Температура плавления цинка: свойства химического элемента

Историческая справка

Само название «цинк» впервые упоминается в книге Парацельса «Liber Mineralium». По некоторым данным, это означало «зубец». Сплав цинка с медью или латунью известен давно. Его использовали в Древней Греции, Индии и Древнем Египте, позже материал стал известен в Китае.

В чистом виде металл был получен только в первой половине 18 века в 1738 году в Великобритании методом дистилляции. Его первооткрывателем был Уильям Чэмпион. Промышленное производство началось 5 лет спустя, а в 1746 году в Германии химик Андреас Сигизмунд Маргграф разработал и детализировал свой собственный метод получения цинка. Он предложил использовать метод прокалки смеси оксида металла с углеродом в шамотных ретортах без доступа воздуха. Последующая конденсация паров должна была происходить в холодильнике. Из-за подробного описания и кропотливой разработки Маргграфа часто называют первооткрывателем вещества.

В начале XIX века был найден способ разделения металла прокаткой при 100-150 ° С. В начале следующего века цинк научились извлекать электролитическим методом. В России первый металл был получен только в 1905 году.

Химические и физические свойства и история металла

Несмотря на долгое использование в различных целях, получить чистый цинк никак не удавалось. Только в начале 18 века Уильям Чэмпион открыл способ изолировать этот элемент от минерала путем дистилляции. В 1838 году он запатентовал свое открытие, а 5 лет спустя, в 1843 году, Уильям Чемпион запустил первый в истории завод по плавке этого металла. Через некоторое время Андреас Сигизмунд Маргграф открыл другой метод. Этот способ оказался более совершенным. Поэтому именно Маргграфа часто считают первооткрывателем чистого цинка. Последующие открытия только способствовали расширению его популярности.

Месторождения и получение

Самородного цинка в природе не существует. Сегодня используется около 70 минералов, из которых он выплавляется. Самый известный из них — сфалерит (цинковая обманка), который в небольших количествах содержится в организме человека и животных, а также в некоторых растениях. Прежде всего — в фиолетовом.

Цинковые руды добываются в Казахстане, Боливии, Австралии, Иране, России. Лидер производства — Китай, Австралия, Перу, США, Канада, Мексика, Ирландия, Индия.

Сегодня наиболее популярным методом получения чистого металла является электролитический. Чистота полученного металла почти стопроцентная (возможны лишь мелкие примеси в объеме не более сотых долей процента. В целом они незначительны, поэтому такой цинк считается чистым).

Общее производство цинка в мире оценивается более чем в десять миллионов тонн в год.

Физические свойства

• Атомный номер: 30.
• Атомная масса: 65.37 а
• Атомный объем: 9.15
• Плотность: 7,133 г / см3.
• Температура, необходимая для плавления: около 419,5 С.
• Температура кипения: 906 C о.
• Поверхностная энергия: 105 мДж / м2.
• Удельная электропроводность: 16,2 * 10-6 См / м.
• Молярная теплоемкость: 25,4 Дж / (К * моль).
• Молярный объем: 9,2 см3 / моль.

Цинк имеет слабые механические свойства, при нормальной температуре он легко ломается и крошится, но при температуре 100 С или -150 С становится достаточно вязким и легко деформируется: ковка, раскатка в листы. Природная вода безопасна для металла, а кислоты и щелочи легко разъедают. По этой причине чистый цинк не используется для производства деталей, только сплавы.

Он нужен человеку

Сферы применения нашего героя очень широки, будь то чистый металл, его соединения или сплавы.

В виде порошка он используется в качестве восстановителя во многих химических процессах. Это очистка растворов сульфата цинка, осаждение золота из растворов.

В цветном телевидении используются металлические соединения, такие как люминофор; основные цвета на экране (синий, красный, зеленый) дают ZnS · Ag, ZnSe · Ag, Zn3 (PO4) 2 · Mn.

Сульфид цинка, активированный серебром, используется в радарах.

Ржавчина — головная боль потребителей изделий из металла (особенно черных). Здесь очень помогает покрытие с защитным металлом.

Способы цинкования метизов и крепежа:

1. Горячее цинкование. Считается самым надежным методом. Подходит для дорожных ограждений, строительных лесов, конструктивных элементов мостов, крепежа. Он состоит из очистки, обезжиривания, травления с последующим ополаскиванием. Затем изделие помещают в ванну с жидким металлом. Толщина и прочность покрытия зависят от времени пребывания в расплаве.
2. Холодная оцинковка. Просто, удобно, практично. Краску с содержанием цинка до 95% наносим кистью или пульверизатором. Можно просто окунуть деталь в краску. Это надежный метод и дает хорошие результаты. Достоинства метода: простота нанесения, простота ремонта, недорогая стоимость.
3. Термодиффузионный метод. Довольно молодой и самый перспективный метод цинкования (по мнению специалистов). Подготовленные метизы помещают в емкость, наполненную защитной смесью, в духовку. Емкость поворачивают и переворачивают в духовке на несколько часов.

Достоинства метода: образуется защитный слой даже в труднодоступных местах.

Минус: ограничение температуры эксплуатации изделия (не более 370 градусов).

Информация: в 1950-х годах система водоснабжения Австралии была защищена от ржавчины холодным цинкованием. До сих пор покрытие не обновлялось — в этом не было необходимости.

Использование металла в строительстве естественно. Долговечные, устойчивые к коррозии кровли всегда в тренде».

Батарейки, аккумуляторы содержат цинк. Многие химические источники тока содержат металл в отрицательном электроде.

Востребованы соединения металлов. Хлорид цинка используется в производстве волокон, как флюс для пайки. Полиграфическая промышленность начала использовать сплав, содержащий почти 95% цинка для букв (остальное — алюминий и магний). В прошлом веке цинкографию начали использовать для иллюстрирования печатных книг. Книжки с картинками становятся все интереснее, не так ли?

Он нужен всем

Цинк как микроэлемент необходим человеческому организму. Это естественный иммуномодулятор, регулятор функций центральной нервной системы и антиоксидант.

Наше тело — идеальная большая лаборатория, где каждую минуту происходит множество реакций. Наш герой участвует в десятках из них: синтез белка, выработка пищеварительных ферментов, правильный метаболизм кислот. Низкое содержание цинка: у вас возникает множество проблем в разных «местах» тела. И решить их просто, достаточно дать себе, любимому человеку нужное количество необходимого микроэлемента.

Беременным в первом триместре нужны препараты нашего героя, иначе токсикоза и всех связанных с ним «радостей жизни» не избежать».

Важно: исследователи считают, что некоторые виды шизофрении вызваны нехваткой цинка, марганца и витамина B6.

Мужчины, это ваш металл

Журнал Men’s Health назвал цинк «незаменимым микроэлементом для сексуального здоровья мужчин». Показана роль дефицита металлов в развитии сексуальной дисфункции.

Подросткам цинк необходим для правильного развития половых органов. Дефицит может привести к замедлению роста, росту молочных желез и изменению голоса.

Сексуально активные мужчины теряют значительные запасы цинка со спермой, поэтому им необходимо восполнить свои запасы цинка.

Ученые считают, что цинк предотвращает развитие аденомы простаты.

Не забывайте, что алкоголь «выводит» из организма полезный микроэлемент. Возможно, поэтому мудрое изречение «рождено пить .. не может любить».

Важно: нельзя принимать вместе препараты цинка и селена, они «убивают» друг друга в организме.

Химические свойства

Внешнюю электронную конфигурацию атома цинка можно записать как 3 d 104 с 2. Металл активен и является восстановителем энергии. При температуре 100 ° C на открытом воздухе покрывается пленкой основных карбонатов и значительно темнеет. При воздействии углекислого газа и высокой влажности элемент начинает разрушаться. В насыщенной кислородом или нормальной среде при сильном нагревании цинк горит, образуя голубоватое пламя и белый дым, состоящий из оксида цинка. Сухие элементы фтора, брома и хлора оказывают горючее действие на цинк, но только с участием водяного пара.

При соединении металлических и сильных минеральных кислот первые растворяются, особенно если смесь нагревается, что приводит к образованию соответствующих солей. Щелочи, расплавы и растворы окисляют вещество, в результате чего образуются цинкиты, растворимые в воде, и выделяется водород. Интенсивность действия кислот и щелочей зависит от наличия в цинке примесей. Чем более «чистый» металл, тем слабее он взаимодействует из-за перенапряжения водорода.

Производство

Для получения чистого материала используются две технологии:

1. Электролитический метод. Полученная из руды масса помещается в емкость, наполненную серной кислотой. Через раствор пропускают ток. Металл отделяется от примесей. Затем его готовят в промышленных печах.
2. Пирометаллургический метод. Сначала делается приготовление. Кроме того, для восстановления готовой массы используется коксующийся уголь. Последний шаг — это процесс заселения.

При обжиге руды выделяется газ, в котором содержится большое количество серы. Он используется для создания серной кислоты.

Цинк — популярный цветной металл. По объему производства он уступает алюминию и меди. Плохие механические свойства не делают его плохим. Материал нашел свое применение в различных отраслях промышленности.

Температура – плавление – цинк

Температура плавления цинка 419 С, цинк имеет низкие механические свойства, при нормальной температуре он хрупкий, крошится от ударов молотка, а при температуре 100 — 150 С становится пластичным и пластичным и хорошо раскатывается в листы. Кислоты и щелочи разъедают цинк, но чистая вода не разрушает его. Из-за низких механических свойств чистый цинк не используется для производства деталей. 1

При температуре плавления цинка 419 практически установлено, что температура ванны цинка должна быть около 450 и не выше 480, так как в противном случае толщина покрытия уменьшается, отходы цинка увеличиваются и износ стенок ванны, обычно железо, увеличивается. Расплавленный цинк должен быть как можно более чистым. Содержание железа в расплавленном цинке не должно превышать 0,05%, так как в противном случае температура плавления цинка повысится. В связи с тем, что цинковое покрытие становится более хрупким, чем выше в нем содержание железо-цинкового сплава, на практике тщательно следят за систематическим удалением хартцинка со дна ванны и соблюдением специальных мер по предотвращению его волнение. Накопление оксида цинка в расплавленном металле из-за окисления цинка кислородом воздуха приводит к увеличению вязкости расплава, а также к образованию хрупких покрытий. 2

Не рекомендуется проводить шерардизацию при температурах выше точки плавления цинка, так как в этом случае частицы расплавленного цинка обертываются пленкой оксида цинка, что создает препятствие для взаимного сплавления расплавленных частиц. После нагрева барабан охлаждают до комнатной температуры. Не остывший барабан открывать не следует, так как шерардовая смесь может загореться. Готовые изделия бросают в сито, через которое просеивают цинковую пыль. 3

Если измерения проводятся при температурах ниже точки плавления цинка, кривые роста напряжения хорошо согласуются с кривыми падения напряжения. В то же время на катоде выделяется цинк в виде дендритов. При измерении выше точки плавления цинка определенный деполяризующий эффект проявляется реакцией восстановления цинка сульфатов до сульфидов, хотя в этом случае после охлаждения в католите может быть обнаружен цинк в виде шариков. 4

При нагревании температура нагрева должна быть немного ниже точки плавления цинка. 5

При прохождении тока короткого замыкания узкие места вставки быстро нагреваются до температуры плавления цинка, и плавкий предохранитель плавится одновременно во всех узких местах. 6

Он должен знать: кинематические и электрические схемы сплошного оцинкованного агрегата в пределах выполняемых работ и правила их выполнения; температура плавления цинка и влияние температуры расплавленного цинка на толщину слоя покрытия; физико-химические свойства цинка и химикатов, используемых для гальванизации, в ходе выполняемых работ; виды дефектов и причины некачественной подготовки поверхности стального листа и проволоки. 7

Цинк в чистом виде в основном используется для цинкования стали, в электрических батареях и элементах. Температура плавления цинка составляет 419 ° C 8

Так, например, при температуре плавления цинка 419 C и олова 232 C латунь и бронза имеют температуру плавления 800 — 950 C. Существует опасность испарения легкоплавких компонентов. 10

Повышение температуры вызывает более интенсивное образование диффузионных слоев покрытия, но при толщине выше определенного предела толщины покрытие разрыхляется, легко опускаясь с поверхности продукта на дно ванны. Температура плавления в ванне (при температуре плавления цинка 419 С) поддерживается на уровне 450 С и не превышает 480 С. При более высокой температуре недопустимо уменьшается толщина покрытия и срок службы стенок ванны ванная, которая обычно делается из стали, уменьшается. Холодные ванны (с температурой плавления ниже 450 C) дают шероховатое покрытие неравномерной толщины с повышенным расходом цинка для покрытия. Необходимо систематически удалять хартцинк со дна ванной и принимать специальные меры, чтобы он не возвращался. Расплавленный металл постепенно загрязняется оксидом цинка из-за окисления цинка кислородом воздуха. Это увеличивает вязкость расплава, а также вызывает образование хрупких покрытий. одиннадцать

Повышение температуры вызывает более интенсивное формирование диффузионных слоев покрытия, но при толщине, превышающей определенный предел, покрытие отслаивается, легко падая с поверхности продукта на дно ванны. Температура плавления в ванне (при температуре плавления цинка 419 С) поддерживается1 на уровне 450 С и не превышает 480 С. При более высокой температуре недопустима толщина покрытия и срок службы стенок ванны, который обычно сталь, редуцированная. Холодные ванны (с температурой плавления ниже 450 C) создают шероховатую неравномерную толщину покрытия с повышенным расходом цинка для покрытия. Необходимо систематически удалять хартцинк со дна ванной и принимать специальные меры, чтобы он не возвращался. Расплавленный металл постепенно загрязняется оксидом цинка из-за окисления цинка кислородом воздуха. Это увеличивает вязкость расплава, а также вызывает образование хрупких покрытий. 13

Использование цинковых предохранителей в предохранителях ПР объясняется не только их вышеупомянутыми преимуществами перед свинцовыми вставками и его сплавами с оловом. Также очень важно, чтобы при использовании цинковой вставки температура внутри трубы во время эксплуатации не могла быть выше точки плавления цинка, равной 420 ° C, что может привести к сильной карбонизации поверхности трубчатое волокно и повреждение изоляции силовых кабелей. 15

Цинк — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (н