Теоретический материал по теме «Цинк и его соединения»методическая разработка по химии (9 класс)

Цинк как простое вещество

Что такое цинк в обычном виде? Это – металл, серебристо-голубой, быстро покрывающийся защитной оксидной пленкой на воздухе. Из-за этого кажется, что он не очень блестящий. Однако стоит пленку удалить, как цинк проявляет свойства всех металлов – красивый характерный блеск и сияние.
В природе содержится в составе многих минералов и руд. Так, самыми распространенными из них являются:

• цинковая обманка, или сфалерит;
• клейофан;
• марматит;
• вюртцит;
• смитсонит;
• каламин;
• цинкит;
• виллемит;
• франкленит и другие.

В составе смешанных руд Цинк обычно встречается вместе со своими постоянными спутниками, такими как:

• Таллий;
• Германий;
• Индий;
• Галлий;
• Кадмий.

Всего в земной коре на долю этого металла приходится 0,076%. Это чуть больше, чем на медь. Также 0,07 мг/л этого вещества содержится в морской воде.

Формула цинка как простого вещества – Zn. Кристаллическая решетка гексагональная, плотная. Тип химической связи – металлическая.

Элемент Цинк: характеристика

Данный элемент располагается в периодической системе во второй группе, побочной подгруппе. Порядковый номер 30, масса Цинка – 65,37. Единственная и постоянная степень окисления +2. Электронная конфигурация внешнего слоя атома 4s2.

В таблице Цинк, Медь, Кадмий, Хром, Марганец и многие другие – это переходные металлы. К ним относятся все те, у которых электроны заполняют внешний и предвнешний d и f энергетические подуровни.

Переходные металлы включают в себя и группу платиновых (Золото, Иридий, Палладий, Платина, Осмий и другие). Для всех них характерно образование комплексных соединений, в которых они выступают в качестве комплексообразователя с разными координационными числами. Все это характерно и для рассматриваемого нами элемента.

Существует 5 устойчивых в природе изотопов с массовыми числами от 64 до 70. 65Zn – радиоактивный, с периодом полураспада 244 дня.

Краткая история открытия элемента

Что такое цинк, люди знали еще до нашей эры. Ведь именно тогда научились применять сплавы, содержащие этот металл. Египтяне использовали руды, содержащие медь и цинк, сплавляли их и получали очень прочный, устойчивый к окислению материал. Были найдены предметы быта, посуда, выполненные из этого материала.

Название zinc встречается в трудах врача Парацельса в XVI веке нашей эры. В этот же период металл активно начинают использовать китайцы, отливая из него монеты. Постепенно знания об этом веществе и его хороших технических свойствах переходят в Европу. Тогда и в Германии, Англии также узнали, что такое цинк и где его можно использовать.

Латунь была одним из первых и самых известных сплавов, используемых еще с древних веков на Кипре, а позже в Германии и других странах.

Название происходит от латинского zincum, однако этимология не совсем ясна. Есть несколько версий.

1. От немецкого zinke, что переводится как “острие”.
2. От латинского zincum, что означает “белый налет”.
3. Персидский “ченг”, то есть камень.
4. Древнегерманский zinco, что переводится, как “налет”, “бельмо на глазу”.

Сегодняшнее название элемент получил только в начале XX века. О значении ионов цинка в организме человека также стало известно лишь сравнительно недавно (XX век). До этого никакие недуги с этим элементом не связывали.

Однако известно, что уже в древности многие народы использовали супы из мяса молодого барашка как средство восстановления после болезни и для скорейшей поправки. Сегодня можно сказать, что эффект достигался за счет ионов цинка, которых в этом блюде содержится достаточно много. Он помогал восстановлению кровообращения, снятию усталости и активизировал мозговую деятельность.

Химические свойства

При обычных условиях поверхность куска металла мгновенно покрывается серо-белым тусклым налетом – оксидом цинка. Это происходит от того, что кислород воздуха мгновенно окисляет чистое вещество.

Если же долгое время хранить чистый металл на открытом влажном воздухе, то произойдет его разрушение под действием углекислого газа. Как простое вещество цинк реагирует с:

• галогенами;
• халькогенами;
• кислородом;
• кислотами;
• щелочами;
• аммиаком и аммонием (его солями);
• более слабыми металлами.

Не вступает в реакции с азотом. Если же взять химически абсолютно чистый цинк, то он не реагирует ни с чем из перечисленных веществ.

Очевидно, что цинк – металл амфотерный. При реакциях со щелочами образует комплексные соединения – гидроксоцинкаты.

Физические свойства

Можно обозначить несколько характеристик.

