Цинк и вода реакция

Цинк является важным минералом, который естественно присутствует в некоторых продуктах питания и доступен как диетическая добавка. Цинк также встречается во многих таблетках и некоторых безрецептурных препаратах.

Цинк участвует во многих аспектах клеточного метаболизма. Он необходим для каталитической активности примерно 100 ферментов и играет роль в иммунной функции, синтезе белка, заживлении ран, синтезе ДНК и деления клеток. Цинк также поддерживает нормальный рост и развитие во время беременности, детства и подростковом возрасте, необходим для ощущения вкуса и запаха.

Исследования по этому направлению:

По растворимости в воде цинк приближается к железу и меди, но он подвижнее в связи с большей растворимостью его оксидов и гидроксидов. Среди минералов, в состав которых входит цинк, распространенные в природе сульфид цинка (сфалерит) и смитсонит, содержащий до 65% цинка. Источниками поступления цинка в воды является океанические железо-магниевые структуры и донные осадки вулканического происхождения. Значительное количество цинка поступает в водные объекты с техногенными загрязнениями. Важные источники поступления цинка в водные объекты — рудничные смывные воды и сточные воды гальванических цехов, производств бумаги, лаков и красок, химических средств защиты растений, комбинатов цветной металлургии и тепловых электростанций, работающих на каменном угле. В воде цинк находится в растворимой форме и в составе взвешенных частиц органического и минерального происхождения.

Как другие микроэлементы, цинк в больших концентрациях может становиться токсичным, что проявляется в нарушении передачи нервных импульсов, торможении подвижности рыб и других функциональных нарушениях соматических органов. Токсическое действие растворенного в воде цинка зависит как от его концентрации, так и от наличия других химических элементов в воде. Так, в присутствии кадмия и меди в воде токсичность цинка для рыб возрастает, и, наоборот, в воде, насыщенной кальцием и магнием, для проявления токсического действия необходимы значительно более высокие его концентрации. Высокое содержание цинка в воде существенно ухудшает ее органолептические свойства, делает очень вязкой по вкусу.

Другие материалы по этому направлению:

В процессах, связанных с коловращением цинка в водных экосистемах, важная роль принадлежит водным организмам. Их способность к аккумуляции этого металла давно интересует ученых для возможности использования их в качестве показателей (мониторов) загрязнение водоемов и водотоков. Установлено, что водные растения и беспозвоночные накапливают в своем теле значительное количество микроэлементов в условиях, когда их содержание в воде имеет лишь слабо проявленную тенденцию к росту. В отличие от водных растений и беспозвоночных, у рыб высокая аккумулятивная способность к накоплению цинка в организме не выявлено.

Способность водных растений к накоплению цинка связана с особенностями его биологического действия. Он влияет на ключевые реакции фотосинтеза. Известна его роль в превращении соединений, содержащих сульфгидрильные группы, в обеспечении синтеза нуклеиновых кислот и белков. Вместе с другими элементами цинк участвует в регуляции синтеза крахмала и других реакциях, связанных с углеводным и фосфорным обменом у растений.

реакция цинка с водой

реакция цинка с водой

Сообщение Achilles777 » Пн авг 14, 2006 9:47 am

Кто может подробно в деталях описать, что происходит, когда под открытым небом, т.е. под воздействием всех естественных природных факторов, вода соприкасается с цинком и по какой причине в этом месте погибают бактерии?

Re: реакция цинка с водой

Сообщение pepelac-driver » Пн авг 14, 2006 10:10 am

Achilles777 писал(а): Всем привет!

Кто может подробно в деталях описать, что происходит, когда под открытым небом, т.е. под воздействием всех естественных природных факторов, вода соприкасается с цинком и по какой причине в этом месте погибают бактерии?

Вкратце:
Z2n + O2 = 2ZnO
Zn + 2 H2O = Zn(OH)2 + H2
Zn(OH)2 + CO2 = ZnCO3 + H2O

Фокус в том, что соединения цинка достаточно ядовиты. Но при этом, данные карбонаты и гидроксиды неплохо растворимы, создавая повышенные концентрации металла, губительные для биоты.

Re: реакция цинка с водой

Сообщение Achilles777 » Пн авг 14, 2006 11:18 am

Achilles777 писал(а): Всем привет!

Кто может подробно в деталях описать, что происходит, когда под открытым небом, т.е. под воздействием всех естественных природных факторов, вода соприкасается с цинком и по какой причине в этом месте погибают бактерии?

Вкратце:
Z2n + O2 = 2ZnO
Zn + 2 H2O = Zn(OH)2 + H2
Zn(OH)2 + CO2 = ZnCO3 + H2O

Фокус в том, что соединения цинка достаточно ядовиты. Но при этом, данные карбонаты и гидроксиды неплохо растворимы, создавая повышенные концентрации металла, губительные для биоты.

Цинк — элемент периодической системы 2 подгруппы 4 периода с атомным номером 30 и атомным весом 65,39.

• Прямое влияние на химические свойства цинка оказывает его отношение к блоку d-элементов. Данная группа образует химические связи только внешними электронами d-орбитали. Поэтому элемент имеет характерную степень окисления +2 и схожесть со свойствами магния.
• Гексагональная решетка цинка была описана еще в Швейцарии в XVI веке и упоминалась как «кристалловидные иглы». Металл переходного типа в своих разновидностях имеет множество изотопов. Самый стабильный из радиоактивных — 65 zn с периодом полураспада в 245 суток.
• Металлический цинк в обычных условиях — это хрупкое вещество. Его плотность составляет 7,13 г/см³. На свету присущий всем металлам блеск отливает голубовато-серым цветом. Температура плавления начинается от 46 °C, а температура кипения — от 906 °C. Проявляя амфотерные свойства, элемент уступает по активности только щелочноземельным металлам. Окислительно-восстановительный потенциал равен 0,76 B.
  
  Цинк является коррозиестойким металлом. В интервале водородного показателя кислотности pH 9–11 наблюдается максимальная устойчивость. В атмосферных условиях коррозия не протекает из-за появления на поверхности защитной пленки — оксида цинка. Коррозия будет проходить с применением водородной или кислородной деполяризации.

Роль в металлургии

Гидро- и пирометаллургический процессы — наиболее распространенные способы производства металлического цинка из руды. В своих свойствах ничем не уступает хрому в качестве антикоррозионного покрытия. Половина всего производимого цинка затрачивается именно для нанесения защитного слоя для железа и стали.

За счет низкой температуры плавления цинка и его сплавов с другими металлами появляется проблема чувствительности к перегреву. Поэтому чрезмерный перегрев в производстве вызывает нарушение процесса с последующим окислением сплава. Наиболее распространенными считаются сплавы с медью (латунь), а также со свинцом. Их повсеместно используют в технике, щелочных аккумуляторах, гальванических элементах и сплавах с другими благородными металлами.

Характеристика свойств элемента меняется под влиянием примесей. К примеру: тройная эвтектика сплава свинца и цинка с примесью олова плавится гораздо легче самого цинка и разрушается под горячим давлением. Добавление в состав цинка всего 0,2% железа в несколько раз повышает его хрупкость. Труднорастворимые в элементе висмут и мышьяк вообще отрицательно сказываются на технологических характеристиках получаемого вещества.

В промышленности восстанавливающие свойства элемента имеют важную функцию. Он принимает участие в осаждении золота из растворов, в производстве гидросульфита, добыче из руды меди и кадмия.

Реакции с элементами

• Важной целью цинковых взаимодействий с неметаллами является получение бинарных неорганических соединений. Нагретая смесь цинка и серы дает в результате сульфид (ZnS). Это соединение внешне выглядит как бесцветные кристаллы. Сульфид применяют в лазерной промышленности в качестве полупроводникового материала.
• Прохождение паров фосфора через цинковые пластины образует ядовитое для живых организмов вещество — фосфид цинка Zn3P2. Фосфид хорошо вступает в реакцию с кислотами. В связи с этим его применяют в борьбе против хозяйственных вредителей, отравляя кислотную среду в желудке грызунов.
• При нагревании вплоть до 600 °С реакцию цинка в токе аммиака производит нитрид Zn3N2. Данное соединение является тугоплавким и часто используется в огнеупорных материалах на воздухе. Однако крайне неустойчиво к воде, которая его быстро разлагает. Существует ряд элементов, в реакцию с которыми цинк вступает только в присутствии паров воды: бром, фтор, хлор. Не взаимодействует в принципе с водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором.

Взаимодействие с кислотами

Хорошая реакция цинка с большинством кислот обусловлена его положением по отношению к водороду в электрохимическом ряду активности металлов. Так образуется множество важных цинковых солей. Эти соли преимущественно бесцветные, представляют гигроскопичные кристаллы, растворы которых вследствие гидролиза имеют кислотную среду. В случае с солями других металлов он будет также вытеснять их из раствора, если они стоят в ряду напряжения правее от элемента.

В растворе элемента с серной кислотой при температуре ниже 38 °C образуется цинковый купорос, научное название которого сульфат ZnSO4. Его используют в производстве вискозы, некоторых отраслях металлургии, в медицине как обеззараживающее средство. Хлорид ZnCl2 получают из раствора соляной кислоты с цинком. Его используют в производстве батареек, антисептической пропитке дерева и бумажной фибры.

Производные соединения

1. Цинк и его амфотерные свойства передаются гидроксидам цинка Zn (OH)2. Этим веществам присуще химическое поведение кислот и оснований одновременно. Получить гидроксид в виде белого осадка можно действием щелочи на сульфат. В естественном состоянии гидроксид — это кристалловидное вещество, разлагающееся при температуре свыше 130 °C. Применяется для синтеза солей цинка.
2. Эффектным можно назвать старый способ добычи оксида ZnO, именуемый ранее как «французский процесс». В присутствии сильно нагретого воздуха вокруг пластины элемента начнут выделяться пары цинка, которые затем воспламеняются голубоватым светом, образуя оксид. На крупном производстве его добывают из природного минерала цинкита. Кроме того, для производства оксида широко применяют термическое разложение более сложных соединений, как, например, гидроксида.
3. Бесцветный белый порошок оксида, не растворяющийся в воде, выражает свою химическую двойственность. При сплавлении оксида цинка со щелочами получают цинкаты. При сплавлении с оксидами — силикаты. Собственная теплопроводность позволяет ему быть полупроводником, ширина запрещенной зоны которого равна 3,36 эВ. Оксид имеет широкий спектр применения в химической промышленности, став наполнителем многих пластмасс. В электронике без него не обходится ни одна лучевая трубка телевизора. Он также входит в состав большинства дерматологических мазей.