» » Свойства цинка и его соединений
29.04.2015

Цинк — химический элемент второй группы периодической системы Д.И. Менделеева с порядковым номером 30 и атомным весом 65,38. Известно 12 стабильных изотопов цинка с массовыми числами от 62 до 73 и искусственные радиоактивные изотопы с различными периодами полураспада от 2 мин до 250 суток с массовыми числами 62, 63, 65, 69, 71 и 72.
Металлический цинк обладает синевато-белым цветом Температура его плавления 419,5° и кипения 905,4°. Цинк кристаллизуется в гексагональной системе. Плотность литого металла 7,13 г/см3, расплавленного 6,92 г/см3.
Пластические свойства цинка изменяются в зависимости от температуры. При комнатной температуре он хрупок, при нагревании до 100—150° становится тягучим и легко прокатывается в тонкие листы, а при температуре 250° вновь делается непригодным к механической обработке.
Для цинка характерна высокая упругость паров, имеющая при разных температурах следующие значения:
Свойства цинка и его соединений

Скрытые теплоты плавления и парообразования цинка равны соответственно 24,09 и 425,6 кал. Удельная теплоемкость изменяется от 0,0875 при 0° до 0,0965 кал/г при 100°, а теплопроводность — от 0,268 при 18° до 0,138 кал/см*сек*°С при 500°. Удельное электросопротивление при 20° равно 0,062 ом*мм2/м.
В атмосфере сухого воздуха при комнатной температуре поверхность цинка не изменяется. Во влажном воздухе или в воде, содержащей углекислый газ, на поверхности металла образуется пленка из основной углекислой соли, предохраняющая цинк от дальнейшей коррозии Скорость коррозии цинка в сельской местности в 10 раз меньше, чем в промышленных районах (0,001—0,0001 мм/год).
Цинк хорошо растворяется в кислотах и щелочах, а при температуре красного каления энергично разлагает водяные пары. В соляной и серной кислотах цинк растворяется с выделением водорода, в азотной — с выделением аммиака или окислов азота. С повышением чистоты цинка скорость растворения его в кислотах замедляется. В контакте с едкими щелочами цинк образует цинкаты и выделяет водород.
В расплавленном цинке хорошо растворяются железо, чугун, алюминий, медь и другие металлы, что облегчает производство сплавов на цинковой основе, но затрудняет изготовление деталей аппаратов, соприкасающихся с жидким цинком. С железом расплавленный цинк образует химические соединения, способствующие закреплению пленки цинка на поверхности оцинкованных изделий. Важнейшие сплавы на цинковой основе содержат алюминий, медь и магний. К ним относятся ЦАМ02—4, ЦАМ2—5, ЦАМ10—5, ЦА—15, типографские и другие.
Цинк известен как высокоактивный металл, легко восстанавливающий окислы других металлов и вытесняющий из водных растворов ионы более электроположительных металлов: Au, Ag, Pb, Cu, Cd Ni, Co, Hg, Sn, As, Sb, Tl, In, Ge и др. Для цементации перечисленных металлов широко используется цинковая пыль.
Под действием органических веществ, например кислых пищевых продуктов, цинк образует токсичные соли, поэтому следует избегать применения цинковых изделий в пищевой промышленности.
С кислородом цинк образует прочное химическое соединение — окись цинка ZnO Последняя широко применяется в лакокрасочной и резиновой промышленности.
Сернистый цинк ZnS встречается в природе в виде сфалерита (цинковая обманка), который является основным рудообразующим минералом. Искусственный ZnS используется в производстве литопона.
Сульфат цинка ZnSO4*nH2O — распространенный химический продукт, применяется в производстве синтетического волокна и для других целей.
Хлористый цинк используется для антисептирования древесины, в производстве электрических элементов и гальваностегии.
В России выпускаемый металлический цинк маркируется по сортам согласно ГОСТ 3640—47.
Цинк марки ЦВ, получаемый ректификацией, с суммой примесей, не превышающей 0,01%, употребляется для отливки под давлением особо ответственных деталей авиа- и автоприборов и изготовления окиси цинка, применяемой в химико-фармацевтической промышленности, и химически чистых реактивов и т.п.
Цинк марки Ц0 с суммой примесей менее 0,04% используется для отливки под давлением ответственных деталей авиа- и автоприборов, приготовления цинковых сплавов, обрабатываемых давлением, и в производстве гальванических элементов.
Из цинка марки Ц1 изготовляют сплавы, обрабатываемые давлением, высококачественные белила, специальные латуни, медноалюминиевые сплавы на цинковой основе, его используют для приготовления флюса при лужении консервной жести и для гальванического цинкования.
Из цинка марки Ц2 прокатывают листы, изготовляют медноцинковые сплавы и бронзы, высококачественные муфельные белила, его используют для горячего цинкования проволоки и шоопирования.
Цинк марки Ц3 пригоден для изготовления шрифтов в полиграфической промышленности, его используют для приготовления медноцинковых сплавов, обычных муфельных белил и горячего цинкования стальных листов.
Наиболее низкосортный цинк марки Ц4 с суммой примесей до 2,5% (в том числе 2% свинца) используется для обычных литейных и свинцовистых медноцинковых сплавов и горячего цинкования.