Zn 30 Цинк
65,38(2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
Цинк — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 30. Расположен в 12-й группе (по старой классификации — побочной подгруппе второй группы), четвертом периоде периодической системы.
Атом и молекула цинка. Формула цинка. Строение атома цинка
- Цена на цинк
- Изотопы и модификации цинка
- Свойства цинка (таблица): температура, плотность, давление и пр.
- Физические свойства цинка
Химические свойства цинка. Взаимодействие цинка. Химические реакции с цинком
Получение цинка
Применение цинка
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Атом и молекула цинка. Формула цинка. Строение атома цинка:
Цинк (лат. Zincum, от нем. Zinke – «зубец») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Zn и атомным номером 30. Расположен в 12-й группе (по старой классификации – побочной подгруппе второй группы), четвертом периоде периодической системы.
Цинк – амфотерный металл. Относится к группе переходных металлов. Относится к цветным металлам.
- Цинк обозначается символом Zn.
- Как простое вещество цинк при нормальных условиях представляет собой хрупкий металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).
- Молекула цинка одноатомна.
- Химическая формула цинка Zn.
Электронная конфигурация атома цинка 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2. Потенциал ионизации (первый электрон) атома цинка равен 906,4 кДж/моль (9,394197(6) эВ).
Строение атома цинка. Атом цинка состоит из положительно заряженного ядра (+30), вокруг которого по четырем оболочкам движутся 30 электронов. При этом 28 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку цинк расположен в четвертом периоде, оболочек всего четыре.
Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внутренняя оболочка представлена s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома цинка – на s-орбитали находится два спаренных электрона.
В свою очередь ядро атома цинка состоит из 30 протонов и 35 нейтронов.
Радиус атома цинка (вычисленный) составляет 142 пм.
Атомная масса атома цинка составляет 65,38(2) а. е. м.
Цинк с давних пор широко используется человеком.
Цинк, свойства атома, химические и физические свойства
Изотопы и модификации цинка:
Свойства цинка (таблица): температура, плотность, давление и пр.:
Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru
| 100 | Общие сведения | |
| 101 | Название | Цинк |
| 102 | Прежнее название | |
| 103 | Латинское название | Zincum |
| 104 | Английское название | Zinc |
| 105 | Символ | Zn |
| 106 | Атомный номер (номер в таблице) | 30 |
| 107 | Тип | Металл |
| 108 | Группа | Амфотерный, переходный, цветной металл |
| 109 | Открыт | Известен с глубокой древности |
| 110 | Год открытия | до 1000 года до н. э. |
| 111 | Внешний вид и пр. | Хрупкий металл голубовато-белого цвета |
| 112 | Происхождение | Природный материал |
| 113 | Модификации | |
| 114 | Аллотропные модификации | |
| 115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | |
| 116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
| 117 | Двумерные материалы | |
| 118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
| 119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,0078 % |
| 120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 5,0·10-7 % |
| 121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 0,00003 % |
| 122 | Содержание в Солнце (по массе) | 0,0002 % |
| 123 | Содержание в метеоритах (по массе) | 0,018 % |
| 124 | Содержание в организме человека (по массе) | 0,0033 % |
| 200 | Свойства атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса) | 65,38(2) а. е. м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 |
| 203 | Электронная оболочка | K2 L8 M18 N2 O0 P0 Q0 R0  |
| 204 | Радиус атома (вычисленный) | 142 пм |
| 205 | Эмпирический радиус атома* | 135 пм |
| 206 | Ковалентный радиус* | 122 пм |
| 207 | Радиус иона (кристаллический) | Zn2+
|
| 208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | 139 пм |
| 209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 30 электронов, 30 протонов, 35 нейтронов |
| 210 | Семейство (блок) | элемент d-семейства |
| 211 | Период в периодической таблице | 4 |
| 212 | Группа в периодической таблице | 12-ая группа (по старой классификации – побочная подгруппа 2-ой группы) |
| 213 | Эмиссионный спектр излучения |  |
| 300 | Химические свойства | |
| 301 | Степени окисления | -2, 0, +1, +2 |
| 302 | Валентность | II |
| 303 | Электроотрицательность | 1,65 (шкала Полинга) |
| 304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 906,4 кДж/моль (9,394197(6) эВ) |
| 305 | Электродный потенциал | Zn2+ + 2e– → Zn, Eo = -0,763 В |
| 306 | Энергия сродства атома к электрону | -58(20) кДж/моль (-0,6(2) эВ) – предположительно |
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность* | 7,14 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), 6,57 г/см3 (при температуре плавления 419,53 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость), 6,4 г/см3 (при 800 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость) |
| 402 | Температура плавления* | 419,53 °C (692,68 K, 787,15 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 907 °C (1180 K, 1665 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 7,32 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 115 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | |
| 410 | Молярная теплоёмкость* | 25,47Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 9,16092 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 116 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 116 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 500 | Кристаллическая решётка | |
| 511 | Кристаллическая решётка #1 | |
| 512 | Структура решётки | Гексагональная плотноупакованная  |
| 513 | Параметры решётки | a = 2,6648 Å, c = 4,9468 Å |
| 514 | Отношение c/a | 1,856 |
| 515 | Температура Дебая | 234 K |
| 516 | Название пространственной группы симметрии | P63/mmc |
| 517 | Номер пространственной группы симметрии | 194 |
| 900 | Дополнительные сведения | |
| 901 | Номер CAS | 7440-66-6 |
- Примечание:
- 205* Эмпирический радиус атома цинка согласно [1] и [3] составляет 134 пм и 138 пм соответственно.
- 206* Ковалентный радиус цинка согласно [1] и [3] составляет 122±4 пм и 125 пм соответственно.
- 401* Плотность цинка согласно [3] и [4] составляет 7,133 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), согласно [4] составляет 6,59 г/см3 (при 500 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость).
- 402* Температура плавления цинка согласно [3] и [4] составляет 419,6 °С (692,75 K, 787,28 °F) и 419,5 °С (692,65 K, 787,1 °F).
- 403* Температура кипения цинка согласно [3] и [4] составляет 906,2 °С (1179,35 K, 1663,16 °F) и 906 °C (1179,15 К, 1662,8 °F) соответственно.
- 407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) цинка согласно [3] и [4] составляет 7,28 кДж/моль и 7,24 кДж/моль соответственно.
- 408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) цинка согласно [3] и [4] составляет 114,8 кДж/моль и 115,3 кДж/моль соответственно.
- 410* Молярная теплоёмкость цинка согласно [3] составляет 25,4 Дж/(K·моль).
Физические свойства цинка:
Химические свойства цинка. Взаимодействие цинка. Химические реакции с цинком:
Получение цинка:
Применение цинка:
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Источники:
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
карта сайта
цинк атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле цинка
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические
Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!
Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.
- Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.
- Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.
- Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.
- Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.
СВОЙСТВА, ИСТОРИЯ И СПЛАВЫ ЦИНКА — ФИНАНСЫ КАРЬЕРА — 2022
Видео: Цинк — Металл, Придающий МУЖСКУЮ СИЛУ! 2022.
Цинк (Zn) — это обильный металл, обнаруженный в земной коре с множеством промышленных и биологических применений.
При комнатной температуре цинк является хрупким и сине-белым цветом, но может быть отполирован до яркого конца.
Основной металл, цинк в первую очередь используется для гальванизации стали, для защиты металла от нежелательной коррозии. Но сплавы цинка, в том числе латунные, жизненно важны для широкого спектра применений: от коррозионно-стойких морских компонентов до музыкальных инструментов.
Физические свойства
- Сила: Цинк — слабый металл с прочностью на разрыв менее половины, чем у мягкой углеродистой стали. Как правило, он не используется в несущих нагрузках, хотя недорогие механические детали могут быть отлиты из цинка.
- Твердость: Чистый цинк имеет низкую вязкость и обычно хрупкий, но цинковые сплавы обычно имеют высокую ударную вязкость по сравнению с другими литейными сплавами.
- Пластичность: Между 212-302 o F цинк становится пластичным и ковким, но при повышенных температурах возвращается в хрупкое состояние. Опять же, сплавы цинка значительно улучшают это свойство по сравнению с чистым металлом, что позволяет использовать более сложные методы изготовления.
- Электропроводность: Проводимость цинка умеренная для металла. Однако его сильные электрохимические свойства хорошо работают в процессе гальванизации и щелочных батарей
История
Изделия из цинкового сплава, изготовленные человеком, были надежно датированы еще в 500 г. до н.э., а цинк был предварительно намеренно добавлен к меди с образованием латуни около 200-300 г. до н.э.
Латунь дополняла бронзу во время Римской империи при изготовлении монет, оружия и искусства и оставалась главным использованием цинка до 1746 года, когда Андреас Сигизмунд Маргграф сознательно изолировал чистый элемент. Поскольку он тщательно описывал свой процесс и как он работал, цинк вскоре был коммерчески доступен.
Алессандро Вольта создал первую батарею в 1800 году с использованием медных и цинковых пластин, введя новую эру электрических знаний.
К 1837 году Станислав Сорель назвал свой новый процесс цинкования, гальванизации, после Луиджи Гальвани, который обнаружил оживляющий эффект электричества при аутопсии лягушек.
Гальванизация, форма катодной защиты, может защитить большое количество металлов и в настоящее время является основным промышленным применением чистого цинка.
Цинк в торговой зоне
Цинк в основном извлекается из руды, содержащей сульфид цинка, цинковая обманка или сфалерит.
Страны, добывающие и выпускающие самый изысканный цинк в порядке убывания, — это Китай, Перу, Австралия, США и Канада. Согласно геологической службе США, в 2014 году было добыто около 13,4 млн. Тонн цинка в концентрате, на долю Китая приходится около 36 процентов от общего объема.
По данным Международной исследовательской группы свинца и цинка, в 2013 году в гальванических, латунных и бронзовых сплавах, цинковых сплавах, химическом производстве и литье под давлением было израсходовано около 13 миллионов метрических тонн цинка.
Цинк торгуется на LME как контракты «Special High Grade» при 99. 995% минимальной чистоте в 25-тонных слитках.
Общие сплавы
- Латунь: 3-45% Zn по весу. Используется в музыкальных инструментах, клапанах и оборудовании.
- Никелевое серебро: 20% Zn по весу. Используется для его блестящего серебряного внешнего вида в ювелирных изделиях, серебристом изделии, железнодорожных композициях и музыкальных инструментах.
- Сплавы цинкового литья: >> 78% по весу. Обычно содержат небольшие количества (менее нескольких процентов) Pb, Sn, Cu, Al и Mg для улучшения характеристик литья и механических свойств. Используется для изготовления мелких сложных форм и подходит для перемещения деталей в машинах. Самый дешевый из этих сплавов называют металлом горшка и служат недорогой заменой стали. Интересные факты
Цинк имеет решающее значение для всей жизни на Земле и используется более чем в 300 ферментах; дефицит цинка был признан клинической проблемой здоровья в 1961 году. Международная ассоциация цинка объясняет, что цинк имеет решающее значение для правильного клеточного роста и митоза, фертильности, функции иммунной системы, вкуса и запаха, здоровой кожи и зрения
- Пенни Соединенных Штатов построены с ядром цинка, содержащим 98% их веса. Оставшиеся 2% являются электролитически покрытым медным покрытием. Количество меди, используемого в гроши, может быть изменено, если Казначейство США считает их слишком дорогими для производства. В США циркулирует целых два миллиарда монет в цинковых ядрах!
Латунь — это бинарный сплав, состоящий из меди и цинка, который был производится на протяжении тысячелетий и ценится за его работоспособность и привлекательный внешний вид.
Вольфрам: свойства, производство, применения и сплавы
Вольфрам (Вольфрам) — тусклый серебристого цвета с наивысшей точкой плавления любого чистого металла — и его свойств, производства, применений и сплавов.
История цинка Pt. III: Европа научится плавить
Спустя более 500 лет после начала дистилляции металлического цинка в Индии, дистилляция цинка, наконец, нашла свой путь в Европу.
