История открытия цинка и его биологическая роль

Устройство и принцип работы Ni Zn электронакопителей

В том случае, если Ni Zn элемент изготовлен в форме батарейки, то подобное изделие будет состоять из корпуса, материалом для которого выбран металл. Большая часть оболочки является «-» контактом источника питания. Для этих целей, поверхность металла покрывается тонким слоем оксида никеля.

Плюсовой вывод есть только с одной стороны. В принципе, определить полярность можно элементарно: обычно, на корпус аккумулятора нанесены соответствующие обозначения. Помимо этого, в распоряжении положительного контакта, слегка выпуклая плоскость.

В середине цилиндра располагается капсула с гидроксидом калия, а в ней, нашёл своё место цинковый стержень. Данный компонент имеет непосредственное соединение с плюсовым контактом электронакопителя. Между «+» и «-» электродами расположился нейтральный наполнитель. Размерами капсулы определяется количество запасаемой электроэнергии, которая может сохраняться 900-2500 mAh. Что касается элементов выполненных в форме прямоугольника, то в их распоряжении аналогичные характеристики и принцип работы.

При зарядке и разрядке Ni Zn батарей происходит следующая реакция:

Ni Zn электроаккумуляторы характеризуются повышенным напряжением, доходящим до показателя 1,6 V рабочего режима. Кроме того, такие батареи могут довольно долго поддерживать этот параметр по ходу эксплуатации. Говоря другими словами, пока аккумулятор не истратит 80% своего заряда, показатели вольт на электродах будут удерживаться, не падая ниже 1,4 V.

К превеликому сожалению, данная положительная сторона одновременно и отрицательной является. Если напряжение на контактах станет ниже 1,2 V, то есть, если батарейка выдохлась более чем на 80% — может случиться такое обстоятельство как переполюсовка контактов. Что это такое? Для тех кто не знает поясню — это когда катод становится анодом и наоборот. Последствия сего действа для подобного рода электронакопителей плачевные! Привести Ni Zn батарею в себя будет весьма сложно, зачастую практически невозможно.

А вот ещё одно недоразумение: никель-цинковые батарейки очень плохо переносят перезаряд, они могут раздуться или даже взорваться. По этой причине, если вольтаж на контактах при зарядке превышает 1,92 V, зарядное устройство отключают.

Что касается химсостава никель-цинковых изделий, то он даёт возможность практически на сто процентов избежать «эффекта памяти» и кроме того, такие девайсы достаточно безопасны для экологии. Количество циклов зарядки/разрядки — 200-300, что в общем-то немного, зато может порадовать диапазон рабочих температур — -30…+40 градусов. Масса и ёмкость NiZn АКБ имеют прямую зависимость от типоразмера.

Минусы никель-цинковых электроаккумуляторов

• Повышенная чувствительность к глубоким разрядам (менее 1,4 V с переполюсовкой).
• Повышенная чувствительность к перезаряду.
• Требуются специальные зарядные устройства либо же придётся контролировать процесс подзарядки.
• Относительно низкий показатель количества циклов зарядки/разрядки.
• Данная продукция мало распространена.
• На рынке попадается не мало подделок.

Даже изделия от известных брендов не всегда в состоянии выдержать более 300 циклов зарядки, а что касается поддельных элементов, то они частенько отрабатывают свой срок уже в течении первого месяца. Но несмотря на приведённый перечень недостатков, Ni Zn АКБ являются весьма востребованными у российских юзеров, а всё по причине их финансовой доступности.

Обходились без чистого цинка

Цинк — это удивительный металл. Сплав его с медью был известен в древности во многих странах. Латунь описывал еще Аристотель, алхимики прокаливали карбонат цинка с углем, получая «философскую шерсть». А вот чистого металла люди еще не знали. Но не везде. В индийском Раджастане нашли остатки плавильного оборудования, и остатки соединений цинка.

Совсем непонятна находка цинковой статуэтки на землях древней Дакии. Статуэтка датируется доримской эпохой. В журнале «Химия и жизнь» рассказали о находке цинковой сережки на Северном Кавказе. Возраст — более 5000 лет! Скорее всего, люди не раз находили и утрачивали секрет выплавки цинка.

