Cinc |
|---|
 |
|
| [[Ficheiro:{{{espectro}}}|300px|center]] |
| Liñas espectrais do Cinc |
| Información xeral |
|---|
| Nome,símbolo,número | Cinc, Zn, 30 |
| Serie química | Metal de transición |
| Grupo,período,bloque | 12,4,d |
| Densidade | 7140 kg/m3 |
| Dureza | {{{dureza}}} |
| Aparencia | Azul pálido
|
| N° CAS | |
| N° EINECS | |
| Propiedades atómicas |
|---|
| Masa atómica | 65,38(2)[1]u |
| Raio medio | 135pm |
| Raio atómico(calc) | 142pm |
| Raio covalente | 131pm |
| Raio de van der Waals | 139pm |
| Configuración electrónica | [Ar]3d104s² |
| Electróns pornivel de enerxía | |
| Estado(s) de oxidación | |
| Óxido | |
| Estrutura cristalina | hexagonal |
| Propiedades físicas |
|---|
| Estado ordinario | Sólido |
| Punto de fusión | 692,68 K |
| Punto de ebulición | 1180 K |
| Punto de inflamabilidade | {{{P_inflamabilidade}}} K |
| Entalpía de vaporización | 115,3 kJ/mol |
| Entalpía de fusión | 7,322 kJ/mol |
| Presión de vapor | 192,2 |
| Temperatura crítica | K |
| Presión crítica | Pa |
| Volume molar | m3/mol |
| Velocidade do son | 3700 m/s a 293.15K (20°C) |
| Varios |
|---|
| Electronegatividade(Pauling) | |
| Calor específica | 390J/(K·kg) |
| Condutividade eléctrica | 16,6 x 106S/m |
| Condutividade térmica | 116 W/(K·m) |
| 1.ªEnerxía de ionización | 906,4 kJ/mol |
| 2.ª Enerxía de ionización | 1733,3 kJ/mol |
| 3.ª Enerxía de ionización | 3833 kJ/mol |
| 4.ª Enerxía de ionización | 5731 kJ/mol |
| 5.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización5}}} kJ/mol |
| 6.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización6}}} kJ/mol |
| 7.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización7}}} kJ/mol |
| 8.ª enerxía de ionización | {{{E_ionización8}}} kJ/mol |
| 9.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización9}}} kJ/mol |
| 10.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización10}}} kJ/mol |
| Isótopos máis estables |
|---|
|
| Unidades segundo oSI e encondicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria. |
Ocinc[2] ouzinc[3] (doalemánZink) é unelemento químico desímboloZn,número atómico 30 (30 protóns e 30 electróns) conmasa atómica 65,4uma. A temperatura ambiente, o cinc encóntrase enestado sólido. Está situado nogrupo 12 (2 B) daclasificación periódica dos elementos.
Asaliaxes de cinc teñen sido utilizadas durante séculos (pezas delatón datadas de1400-1000 a.C. foron encontradas enPalestina), e outros obxectos con até 87% de cinc foron achados na antiga rexión daTransilvania.
A principal aplicación do cinc (cerca de 50% do consumo anual) é nagalvanización doaceiro ouferro para protexelos dacorrosión, isto é, o cinc é utilizado comoánodo de sacrificio. Tamén pode ser usado enprotectores solares, en forma de óxido, pois ten a capacidade de parar a radiación solar.
O cinc é unelemento químico esencial para as persoas: intervén nometabolismo deproteínas eácidos nucleicos, estimula a actividade de máis de 100enzimas, colabora no bo funcionamento do sistema inmunolóxico, é necesario para a cicatrización das feridas, intervén na percepción do sabor e do olfacto e nasíntese doADN.
Foi descuberto en1746 polo alemánMarggraf.
O cinc é unmetal, ás veces clasificado comometal de transición aínda que estritamente non o sexa, presenta semellanzas comagnesio e oberilio e outros metais do seu grupo. Este elemento é pouco abundante na cortiza terrestre, porén pode ser obtido con facilidade.
É un metal de coloración branca azulada que arde noar conchama verde azulada. O ar seco non o ataca, porén, na presenza de humidade, forma unha capa superficial deóxido ou carbonato básico que illa o metal e o protexe dacorrosión.
Polo xeral, o únicoestado de oxidación que presenta é +2. Reacciona conácidos nonoxidantes pasando ó estado de oxidación +2 e liberandohidróxeno, e pode disolverse enbases eácido acético. O metal presenta unha grande resistencia á deformación plástica en frío que diminúe co quecemento, obrigando a laminalo por riba dos 100 °C. Non se pode endurecer por acritude e presenta o fenómeno defluencia a temperatura ambiente.
O cinc é empregado na fabricación de aliaxes como o latón e bronce, alén de ser utilizado na produción de tellas. O cinc é, aínda, utilizado como metal de sacrificio para preservar o ferro da corrosión nalgunhas estruturas, na produción de pilas secas e como pigmento en tinta de coloración branca.
