Cynk. Właściwości chemiczne i fizyczne

Cynk jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu Zn (łac. zincum). Jest metalem o błękitno - srebrnym kolorze. W normalnej temperaturze jest ciałem stałym, średnio - twardym, rozciągliwym. Sieć przestrzenna cynku należy do układu heksagonalnego.

W Azji cynk był znany już 1500 lat p.n.e.. W Europie znany był również, ale do XVII wieku nie stosowano go powszechnie ze względu na wysoką cenę.

Jako pierwszy w Europie wyizolował go w 1746 roku berliński chemik Andreas Sigismund Marggraf. Naukowiec w trakcie eksperymenty podgrzewał rudę cynku z węglem drzewnym w zamkniętym naczyniu wytopowym. W wyniku otrzymał czysty metaliczny cynk. Dzięki temu już w 1752 roku cynk zaczęto produkować na skalę przemysłową.

Cynk w układzie okresowym należy do grupy cynkowców (grupa 12) i jest metalem przejściowym.

Liczba atomowa cynku wynosi 30. Masa atomowa: 65,38 u. Wartościowość cynku wynosi 2.

Wartościowość to cecha pierwiastków chemicznych oraz jonów, określająca liczbę wiązań chemicznych, którymi dany pierwiastek lub jon może łączyć się z innymi.

• Rozmieszczenie elektronów na powłokach: K2 L8 M18 N2;
• Konfiguracja elektronowa: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10;
• Elektroujemność cynku to 1.65.

Elektroujemność pierwiastka to zdolność atomu do przyciągania elektronów. Pierwiastki możemy podzielić na elektrododatnie i elektroujemne. Pierwiastki elektrododatnie mają tendencję do oddawania elektronów, pierwiastki elektroujemne do ich przyjmowania.

Metale z grupy cynkowców mają właściwości pośrednie między metalami alkalicznymi a metalami z bloku p układu okresowego.

Aktywność chemiczna cynku jest średnia, reaguje z kwasami nieutleniającymi i utleniającymi, a także z mocnymi zasadami. Po ogrzaniu wchodzi w reakcje z tlenem, fosforem, azotem i fluorowcami.

Podstawowe właściwości fizyczne i chemiczne cynku:

• Gęstość (g/cm³): 7,14;
• Stopnie utlenienia: +2;
• Temperatura topnienia: 419,5°C;
• Temperatura wrzenia: 907°C;
• Typ przewodzenia: przewodnik;
• Właściwości magnetyczne: diamagnetyk;
• Powszechność w skorupie ziemskiej (proc. wag): 0,004;
• Powszechność w organizmie ludzkim (proc. wag): 0,0025;
• Liczba znanych izotopów: 23;
• Trwałe izotopy: 64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn i 70Zn.

## Cynk jako metal

Cynk metaliczny jest błękitno - białym, kruchym metalem. Na powietrzu ulega podobnej do aluminium pasywacji.

Pasywacja polega na pokrywaniu się powierzchni metalu cienką warstwą jego tlenków lub soli o mniejszej reaktywności. Przez to zwiększa się odporność korozyjna tego metalu. Wytworzona powłoka jest odporna na dalsze reakcje ze związkami pochodzącymi z otoczenia.

W zwykłej temperaturze cynk jest kruchy. W temperaturze 100-150°C staje się kowalny i ciągliwy. Powyżej 200°C znowu staje się kruchy.

Cynk jest też składnikiem wielu stopów. Przykładowo mosiądz jest stopem cynku z miedzią. Cynk stosowany jest też w ogniwach elektrycznych.

W przemyśle cynk najczęściej jest stosowany do pokrywania blach stalowych w celu uodpornienia na korozję. Związki cynku znajdują zastosowanie w malarstwie (biel cynkowa) oraz impregnacji drewna (chlorek cynku).

Cynk również jest szeroko stosowany w medycynie. Siarczan cynku wykazuje silne właściwości przeciwzapalne i był już stosowany przez starożytnych Egipcjan, by przyspieszyć gojenie się ran.

Mimo że cynk jest stosowany w medycynie od tysięcy lat, dopiero w 1957 roku oficjalnie potwierdzono, że cynk jest jednym z niezbędnych do życia mikroelementów.

Pierwiastek ma wpływ na wszystkie podstawowe funkcje życiowe. Cynk wpływa na pracę układu immunologicznego, odgrywa rolę w mineralizacji kości, gojeniu ran. Odpowiada też za prawidłowe wydzielanie insuliny oraz na stężenie witaminy A i cholesterolu.

Cynk jest obecny w ok. 200 enzymach i wielu białkach wiążących DNA. Więc cynk ma wpływ na wszystkie podstawowe procesy życiowe.