1. Цвет – сребристо-голубой.
2. Плотность – 7,13 г/см3.
3. Температура плавления – 420 оС (относится к группе легкоплавких металлов).
4. При обычных условиях – хрупкое вещество.
5. Температура кипения – 906 оС.
6. При нагревании до 100-150 оС повышается ковкость и пластичность, возможно изготовление проволоки и прокатка в фольгу.
7. Свыше 200 оС легко растирается в серый порошок, теряя пластичность.
8. Является отличным проводником.
9. Теплопроводность хорошая, так же как и теплоемкость.

Такие физические параметры позволяют использовать металл в соединениях с другими элементами. Например, широко известен сплав цинка – латунь.

Биологическая роль

Что такое цинк с точки зрения медицины и биологии? Имеет ли он значение для жизни организмов и насколько оно велико? Оказывается, ионы цинка просто обязательно должны присутствовать в живых существах. Иначе дефицит приведет к следующим последствиям:

• анемии;
• снижению инсулина;
• аллергии;
• потере веса и памяти;
• утомляемости;
• депрессии;
• ухудшению зрения;
• раздражительности и другим.

Основные места концентрации ионов цинка в организме человека – это поджелудочная железа, печень и мышцы. Также именно этот металл входит в состав большинства ферментов (например, карбоангидраза). Поэтому большинство реакций катализа происходит при участии цинка.

Что именно делают ионы?

1. Участвуют в синтезе мужских гормонов и семенной жидкости.
2. Способствуют усвоению витамина Е.
3. Участвуют в расщеплении молекул алкоголя в организме.
4. Являются непосредственными участниками синтеза многих гормонов (инсулина, гормона роста, тестостерона и других).
5. Принимает участие в кроветворении и заживлении поврежденных тканей.
6. Регулирует секрецию сальных желез, поддерживает нормальный рост волос и ногтей, способствует регенерационным процессам в коже.
7. Обладает способностью устранять из организма токсины и укреплять иммунитет.
8. Влияет на формирование вкусовых ощущений, а также обоняния.
9. Принимает участие в процессах транскрипции, обмене витамина А, нуклеиновых синтезах и распадах.
10. Является участником всех стадий роста и развития клетки, а также сопровождает процесс экспрессии гена.

Все это еще раз доказывает, насколько важным элементом является данный металл. Роль его в биологических системах была выяснена только в XX веке. Многих неприятностей и недугов в прошлом можно было бы избежать, если бы люди знали о лечении при помощи препаратов на основе цинка.

Каким же образом можно поддерживать нужное количество этого элемента в организме? Ответ очевиден. Необходимо употреблять продукты, содержащие цинк. Список может быть длинным, поэтому укажем только те, в которых максимальное количество рассматриваемого элемента:

• орехи и семечки;
• бобовые;
• мясо;
• морепродукты, особенно, устрицы;
• злаки и хлеб;
• молочная продукция;
• зелень, овощи и фрукты.

Историческая справка

Цинк столь же стар, как земная кора, и использовался людьми еще с древних времен. Римляне, вероятно, были первыми, кто стал применять сырье для медных монет из смеси медной и цинковой руды при императоре Августе (20 г. до н.э. до 14 г. н.э.). В 1374 году индейцы признали цинк «новым» металлом. В древних индуистских писаниях этого периода впервые описываются процессы производства металлического цинка из руды.

В конце 13-го века Марко Поло описывал производство оксида цинка в Персии, где он использовался для лечения воспаления глаз. В начале 17-го века европейские ученые, такие как Альбертус Магнус, Георгий Агрикола и Парацельс, подтвердили важность нового металла для человека. В 1743 году Уильям Чампион построил первый цинковый завод в Бристоле с годовой мощностью около 200 тонн. Первый прокатный стан цинка был построен в Бельгии в 1805 году.

Несмотря на свою давнюю историю, сегодня цинк находит применение в новых областях: в высокотехнологичных продуктах, в телекоммуникационной области и авиакосмической промышленности. Поскольку цинковая руда широко представлена географически по всему миру, цинк по праву может считаться «сырьем будущего».

Гидроксид цинка, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

Гидроксид цинка – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Zn(OH)2.

Описание

Гидроксид цинка при стандартных условиях представляет собой бесцветные кристаллы, является аморфным веществом. В настоящее время известно 5 полиморфных модификаций, из которых устойчивой является только модификация с ромбической сингонией. Гидроксид цинка практически нерастворим в воде, проявляет амфотерные свойства (с преобладанием основных).

Получение

• Взаимодействие растворимых солей цинка с щелочами:

Физические свойства гидроксида цинка

* