Zinek

1. Zinek, chemický prvek druhé vedlejší podskupiny period. soustavy. Jeho chemická značka je Zn.

2. Je namodralý kov, který má hustotu 7,14 g/m3. Jeho teplota tání je 419,5 oC a teplota varu 907 oC. Nad 200 oC křehne a dá se rozetřít na prášek. Odlitky ze zinkových slitin se vyrábějí litím pod tlakem, protože jsou velmi dobře slévatelné (karburátory). Dobře se tvaruje při mírně zvýšených teplotách (100 až 150 oC). Za velmi nízkých teplotách je velmi měkký. Na vlhkém vzduchu ztrácí lesk.

3. Zinek má atomové číslo 30, relativní atomová hmotnost činí 65 a 38. Zinkový prach se vyrábí synteticky a používá se v chemické výrobě. Na povrchu nekoroduje, protože jeho povrch zoxiduje a vytvoří nepropustnou vrstvu. Díky tomu byly v poslední době vyvinuty nové typy anti korozních hmot (zinc, rich, paints ). V mořských prostředích se kombinuje s anorganickými pojivy, např. alkalické silikáty, cementem a může se používat na vlhké podklady. V elektrochemické řadě napětí je dosti vzdálen v levo od vodíku. Dobře se rozpouští ve zředěných kyselinách, v roztocích hydroxidů alk. kovů, amoniaku a ve vodném roztoku chloridu amonného. Je-li velmi čistý rozpouští se pomalu( rozpouštění se urychlí, pokud přidáme měď.) Zinek na vzduch hoří červeným žárem a shoří na kysličník syrečnatý: 2 ZnS + 3 O2 ZnO + 2 SO2. Také se oxiduje i s vodní parou a dokonce i s kysličníkem uhličitým. Za tepla se slučuje se sírou a s halogeny přímo. S dusíkem znatelně nereaguje. Za hoření reaguje s amoniakem, za tvorby nitrynu Zn3N2. V chemických laboratořích skouší k vyvíjení vodíku a jako redukční čidlo. Zinek tvoří mnoho solí, v niž jsou dobře rozpuštěny halogenidy (s vyjímkou chloridu), dusičnan, síran a octan. Je amfoterní. Zinečnatá sůl se sráží jako objemná bílá sraženina. V roztoku amoniaku se rozpouští: Zn(OH)2 + 4NH3 = Zn (NH3)4 OH2 za vzniku hydroxidu tetramozinečného.

4. Hlavní surovinou pro zinkovou výrobu jsou sulfidové rudy (blejmo zinkové, sfalerit) a oxidové rudy. Z prvu se vyráběl čistě chemickou cestou, tzv. destilačním pochodem, který se zakládal na snadné reprodukovatelnosti kysličníku zinečnatého uhlíkem. Ze zinku při výrobě se výhodně získávají kadmium, indium, germanium atd. Při žárových metodách výroby se oxidačně praží z pochoďových fluidních (tekutých) pecích. Vznikají pražné plyny, obsahující S02 (výroba síry). Praženec se aglomeruje na pásech. Aglomerát
( spečenec ) obsahující zinek ve formě oxidů se na kovový zinek zpracuje v horizontálních ve svislích , značně výkonnějších retartách. Zvláštní šachtové pece umožňují výrobu zinku a olova v jedné operaci (pochod IPS). Získaný surový zinek obsahuje jako hlavní nečistoty železo, olovo, kadmium atd. Někdy se provádí částečná rafinerace zinku s hmotnostním podílem nečistot. Největší čistota zinku se dosáhne destilační rafinerací. Při hydrometalurgických pochodech se zinek přechází do roztoku ve formě sulfátu.
Zinek se používá ve směsi do motorových olejů = Zintol (diolkyldithiofosforečnan zinečnatý). Zlepšuje životnost oleje.

Světová roční produkce zinku činní 3,8 miliónů tun. Hlavní zinková ložiska ve světě jsou: USA, Rusko, Kanada, Česká Republika, Francie. Nyní se vyrábí spíše elektronicky.

Zinek je obsažen v mnoha sloučeninách, které jsou důležité pro jeho výrobu.

5. Sloučeniny Zn.
1. Sfalerit ZnS
2. Wurtzit ZnS
3. Smithsonit Zn(CO3)
4. Uhličitan zinečnatý Zn(OH)3 Zn CO3
5. Síran zinečnatý Zn SO4 7H2O (bílá skalice)

Zinkové sloučeniny se používají buď při jeho výrobě, nebo na výrobu druhých prvků a důležitých sloučenin.

6. SFALERIT :
Barva se odlišuje podle druhu příměsí: Čistý je bez příměsi. Malý obsah železa zbarvuje sfalerit žlutě nebo hnědě. Velký obsah železa zbarvuje sfalerit tmavě zeleně až černě. Jeho typický zápach je jako po shnilých vejcích, který vzniká při tření o porcelánovou destičku. Je důležitou součástí pro zinkovou výrobu.
Vyskytuje se v hlubinných horninách cínové žíly (Horní Fale), hytrotermální žíly (Švýcarsko, Polsko) a sedimentech (SRN)

WURTZIT :
Od sfaleritu se pozná jen rentgenoficky. Vzniká ze sfaleritu při teplotě 1020oC. Nachází se v SRN, Polsko, Česká Republika, Řecko. Získává se z něj železo a kadmium.

SMITHSONIT :
Je čistý, bezbarvý. Ze směsí s Mn, Fe, Ca, Mg, zbarvuje se do žluta, až zelena. V ultrafialovém záření světélkuje. Vzniká při zvětrávání sfaleritu. Nachází se v SRN, Rakousku a Řecku. Byl oběvem roku 1875 J. Smithsonem. Smithsonit je znám jako šperkový kámen (aztécký kámen) z naleziště v Mexiku. Je důležitá zinková ruda.

UHLIČITAN ZINEČNATÝ :
Slouží k přípravě kosmetických pudrů apod. Také v lékařství jako zasipávací prášky a masti. Uplatňuje se jako katalyzátor při syntéze methanolu.

SÍRAN ZINEČNATÝ :
Zn (OH)2 + H2 SO4 ZnSO 4 2 H 2O
Bezbarvá krystalická látka. Na vzduchu zvětrává a ztrácí vodu. Technicky nejdůležitější zinečnatá sůl, která se vyrábí. Slouží v barvířství (potiskování tkanin), příprava litiponu, k imperaci dřeva a v lékařství (velmi zředěný jako adstringentního (stahující) a dezinfekčního prostředku). Je výchozí látkou k přípravě jiných zinečnatých sloučenin. Používají se taky jiné sloučeniny, jako chlorid zinečnatý (ZnCl2 = heminorfit, franklinit, willemit).

Zinek se také objevuje u vzácných minerálů : serpierit (naleziště v Antarktidě, Irsku a Řecku), Hydrozinkyt, vyskytuje se v oxidačních zónách ve Španělsku a SRN, někde je důležitou zinkovou rudou.

7. Zinek izoloval W. HOMBERK roku 1695 z kolanínu. Ale ve sfaleritu byl považován Gerugiusem Aguicalou za olověnou rudu. Teprve v 18 stol. byl objevem švédským chemikem Brondcem a v 19 stol. se rozšířila jako výroba pomocí technologie hutního zpracování, která se požívá do dnes jako hlavní metoda zpracování zinku a zvýšila jeho produkci.

8. POUŽITÁ LITERATURA

Malá encyklopedie chemie J. Bína Nak. Tech. Lit. Roku 1976

20 200 výtisků

Chemie A SPN Praha 1984 J. Čipera a kolektiv

Minerály Ikar Praha O. Medenbach a kolektiv Roku 1995 276. publikace