В XVIII веке люди нашли секрет выплавки цинка из руды, и пока точно помнит, как это делается.

Белый налет или бельмо?

Слово «цинк» первым использовал Парацельс.

Лингвистам бывает сложно отследить происхождение названий. Имя (название) нашего нынешнего героя возводят к персидскому слову «ченг» (Tschang); древнегерманское «цинко» означало бельмо на глазу (вполне соотносится с цветом металла), или Zinke — «зубец».

В разные времена и в разных странах имя металла менялось. Это были «шпиаутер», «спелтер», «тутия» (Tutia). Нынешнее имя металл получил в начале прошлого века.

Нахождение в природе

Известно 66 минералов цинка, в частности цинкит, сфалерит, виллемит, каламин, смитсонит, франклинит. Наиболее распространённый 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.

Сфалерит

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.

Цинк — важный биогенный элемент, в живых организмах содержится в среднем 5·10-4% цинка. Но есть и исключения — так называемые организмы-концентраторы (например, некоторые фиалки).

Месторождения

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

Токсичность

При длительном поступлении в организм в больших количествах все соли цинка, особенно сульфаты и хлориды, могут вызывать отравление из-за токсичности ионов Zn2+. 1 грамма сульфата цинка ZnSO₄ достаточно, чтобы вызвать тяжелое отравление. В быту хлориды, сульфаты и оксид цинка могут образовываться при хранении пищевых продуктов в цинковой и оцинкованной посуде.

Отравление ZnSO₄ приводит к малокровию, задержке роста, бесплодию.

Отравление оксидом цинка происходит при вдыхании его паров. Оно проявляется в появлении сладковатого вкуса во рту, снижении или полной потере аппетита, сильной жажде. Появляется усталость, чувство разбитости, стеснение и давящая боль в груди, сонливость, сухой кашель.

Медь, Cu

Латинское название — Cuprum, символ — Cu. Относительная атомная масса — 63,5. Медь находится в 4 периоде, I B-группе ПСХЭ. Порядковый номер — 29.

Распределение электронов по уровням и подуровням характеризует следующая электронная формула: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1. В возбужденном состоянии на 4s уровень и подуровень «проскакивает» один d-электрон. Атом получает более устойчивую конфигурацию электронных оболочек.

Типичные значения валентностей и степеней окисления в соединениях: I(+), II(+), 0, +1, +2 соответственно. Заряд катиона 2+.

Способ получения меди в лаборатории — восстановление из оксида с помощью водорода при нагревании.

Промышленное получение:

• Восстановление водородом. Схема процесса: Cu+2O + H₂ → Cu + H₂O.
• Металлотермия. Происходит реакция обмена CuO + H₂SO₄ →CuSO₄ + H₂O. далее идет вытеснение меди железом CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu↓.
• Электролиз водного раствора сульфата меди. На катоде происходит восстановление Cu2+ + 2ē → Cu; на аноде — окисление 2H₂O – 4ē → 4H+ + O₂↑. 

Описание металла — простого вещества

• золотисто-красный цвет (рис. 2);
• металлический блеск;
• пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в листы;
• тепло- и электропроводность высокие.

Рис. 2. Медь

Химические свойства:

• Медь в ряду активности находится после водорода, это инертный металл.
• Не взаимодействует с водой.
• Не реагирует при обычных условиях с водородом, углеродом, кремнием, азотом, с растворами соляной и серной кислот, растворами щелочей.
• Взаимодействует с концентрированными растворами серной и азотной кислот.

Таблица 1

Важнейшие соединения меди

Класс веществ	Название соединения	Характер свойств
Оксиды	Оксид меди (I) Cu2O	Основной.
Оксид меди (II) CuO	Амфотерный (преобладают основные свойства).
Гидроксиды	Гидроксид меди (I) СuOH	Основной.
Гидроксид меди (II) Cu(ОН)2	Амфотерный (преобладают основные свойства).

Применение меди, ее соединений и сплавов:

• изготовление конденсаторов, механизмов для часов, ювелирных изделий с применением латуни (сплава);
• использование чистого металла и сплавов в машиностроении;
• использование оксидов в производстве стекла, эмалей;
• производство дистилляторов воды;
• выпуск проволоки, кабеля.

Кристаллогидрат сульфата меди (медный купорос) — средство для борьбы с грибковыми инфекциями растений. Применяется в смеси с гашеной известью для получения более сильной бордоской жидкости. Медь используется в производстве микроудобрений. Элемент необходим растениям и животным для нормального роста и развития.

Нехватка цинка — симптомы

Дефицит цинка в организме выражается следующими симптомами и состояниями:

• У мужчин — нарушение работы половых желез, развитие бесплодия, задержка полового развития;
• У женщин — нарушение менструальной функции и работы яичников, бесплодие;
• Повышенная утомляемость, слабость;
• Медленное заживление ран;
• Частые аллергии на различные вещества;
• Ухудшение здоровья кожи, волос, ногтей;
• Снижение настроения, склонность к депрессии, уязвимость перед стрессами;
• Нарушение функции кроветворения – анемии;
• Ухудшение зрительной функции;
• Предрасположенность к инфекциям, кожным болезням (дерматиты, фурункулы, псориаз), неврологическим расстройствам, онкологии;
• Снижение аппетита, диарея, потеря веса;
• Ранее старение.

Причины нехватки Zn

• Некачественное питание, жесткие диеты, голодовка;
• Злоупотребление алкоголем;
• Наличие глистных инвазий в кишечнике;
• Отравление организма медью, ртутью, свинцом, кадмием;
• Повышенные дозировки некоторых лекарственных препаратов – диуретиков (мочегонные), глюкокортикостероидов (гормоны), эстрогенов;

Электронные формулы элементов первых четырех периодов

Рассмотрим заполнение электронами оболочки элементов первых четырех периодов. У водорода заполняется самый первый энергетический уровень, s-подуровень, на нем расположен 1 электрон:

+1H 1s1      1s 

У гелия 1s-орбиталь полностью заполнена:

+2He 1s2      1s  

Поскольку первый энергетический уровень вмещает максимально 2 электрона, у лития начинается заполнение второго энергетического уровня, начиная с орбитали с минимальной энергией — 2s. При этом сначала заполняется первый энергетический уровень:

+3Li 1s22s1      1s     2s 

У бериллия 2s-подуровень заполнен:

+4Be 1s22s2      1s    2s 

Далее, у бора заполняется p-подуровень второго уровня:

+5B 1s22s22p1      1s    2s     2p 

У следующего элемента, углерода, очередной электрон, согласно правилу Хунда, заполняет вакантную орбиталь, а не заполняет частично занятую:

+6C 1s22s22p2      1s    2s     2p 

Попробуйте составить электронную и электронно-графическую формулы для следующих элементов, а затем можете проверить себя  по ответам конце статьи:

5. Азот

6. Кислород

7. Фтор

У неона завершено заполнение второго энергетического уровня: 

+10Ne 1s22s22p6      1s    2s     2p 

У натрия начинается заполнение третьего энергетического уровня:

+11Na 1s22s22p63s1      1s    2s     2p      3s 

От натрия до аргона заполнение 3-го уровня происходит в том же порядке, что и заполнение 2-го энергетического уровня. Предлагаю составить электронные формулы элементов от магния до аргона самостоятельно, проверить по ответам.

8. Магний

9. Алюминий

10. Кремний

11. Фосфор

12. Сера

13. Хлор

14. Аргон

А вот начиная с 19-го элемента, калия, иногда начинается путаница — заполняется не 3d-орбиталь, а 4s. Ранее мы упоминали в этой статье, что заполнение энергетических уровней и подуровней электронами происходит по энергетическому ряду орбиталей, а не по порядку. Рекомендую повторить его еще раз. Таким образом, формула калия:

+19K 1s22s22p63s23p64s11s 2s 2p3s 3p4s

Для записи дальнейших электронных формул в статье будем использовать сокращенную форму:

 +19K   4s1     4s 

У кальция 4s-подуровень заполнен:

+20Ca   4s2     4s

У элемента 21, скандия, согласно энергетическому ряду орбиталей, начинается заполнение 3d-подуровня:

+21Sc   3d14s2     4s    3d 

Дальнейшее заполнение 3d-подуровня происходит согласно квантовым правилам, от титана до ванадия:

+22Ti   3d24s2     4s    3d

+23V   3d34s2       4s    3d 

Однако, у следующего элемента порядок заполнения орбиталей нарушается. Электронная конфигурация хрома такая:

+24Cr   3d54s1       4s    3d 

В чём же дело? А дело в том, что при «традиционном» порядке заполнения орбиталей (соответственно, неверном в данном случае — 3d44s2) ровно одна ячейка в d-подуровне оставалась бы незаполненной. Оказалось, что такое заполнение энергетически менее выгодно. А более выгодно, когда d-орбиталь заполнена полностью, хотя бы единичными электронами. Этот лишний электрон переходит с 4s-подуровня. И небольшие затраты энергии на перескок электрона с 4s-подуровня с лихвой покрывает энергетический эффект от заполнения всех 3d-орбиталей. Этот эффект так и называется — «провал» или «проскок» электрона. И наблюдается он, когда d-орбиталь недозаполнена на 1 электрон (по одному электрону в ячейке или по два).

У следующих элементов «традиционный» порядок заполнения орбиталей снова возвращается. Конфигурация марганца:

+25Mn   3d54s2

Аналогично у кобальта и никеля. А вот у меди мы снова наблюдаем провал (проскок) электрона — электрон опять проскакивает с 4s-подуровня на 3d-подуровень:

+29Cu   3d104s1

На цинке завершается заполнение 3d-подуровня:

+30Zn   3d104s2

У следующих элементов, от галлия до криптона, происходит заполнение 4p-подуровня по квантовым правилам. Например, электронная формула галлия:

+31Ga   3d104s24p1

Формулы остальных элементов мы приводить не будем, можете составить их самостоятельно.

Некоторые важные понятия:

Внешний энергетический уровень — это энергетический уровень в атоме с максимальным номером, на котором есть электроны.

Например, у меди   (3d104s1) внешний энергетический уровень — четвёртый.

Валентные электроны — электроны в атоме, которые могут участвовать в образовании химической связи. Например, у хрома (+24Cr   3d54s1) валентными являются не только электроны внешнего энергетического уровня (4s1), но и неспаренные электроны на 3d-подуровне, т.к. они могут образовывать химические связи.

Как пользоваться оцинковкой?

Преобразователи с цинком используют для очистки и оцинковки:

• автомобилей,
• металлических решеток,
• заборов,
• оборудования,
• штучных изделий.

Обработанные участки можно окрашивать или ремонтировать. Чтобы результат применения оцинковки сохранялся длительное время, необходимо соблюдать правила по применению. К каждому преобразователю прилагается своя инструкция.

Однако для всех цинковых средств есть общая схема использования:

1. Толстый слой окислов зачищают механически.
2. Обезжиривают обрабатываемый участок.
3. Флакон с преобразователем встряхивают.
4. Наносят средство на ржавую поверхность.
5. Выдерживают положенное по инструкции время.
6. Зачищают верхний рыхлый слой до защитной пленки.
7. Покрывают металл грунтовкой и шпатлевкой.
8. Красят обработанную поверхность в подходящий колер.

Большинство преобразователей предназначены для работы при положительных температурах (от +10 до +30 градусов).

Специалисты рекомендуют использовать преобразователи с цинком в том случае, если ржавчина имеет слабое распространение или отсутствует совсем. Оцинковки зарекомендовали себя как отличные консерваторы и блокираторы коррозии. Поэтому они хороши для очищения и идеальны для профилактики.

Месторождения и руды

Нахождение в природе минералов, содержащих цинк, приурочено к терригенным и карбонатно-терригенным, вулканогенных формациям, известнякам и скарнам.

Происхождение металл берет в медно-цинковых, свинцово-цинковых, сульфидных рудах.

Самородный цинк существует, но встречается настолько редко, что его нельзя принимать в качестве металлургического сырья.

Извлекают руды в основном шахтным способом.

Интересно: самый большая в мире шахта, где добывают цинк — Rampura Agucha Mine — находится в штате Раджастан (Индия).

Основные руды на цинк:

• сфалерит (цинковая обманка);

• каламин;
• смитсонит;
• цинкит.

Взаимодействие цинка с другими веществами

• Прием витаминов А, E, C, В6, фтор, пиколиновая кислота улучшают усваивание организмом Zn;
• Большие дозы витамина В9, железа, олова, меди, свинца, кадмия, кальция, марганца, селена и ртути препятствуют усвоение организмом Zn;
• Нарушению усвоения Zn также могут способствовать поступление следующих веществ – фосфаты, фитаты, диуретики, глюкокортикостероиды, анаболики, алкоголь, иммуносупрессоры, противозачаточные препараты, танины (чай и кофе);
• Повышенное поступление Zn может способствовать недостатку витамина А, а также меди и железа;
• Полноценное снабжение Zn способствует нормальному усвоению витамина E.

Этапы процесса резки

Отделку керамогранитом можно сравнить с пошивом одежды — для создания красивого ровного покрытия плитку придётся подрезать, подгонять по формату и размеру с учётом особенностей помещения. Материал отличается от других повышенной твёрдостью, прочностью, долговечностью, поэтому самостоятельно работать с ним тяжело. Каждый способ резки предполагает использование определённого оборудования и имеет свои показания к применению. На выбор технологии влияют следующие факторы:

• технические характеристики — вес, габариты, толщина плитки;
• вид предстоящих работ — планируемые объёмы, требования к качеству;
• тип среза — прямой, фигурный, лекальный, под углом, внутренняя выпиловка;
• финансовые возможности мастера.

Когда нет профессиональных режущих, шлифовально-торцевых станков, применяют более доступные устройства. Они бывают ручные и электрические. Каждое обладает рядом преимуществ и недостатков:

• Угловая шлифовальная машина (иначе болгарка) позволяет делать сложные резы и обрабатывать уже уложенную плитку. Но процесс работы с инструментом долгий и трудоёмкий.
• Ручной плиткорез применяют только для простой прямой обработки тонкой (менее 12 мм) плитки.
• Электрическое устройство — быстрый, безопасный, точный способ резки. Подходит для толстых или рельефных керамогранитных плит.

Технология и правила резки:

1. С помощью строительного маркера нанести разметку.
2. Расположить изделие, совмещая намеченную линию с указателем.
3. Закрепить плитку, прижать руками.
4. Выполнить распил.

Допускается сделать надрез и разломать. Если требуется добиться аккуратного ровного края, то распил проводят не строго по отметке, а с запасом (отступ 2–5 мм), затем производят шлифовку кромки.

Презентация на тему: » Цинк Автор : Калашникова Д. 11 « а ». Электронное строение Атомная масса ( молярная масса )65,39 а. е. м. ( г / моль ) Электронная конфигурация [Ar] 3d.» — Транскрипт:

1

Цинк Автор : Калашникова Д. 11 « а »

2

Электронное строение Атомная масса ( молярная масса )65,39 а. е. м. ( г / моль ) Электронная конфигурация 3d 10 4s 2 Радиус атома 138 пм Электронная формула цинка 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 ион цинка.

3

Физические свойства В чистом виде довольно пластичный серебристо — белый металл, легкоплавкий и летучий. При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов ( обычно сильнее, чем « крик олова »). При °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Собственная концентрация носителей заряда в цинке 13,1·10 28 м 3

4

Получение Цинк в природе как самородный металл не встречается. Основной способ получения цинка электролитический ( гидрометаллургический ). Обожженные 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 учете переработки отходов ) %.

5

Химические свойства Цинк является амфотерным металлом, он растворим в кислотах и при нагревании с щелочами : Zn+2HCl=Zn С l +H Zn+2NaOH+2H O Na +H Оксид цинка способен реагировать с кислотами и с основаниями : ZnO+H SO =ZnSO +H O ZnO+2NaOH+H O=Na Гидроксид цинка не растворим в воде, но растворим в кислотах и основаниях : Zn(OH) +2HCl=ZnCl +2H O Zn(OH) +2NaOH=Na

6

Применение Чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, используется для извлечения серебра, золота ( и других металлов ) из чернового свинца в виде интерметаллидов цинка с серебром и золотом. Применяется для защиты стали от коррозии. Цинк используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах. Очень важна роль цинка в цинк — воздушных аккумуляторах, которые отличаются весьма высокой удельной энергоёмкостью. 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. Хлорид цинка важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры. Сульфид цинка используется для синтеза люминофоров временного действия и разного рода люминесцентов на базе смеси ZnS и CdS. Люминофоры на базе сульфидов цинка и кадмия, также применяются в электронной промышленности для изготовления светящихся гибких панелей и экранов в качестве электролюминофоров и составов с коротким временем высвечивания. Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка широко применяемые полупроводники. Селенид цинка используется для изготовления оптических стёкол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах.

7

Действие на организм человека необходим для продукции спермы и мужских гормонов необходим для метаболизма витамина E. важен для нормальной деятельности простаты. участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста. необходим для расщепления алкоголя в организме, так как входит в состав алкогольдегидрогеназы.

8

Содержание в продуктах питания Среди продуктов, употребляемых в пищу человеком, наибольшее содержание цинка в устрицах. Практически во всех хлебных злаках цинк содержится в достаточном количестве и в легкой — свариваемой форме. Поэтому, биологическая потребность организма человека в цинке обычно полностью обеспечивается ежедневным употреблением в пищу цельнозерновых продуктов ( нерафинированного зерна ).

9

Признаки нехватки цинка Признаки нехватки цинка потеря обоняния, вкуса и аппетита ломкость ногтей и появление белых пятнышек на ногтях выпадение волос частые инфекции плохое заживление ран позднее половое содержание импотенция утомляемость, раздражительность снижение способности к обучению диареи Признаки избытка цинка желудочно — кишечные расстройства головные боли тошнота

Химические свойства

Типичный пример металла, образующего амфотерные соединения. Амфотерными являются соединения цинка ZnO и Zn(OH)₂. Стандартный электродный потенциал −0,76 В, в ряду стандартных потенциалов расположен до железа.

На воздухе цинк покрывается тонкой пленкой оксида ZnO. При сильном нагревании сгорает с образованием амфотерного белого оксида ZnO:

2Zn+O2→2ZnO{\displaystyle {\mathsf {2Zn+O_{2}\rightarrow 2ZnO}}}

Оксид цинка реагирует как с растворами кислот:

ZnO+2HCl→ZnCl2+H2O{\displaystyle {\mathsf {ZnO+2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}O}}}

так и щелочами:

ZnO+2NaOH+H2O→Na2Zn(OH)4{\displaystyle {\mathsf {ZnO+2NaOH+H_{2}O\rightarrow Na_{2}}}}

Цинк обычной чистоты активно реагирует с растворами кислот:

Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}\uparrow }}}

и растворами щелочей:

Zn+2NaOH+2H2O→Na2Zn(OH)4+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Zn+2NaOH+2H_{2}O\rightarrow Na_{2}+H_{2}\uparrow }}}

образуя гидроксоцинкаты. С растворами кислот и щелочей очень чистый цинк не реагирует. Взаимодействие начинается при добавлении нескольких капель раствора сульфата меди CuSO₄.

При нагревании цинк реагирует с галогенами с образованием галогенидов ZnHal₂. С фосфором цинк образует фосфиды Zn₃P₂ и ZnP₂. С серой и её аналогами — селеном и теллуром — различные халькогениды, ZnS, ZnSe, ZnSe₂ и ZnTe.

С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует. Нитрид Zn₃N₂ получают реакцией цинка с аммиаком при 550—600 °C.

В водных растворах ионы цинка Zn2+ образуют аквакомплексы [Zn(H₂O)₄]2+ и [Zn(H₂O)₆]2+.