A principal aplicación do zinc -preto do 50 % do consumo anual- é ogalvanizado doaceiro para protexelo dacorrosión, protección efectiva ata cando se agreta o recubrimento xa que o zinc actúa comoánodo de sacrificio. Outros usos inclúen:
O cinc é unelemento químico esencial para as persoas: intervén nometabolismo deproteínas eácidos nucleicos, estimula a actividade de máis de 100enzimas, colabora no bo funcionamento do sistema inmunolóxico, é necesario para a cicatrización das feridas, nas percepcións do sabor e olfacto e na síntese doADN. O metal atópase nainsulina, nas proteínasdedo de cinc (zinc finger) e en diversas enzimas como asuperóxido dismutasa.
O cinc é encontrado en diversosalimentos como nasostras,carnes vermellas,aves, algúnspeixes,mariscos, fabas e noces. A inxesta diaria recomendada de cinc é en torno de 10 mg, menor para bebés, rapaces e adolescentes (debido ao menor peso corporal), e algo maior para as mulleres embarazadas e durante a lactación.
A deficiencia de cinc pode producir atrasos no crecemento, perda decabelo,diarreas,impotencia sexual, lesións oculares e da pel, perda de apetito, perda de peso, aumento do tempo de cicatrización de feridas e anomalías no sentido doolfacto. As causas que poden provocar unha deficiencia de cinc son a insuficiente cantidade na dieta alimentaria e a dificultade na absorción do mineral que pode ocorrer en casos dealcoholismo, cando é eliminado polaurina ou, aínda, debido á excesiva eliminación por causa de desordes dixestivas.
O exceso de cinc tense asociado con baixos niveis decobre, alteracións na función doferro, diminución da función inmunolóxica e dos niveis decolesterol bo.
As aliaxes de cinc téñense utilizado durante séculos - pezas delatón datadas de 1000-1400 a.C. foron encontrados en Palestina, e outros obxectos con até 87 % de cinc foron achados na antiga rexión da Transilvania - debido ao seu baixo punto de fusión e reactividade química o metal tende a evaporarse, motivo polo cal a verdadeira natureza do cinc non foi comprendida polos antigos.
Sábese que a fabricación do latón era coñecida polos romanos desde30 a.C..Plinio eDioscórides describen a obtención deaurichalcum (latón) polo quecemento dunha mestura decadmio (calamina) concobre. O latón obtido é posteriormente fundido ou forxado para fabricar obxectos.
A fusión e extracción de cinc impuro xa era efectuada no ano 1.000 na India - na obraRasarnava (c. 1200) de autor descoñecido o procedemento foi descrito - e posteriormente na China. En1597Andreas Libavius describe unha peculiar clase de estaño que fora preparada na India que recibira en pequenas cantidades a través dun amigo, deduciu que se trataba do cinc, mesmo non chegando a recoñecelo como o metal procedente da calamina.
En Occidente, en1248,Alberto Magno describe a fabricación do latón en Europa. No século XVI xa se coñecía a existencia do metal.Agrícola observou en1546 que se formaba un metal branco prateado condensado nas paredes dos fornos nos cales se fundían minerais de cinc, indicando nas súas notas que un metal similar denominadozincum era producido en Silesia.Paracelso foi o primeiro en suxerir que ozincum era un novo metal e que as súas propiedades diferían dos metais coñecidos, sen dar ningunha indicación sobre a súa orixe; nos escritos deBasilio Valentino son encontrados tamén mencións sobre ozincum. En tratados posteriores son frecuentes as referencias ao cinc, con diferentes nomes, referíndose xeralmente ao mineral e non ao metal libre, e moitas veces confundido cobismuto.
Johann Kunkel en1677 e pouco máis tardeStahl en1702 indican que ao preparar o latón co cobre e a calamina, esta última se reduce previamente en cinc libre, que foi illado posteriormente polo químicoAnton von Swab en1742 e porAndreas Marggraf en1746, cuxo exhaustivo e metódico traballoSobre o método de extracción do cinc dun mineral verdadeiro, a calamina sedimentou a metalurxia do cinc e a súa reputación como descubridor do metal.
En1743 foi fundado enBristol o primeiro establecemento para a fundición do metal en escala industrial, porén, o procedemento ficou en segredo. Setenta anos despoisDaniel Dony desenvolveu un procedemento industrial para a extracción do metal, construíndose a primeira fábrica no continente Europeo.
Logo do desenvolvemento da técnica de flotación do sulfato de cinc desprezouse a calamina como fonte principal de obtención do cinc. O método de flotación, actualmente, é empregado para a obtención de varios metais.
O cinc é o 23º elemento máis abundante na cortiza terrestre. As menas máis ricas conteñen cerca de 10% deferro e entre 40% e 50% de cinc.
De acordo coa información recollida no informe anual do United States Geological Survey (USGS), as estimacións sinalan que as reservas economicamente explotables de zinc en 2011 a nivel mundial alcanzarían as 250 millóns de toneladas métricas, repartidas entre a China, os Estados Unidos, o Perú e Casaquistán.[4]
A produción mundial foi en2003, segundo dados da Axencia de Prospección Xeolóxica dos Estados Unidos (US Geological Survey) de 8,5 millóns de toneladas, liderada pola China con 20 % e Australia con 19 %. Estímase que un terzo do cinc consumido éreciclado.
A produción do cinc comeza coa extracción domineral que pode ser realizada tanto a ceo aberto como subterránea. Os minerais extraídos son triturados e, posteriormente, sometidos a un proceso denominadoflotación para a obtención do mineral concentrado.
Os minerais con altos contidos deferro son tratados porvía seca. O concentrado é queimado (calcinación) para transformar osulfato enóxido, que recibe a denominación decalcina. O óxido obtido éreducido concarbono producindo o metal (oaxente redutor na práctica é omonóxido de carbono formado).
As reaccións por etapas son: Porvía húmida o minerío é calcinado (queimado) para a obtención do óxido, posteriormentelixiviado conácido sulfúrico diluído. Alixivia obtida é purificada para a separación dos diferentes compoñentes, principalmente osulfato de cinc. O sulfato é sometido a un proceso deelectrólise con ánodo de chumbo e cátodo de aluminio, sobre o cal se deposita o cinc, formando placas dalgúns milímetros. O cinc obtido é fundido e lingotado para a súa comercialización.
Como subprodutos, diferentes metais son obtidos, como mercurio, cadmio, ouro, prata, cobre e chumbo, en función da composición dos minerais. O dióxido de xofre obtido na calcinación é usado para producir o ácido sulfúrico utilizado na lixiviación. O excedente é comercializado.
Os tipos de cinc obtidos clasifícanse segundo a norma ASTM en función da súa pureza:
- SHG, Special High Grade (99,99 %)
- HG,High Grade (99,9 %)
- PWGPrime Western Grade (98 %)
A norma EN 1179 considera cinco niveis (Z1 a Z5) con contidos de cinc entre 99,995% e 98,5 %, existindo normas equivalentes noXapón eAustralia. Para harmonizar todas as normas aISO publicouse en2004 a norma ISO 752 regulando a clasificación e requisitos necesarios en relación ao cinc.
As aliaxes máis empregadas son as dealuminio (3,5-4,5 %,Zamak; 11-13 %, Zn-Al-Cu-Mg; 22 %,Prestal, liga que presenta superplasticidade) ecobre (aproximadamente 1 %) que mellora as características mecánicas do cinc e a súa aptitude ao molde.
É compoñente minoritario en diversas aliaxes, principalmente de cobre comolatóns (3 a 45% de cinc),alpacas (Cu-Ni-Zn) ebronces (Cu-Sn) de moldeo.
Oóxido de cinc é o máis coñecido e utilizado industrialmente, especialmente como base depigmentos brancos parapintura, tamén en cremas solares. Outros compostos importantes son oclorato de cinc (desodorizantes) esulfato de cinc (pinturasluminiscentes). A cuarta parte, aproximadamente, do cinc consumido é na forma de compostos.
O cinc existente na natureza está formado por catroisótopos estábeis, Zn-64 (48,6 %), Zn-66, Zn-67, e Zn-68. Téñense caracterizado 22radioisótopos sendo os máis estábeis Zn-65 e Zn-72 convidas-medias de 244,26 días e 46,5 horas, respectivamente. Os demais isótopos radioactivos presentan medias-vidas menores de 14 horas, e a maioría menores dun segundo. O cinc ten catro estados meta-estábeis.
O cinc metálico non é considerado tóxico, porén algúns dos seus compostos, como o óxido e o sulfato, sonnocivos. Na década de 1940 observouse que na superficie doaceirogalvanizado se formaban co tempo fíos de cinc, que liberados ao ambiente provocaban curtocircuítos e fallas en compoñentes electrónicos. Estes fíos se forman logo dun período de incubación que pode durar días ou anos, e crecen nun ritmo da orde de 1 mm por ano.
- "Táboa periódica dos elementos"(PDF).Consello da Cultura Galega,Xunta de Galicia,Real Academia Galega de Ciencias,Real Academia Galega eCiencia Nosa. 2019.
- Bermejo, M. R.;González, A.;Vázquez, M. (2006).O nome e o símbolo dos elementos químicos(PDF).Xunta,Secretaría Xeral de Política Lingüística eCRPIH.ISBN 978-84-453-4325-8.
- Bermejo, M. R.;González, A.;Maneiro, M. (2018).Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións.Xunta de Galicia eCRPIH.ISBN 978-84-453-5297-7.