Цинк (Zn)
- Обозначение — Zn (Zincum);
- Период — IV;
- Группа — 12 (IIb);
- Атомная масса — 65,39;
- Атомный номер — 30;
- Радиус атома = 138 пм;
- Ковалентный радиус = 125 пм;
- Распределение электронов — 1s22s22p63s23p63d104s2;
- t плавления = 419,88°C;
- t кипения = 907°C;
- Электроотрицательность (по Полингу/по Алпреду и Рохову) = 1,65/1,66;
- Степень окисления: +2, 0;
- Плотность (н. у.) = 7,13 г/см3;
- Молярный объем = 9,2 см3/моль.
Цинк люди использовали еще до нашей эры в виде его сплава с медью — латуни. Впервые чистый цинк удалось выделить англичанину Уильяму Чемпиону в 18 веке.
В земной коре цинка содержится 8,3·10-3% по массе. Много цинка содержится в термальных источниках, из которых происходит осаждение сульфидов цинка, имеющих важное промышленное значение. Цинк играет активную роль в жизни животных и растений, являясь важным биогенным микроэлементом.
Цинк в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, стоит под номером «30», относится к переходным металлам (См. Атомы переходных элементов).
Рис. Строение атома цинка.
Электронная конфигурация атома цинка — 1s22s22p63s23p63d104s2 (см. Электронная структура атомов). Предпоследний электронный слой атома цинка полностью заполнен, а на внешнем слое находится два s-электрона, которые и взаимодействуют с другими элементами, поэтому в соединениях цинк проявляется степень окисления +2. (см. Валентность). Цинк обладает высокой химической активностью.
Физические свойства цинка:
- голубовато-белый металл;
- хрупкий при н. у.;
- при нагревании более 100°C хорошо куется и прокатывается;
- обладает хорошей тепло- и электропроводностью.
Химические свойства цинка:
- на воздухе быстро окисляется, покрываясь тонкой пленкой оксида цинка, предохраняющей металл от дальнейшей реакции;
- при нагревании реагирует с кислородом, хлором, серой, образуя оксиды, хлориды, сульфиды соответственно: 2Zn + O2 = 2ZnO; Zn + Cl2 = ZnCl2; Zn + S = ZnS.
- реагирует с разбавленной серной кислотой и растворами кислот неокислителей, вытесняя из них водород: Zn + H2SO4(рзб.) = ZnSO4 + H2; Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2;
- реагирует с азотной и концентрированной серной кислотой, восстанавливая азот или серу соответственно: Zn + H2SO4(кнц.) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O;
- реагирует при нагревании с растворами щелочей, образуя гидроцинкаты: Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2;
- вытесняет менее активные металлы (см. электрохимический ряд напряжений металлов) из растворов их солей: Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu.
Получение цинка:
- чистый цинк получают электролизом его солей;
- промышленным способом цинк получают из сульфидных руд:
- на первом этапе получают оксид цинка, подвергая руду окислительному обжигу: 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2;
- на втором этапе оксид цинка восстанавливают углем при высокой температуре: ZnO + C = Zn + CO.
Применение цинка:
- в качестве антикоррозионного покрытия металлических изделий (цинкование);
- для изготовления сплавов, широко применяющихся в машиностроении;
- в АКБ и сухих элементах;
- в лакокрасочной промышленности (изготовление цинковых белил);
- как восстановитель в реакциях органического синтеза.
Свойства цинка: плотность, теплопроводность, теплоемкость
Цинк при нормальных условиях довольно хрупкий и тусклый металл, который плавится при температуре 692,7 К (около 420°С). При комнатной температуре плотность цинка равна 7130 кг/м3, что меньше плотности стали, но значительно больше (в 2,64 раза) плотности алюминия.
Плотность цинка при увеличении его температуры снижается, поскольку происходит увеличение удельного объема этого металла (цинк расширяется). Например, при температуре 1000 К цинк находится уже в жидком состоянии, и плотность цинка становится равной 6570 кг/м3.
Свойства цинка в жидком состоянии претерпевают значительные изменения. Из таблицы хорошо видно, что плотность жидкого цинка имеет меньшее значение, чем плотность твердого металла.
Также существенно снижаются значения таких свойств цинка, как температуропроводность и теплопроводность. Температуропроводность цинка в твердом состоянии убывает с повышением температуры и возрастает — в жидком.
Теплопроводность цинка в твердом состоянии имеет отрицательный температурный коэффициент и положительный — в жидком, она носит электронный характер.
При комнатной температуре теплопроводность цинка равна 115 Вт/(м·град), что сопоставимо с теплопроводностью алюминиевых сплавов.
Зависимость удельной теплоемкости цинка от температуры является типичной для простых металлов. Выше температуры Дебая теплоемкость слабо зависит от значения температуры. Дебаевская температура цинка близка к комнатной температуре. Теплоемкость цинка при его плавлении увеличивается с 453 до 480,3 Дж/(кг·град) и при дальнейшем нагреве до 1000 К практически не изменяется.
Удельное электрическое сопротивление цинка при переходе его в жидкое состояние значительно увеличивается.
По сравнению с другими металлами, цинк отличается удивительно малой анизотропией удельного электрического сопротивления при температуре выше 100 К.
В целом, температурная зависимость удельного электросопротивления цинка близка к линейной, хотя и наблюдается некоторый рост температурного коэффициента с повышением температуры.
Источник: В. Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
Цинк — физико-химические свойства металла
Цинк — элемент второй группы периодической системы элементов Менделеева, его порядковый номер 30, атомный вес 65,37.
Цинк — голубовато-серебристый блестящий металл средней твердости. При хранении на воздухе металл тускнеет благодаря образованию тонкого, но плотного слоя окисла, который защищает металл от дальнейшего окисления.
Плотность твердого цинка 7,133 (20°), жидкого 6,66 (419,5°), 6,59 (500°), 6,50 (600°). Температура плавления 419,5°С, температура кипения 906°. Поверхностное натяжение (дин/см): 780 (419,5°С), 778 (500°С), 764 (600°С), 754 (670°С).
Твердость цинка по Бринеллю — 40-50 кГ/мм2, но она, как и другие механические свойства, сильно зависит как от чистоты металла, так и способа обработки образца. Металл высокой чистоты пластичен, и его можно прокатывать в листы и тонкую фольгу. В то же время металл технической чистоты на холоду не пластичен, но становится таковым при нагреве до 100-250°С.
Потенциал окисления цинка — 0,7618 в, он более отрицателен, чем у железа, поэтому при контакте железа с цинком в первую очередь окисляется именно цинк. Цинк защищает железо даже на расстоянии в несколько мм.
В свою очередь, цинк защищается от окисления за счет плотных продуктов окисления.
В чисто кислородной среде образуется плотный оксид цинка, в воздушной среде с нормальным или с повышенным содержанием углекислого газа — плотный слой состава Zn(CO2)y(H2O)1-y, где у находится в пределах от 0,13 до 0,16.
В воде достаточной жесткости (более 60 мг Са/л) поверхность оцинкованного изделия защищается также за счет образования плотной пленки карбоната кальция.
Такая же пленка содействует устойчивой работе оцинкованных изделий и в морской воде, где остальные факторы действуют в противоположном направлении.
Наоборот, в мягкой воде и тем более в обессоленной воде карбонатная пленка не образуется, а имеющаяся карбонатная пленка постепенно уменьшается.
Кроме того, в температурном интервале 60-90°С происходит изменение катодной защиты на анодную, что приводит к ускоренному разрушению цинкового покрытия. Поэтому оцинкованные трубы не рекомендуются для горячего водоснабжения. Однако при наличии достаточной жесткости воды процессы разрушения цинкового покрытия остаются относительно небольшими.
Ситуация с оцинкованными трубами и почвой неоднозначная. В почвах без примесей органических остатков сопротивляемость коррозии значительна, но иное происходит, если в почве содержится древесный уголь. При контакте цинк — содержащих изделий с частичками угля образуются короткозамкнутые электродные пары, и коррозия идет с очень большой скоростью.
Несмотря на то, что цинк является очень активным элементом, в ряде случаев возможно наличие контактов разнородных металлов (один из них – цинк) в одном изделии.
Термодинамические свойства металлического цинка:
- удельная теплоемкость – 0,382 kJ/kg.K
- скрытая теплота плавления (419,5°С) 100,9 kJ/kg.K
- скрытая теплота испарения (906°С) 1,782 MJ/kg
- теплоемкость жидкого цинка 31,40 J/mol
- газообразного цинка 20,80 J/mol
- линейный коэффициент термического расширения (20-400°C) μm/m.K
- объемный коэффициент термического расширения (20-400°C) 0.89*10(6) / К
- теплопроводность (18°С)
- электропроводность (20°С) 5,9 Ώm
- стандартный электродный потенциал (по отношению к водородному электроду) — 0,762 V
- энтальпия испарения 114,2 kJ/mol
Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:
Физические свойства цинка (Zn) — Цинковый портал
Цинк – серебристо – серый металл. Для свежего среза на металле характерен голубоватый оттенок, в результате окисления цвет металлической поверхности цинка изменяется. Физические свойства цинка:
Изменение температурного режима активно влияет на изменение физических свойств металлического цинка:
- комнатная температура ( 20 °С ) — цинк не пластичен, хрупок,
- в диапазоне от 100°С до 150 физические свойства улучшаются, цинк становится пластичен, что активно используют при прокатки цинковых листов и проволоки,
- с повышением температуры от 200 до 250°С физические характеристики цинка изменяются в худшею сторону (становится хрупким и ломким).
Плотность цинка
твердого цинка (20 °С) — 7,133 г/см3
жидкого цинка (419,5 °С) — 6,66 г/см3
Строение решетки цинка
Цинк не обладает полиморфностью. Цинк имеет гексагональное строение кристаллической решетки.
Параметры решетки
Термодинамические характеристики цинка
| Температурный коэффициент линейного расширения | 39,7·10-3 (20-250 °С) |
| Коэффициент теплопроводности | 110,950 вт/(м ·К) 0,265 кал/см·сек·°С (20 °С) |
| Удельное электросопротивление | 5,9·10-6 ом·см (20 °С) |
| Удельная теплоемкость | 25,433 кдж/(кг·К.) [6,07 кал/(г·°С)] |
| Предел прочности при растяжении | 200-250 Мн/м2 (2000-2500 кгс/см2). |
| Относительное удлинение | 40-50% |
| Твердость по Бринеллю | 400-500 Мн/м2(4000-5000 кгс/см2) |
| 114,8 кДж/моль | |
| 7,28 кДж/моль | |
| 9,2 см³/моль | |
| (300 K) 116 Вт/(м·К) |
Цинк обладает диамагнитными свойствами.
Удельная магнитная восприимчивость металла — 0,175·10-6.
Радиус атома Zn 0,139 нм, радиус иона Zn2+ 0,060 нм (координационное число 4), 0,0740 нм (координационное число 6) и 0,090 нм (координационное число 8). Энергии последовательной ионизации атома соответствуют 9,394, 17,964, 39,7, 61,6 и 86,3 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1,66.
Цинк
СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ЦИНКА
Цинк (Zn) — металл голубовато-белого цвета, блестящий в изломе. Название элемента происходит от латинского слова «цинк» — бельмо, белый валет — характерная окраска его соединений. Цинк относительно мягкий металл — он мягче олова, но тверже свинца.
В холодном состоянии он хрупок, но при нагревании до 100—150°С делается пластичным и его можно прокатывать в тонкие листы или протянуть в проволоку. Пластичность литого цинка после деформации значительно увеличивается. Цинк и его сплавы имеют низкий предел ползучести и значительно изменяют свои свойства и размеры при естественном старении.
Электропроводность цинка равна примерно 28%, а теплопроводность 24% от соответствующих показателей серебра. Основные (физические и механические свойства цинка) приведены ниже:
| Атомная масса | 65,37 |
| Плотность при 20°С, г/см3 | 7,13 |
| Температура, °С | |
| плавления | 419,5 |
| кипения | 907 |
| Удельная теплота плавления, кал/г | 27,03 |
| Удельная теплоемкость при 18°С, кал/(г·град) | 0,1275 |
| Теплопроводность при 20°С, кал/(см·сек·град) | 0,268 |
| Удельное электросопротивление при 20°С, ом· мм2/м | 0,063 |
| Модуль нормальной упругости, кГ/мм2 | 800-1300 |
| Модуль сдвига, кГ/мм2 | 800 |
| Предел текучести цинка, кГ/мм2 | |
| литого | 7,5 |
| деформированного | 8-10 |
| Временное сопротивление цинка, кГ/мм2 | |
| литого | 12-14 |
| деформированного | 12-17 |
| отожженного | 7-10 |
| Относительное удлинение цинка, % | |
| литого | 0,3-0,5 |
| деформированного | 42-50 |
| отожженного | 10-20 |
| Твердость НВ цинка, кГ/мм2 | 30-40 |
| Ударная вязкость , кГ/мм2 | 0,6-0,75 |
В сухом воздухе цинк не подвергается коррозии. В воде, содержащей углекислый газ, и во влажном воздухе он покрывается тонкой плотной пленкой основного карбоната, которая защищает его от дальнейшей коррозии. Пары воды и углекислый газ окисляют цинк.
Цинк растворяется в щелочах с образованием цинкатов и в кислотах с образованием соответствующих солей. Чистый цинк почти не растворяется в серной кислоте. При 500°С цинк горит с образованием порошка окиси цинка белого цвета.
При нагревании окись цинка переходит в кристаллическую форму лимонно-желтого цвета. Это вещество при нагревании до 1100°С и выше возгоняется. Окись цинка хорошо растворяется в разбавленной серной кислоте.
Со многими металлами цинк образует сплавы, в том числе с железом, никелем, медью, алюминием, серебром, золотом, висмутом и др.
Окись цинка — вещество неплавкое: при нагревании выше 1800°С она испаряется без плавления. Температура начала восстановления цинка из окиси углеродом около 950°С. Сульфид цинка ZnS также неплавок и при температурах выше 1180°С обладает летучестью.
Основное количество производимого цинка расходуется в качестве защитного покрытия на изделиях из железа и стали, а также на производство сплавов: с медью (латуни), с медью и алюминием ((алюминиевая бронза), с никелем и медью ((нейзильбер и мельхиор) и др. Цинк входит также в состав подшипниковых сплавов.
Способность цинка давать сплавы с серебром и золотом используют в металлургии для извлечения благородных металлов. Цинковую пыль применяют для осаждения золота и серебра из растворов при их получении гидрометаллургическим способом, а также в химической промышленности и для очистки от меди и кадмия растворов цинка перед их электролизом.
Листовой цинк применяют в производстве аккумуляторов, для изготовления резервуаров и обшивки подводной части морских судов. Мелкие детали из цинка, отлитые под давлением, применяют в машиностроении. Окись цинка используют для изготовления белой краски (цинковых белил), а также в качестве добавок при изготовлении автомобильных шин, глазури и стекла, линолеума, клеенки и целлулоида.
Для защиты древесины от гниения служит раствор хлористого цинка. Сульфат цинка применяют в качестве реагента при флотации руд, в производстве клея, спичек и искусственного волокна. Соединения цинка находят применение в медицине.
Деформированные полуфабрикаты из цинка (листы, ленты) имеют различные свойства вдоль и поперек проката, в частности более высокое временное сопротивление поперек проката.
Свойства цинка значительно изменяются под влиянием примесей. Свинец, висмут, сурьма, мышьяк имеют очень малую растворимость в цинке и отрицательно влияют на его технологические свойства.
Олово, находящееся в цинке, при его затвердевании выделяется в виде эвтектики, плавящейся при температуре 199°C. Если в цинке одновременно присутствуют олово и свинец, образуется тройная эвтектика с температурой плавления 150°С. Располагаясь по границам кристаллитов, эвтектика нарушает их связь, а при горячей обработке давлением такой сплав легко разрушается.
Железо повышает твердость и хрупкость цинка. При содержании железа в цинке выше 0,2% прокатка цинка затрудняется из-за его повышенной хрупкости.
Алюминий, магний и медь положительно влияют на свойства цинка. При повышенном содержании свинца, олова, кадмия или магния скорость коррозии цинка возрастает, особенно под действием горячей воды или пара.
В контакте с более электроположительными металлами скорость коррозии цинка резко возрастает. В связи с этим цинк применяют в качестве протектора для всех более благородных металлов, за исключением свинца.
Под действием органических кислот, например кислых пищевых (продуктов, цинк образует токсичные соли, (поэтому его не следует применять в пищевой промышленности. На цинк не действуют органические нейтральные соли.
Загрузка...
