

 

2. Разложением гидроксида цинка при нагревании:

Zn(OН)2  →   ZnO  + H2O

 3. Оксид цинка можно получить разложением нитрата цинка:

2Zn(NO3)2  →  2ZnO    +   4NO2   +  O2

 

Химические свойства

Оксид цинка — типичный амфотерный оксид. Взаимодействует с кислотными и основными оксидами, кислотами, щелочами.

1. При взаимодействии оксида цинка с основными оксидами образуются соли-цинкаты.

Например, оксид цинка взаимодействует с оксидом натрия:

ZnO  +  Na2O →  Na2ZnO2

 

2. Оксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются солицинкаты, а в растворе – комплексные соли. При этом оксид цинка проявляет кислотные свойства.

Например, оксид цинка взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием цинката натрия и воды:

ZnO  +  2NaOH  →    Na2ZnO2  + H2O

Оксид цинка растворяется в избытке раствора щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:

ZnO  +  2NaOH + H2O  =  Na2[Zn(OH)4

 

3. Оксид цинка не взаимодействует с водой.

ZnO  +  H2O ≠

 

4. Оксид цинка взаимодействует с кислотными оксидами. При этом образуются соли цинка. В этих реакциях оксид цинка проявляет основные свойства.

Например, оксид цинка взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка: 

ZnO + SO3 → ZnSO4

 

5. Оксид цинка взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием солей.

Например, оксид цинка реагирует с соляной кислотой:

ZnO  +  2HCl  =  ZnCl2  +  H2O

 

6. Оксид цинка проявляет слабые окислительные свойства.

Например, оксид цинка при нагревании реагирует с водородом и угарным газом:

ZnO + С(кокс)   →  Zn + СО 

ZnO + СО →  Zn + СО2

7. Оксид цинка — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Например, из карбоната бария:

ZnO + BaCO3 →  BaZnO+ СО2

 

Гидроксид цинка

 

Способы получения

1. Гидроксид цинка можно получить пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоцинката натрия:

Na2[Zn(OH)4] + 2СО2 = Zn(OH)2 + 2NaНCO3 

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить исходное вещество Na2[Zn(OH)4] на составные части: NaOH и Zn(OH)2. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Zn(OH)2 не реагирует с СО2, то мы записываем справа Zn(OH)2  без изменения.

 

2. Гидроксид цинка можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли цинка.

Например, хлорид цинка реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида цинка и хлорида калия:

ZnCl2 + 2KOH(недост.) = Zn(OH)2↓+ 2KCl

 

Химические свойства

1. Гидроксид цинка реагирует с растворимыми кислотами.

Например, гидроксид цинка взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата цинка:

Zn(OН)2 + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + 2H2O

Zn(OН)2  +  2HCl  =  ZnCl2  +  2H2O

Zn(OН)2 +  H2SO4  → ZnSO4  +  2H2O

Zn(OН)2 +  2HBr →  ZnBr2  +  2H2O

 

2. Гидроксид цинка взаимодействует с кислотными оксидами.

Например, гидроксид цинка взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка:

Zn(OH)2 + SO3 → ZnSO4 + H2O

 

3. Гидроксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются солицинкаты, а в растворе – комплексные соли. При этом гидроксид цинка проявляет кислотные свойства.

Например, гидроксид цинка взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием цинката калия и воды:

2KOH  +  Zn(OН)2  → 2KZnO+ 2H2O

 

Гидроксид цинка растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:

Zn(OН)2  +  2NaOH  =  Na2[Zn(OH)4]

 

4. Гидроксид цинка разлагается при нагревании:

Zn(OH)2 → ZnO + H2O

 

Соли цинка

 

Нитрат и сульфат цинка

Нитрат цинка при нагревании разлагается на оксид цинка, оксид азота (IV)  и кислород:

2Zn(NO3)2  →  2ZnO    +   4NO2   +  O2

 

Сульфат цинка при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид цинка, сернистый газ и кислород:

2ZnSO4→ 2ZnO  + 2SO2 + O2

 

Комплексные соли цинка

Для описания свойств комплексных солей цинка — гидроксоцинкатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоцинкат на две отдельные частицы — гидроксид цинка и гидроксид щелочного металла.

Например, тетрагидроксоцинкат натрия  разбиваем на гидроксид цинка и гидроксид натрия:

Na2[Zn(OH)4] разбиваем на NaOH и Zn(OH)2

 

Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.

Таким образом, гидроксокомплексы цинка реагируют с кислотными оксидами.

Например, гидроксокомплекс разрушается под действием избытка  углекислого газа. При этом с СО2 реагирует NaOH с образованием кислой соли (при избытке СО2), а амфотерный гидроксид цинка не реагирует с углекислым газом, следовательно, просто выпадает в осадок:

Na2[Zn(OH)4]    +   2CO2    =   Zn(OH)2    +   2NaHCO3

 

Аналогично тетрагидроксоцинкат калия реагирует с углекислым газом:

K2[Zn(OH)4]    +   2CO2    =   Zn(OH)2    +   2KHCO3

 

А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид цинка реагирует с сильными кислотами.

Например, с соляной кислотой:

 

  Na2[Zn(OH)4]   +  4HCl(избыток)  → 2NaCl  +  ZnCl2  +  4H2O

 

Правда, под действием небольшого количества (недостатка) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида цинка кислоты не будет хватать:

 

Na2[Zn(OH)4]  +  2НCl(недостаток)   → Zn(OH)2↓  +  2NaCl  +  2H2O

 

Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид цинка:

 

Na2[Zn(OH)4] +  2HNO3(недостаток)  → Zn(OH)2↓  +  2NaNO3  +  2H2O

 

Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-цинкат:

Na2[Zn(OH)4]  →  Na2ZnO2   +  2H2O↑

K2[Zn(OH)4]  →  K2ZnO2   +  2H2O↑

 

Гидролиз солей цинка

 

Растворимые соли цинка и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: Zn2+ + H2O = ZnOH+ + H+

II ступень: ZnOH+ + H2O = Zn(OH)2 + H+

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

 

Цинкаты

 

Соли, в которых цинк образует кислотный остаток (цинкаты) — образуются из оксида цинка при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

 

ZnO + Na2O → Na2ZnO2

 

Для понимания свойств цинкатов их также можно мысленно разбить на два отдельных вещества.

Например, цинкат натрия мы разделим мысленно на два вещества: оксид цинка и оксид натрия.

Na2ZnO2 разбиваем на Na2O и ZnO

 

Тогда нам станет очевидно, что цинкаты реагируют с кислотами с образованием солей цинка:

 

K2ZnO2  +  4HCl (избыток) → 2KCl  +  ZnCl2  +  2H2O

СaZnO2   +   4HCl (избыток)  =   CaCl2   +   ZnCl2   +   2H2O

Na2ZnO2 +  4HNO3  → Zn(NO3)2  +  2NaNO3  +  2H2O

Na2ZnO2 +  2H2SO4  → ZnSO4   +  Na2SO4  +  2H2O

 

Под действием избытка воды цинкаты переходят в комплексные соли:

K2ZnO2 + 2H2O   =  K2[Zn(OH)4]

Na2ZnO2 +  2H2O  =  Na2[Zn(OH)4]

 

Сульфид цинка

Сульфид цинка — так называемый «белый сульфид». В воде  сульфид цинка нерастворим, зато минеральные кислоты вытесняют из сульфида цинка сероводород (например, соляная кислота):

 

ZnS  + 2HCl  →  ZnCl2  +  H2S

 

Под действием  азотной кислоты сульфид цинка окисляется до сульфата:

 

ZnS    +  8HNO3(конц.)  →  ZnSO4  +  8NO2   +  4H2O

(в продуктах также можно записать нитрат цинка и серную кислоту).

Концентрированная серная кислота также окисляет сульфид цинка:

 

ZnS   +  4H2SO4(конц.)   =  ZnSO4  +  4SO2  +   4H2O

 

При окислении сульфида цинка сильными окислителями в щелочной среде образуется комплексная соль:

 

ZnS  +  4NaOH  +  Br2   =   Na2[Zn(OH)4]  +  S  +  2NaBr

 

Упражнения типа «мысленный эксперимент» по химии цинка (тренажер задания 32 ЕГЭ по химии)

 

  1. Оксид цинка растворили в растворе хлороводородной кислоты и раствор нейтрализовали, добавляя едкий натр. Выделившееся студенистое вещество белого цвета отделили и обработали избытком раствора щелочи, при этом осадок полностью растворился. нейтрализация полученного раствора кислотой, например, азотной, приводит к повторному образованию студенистого осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте и в полученный раствор добавили избыток щелочи, получив прозрачный раствор. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Соль, полученную при взаимодействии оксида цинка с серной кислотой, прокалили при температуре 800°С.  Твердый  продукт реакции обработали концентрированным раствором щелочи, и через полученный раствор пропустили углекислый газ. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Нитрат цинка прокалили, продукт реакции при нагревании обработали раствором едкого натра. Через образовавшийся раствор пропустили углекислый газ до прекращения выделения осадка, после чего обработали избытком концентрированного нашатырного спирта, при этом осадок растворился. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте, полученный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Продукты реакции смешали с коксом и нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Несколько гранул цинка растворили при нагревании в растворе едкого натра. В полученный раствор небольшими порциями добавляли азотную кислоту до образования осадка. Осадок отделили, растворили в разбавленной азотной кислоте, раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. В концентрированную серную кислоту добавили металлический цинк. образовавшуюся соль выделили, растворили в воде и в раствор добавили нитрат бария. После отделения осадка в раствор внесли магниевую стружку, раствор профильтровали, фильтрат выпарили и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Сульфид цинка подвергли обжигу. Полученное твердое вещество полностью прореагировало с раствором гидроксида калия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до выпадения осадка. Осадок растворили в соляной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Некоторое количество сульфида цинка разделили на две части. Одну из них обработали соляной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество. Это вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, причем выделился бурый газ. Напишите уравнения описанных реакций.

 

  1. Цинк растворили в растворе гидроксида калия. Выделившийся газ прореагировал с литием, а к полученному раствору по каплям добавили соляную кислоту до прекращения выпадения осадка. Его отфильтровали и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

1)         ZnO  +  2HCl  =  ZnCl2  +  H2O

ZnCl2  +  2NaOH  =  Zn(OH)2↓ +  2NaCl

Zn(OH)2   +  2NaOH  =  Na2[Zn(OH)4]

Na2[Zn(OH)4]  +  2HNO3(недостаток)   =  Zn(OH)2↓ +  2NaNO3  +  2H2O

 

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

HNO3  +  NaOH  =  NaNO3  +  H2O

NH4NO3  +  NaOH  = NaNO3  +  NH3↑  +  H2O

Zn(NO3)2   +  4NaOH  = Na2[Zn(OH)4]  +  2NaNO3

 

3)         ZnO  +  H2SO4  =  ZnSO4  +  H2O

2ZnSO4  2ZnO  +  2SO2  +  O2

ZnO   +  2NaOH +  H2O   = Na2[Zn(OH)4]

Na2[Zn(OH)4]  +  2CO2  =  Zn(OH)2↓ +  2NaHCO3

 

4)         2Zn(NO3)2    2ZnO  +  4NO2   +  O2

ZnO   +  2NaOH  +  H2O   =  Na2[Zn(OH)4]

Na2[Zn(OH)4]  +  2CO2  =  Zn(OH)2↓ +  2NaHCO3

Zn(OH)2  +  4(NH3 · H2O)  = [Zn(NH3)4](OH)2   +  4H2O

 

 

5)         4Zn  +  10HNO3  =  4Zn(NO3)2  +  NH4NO3  +  3H2O

2Zn(NO3)2    2ZnO  +  4NO2   +  O2

NH4NO3  N2O   +  2H2O

ZnO  +  C    Zn  +  CO

 

6)         Zn  +  2NaOH  +  2H2O   =  Na2[Zn(OH)4] +  H2

Na2[Zn(OH)4]  +  2HNO =  Zn(OH)2↓ +  2NaNO3  +  2H2O

Zn(OH)2   +  2HNO =  Zn(NO3)2  +  2H2O

2Zn(NO3)2    2ZnO  +  4NO2   +  O2

 

 

7)         4Zn  +  5H2SO4  =  4ZnSO4  +  H2S↑  +  4H2O

ZnSO4   +  Ba(NO3)2   =  Zn(NO3)2  +  BaSO4

Zn(NO3)2  +  Mg  =  Zn  +  Mg(NO3)2

2Mg(NO3)2  →  2MgO + 4NO2  +  O2

 

8)         2ZnS   +  3O2   =  2ZnO   +  2SO2

ZnO   +   2NaOH  +  H2O  =   Na2[Zn(OH)4]

Na2[Zn(OH)4]   +   CO2  =  Zn(OH)2   +   Na2CO3   +   H2O

Zn(OH)2   +  2HCl   =   ZnCl2   +   2H2O

 

9)         ZnS   +   2HCl    =    ZnCl2   +   H2S↑

2ZnS   +  3O2   =  2ZnO   +  2SO2

2H2S  +   SO2    =    3S    +   2H2O

S   +    6HNO3   =    H2SO4   +   6NO2    +    2H2O

10)       Zn     +    2KOH    +   2H2O    =   K2[Zn(OH)4]   +   H2

H2    +    2Li    =    2LiH

K2[Zn(OH)4]   +   2HCl    =   2KCl   +   Zn(OH)2

Zn(OH)2    ZnO    +  H2O

свойства, характеристики и применение элемента

Цинк – это металл, стоящий в таблице Менделеева, под номером 30 и имеет обозначение Zn. Плавится при температуре 419 °С градусов, если же температура кипения 913 °С – начинает превращаться в пар. При температурном обычном режиме, состояние хрупкое, а при ста градусах начинает гнуться.

Цвет цинка сине-белый. При воздействии кислорода появляется окисление, а также покрытие карбоната, предохраняющего металл от дальнейшей реакции окисления. Появление на цинке гидроокиси обозначает то, что вода на химический элемент не действует.

Цинк — химический элемент, имеет свои отличительные свойства, преимущества и недостатки. Он широко применяется в повседневной жизни человека, в фармацевтике и металлургии.

Цинк

Особенности цинка

Металл является необходимым и широко применяемым практически во всех отраслях повседневной жизни человека.

Добыча в основном, производится в Иране, Казахстане, Австралии, Боливии. В России изготовителем является ОАО «ГМК Дальполиметалл».

Это переходной металл, имеет степень окисления +2, радиоактивный изотоп, период полураспада 244 дня.

Водный арсенат кадмия, цинка и меди

В чистом виде элемент не добывается. Содержится в рудах и минералах: клейофане, марматите, вюртците, цинките. Обязательно присутствует в сплаве с алюминием, медью, оловом, никелем.

Химические, физические свойства и характеристики цинка

Цинк – металл, обладает рядом свойств и характеристик, отличающих его от иных элементов периодической таблицы.

К физическим свойствам цинка относится его состояние. Основным фактором выступает температурный режим. Если при комнатной температуре это хрупкий материал, плотность цинка 7130 кг/м3 (˃ плотности стали), который практически не гнётся, то при повышении он легко изгибается и прокатывается в листах на заводах. Если взять более высокий температурный режим – материал приобретает жидкое состояние, а если еще поднять температуру на 400-450 °С градусов, тогда он просто испарится. В этом уникальность – менять своё состояние. Если же подействовать кислотами и щелочами, он может рассыпаться, взорваться, расплавиться.

Цинк в жидком состоянии

Формула цинка Zn – zincum. Атомная масса цинка 65.382 а.е.м.

Электронная формула: ядро атома металла содержит 30 протон, 35 нейтрон. В атоме 4 энергетических уровня – 30 электронов. (рис. строение атома цинка)1s22s22p63s23p63d104s2.

