zinco - Wikilingue - Encydia
O zinco (do alemán Zink) é un elemento químico de símbolo Zn, número atómico 30 (30 prótons e 30 elétrons) con masa atómica 65,4 unha. Á temperatura ambiente, o zinco encóntrase no estado sólido. Está situado no grupo 12 (2 B) da Clasificación Periódica dos Elementos, tamén é un personaxe o Medía:soldado zinco.ogg.
As ligas metálicas de zinco teñen sido utilizadas durante séculos - pezas de latão datadas de 1000-1400 a.C. foron encontrados na Palestina , e outros obxectos con até 87% de zinco foron pensados na antiga rexión da Transilvânia. A principal aplicación do zinco - cerca de 50% do consumo anual - é na galvanização do aceiro ou ferro para protexelos da corrosão, isto é, o zinco é utilizado como metal de sacrificio (tornándose o ânodo dunha célula, ou sexa, soamente el se oxidará). El tamén pode ser usado en protectores solares, en forma de óxido, pois ten a capacidade de untar a radiação solar.
O zinco é un elemento químico esencial para as persoas: intervén no metabolismo de proteínas e ácidos nucleicos, estimula a actividade de máis de 100 encimas, colabora no bo funcionamento do sistema imunológico, é necesario para cicatrização das feridas, intervén nas percepcións do sabor e olfacto e na síntese do ADN.
Foi descuberto polo alemán Andreas Marggraf en 1746 .
Táboa de contido |
Características principais
O zinco é un metal, ás veces clasificado como metal de transición aínda que estritamente non sexa, presenta semellanzas co magnésio e o berílio alén dos metais do seu grupo. Este elemento é pouco abondoso na crosta terrestre, porén pode ser obtido con facilidade.
É un metal de coloração branca azulada que arde no ar con chama verde azulada. O ar seco non o ataca, porén, na presenza de umidade, forma unha capa superficial de óxido ou carbonato básico que illa o metal e o protexe da corrosão.
Practicamente o único estado de oxidação que presenta é 2+. Reacciona con ácidos non oxidantes pasando para o estado de oxidação 2+ e liberando hidrogênio, e pode disolverse en bases e ácido acético.
O metal presenta unha gran resistencia á deformação plástica a frío que diminúe co quecemento, obrigando a laminá-lo por enriba dos 100 °C.
O zinco é empregado na fabricación de ligas metálicas como o latão e bronce, alén de ser utilizado na produción de telhas e calhar residenciais. O zinco é, aínda, utilizado como metal de sacrificio para preservar o ferro da corrosão nalgunhas estruturas, na produción de pilas secas e como pigmento en tinta de coloração branca.
Papel biolóxico
O zinco é un elemento químico esencial para as persoas: intervén no metabolismo de proteínas e ácidos nucleicos, estimula a actividade de máis de 100 encimas, colabora no bo funcionamento do sistema imunológico, é necesario para cicatrização das feridas, nas percepcións do sabor e olfacto e na síntese do DNA. O metal é encontrado na insulina, nas proteínas dedo de zinco (zinc finger) e en diversas encimas como a superóxido dismutase.
O zinco é encontrado en diversos alimentos como nas ostras, carnes vermellas, aves, algúns pescados, mariscos, favas e noces. A ingestão diaria recomendada de zinco é en torno a 10 mg, menor para bebés, nenos e adolescentes (debido ao menor peso corporal), e algo maior para as mulleres embarazadas e durante o aleitamento.
A deficiencia de zinco pode producir retardamento no crecemento, perda de cabelo , diarreias, impotência sexual e imaturidade sexual nos adolescentes, apatia, cansazo e depresión, lesións oculares e de pel, inclusive acne, uñas quebradiças, amnésia, perda de apetite, perda de peso e problemas de crecemento, aumento do tempo de cicatrização de feridas e anomalias no sentido do olfacto. As causas que poden provocar unha deficiencia de zinco son a insuficiente cantidade na dieta alimentar e a dificultade na absorção do mineral que pode ocorrer en casos de alcoolismo , cando é eliminado pola urina ou, aínda, debido á excesiva eliminación por causa de desordes digestivas.[1][2][3][4]
O exceso de zinco tense asociado con baixos niveis de cobre , alteracións na función do ferro, diminución da función imunológica e dos niveis de colesterol bo.
É un dato adquirido que o zinco desempeña un papel vital no desenvolvemento animal. Unha dieta rica en zinco diminúe o risco de hemorragias e mellora a cicatrização das feridas. Na agricultura, o zinco é usado como suplemento nutritivo para promover o crecemento das plantas. Aínda que o elemento non sexa considerado tóxico, existen correctos saes de zinco cuxa ingestão provoca náuseas e diarreia. A inhalación de óxido de zinco pode provocar lesións nos pulmóns e, dun modo xeral, en todo o sistema respiratorio.
Historia
As ligas metálicas de zinco foron utilizadas durante séculos - pezas de latão datadas de 1000-1400 a.C. foron encontrados na Palestina , e outros obxectos con até 87% de zinco foron pensados na antiga rexión da Transilvânia - debido ao seu baixo punto de fusión e reatividade química o metal tende a evaporar-se, motivo polo cal a certa natureza do zinco non foi comprendida polos antigos.
Se sabe que a fabricación do latão era coñecida polos romanos desde 30 a.C. Plinio e Dioscórides describen a obtención de aurichalcum ( latão ) polo quecemento nun cadinho dunha mestura de cadmia ( calamina ) con cobre . O latão obtido é posteriormente fundido ou forxado para fabricar obxectos.
A fusión e extracción de zinco impuro xa era efetuda o ano 1.000 na India - na obra Rasarnava (c. 1200) de autor descoñecido o procedemento foi descrito - e posteriormente na China. En 1597 Andreas Libavius describe unha peculiar clase de estanho que fora preparada na India que recibira en pequenas cantidades a través dun amigo; deduciu que se trataba do zinco mesmo non chegando a recoñecelo como o metal procedente da calamina.
No occidente, en 1248 , Alberto Magno describe a fabricación do latão na Europa. O século XVI xa se coñecía a existencia do metal. Agrícola observou en 1546 que formábase un metal branco prateado condensado nas paredes dos fornos nos cales se fundían minerais de zinco, adicionando en súa notas que un metal similar denominado zincum era producido na Silésia. Paracelso foi o primeiro a suxerir que o zincum era un novo metal e que súas propiedades diferían dos metais coñecidos, sen dar ningunha indicación sobre a súa orixe; nos escritos de Basílio Valentino son encontrados tamén mencións sobre o zincum. En tratados posteriores son frecuentes as referencias ao zinco, con distintos nomes, se referindo xeralmente ao mineral e non ao metal libre, e moitas veces confundido co bismuto.
Johann Kunkel en 1677 e pouco máis tarde Stahl en 1702 indican que ao preparar o latão co cobre e a calamina, esta última se reduce previamente en zinco libre, que foi illado posteriormente polo químico Anton von Swab en 1742 e por Andreas Marggraf en 1746 , cuxo exhaustivo e metódico traballo Sobre o método de extracción do zinco dun mineral certo, a calamina sedimentou a metalurgia do zinco e súa reputación como descobridor do metal.
En 1743 foi fundado en Bristol o primeiro establecemento para a fundição do metal en escala industrial, porén, o procedemento ficou en segredo. Setenta anos despois Daniel Dony desenvolveu un procedemento industrial para a extracción do metal, construíndose a primeira fábrica no continente Europeo.
Tras o desenvolvemento da técnica de flotação do sulfeto de zinco se desprezou a calamina como fonte principal de obtención do zinco. O método de flotação, actualmente, é empregado para a obtención de varios metais.
Abundancia e obtención
O zinco é o 23º elemento máis abondoso na crosta terrestre. As xacidas máis ricas contén cerca de 10% de ferro e entre 40% e 50% de zinco. Os minerais dos cales se extrae o zinco son: esfalerita e blenda (sulfetos), smithsonita (carbonato), hemimorfita (silicato) e franklinita (óxido).
As reservas mundiais cuxa explotación é economicamente viábel supera a casa dos 220 millóns de toneladas , a maior parte nos Estados Unidos , Australia, China e Cazaquistão. As reservas mundiais (incluíndo aquelas cuxa extracción actualmente non é viábel) son estimadas en 2000 millóns de toneladas.
A produción mundial foi en 2003, segundo datos da Axencia de Prospecção 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 zinco consumido é reciclado.
A produción do zinco comeza coa extracción do mineral que pode ser realizada tanto a ceo aberto como en xacidas subterráneas. Os minerais extraídos son triturados e, posteriormente, sometidos a un proceso denominado flotação para a obtención do mineral concentrado.
Os minerais con altos teores de ferro son tratados por vía seca. O concentrado é queimado (calcinação) para transformar o sulfeto en óxido , que recibe a denominação de calcina . O óxido obtido é reducido con carbono producindo o metal (o axente redutor na práctica é o monóxido de carbono formado).
As reaccións por etapas son: Por vía húmida o minério é calcinado (queimado) para a obtención do óxido, posteriormente lixiviado con ácido sulfúrico diluído. A lixívia obtida é purificada para a separación dos distintos compoñentes, principalmente o sulfato de zinco. O sulfato é sometido a un proceso de eletrólise con ânodo de chumbo e cátodo de alumínio, sobre o cal se deposita o zinco, formando placas dalgúns milímetros. O zinco obtido é fundido e lingotado para súa comercialización.
Como subprodutos, distintos metais son obtidos, como mercúrio, cádmio, ouro, prata, cobre e chumbo, en función da composición dos minerais. O dióxido de enxofre obtido na calcinação é usado para producir o ácido sulfúrico utilizado na lixiviação. O excedente é comercializado.
Os tipos de zinco obtidos se clasifican segundo a norma ASTM en función da súa pureza:
- SHG, Special High Reixa (99,99%)
- HG, High Reixa (99,90%)
- PWG Prime Western Reixa (98%)
A norma EN 1179 considera cinco niveis (Z1 a Z5) con teores de zinco entre 99,995% e 98,5%, existindo normas equivalentes no Xapón e Australia. Para harmonizar todas as normas a ISO publicou en 2004 a norma ISO 752 regulando a clasificación e requisitos necesarios en relación ao zinco.
Ligas metálicas
As ligas metálicas máis empregadas son as de alumínio (3,5-4,5%, Zamak; 11-13%, Zn-Al-Cu-Mg; 22%, Prestal , liga que presenta superplasticidade) e cobre (aproximadamente 1%) que mellora as características mecánicas do zinco e súa aptitude ao moldee.
É compoñente minoritario en diversas ligas, principalmente de cobre como latões (3 a 45% de zinco) , alpacas (Cu-Ni-Zn) e bronces ( u-Sn ) de moldee.
Compostos
O óxido de zinco é o máis coñecido e utilizado industrialmente, especialmente como base de pigmentos brancos para pintura, tamén na industria de goma e en protectores solares. Outros compostos importantes son o cloreto de zinco (desodorantes) e sulfeto de zinco (pinturas luminescentes). A cuarta parte, aproximadamente, do zinco consumido é na forma de compostos.
Isótopos
O zinco existente na natureza é formado por catro isótopos estábeis, Zinco-64 (48,6%), Zinco-66, Zinco-67, e Zinco-68. Se ten caracterizado 22 radioisótopos sendo os máis estábeis Zinco-65 e Zinco-72 con media-vida de 244,26 días e 46,5 horas, respectivamente. Os demais isótopos radioactivos presentan medias-vidas menores que 14 horas, e a maioría menores que un segundo. O zinco ten catro estados metaestáveis.
Precaucións
O zinco metálico non é considerado tóxico, porén algúns de seus compostos, como o óxido e o sulfeto, son nocivos.
Na década de 40 observouse que na superficie do aceiro galvanizado formábase co tempo polos de zinco (zinc whiskers) que liberados ao ambiente provocaban curtos-circuítos e fallos en compoñentes electrónicos. Estes por os se forman tras un período de incubação que pode durar días ou anos, e crecen nun ritmo da orde de 1 mm por ano.
Referencias
Conexións externas
- Enciclopedia Libre - Cinc
- UNCTAD - Mercado de productos básicos (INFOCOMM)
- US Geological Survey
- International Zinc Association
- ATSDR - Zinc
- NIH, Suplementos en la dieta - Zinc
- NASA Goddard Space Flight Center - Zinc Whiskers
Bibliografia
- Diccionario Enciclopédico Hispano-Americano, Tomo XXIII, Montaner y Simón Editores, Barcelona, 1898.
| Táboa periódica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Gue | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Che | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||
| Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Cha | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||
| Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo | ||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pnb:زنک
