Cynk (Zn)

Cynk w układzie okresowym

Pierwiastek leży w czwartym okresie, czyli w czwartym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 4 powłokach. Znajduje się w 12 grupie (blok d — pierwiastek przejściowy, zapełniana jest podpowłoka d). W tej samej grupie stoją: Kadm, Rtęć, Kopernik — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Cynk jest ciałem stałym (topnieje w 419,53 °C, wrze w 907 °C).

Cynk — co to za pierwiastek

Poświęca się, żeby blacha nie rdzewiała — to on jest w ocynku.

Właściwości pierwiastka Cynk

Cynk to niebieskawobiały metal o gęstości 7,14 g/cm³, matowiejący w powietrzu do szarego odcienia. Topi się w 419,53 °C, a wrze w 907 °C — wyjątkowo nisko jak na metal, dlatego łatwo go destylować i odlewać. W temperaturze pokojowej jest kruchy i pęka przy zginaniu, ale po lekkim ogrzaniu daje się walcować na blachę. Na powietrzu pokrywa się warstwą zasadowego węglanu, która chroni go przed dalszą korozją — dlatego ocynkowana blacha wytrzymuje lata na dachu. Reaguje z kwasami, wypierając wodór, i z mocnymi zasadami, bo jest amfoteryczny. Wypiera także miedź z roztworu jej soli. Płonie jasnym, zielononiebieskim płomieniem, tworząc biały tlenek. W szeregu aktywności metali stoi przed wodorem, ale za magnezem i glinem, więc jest umiarkowanie aktywny. Z tlenem, siarką i chlorowcami łączy się dopiero po ogrzaniu, natomiast w wilgotnym powietrzu reaguje powoli i tylko powierzchniowo.

Zastosowanie pierwiastka Cynk

Największa część wydobywanego cynku idzie na ochronę stali przed rdzą. Blachę zanurza się w kąpieli ze stopionego cynku albo pokrywa galwanicznie — tak powstają barierki, gwoździe, wiadra, elementy karoserii i konstrukcje hal. Ta sama zasada działa w anodach protektorowych: bryłę cynku przykręca się do kadłuba statku albo wkręca do bojlera, żeby korodowała zamiast chronionego metalu. Cynk jest też składnikiem mosiądzu, stopu z miedzią, z którego robi się klamki, armaturę łazienkową, instrumenty dęte i łuski nabojowe. Odlewnie ciśnieniowe wytwarzają z niego zamki, uchwyty i drobne części maszyn, bo stopy cynku łatwo wypełniają formę. W bateriach cynkowo-węglowych i alkalicznych cynk jest tą elektrodą, która się zużywa. Tlenek cynku trafia do kremów z filtrem, maści na podrażnienia skóry i past cynkowych, a także do gumy opon jako aktywator wulkanizacji. Cynk sprzedaje się również jako suplement diety i dodaje do nawozów. Blachą cynkową kryje się dachy i wykonuje z niej rynny, bo materiał sam się chroni przed korozją. Cynk wchodzi też w skład niektórych stopów lutowniczych i farb antykorozyjnych, w których pył cynkowy osłania stal.

Cynk — najważniejsze związki chemiczne

Tlenek cynku ZnO to biały proszek: filtr przeciwsłoneczny w kremach, składnik maści i past na podrażnienia, biel cynkowa w farbach i aktywator w produkcji gumy. Siarczek cynku ZnS tworzy blendę cynkową, główną rudę tego metalu, a domieszkowany świeci po naświetleniu i dawniej pokrywał ekrany. Chlorek cynku ZnCl₂ jest topnikiem przy lutowaniu i środkiem do impregnacji drewna. Siarczan(VI) cynku ZnSO₄ znajdziesz w nawozach i preparatach uzupełniających dietę. Wodorotlenek cynku Zn(OH)₂ jest amfoteryczny: rozpuszcza się i w kwasach, i w nadmiarze mocnej zasady. Węglan cynku ZnCO₃ tworzy minerał zwany kalaminem, z którego od stuleci wytapiano ten metal. W nadmiarze mocnej zasady wodorotlenek przechodzi w jon cynkanowy i to jest szkolny dowód jego amfoteryczności.

Cynk — gdzie go spotykasz

• ocynk
• baterie
• krem z tlenkiem cynku
• suplementy

Cynk w szkole — co trzeba wiedzieć

Najczęstszy błąd na sprawdzianie to pomylenie cynku z cyną. Cynk ma symbol Zn i liczbę atomową 30, cyna to Sn — a ocynkowana blacha jest pokryta cynkiem, nie cyną. Cynk ma tylko jedną wartościowość, II, i jeden stopień utlenienia +2, więc wzory jego związków są proste do ułożenia. Leży w grupie 12, w bloku d, ale ma całkowicie zapełnioną podpowłokę 3d, dlatego w liceum mówi się, że nie jest typowym metalem przejściowym, a jego związki są bezbarwne. Stoi przed wodorem w szeregu aktywności, więc reakcja cynku z kwasem solnym to szkolny sposób otrzymywania wodoru; warto umieć zapisać: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. Pamiętaj też o amfoteryczności — cynk reaguje również z zasadami. W ogniwie Daniella to cynkowa płytka jest elektrodą ujemną i to ona się roztwarza.

Cynk — historia odkrycia

Mosiądz, stop miedzi z cynkiem, wytapiano na długo przed poznaniem samego cynku; rzemieślnicy ogrzewali rudę miedzi z kalaminem, nie wiedząc, że dodają metal. Czysty cynk otrzymywano w Indiach i Chinach, zanim dotarł do Europy jako towar. Za jego naukowe wyodrębnienie odpowiada niemiecki chemik Andreas Marggraf, który w 1746 roku ogrzał kalamin z węglem drzewnym w zamkniętym naczyniu, skroplił pary metalu i dokładnie opisał przebieg doświadczenia. Nazwa wywodzi się od niemieckiego Zinke, czyli ząb — tak wyglądały ostre naloty krystalicznego cynku osadzające się w piecach hutniczych. Sam metal długo uchodził w Europie za odmianę cyny albo ołowiu, bo trudno go było odzyskać z rudy: pary cynku uciekały z pieca i spalały się, zanim zdążyły się skroplić.

Cynk — skąd wzięła się nazwa

niem. Zinke — ząb, od kształtu kryształów

Cynk — izotopy

cynk-64 dominuje

Cynk — bezpieczeństwo

Bezpieczny w diecie; dymy tlenku cynku wywołują „gorączkę odlewników”.

Ciekawostki o pierwiastku Cynk

• Bez cynku enzymy w twoim ciele przestałyby działać w kilka dni.
• Ocynkowana blacha nie rdzewieje nawet wtedy, gdy powłokę zarysujesz — cynk koroduje zamiast żelaza i chroni je elektrochemicznie.
• Mosiądz, z którego robi się klamki i instrumenty dęte, to stop miedzi z cynkiem; im więcej w nim cynku, tym jaśniejsza barwa stopu.
• Dymy powstające przy spawaniu ocynkowanej blachy wywołują tak zwaną gorączkę odlewników — dolegliwość przypominającą grypę, dlatego takie prace wymagają wentylacji.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Cynk