Кристаллическая решётка цинка – шестиугольная кристаллическая система с плотно прижатыми атомами. Данные решётки: A=2.66У, С=4.94.

Структура и состав цинка

Добытый и не переработанный материал имеет изотопы 64, 66, 67, электроны 2-8-18-2.

По применению среди всех элементов периодической таблицы металл стоит на 23 месте. В природе элемент выступает в виде сульфида с примесями свинца Pb, кадмия Cd, железа Fe, меди Cu, серебра Ag.

Сульфид цинка

В зависимости от того, какое количество примесей, металл имеет маркировку.

Производство цинка

Как было сказано выше, чистого вида данного элемента в природе нет. Он добывается из иных пород, таких как руда – кадмий, галлий, минералы – сфалерит.

Металл получают на заводе. Каждый завод имеет свои отличительные особенности производства, поэтому оборудование для получения чистого материала различно. Оно может быть таким:

  • Роторы, расположенные вертикально, электролитные.
  • Специальные печи с достаточно высокой температурой для обжига, а также специальные электропечи.
  • Транспортёры и ванны для электролиза.

В зависимости от принимаемого метода добычи металла, задействовано соответствующее оборудование.

Получение чистого цинка

Как упоминалось выше – в природе чистого вида нет. В основном добыча производится из руд, в которых он идет с различными элементами.

Для получения чистого материала задействован специальный флотационный процесс с избирательностью (селективностью). После проведения процесса руда распадается на элементы: цинк, свинец, медь и так далее.

Добытый таким методом чистый металл обжигается в специальной печи. Там при определенных температурах сульфидное состояние материала переходит в оксидное. При обжиге выделяется газ с содержанием серы, направляемый для получения серной кислоты.

Чистый цинк

Есть 2 способа получения металла:

  1. Пирометаллургический – идет процесс обжигания, после — полученная масса восстанавливается с помощью чёрного угля и кокса. Конечным процессом является отстаивание.
  2. Электролитический – добытая масса обрабатывается серной кислотой. Полученный раствор подвергают электролизу, при этом металл оседает, его плавят в печах.

Выплавка цинка в печи

Температура плавления цинка в печи 419-480 °С градусов. Если же температурный режим превышен, тогда материал начинает испаряться. При данной температуре допускается примесь железа 0.05%.

При процентной ставке 0.2 железа, лист невозможно будет прокатать.

Применяются различные способы выплавки чистого металла, вплоть до получения цинковых паров, которые направляются в специальные резервуары и там вещество опадает вниз.

Применение металла

Свойства цинка позволяют его применение во многих сферах. В процентном соотношении:

  1. Цинкование – до 60%.
  2. Медицина – 10%.
  3. Различные сплавы, содержащие данный металл 10%.
  4. Выпуск шин 10%.
  5. Производство красок – 10%.

Медно-цинковый сплав

А также применение цинка необходимо для восстановления таких металлов, как золото, серебро, платина.

Цинк в металлургии

Металлургическая промышленность задействует данный элемент периодической таблицы как основной для достижения определенных целей. Выплавка чугуна, стали является главной во всей металлургии страны. Но, данные металлы подвержены негативному влиянию окружающей среды. Без определенной обработки идет быстрое окисление металлов, что приводит к их порче. Наилучшей защитой служит оцинкование.

Нанесение защитной плёнки на чугун и сталь является лучшим средством от коррозии. На оцинкование уходит около 40% всего производства чистого материала.

Способы оцинкования

Металлургические заводы отличительны не только своим оборудованием, но и применяемыми методами производства. Это зависит от ценовой политики, и месторасположения (природных ресурсов, используемых для металлургической промышленности). Есть несколько методов оцинкования, которые рассматриваются ниже.

Горячий способ оцинкования

Данный способ заключается в обмакивании металлической детали в жидком растворе. Происходит это так:

  1. Деталь или изделие обезжиривается, очищается, промывается и сушится.
  2. Далее, цинк расплавляется до жидкого состояния при температуре до 480 °С.
  3. В жидкий раствор опускается подготовленное изделие. При этом оно хорошо смачивается в растворе и образуется покрытие толщиной до 450 мкм. Это является 100% защитой от воздействия внешних факторов на изделие (влага, прямые солнечные лучи, вода с химическими примесями).

Горячее цинкование металлоконструкций

Но, данный метод имеет ряд недостатков:

  • Цинковая пленка на изделии получается неравномерного слоя.
  • Нельзя использовать данный метод для деталей, отвечающих точным стандартам по ГОСТу. Где каждый миллиметр считается браком.
  • После горячего оцинкования, не каждая деталь останется прочной и износостойкой, поскольку после прохождения высокой температуры появляется хрупкость.

А также данный метод не подходит для изделий, покрытых лакокрасочными материалами.

Холодное оцинкование

Этот метод носит 2 названия: гальванический и электролитический. Методика покрытия изделия защитой от коррозии такова:

  1. Металлическая деталь, изделие подготавливается (обезжиривается, очищается).
  2. После этого проводится «метод окрашивания» — применяется специальный состав, имеющий главный компонент – цинк.
  3. Деталь покрывается данным составом методом распыления.

Холодное цинкование

Благодаря этому методу защитой покрываются детали с точным допуском, изделия, покрытые лакокрасочными материалами. Повышается стойкость к внешним факторам, приводящим к коррозии.

Недостатки данного метода: тонкий защитный слой – до 35 мкм. Это приводит к меньшей защите и небольшим срокам защиты.

Термодиффузионный способ

Данный метод делает покрытие, которое является электродом с положительной полярностью, в то время как металл изделия (сталь) становится отрицательной полярности. Появляется электрохимический защитный слой.

Метод применим только в случае, если детали произведены из углеродистой стали, чугуна, стали с примесями. Цинк используется таким образом:

  1. При температуре от 290 °С до 450 °С в порошковой среде, поверхность детали насыщается Zn. Здесь маркировка стали, а также тип изделия имеют значение – выбирается соответствующая температура.
  2. Толщина защитного слоя достигает 110 мкм.
  3. В закрытый резервуар помещается изделие из стали, чугуна.
  4. Добавляется туда специальная смесь.
  5. Последним шагом является специальная обработка изделия от появления белых высолов от солёной воды.

Термодиффузионное цинкование

В основном данным методом пользуются в случае, если требуется покрыть детали, имеющие сложную форму: резьбу, мелкие штрихи. Образование равномерного защитного слоя является важным, поскольку данные детали претерпевают множественное воздействие внешней агрессивной среды (постоянная влага).

Данный метод дает самый большой процент защиты изделия от коррозии. Оцинкованное напыление является износостойким и практически нестираемым, что очень важно для деталей, которые время о времени крутятся и разбираются.

Иные сферы применения цинка

Помимо оцинкования, металл применяется и в других сферах промышленности.

  1. Цинковые листы. Для производства листа выполняется прокатка, в которой важна пластичность. Это зависит от температурного режима. Температура в 25 °С дает пластичность только в одной плоскости, что создает определенные свойства металла. Тут главное для чего изготавливается лист. Чем выше температура, тем тоньше получается металл. В зависимости от этого идет маркировка изделия Ц1, Ц2, Ц3. После этого из листов создаются различные изделия для автомобилей, профиля для строительства и ремонта, для полиграфии и так далее.
  2. Цинковые сплавы. Для улучшенных свойств металлических изделий, добавляется цинк. Данные сплавы создаются при высоких температурах в специальных печах. Чаще всего производятся сплавы из меди, алюминия. Данные сплавы применяются для производства подшипников, различных втулок, которые применимы в машиностроении, судостроении и авиации.

В домашнем обиходе оцинкованное ведро, корыто, листы на крыше – это норма. Применяется цинк, а не хром или никель. И дело не только в том, что оцинкование дешевле, чем покрытие другими материалами. Это наиболее надёжный и продолжительный по службе эксплуатации защитный материал нежели, хром или другие применяемые материалы.

В итоге – цинк наиболее распространенный металл, применяемый широко в металлургии. В машиностроении, строительстве, медицине – материал применим не только как защита от коррозии, но и для увеличения прочности, продолжительного срока эксплуатации. В частных домах оцинкованные листы защищают крышу от осадков, в зданиях выравниваются стены и потолки гипсокартонными листами на основе оцинкованных профилей.

Практически у каждой хозяйки в доме есть оцинкованное ведро, корыто, которым она пользуется длительное время.

химический элемент Цинк Zincum — "Химическая продукция"

Что такое Цинк, zincum, характеристики, свойства

Цинк — это химический элемент Zn химический элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

Цинк класс химических элементов

Элемент Zn — относится к группе, классу хим элементов (химический элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы, с атомным номером 30)

Элемент Zn свойство химического элемента Цинк Zincum

Основные характеристики и свойства элемента Zn…, его параметры.

Название, символ, номер Цинк / Zincum (Zn), 30 Атомная масса (молярная масса) 65,38(2) а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [Ar] 3d10 4sРадиус атома 138 пм

формула химического элемента Цинк Zincum

Химическая формула Цинка:

Атомы Цинк Zincum химических элементов

Атомы Zincum хим. элемента

Zincum Цинк ядро строение

Строение ядра химического элемента Zincum — Zn,

История открытия Цинк Zincum

Открытие элемента Zincum — Сплав цинка с медью — латунь — был известен ещё в Древней Греции, Древнем Египте, Индии (VII в.), Китае (XI в.). Долгое время не удавалось выделить чистый цинк. В 1738 году в Англии Уильямом Чемпионом был запатентован дистилляционный способ получения цинка.

В промышленном масштабе выплавка цинка началась также в XVIII в.: в 1743 году в Бристоле вступил в строй первый цинковый завод, основанный Уильямом Чемпионом, где получение цинка проводилось дистилляционным способом:

В 1746 А. С. Маргграф в Германии разработал похожий способ получения чистого цинка путём прокаливания смеси его оксида с углём без доступа воздуха в глиняных огнеупорных ретортах с последующей конденсацией паров цинка в холодильниках. Маргграф описал свой метод во всех деталях и этим заложил основы теории производства цинка. Поэтому его часто называют первооткрывателем цинка.

  •  1805 году Чарльз Гобсон и Чарльз Сильвестр из Шеффилда запатентовали способ обработки цинка — прокатка при 100—150 °C
  • 1 января 1905 — первый в России цинк был получен на заводе «Алагир»
  • 1915 году в Канаде и США — первые заводы, где цинк получали электролитическим способом

Цинк Zincum происхождение названия

Откуда произошло название Zincum … Слово «цинк» впервые встречается в трудах Парацельса, который назвал этот металл словом «zincum» или «zinken» в книге Liber Mineralium I. Слово, вероятно, восходит к нем. Zinke, означающее «зубец» (кристаллиты металлического цинка похожи на иглы)

Распространённость Цинк Zincum

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Zn …

Цинк в природе как самородный металл не встречается.

Получение Цинк Zincum

Zincum — получение элемента Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1—4 % Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50—60 % Zn) и одновременно свинцовые, медные, а иногда также пиритные концентраты. Цинковые концентраты обжигают в печах в кипящем слое, переводя сульфид цинка в оксид ZnO; образующийся при этом сернистый газ SO2 расходуется на производство серной кислоты. Чистый цинк из оксида ZnO получают двумя способами.

Пирометаллургический способ (дистилляционный способ) / Pyrometallurgical method (distillation method)

По пирометаллургическому (дистилляционному) способу, существующему издавна, обожжённый концентрат подвергают спеканию для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливают углём или коксом при 1200—1300 °C: ZnO + С = Zn + CO. Образующиеся при этом пары металла конденсируют и разливают в изложницы. Сначала восстановление проводили только в ретортах из обожжённой глины, обслуживаемых вручную, позднее стали применять вертикальные механизированные реторты из карборунда, затем — шахтные и дуговые электропечи; из свинцово-цинковых концентратов цинк получают в шахтных печах с дутьём.

Производительность постепенно повышалась, но цинк содержал до 3 % примесей, в том числе ценный кадмий. Дистилляционный цинк очищают ликвацией (то есть отстаиванием жидкого металла от железа и части свинца при 500 °C), достигая чистоты 98,7 %. Применяющаяся иногда более сложная и дорогая очистка ректификацией дает металл чистотой 99,995 % и позволяет извлекать кадмий.

Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Обожжённые концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах. Обычно чистота электролитного цинка — 99,95 %, полнота извлечения его из концентрата (при учёте переработки отходов) — 93—94 %.

Цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; In, Ga, Ge, Tl получают из отходов производства цинка

Из отходов производства получают цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; иногда также In, Ga, Ge, Tl.

Физические свойства Цинк Zincum

Основные свойства Zincum — в чистом виде — довольно пластичный серебристо-белый металл. Обладает гексагональной решеткой с параметрами а = 0,26649 нм, с = 0,49431 нм, пространственная группа P 63/mmc, Z = 2. При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). При 100—150 °C цинк пластичен.
Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка.
Собственная концентрация носителей заряда в цинке — 13,1⋅1028 м−3.

Изотопы Zincum Цинк

Наличие и определение изотопов Zincum

Zn свойства изотопов Цинк Zincum

Химические свойства Цинк Zincum

Определение химических свойств Zincum

Меры предосторожности Цинк Zincum

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Zincum

Стоимость Цинк Zincum

Рыночная стоимость Zn, цена Цинк Zincum

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. элемент Zn

Цинк и его сплавы — производство, свойства, виды и применение

Цинк — хрупкий голубовато-белый металл. В природе без примесей не встречается. В 1738 году Уильям Чемпион добыл чистые пары цинка с помощью конденсации. В периодической системе Менделеева находится под номером 30 и обозначается символом Zn.


Свойства цинка


Химические свойства цинка

Цинк — активный металл. При комнатной температуре тускнеет и покрывается слоем оксида цинка.

  • Вступает в реакцию со многими неметаллами: фосфором, серой, кислородом.
  • При повышении температуры взаимодействует с водой и сероводородом, выделяя водород.
  • При сплавлении с щелочами образует цинкаты — соли цинковой кислоты.
  • Реагирует с серной кислотой, образуя различные вещества в зависимости от концентрации кислоты.
  • При сильном нагревании вступает в реакции со многими газами: газообразным хлором, фтором, йодом.
  • Не реагирует с азотом, углеродом и водородом.

Физические свойства цинка

Цинк — твердый металл, но становится пластичным при 100–150 °C. При температуре выше 210 °С может деформироваться. Температура плавления — очень низкая для металлов. Несмотря на это, цинк имеет хорошую электропроводность.

  • Плотность — 7,133 г/см³.
  • Теплопроводность — 116 Вт/(м·К).
  • Температура плавления цинка — 419,6 °C.
  • Температура кипения — 906,2 °C.
  • Удельная теплота испарения — 114,8 кДж/моль.
  • Удельная теплота плавления — 7,28 кДж/моль.
  • Удельная магнитная восприимчивость — 0,175·10-6.
  • Предел прочности при растяжении — 200–250 Мн/м2.

Подробный химический состав цинка различных марок указан в таблице ниже.

Обозначение марок Цинк, не менее Примесь, не более
свинец кадмий железо медь олово мышьяк алюминий всего
ЦВ00 99,997 0,00001 0,002 0,00001 0,00001 0,00001 0,0005 0,00001 0,003
ЦВ0 99,995 0,003 0,002 0,002 0,001 0,001 0,0005 0,005 0,005
ЦВ 99,99 0,005* 0,002 0,003 0,001 0,001 0,0005 0,005 0,01
Ц0А 99,98 0,01 0,003 0,003 0,001 0,001 0,0005 0,005 0,02
Ц0 99,975 0,013 0,004 0,005 0,001 0,001 0,0005 0,005 0,025
Ц1 99,95 0,02 0,01 0,01 0,002 0,001 0,0005 0,005 0,05
Ц2 98,7 1,0 0,2 0,05 0,005 0,002 0,01 0,010** 1,3
Ц3 97,5 2,0 0,2 0,1 0,05 0,005 0,01 - 2,5
* В цинке, применяемом для производства сплава марки ЦАМ4-1о, массовая доля свинца должна быть не более 0,004%. ** В цинке, применяемом для проката, массовая доля алюминия должна быть не более 0,005%.

Содержание примесей в цинке зависит от способа производства и качества сырья.

В России основной процент цинка получают гидрометаллургическим способом — металл восстанавливают из солей в растворах. Такой способ позволяет получить наиболее чистый металл. Но часть цинка обрабатывают при высоких температурах. Такой метод называют пирометаллургическим.

Свинец — особая примесь в цинке, так как основная его часть оседает из-за нерастворимых анодов, содержащихся в металле. Катодный цинк, помимо всех указанных примесей, состоит из хлора и фтора.


Как примеси изменяют свойства цинка

Производители ограничивают содержание кадмия, олова и свинца в литейных сплавах цинка, чтобы подавить межкристаллитную коррозию.

Олово — вредная примесь. Металл не растворяется и выделяется из расплава — способствует ломкости цинковых отливок. Кадмий напротив — растворяется в цинке и снижает его пластичность в горячем состоянии. Свинец увеличивает растворимость металла в кислотной среде.

Железо повышает твердость цинка, но снижает его прочность. Вместе с тем оно усложняет процесс заполнения форм при литье.

Медь увеличивает твердость цинка, но уменьшает его пластичность и стойкость при коррозии. Содержание меди также мешает рекристаллизации цинка.

Наиболее вредная примесь — мышьяк. Даже при небольшом ее количестве металл становится хрупким и менее пластичным.

Чтобы избежать растрескивания кромок при горячей прокатке цинка, содержание сурьмы не должна быть выше 0,01%. В горячем состоянии она увеличивает твердость цинка, лишая его хорошей пластичности.


Сплавы цинка

Сплавы на цинковой основе с добавлением меди, магния и алюминия имеют низкую температуру плавления и обладают хорошей текучестью. Они легко поддаются обработке, свариванию и паянию.


Латунь

Различают латуни двухкомпонентные и многокомпонентные.

Двухкомпонентная латунь — сплав цинка с высоким содержанием меди. Существует желтая латунь с медью в количестве 67%, золотистая медь или томпак — 75%, и зеленая — 60%. Такие сплавы могут деформироваться при температуре 300 °C.

Многокомпонентные латуни, помимо 2-х основных металлов, состоят из других добавок: никеля, железа, свинца или марганца. Каждый из элементов влияет на свойства сплава.


ЦАМ

ЦАМ — семейство цинковых сплавов. В их состав входят магний, алюминий и медь. Такие сплавы цинка используются в литейном производстве. В них содержится алюминий в количестве 4%.

Основная область применения сплавов ЦАМ — литье цинка под давлением. Сплавы этого семейства обладают низкой температурой плавления и хорошими литейными свойствами. Их высокопрочность позволяет производить прочные и сложные детали.


Вирениум

Сплав состоит из цинка (24,5%), меди (70%), никеля (5,5%).


Производств цинка


Добыча металла

Цинк как самородный металл в природе не встречается. Добывается из полиметаллических руд, содержащих 1–4% металла в виде сульфида, а также меди, свинца, золота, серебра, висмута и кадмия. Руды обогащаются селективной флотацией и получаются цинковые концентраты (50–60% Zn).

Концентраты цинка обжигают в печах. Сульфид цинка переводится в оксид ZnO. При этом выделяется сернистый газ SO2, который используется в производстве серной кислоты.


Получение металла

Существуют два способа получения чистого цинка из оксида ZnO.

Самый древний метод — дистилляционный. Обожженный концентрированный состав подвергают термообработке, чтобы придать ему зернистость и газопроницаемость.

Затем концентрат восстанавливают коксом или углем при температуре 1200–1300 °C. В процессе образуются пары металла, которые конденсируют и разливают в изложницы. Жидкий металл отстаивают от железа и свинца при температуре 500 °C. Так достигается цинк чистотой 98,7%.

Иногда используется сложная и дорогая обработка цинка ректификацией — разделением смесей за счет обмена теплом между паром и жидкостью. Такая чистка позволяет получить металл чистотой 99,995% и извлечь кадмий.

Второй метод производства цинка — электролитический. Обожженный концентрат обрабатывается серной кислотой. Готовый сульфатный раствор очищается от примесей, после чего подвергается электролизу в свинцовых ваннах. Цинк дает осадок на алюминиевых катодах. Полученный металл удаляют с ванн и плавят в индукционных печах. После этого получается электролитный цинк чистотой 99,95%.


Литье металла

Горячий цинк — жидкий и текучий металл. Благодаря таким свойствам он легко заполняется в литейные формы.

Примеси влияют на величину натяжения поверхности цинка. Технологические свойства металла можно улучшить, добавив небольшое количество лития, магния, олова, кальция, свинца или висмута.

Чем выше температура перегрева цинка, тем лучше он заполняет формы. При литье металла в чугунные изложницы его объем уменьшается на 1,6%. Это затрудняет получение крупных и длинных цинковых отливок.


Применение цинка

Для защиты металлов от коррозии

Чистый цинк используется для защиты металлов от коррозии. Основу покрывают тонкой пленкой. Этот процесс называется металлизацией.


В автомобильной отрасли

Сплавы на цинковой основе используют для оформления декора автомобильного салона, в производстве ручек дверей, замков, зеркал и корпусов стеклоочистителей.

В автомобильные покрышки добавляют окись цинка, которая повышает качество резины.

В батарейках, аккумуляторах и других химических источниках тока цинк используется как материал для отрицательного электрода. В производстве электромобилей применяются цинк-воздушные аккумуляторы, которые обладают высокой удельной энергоемкостью.


В производстве ювелирных украшений

Ювелиры добавляют цинк в сплавы на основе золота. В итоге они легко поддаются ковке и становятся пластичными — прочно соединяют мелкие детали изделия между собой.

Металл также осветляет ювелирные изделия, поэтому его часто используют в изготовлении белого золота.


В медицине

Окись цинка применяется в медицине как антисептическое средство. Окись добавляют в мази и другие составы для заживления ран.

Благодаря своим свойствам, цинк широко применяется в различных областях промышленности. Металл пользуется спросом из-за относительно низкой цены и хороших физических свойств.

Цвет цинка - Комбинации, шестнадцатеричный код

Цинк - серебристо-белый, почти металлический цвет, навеянный одноименным минералом. Благодаря прохладному мерцанию, этот оттенок прекрасно сочетается со многими оттенками серого. Прекрасно смотрится с холодными тонами. Этот цвет и пастель - естественное сочетание, но вам нужно будет добавить глубины, возможно, более темного серого, чтобы вещи не стали слишком воздушными и не ускользнули, или, что еще хуже, выглядели безвкусными и скучными. Цинк и серебро естественно идут рука об руку.Используйте этот оттенок вместе с серебром, чтобы выделить и дополнить аксессуарами, добавляя такие предметы, как подушки, покрывала, рамки для картин и предметы искусства этого оттенка. Для создания холодного драматического эффекта, который уместен в современных схемах декора, добавьте этот цвет к черному. Немного более энергичный, чем кристально-белый, цинк добавляет пикантности более светлым оттенкам синего и бирюзового, что делает эту комбинацию идеальной для спальни девочки-подростка. С его неповторимым блеском, этот цвет веселый и кокетливый, но при этом невинный. В мире моды цинк естественен для макияжа, особенно для теней.Этот оттенок также делает лак для ногтей привлекательным, придавая ногтям мерцающий, почти нейтральный оттенок. Сумки и даже обувь этого цвета добавляют нарядам легкости и свежести. Этот тон уместен в любое время года, благодаря своей легкости и праздничному мерцанию.

# BAC4C8Щелкните, чтобы скопировать шестнадцатеричный код

# BAC4C8Щелкните, чтобы скопировать шестнадцатеричный код

# 82898CCЩелкните, чтобы скопировать шестнадцатеричный код

#FBFEFFCЩелкните, чтобы скопировать шестнадцатеричный код

# F6FDFFCЩелкните, чтобы скопировать шестнадцатеричный код

.

Какие цвета сделают зеленый хромат цинка? - FineScale Modeler

IL2windhawk писал:

Согласно статье ниже, на самом деле существует несколько оттенков зеленого хромата
, которые могут быть точными. На самом деле, цвет зеленого часто
зависит от материала подложки. Например, хроматная краска
может выглядеть зеленой на алюминии, но желтой на белой поверхности.

Это отличная статья:
http://ipmsstockholm.org/magazine/2004/01/stuff_eng_interior_colours_us.htm

Эй, просто хотел добавить некоторые пояснения к этому. На самом деле существует несколько цветов краски с хроматом цинка, четыре из которых мне известны.

Два самых распространенных - зеленый и желтый, которые знакомы большинству людей. Один из этих двух обычно используется в качестве грунтовочного покрытия (по моему опыту желтый цвет встречается гораздо чаще).Я видел только зеленый цвет, который использовался на заводских деталях. Желтый обычно доступен для специалистов по техническому обслуживанию, и, поскольку вы можете получить его в виде аэрозоля, он является предпочтительным для начинающих, когда он возможен при техническом обслуживании на уровне агрегата.

Существует также зеленый цинк, который достаточно близок к OD (возможно, немного зеленее), чтобы использовать его для этого цвета. Я видел, как это используется при поддержании уровня депо вместо обычного зеленого хромата цинка на некоторых мелких предметах.

Четвертый цвет, который я видел, - это желто-зеленая отделка внутренней структуры.Я полагаю, что это может быть термоотверждаемое покрытие, нанесенное на заводе во время сборки самолета, поскольку я не встречал такого цвета на каких-либо запасных частях. Это слегка шероховатая глянцевая поверхность, которая выглядит как тонкий желтый цинк поверх зеленого цинка. Хотя эта отделка не использовалась во время Второй мировой войны, я подумал, что она может оказаться полезной для других предметов.

Если материал влияет на цвет цинка, значит, он нанесен неправильно. В большинстве случаев цвет грунтовки - это свойство самой грунтовки.Отнеситесь к этой информации с небольшой долей скепсиса, я работаю с современными самолетами, могут быть некоторые изменения в цветах и ​​технологиях с годами, но принципы применения по существу те же, что и цель (предотвращение коррозии) все та же.

При всем при этом, если создание модели для удовольствия означает абсолютную точность, просто исследуйте свой объект и выясните, какой цвет подходит для этого места. Если вам интересно, чтобы он выглядел прямо вам, то зеленый или желтый подойдут.

Я надеюсь, что это кому-то поможет.

Mac

.

Цинк-никель? Какие цвета возможны?



60000 тем вопросов и ответов - образование, алоха и развлечения

тема 25432


Обсуждение началось в 2003, но продолжаться до 2020 года

2003 г.

Q. В настоящее время мы работаем на заводе по цинкованию бочек. Я хотел бы узнать о цинково-никелевом покрытии для повышения коррозионной стойкости. Мои вопросы: 1. Что такое цинкование и никелирование? 2. Какие модификации необходимы для включения цинково-никелевого покрытия? 3.Какие варианты окраски возможны при цинковании и никелировании? Это было бы большим подспорьем.

v g rajendran
V. G. Rajendran
- Тричи, Тамилнад, Индия
2003

A. Привет VG. Цинк-никель - это покрытие из сплава никеля и цинка. Один поставщик (или несколько) щелочного ряда заявляет, что около 6% никеля - это магическое число для получения электрохимического потенциала и преимущества более устойчивых к коррозии продуктов коррозии там, где это необходимо для лучшей коррозионной стойкости.

Насколько мне известно, цинк-никель доступен только как запатентованный процесс, поэтому вам нужно выбрать поставщика и работать с ним. Но он доступен либо как кислотный процесс (где другой процент никеля может быть идеальным), либо как щелочной процесс, и вы не сказали, какой процесс вы используете для цинкования, поэтому трудно обобщить изменения. необходимо для вашей линии покрытия.

Это катодное защитное покрытие, а не декоративный процесс, и наиболее конверсионный цвет покрытия (желтый) - это не чисто желтый, а переливающийся цвет, который некоторые люди называют более склонным к «красноватым» или «пурпурным» полосам по сравнению с обычным желтый хромат на цинке.Я считаю, что черное хроматирование - тоже вариант, и тоже прозрачный. Удачи.

Ted Mooney, finishing.com Teds signature
Тед Муни, P.E.
finish.com - Пайн-Бич, Нью-Джерси
Стремление к жизни Алоха



Не удается получить черную пассивацию на оцинкованных деталях

2007 г.

В. Моя спецификация клиента. заключается в пассивации угольно-черной краски, тогда как наш процесс дает коричневатый оттенок с черным цветом после пассивации. Что можно сделать, чтобы получить угольно-черный цвет?

Партасарати [возвращается]
Менеджер - Ченнаи, Тамил Наду, Индия
2007 г.

А.Это обязательно должно быть цинково-никелевое покрытие, Партасарати? Я думаю, вы обнаружите, что надежный черный цвет легче всего получить, если покрытие цинк-железо, из-за содержания железа. Удачи.

Ted Mooney, finishing.com Teds signature
Тед Муни, P.E.
finish.com - Пайн-Бич, Нью-Джерси
Стремление к жизни Алоха


2007

A. Привет!
В Вашем письме нет четкого изображения обшивки. Основание должно быть покрыто цинком (кислотой) с последующим никелированием. Тогда толщина должна быть более 20 мкм.Если субстрат так покрыт, можно добиться желаемого цвета.
УДАЧИ

P.KARTHIKEYAN
- Бангалор, Карнатака, Индия.
2007 г.

A. Уточните у своего поставщика химикатов; новейшие разработки в области трехвалентных хроматов помогут вам достичь степени покрытия 80-90% черного цвета (приемлемый уровень)

p gurumoorthi P. Gurumoorthi
химикаты для гальванических процессов
Ченнаи, Тамилнад, Индия
2007

A. Parthasarathy,
Расскажите подробнее о спецификациях вашего клиента.а также полную информацию о том, какой у вас процесс покрытия. В области покрытия цинком и цинковыми сплавами происходит множество разработок.
Цинк-железо, не содержащее щелочных цианидов, с последующей трехвалентной пассивацией - вот ответ. Если вы опубликуете более подробную информацию, вы получите хорошие предложения.
П.С. Приятно снова видеть Гурумурти!
С уважением

t k mohan
T.K. Поставщик процесса нанесения покрытия Mohan
- Мумбаи, Индия
2007

A. Уважаемый г-н Партхасарати,

Попробуйте провести XRF-анализ процентного содержания никеля и цинка на деталях, которые не так хорошо смотрятся с черным цветом.Вы можете обнаружить, что в них более высокий процент никеля.
И вам, возможно, придется увеличить содержание цинка в сплаве с покрытием на 2-3%, чтобы получить приятный черный цвет.

Khozem Vahaanwala
Хозем Ваханвала
Саифи Инд
supporting advertiser
Бангалор, Индия
Saify Ind

Изменение цвета на цинково-никелевом покрытии

2006 г.

В. У меня есть поставщик покрытия, который прислал мне некоторые детали с хорошей защитой от коррозии, но детали, которые мы получали, были окрашены в серый цвет. Теперь мы получили новую партию материала «синего цвета» - поставщик заявляет, что это нормальное изменение процесса и не должно влиять на функциональность деталей.Что вы все думаете?

Рубен Дюран
- Хуарес, Мексика
2006 г.

A. Buenas Diaz,

Он должен сообщить вам, в чем разница между "серыми" и "синими".

Saludos cordiales,

Доминик Михалек
- Мехико, Мексика
2006

A. Ruben Duran

Это может быть связано с новейшим трехвалентным хроматом поверх никелирования цинка, доступным на рынке. Однако обычно сплав цинка и никеля с трехвалентным синим цветом дает голубые оттенки.Это не повлияет на функциональное применение никелирования цинка. Мы сталкиваемся с аналогичной проблемой в Индии. Изделие с покрытием должно иметь цвет основного металла (серый) или синий оттенок (допустимы оба цвета).

.

комплексные ионы - цвет

ЦВЕТА КОМПЛЕКСНЫХ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

 

На этой странице мы просто рассмотрим происхождение цвета сложных ионов - в частности, почему так много ионов переходных металлов окрашены. Имейте в виду, что это только введение в то, что может перерасти в чрезвычайно сложную тему.

 

Почему мы видим, что некоторые соединения окрашены?

Белый свет

Вы, конечно, знаете, что если вы пропустите белый свет через призму, он расщепится на все цвета радуги.Видимый свет - это просто небольшая часть электромагнитного спектра, большую часть которого мы не видим: гамма-лучи, рентгеновские лучи, инфракрасные лучи, радиоволны и так далее.

Каждый из них имеет определенную длину волны, от 10 -16 метров для гамма-лучей до нескольких сотен метров для радиоволн. Видимый свет имеет длину волны примерно от 400 до 750 нм. (1 нанометр = 10 -9 метров.)

Диаграмма показывает приближение к спектру видимого света.


Важно: Это не настоящий спектр - это выдуманный рисунок.Цвета являются лишь приблизительными, равно как и присвоенные им длины волн. Любой, кто решит использовать этот спектр как нечто большее, чем иллюстрацию, должен знать, что он не претендует на точность!


Почему раствор сульфата меди (II) синий?

Если белый свет (например, обычный солнечный свет) проходит через раствор сульфата меди (II), раствор поглощает некоторые длины волн света.Ионы меди (II) в растворе поглощают свет в красной области спектра.

Свет, который проходит через раствор и выходит с другой стороны, будет иметь все цвета, кроме красного. Мы видим эту смесь длин волн как бледно-голубой (голубой).

На диаграмме показано, что происходит, если пропустить белый свет через раствор сульфата меди (II).

Определить, какой цвет вы увидите, непросто, если вы попытаетесь сделать это, представив «смешивание» оставшихся цветов.Вы бы не подумали, что все остальные цвета, кроме красного, например, будут выглядеть голубыми.

Иногда то, что вы видите на самом деле, бывает довольно неожиданным. Смешивание разных длин волн света не дает такого же результата, как смешивание красок или других пигментов.

Однако иногда можно получить некоторую оценку цвета, который вы бы увидели, используя идею дополнительных цветов .

 

Дополнительные цвета

Если вы расставите несколько цветов по кругу, вы получите «цветовой круг».На диаграмме показан один из возможных вариантов этого. Поиск в Интернете подбросит много разных версий!

Цвета, расположенные прямо напротив друг друга на цветовом круге, называются дополнительными цветами. Синий и желтый - дополнительные цвета; красный и голубой дополняют друг друга; а также зеленый и пурпурный.

Смешивание двух дополнительных цветов света даст вам белый свет.


Осторожно: Это НЕ то же самое, что смешивание цветов краски.Если смешать желтую и синюю краски, не получится белая краска. Это сбивает с толку? ДА!


Все это означает, что если определенный цвет поглощается из белого света, то, что ваш глаз обнаруживает, смешивая все другие длины волн света, является его дополнительным цветом. Раствор сульфата меди (II) имеет бледно-голубой (голубой) цвет, поскольку он поглощает свет в красной области спектра. Голубой - дополнительный цвет к красному.


Примечание: Если вы хотите понять взаимосвязь между поглощенным цветом и видимым цветом (помимо самого простого описания выше), перейдите к уроку 2 («Цвет и зрение») «Световые волны и зрение» на сайте The Кабинет физики.Я не даю прямую ссылку на эти страницы, потому что этот сайт все еще развивается, и безопаснее давать ссылку на главную страницу сайта. Это наиболее понятное объяснение, которое я нашел в Интернете.


 

Происхождение окраски комплексных ионов

Переходный металл по сравнению с комплексными ионами других металлов

Что такое переходный металл?

Мы часто небрежно говорим о переходных металлах как о тех, которые находятся в середине Периодической таблицы, где заполняются d-орбитали, но на самом деле их следует называть d блоком элементами, а не переходными элементами (или металлами).


Примечание: Если вы не понимаете, как заполняются орбитали в Периодической таблице, вы должны перейти по этой ссылке, прежде чем продолжить.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



Эта сокращенная версия Периодической таблицы показывает первую строку блока d, где заполняются трехмерные орбитали.

Обычное определение переходного металла - это тот, который образует один или несколько стабильных ионов, которые имеют не полностью заполненных d-орбиталей .


Примечание: Последнее определение IUPAC включает возможность того, что сам элемент также имеет неполные d-орбитали. Вряд ли это будет большой проблемой (на самом деле она возникает только со скандием), но вам придется заплатить, если вы выучите ту версию, которую хочет ваша программа. Обе версии определения в настоящее время используются в различных учебных программах Великобритании.

Если вы готовитесь к экзамену в Великобритании и у вас нет копии учебной программы, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать, как ее получить.Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы быстро вернуться на эту страницу.



Цинк с электронной структурой [Ar] 3d 10 4s 2 не считается переходным металлом, какое бы определение вы ни использовали. В металле есть полноценный 3д уровень. Когда он образует ион, 4s-электроны теряются - снова остается полностью полный 3-й уровень.

На другом конце ряда скандий ([Ar] 3d 1 4s 2 ) также не считается переходным металлом.Хотя в металле есть частично заполненный d-уровень, когда он образует свой ион, он теряет все три внешних электрона.

Ион Sc 3+ не считается ионом переходного металла, поскольку его 3-й уровень пуст.

 

Некоторые образцы цветов

На диаграммах показаны приблизительные цвета некоторых типичных ионов металлов гексааква по формуле [M (H 2 O) 6 ] n + . Заряд этих ионов обычно составляет 2+ или 3+.


Примечание: Если вам не нравится давать названия комплексным ионам, возможно, вам будет полезно перейти по этой ссылке.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



Ионы непереходных металлов

Все эти ионы бесцветны. (Извините, я не могу сделать действительно бесцветный!)

Ионы переходных металлов

Соответствующие ионы переходных металлов окрашены.Некоторые из них, такие как ион гексаакваманганца (II) (не показан) и ион гексаакваирона (II), имеют довольно бледную окраску, но они имеют цвет как .

Итак. . . Что заставляет ионы переходных металлов поглощать длины волн видимого света (вызывая цвет), а ионы непереходных металлов - нет? И почему цвет так сильно меняется от иона к иону?

 

Происхождение окраски комплексных ионов, содержащих переходные металлы

Сложные ионы, содержащие переходные металлы, обычно окрашены, тогда как аналогичные ионы непереходных металлов - нет.Это предполагает, что частично заполненные d-орбитали должны каким-то образом участвовать в генерации цвета. Помните, что переходные металлы определяются как имеющие частично заполненные d-орбитали.

Октаэдрические комплексы

Для простоты мы рассмотрим октаэдрические комплексы, которые имеют шесть простых лигандов, расположенных вокруг центрального иона металла. Аргумент ничем не отличается, если у вас есть мультидентатные лиганды - это просто немного сложнее представить!


Примечание: Если вы не уверены в форме сложных ионов, возможно, вам будет полезно пройти по этой ссылке, прежде чем продолжить.Вам нужно только прочитать начало этой страницы.

Если вы не знаете, что такое лиганд, вам следует срочно прочитать введение в сложные ионы!

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



Когда лиганды связываются с ионом переходного металла, возникает отталкивание между электронами в лигандах и электронами на d-орбиталях иона металла. Это увеличивает энергию d-орбиталей.

Однако из-за того, как d-орбитали расположены в пространстве, это не увеличивает их энергию на одинаковую величину. Вместо этого он разбивает их на две группы.

На диаграмме показано расположение d-электронов в ионе Cu 2+ до и после связывания с ним шести молекул воды.

Всякий раз, когда 6 лигандов располагаются вокруг иона переходного металла, d-орбитали всегда таким образом разделяются на 2 группы - 2 с большей энергией, чем остальные 3.

Размер энергетической щели между ними (показан синими стрелками на диаграмме) зависит от природы иона переходного металла, степени его окисления (например, 3+ или 2+) и природы лиганды.

Когда белый свет проходит через раствор этого иона, часть энергии света используется для продвижения электрона с нижнего набора орбиталей в пространство верхнего набора.

 

Каждая длина волны света связана с определенной энергией.Красный свет имеет самую низкую энергию в видимой области. Фиолетовый свет обладает наибольшей энергией.

Предположим, что запрещенная зона на d-орбиталях комплексного иона соответствует энергии желтого света.

Желтый свет будет поглощен, потому что его энергия будет использоваться для продвижения электрона. Остались другие цвета.

Ваш глаз будет видеть проходящий свет как темно-синий, потому что синий является дополнительным цветом желтого.


Предупреждение: Это серьезное упрощение, но подходит для этого уровня (британский уровень A или его эквивалент). Он, например, не учитывает поглощение, происходящее в широком диапазоне длин волн, а не на одной, или для случаев, когда более одного цвета поглощается из разных частей спектра.

Если ваша программа хочет, чтобы вы знали о том, как формы d-орбиталей определяют, как расщепляются энергии, то перейдите по этой ссылке для краткого объяснения.



А как насчет комплексных ионов непереходных металлов?

Непереходные металлы не имеют частично заполненных d-орбиталей. Видимый свет поглощается только в том случае, если некоторая энергия света используется для продвижения электрона через правильный энергетический зазор. Непереходные металлы не имеют электронных переходов, которые могут поглощать длины волн видимого света.

Например, хотя скандий является членом d-блока, его ион (Sc 3+ ) не имеет d-электронов, которые могли бы двигаться.Это не отличается от иона на основе Mg 2+ или Al 3+ . Комплексы скандия (III) бесцветны, потому что видимый свет не поглощается.

В цинковом корпусе 3-й уровень полностью заполнен - ​​нет никаких зазоров, куда мог бы продвинуться электрон. Комплексы цинка также бесцветны.

 

Тетраэдрические комплексы

Простые тетраэдрические комплексы имеют четыре лиганда, расположенных вокруг центрального иона металла.И снова лиганды влияют на энергию d-электронов в ионе металла. На этот раз, конечно, лиганды расположены в пространстве иначе, чем формы d-орбиталей.

Чистый эффект состоит в том, что когда d-орбитали разделяются на две группы, три из них имеют большую энергию, а две другие - меньшую энергию (противоположность расположению в октаэдрическом комплексе).

За исключением этой разницы в деталях, объяснение происхождения цвета с точки зрения поглощения света определенных длин волн точно такое же, как и для октаэдрических комплексов.

 

Факторы, влияющие на цвет комплексного иона переходного металла

В каждом случае мы собираемся выбрать конкретный ион металла в качестве центра комплекса и изменить другие факторы. Цвет меняется довольно случайным образом от металла к металлу в серии переходов.

Природа лиганда

Различные лиганды по-разному влияют на энергии d-орбиталей центрального иона.Некоторые лиганды обладают сильными электрическими полями, которые вызывают большую энергетическую щель, когда d-орбитали разделяются на две группы. У других есть более слабые поля, создающие гораздо меньшие промежутки.

Помните, что размер зазора определяет, какая длина волны света будет поглощаться.

В списке приведены некоторые общие лиганды. Те, что наверху, производят наименьшее расщепление; те, что внизу - наибольшее расщепление.

Чем больше расщепление, тем больше энергии требуется для продвижения электрона с нижней группы орбиталей на более высокие.Что касается цвета поглощаемого света, большая энергия соответствует более коротким длинам волн.

Это означает, что по мере увеличения расщепления поглощенный свет будет стремиться смещаться от красного конца спектра к оранжевому, желтому и так далее.

В химии меди (II) есть довольно ясный пример.

Если вы добавляете избыток раствора аммиака к ионам гексааквакоппера (II) в растворе, бледно-голубой (голубой) цвет заменяется темно-синим, поскольку некоторые молекулы воды в комплексном ионе заменяются аммиаком.

Первый комплекс должен поглощать красный свет, чтобы дать дополнительный цвет голубому. Второй должен быть поглощающим в желтой области, чтобы дать дополнительный темно-синий цвет.

Желтый свет имеет более высокую энергию, чем красный свет. Вам нужна эта более высокая энергия, потому что аммиак вызывает большее расщепление d-орбиталей, чем вода.

Но это не так просто увидеть! Гораздо более серьезной проблемой является попытка разобраться, что поглощается, когда у вас есть темные цвета не на простом цветовом круге выше по странице.

На диаграммах показаны приблизительные цвета некоторых ионов на основе хрома (III).

Очевидно, что смена лиганда меняет цвет, но попытаться объяснить цвета с помощью нашей простой теории нелегко.


Примечание: Если честно, я потратил пару недель, пытаясь найти способ сделать это просто, на основе простого цветового круга, и в конце концов сдался. Жизнь слишком коротка!


Степень окисления металла

По мере увеличения степени окисления металла увеличивается и количество расщеплений d-орбиталей.

Таким образом, при изменении степени окисления изменяется цвет поглощаемого света и, соответственно, цвет света, который вы видите.

Другой пример из химии хрома, включающий только изменение степени окисления (с +2 на +3):

Ион 2+ почти того же цвета, что и ион гексааквакоппера (II), а ион 3+ - это трудно описываемый фиолетово-сине-серый цвет.

 

Координация иона

Расщепление больше, если ион октаэдрический, чем если он тетраэдрический, и поэтому цвет будет меняться при изменении координации.К сожалению, я не могу придумать ни одного простого примера, чтобы проиллюстрировать это!

Проблема в том, что ион обычно меняет координацию, только если вы меняете лиганд - и изменение лиганда также изменит цвет. Вы не можете изолировать эффект от изменения координации.

Например, обычно цитируемый случай исходит из химии кобальта (II) с ионами [Co (H 2 O) 6 ] 2+ и [CoCl 4 ] 2-.

Разница в цвете будет сочетанием эффекта изменения лиганда и изменения количества лигандов.


Примечание: Существует интересный диапазон соединений, описанных как «термохромные». Они меняют цвет при нагревании. Примером является [(CH 3 CH 2 ) 2 NH 2 ] 2 CuCl 4 . Он содержит ион тетрахлоркупрата (II) в сочетании с положительным ионом, который по существу является ионом аммония, в котором два атома водорода заменены этильными группами.

Это ярко-зеленое твердое вещество на холоде, но меняет цвет на ярко-желтый при 43 ° C.

Ярко-зеленое твердое вещество состоит из четырех атомов хлора, расположенных вокруг центрального иона меди (II) в виде плоской квадратной формы. На желтом они расположены в виде искаженного тетраэдра. Изменение цвета связано с изменением расположения лигандов.

Это материалы на уровне диплома. Если вы хотите следить за этим, вы можете выполнить поиск в Google (включая Google Книги) по запросу термохромный тетрахлоркупрат (II) .



 
 

Куда бы вы сейчас хотели отправиться?

В комплексное меню. . .

В меню «Неорганическая химия». . .

В главное меню. . .

 

Вас также может заинтересовать:

УФ-видимая спектрометрия.. .

Это детально рассматривает происхождение цвета в органических соединениях. В нем есть дополнительная информация об электромагнитном спектре, описание абсорбционного спектрометра УФ-видимого диапазона и объяснение того, как его можно использовать для измерения концентраций разбавленных растворов окрашенных соединений.

 

© Джим Кларк 2003 (последнее изменение - ноябрь 2014 г.)

.

Смотрите также

 
 
© 2020 Спортивный клуб "Канку". Все права защищены.