Биологическая роль

В организме взрослого человека содержится в среднем около 2 г цинка, в виде его соединений, который концентрируется преимущественно в мышцах, печени и поджелудочной железе. Более 400 ферментов содержат цинк. Среди них ферменты, катализирующие гидролиз пептидов, белков и сложных эфиров, образование альдегидов, полимеризацию ДНК и РНК. Ионы Zn2+ в составе ферментов вызывают поляризацию молекул воды и органических веществ, содействуя их депротонированию по реакции:

Zn2+ + H₂O = ZnOH+ + H+

Наиболее изучен фермент карбоангидраза — белок, содержащий цинк и состоящий примерно из 260 аминокислотных остатков. Этот фермент содержится в эритроцитах крови и способствует превращению углекислого газа, образующегося в тканях в процессе их жизнедеятельности, в гидрокарбонат-ионы и угольную кислоту, которая кровью переносится в легкие, где выводится из организма в виде углекислого газа. В отсутствие фермента превращение CO₂ в анион HCO₃— протекает с очень низкой скоростью. В молекуле карбоангидразы атом цинка связан с тремя имидазольными группами остатков аминокислоты гистидина и молекулой воды, которая легко депротонируется, превращаясь в координированный гидроксид. Атом углерода молекулы углекислого газа, на котором находится частичный положительный заряд, вступает во взаимодействие с атомом кислорода гидроксильной группы. Таким образом, координированная молекула CO₂ превращается в гидрокарбонат-анион, который покидает активный центр фермента, замещаясь на молекулу воды. Фермент ускоряет эту реакцию гидролиза в 10 миллионов раз.

Цинк:

• необходим для продукции спермы и мужских гормонов
• необходим для метаболизма витамина E.
• важен для нормальной деятельности простаты.
• участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста.
• необходим для расщепления алкоголя в организме, так как входит в состав алкогольдегидрогеназы.

Содержание в продуктах питания

Рекомендуемая дневная норма цинка в рационе — 11 мг для мужчин и 8 мг для женщин. Среди продуктов, употребляемых в пищу человеком, наибольшее содержание цинка — в устрицах, тыквенных и подсолнечных семечках, кунжуте, мясе, сыре, овсяной крупе, бобовых, шоколаде.

Содержание цинка в продуктах на 100 г:

• Орехи и семечки: тыквенные семечки — 10 мг, кунжут — 7 мг, семена подсолнечника — 5,3 мг, миндаль — 3 мг, грецкие орехи — 3 мг.
• Мясо: говяжья печень — 4 мг, говядина — 3—8,4 мг, баранина — 2—6 мг, курица — 0,8—3,5 мг, свинина — 0,8—3,5 мг.
• Бобовые: чечевица — 4,78 мг, арахис — 4 мг, горох — 1,2 мг, соевые бобы — 3 мг.
• Молочные продукты: твёрдый сыр — 3—4 мг, мороженое, йогурт — 0,7—0,8 мг, молоко — 0,4 мг.
• Злаки и хлеб: овёс — 3,97, пшеница — 3,46 мг, рожь — 2,65 мг, рис — 1 мг, хлеб — 0,7—1,5 мг, печенье — 0,5—1 мг, мука пшеничная — 0,8 мг.
• Рыба и морепродукты: устрицы — 16—40 мг, анчоусы — 1,72 мг, осьминог — 1,68 мг, карп — 1,48 мг, икра — 1 мг, сельдь — 0,99 мг.
• Овощи и фрукты: зелёный горошек — 1,24 мг, ростки бамбука — 1,10 мг, кукуруза (варёная, консервированная) — 0,5—0,6 мг, финики — 0,44 мг, малина — 0,42 мг, брокколи — 0,41 мг, свёкла — 0,35 мг, картофель — 0,29 мг, чёрная смородина — 0,27 мг, инжир, бананы — 0,15 мг, апельсины — 0,07 мг, грейпфрут — 0,07 мг, лимоны — 0,06 мг, яблоки — 0,04 мг.
• Сладости: какао-порошок (неподслащенный) — 6,81 мг, шоколад — 2,3 мг, шоколадные конфеты — 1—2 мг, мёд — 0,22 мг.

Также цинк может присутствовать в минеральной воде.

Основные проявления дефицита цинка

Недостаток цинка в организме приводит к ряду расстройств. Среди них — раздражительность, утомляемость, потеря памяти, депрессивные состояния, снижение остроты зрения, уменьшение массы тела, накопление в организме некоторых элементов (железа, меди, кадмия, свинца), снижение уровня инсулина, аллергические заболевания, анемия и другие.

Для оценки содержания цинка в организме определяют его содержание в волосах, крови и её сыворотке.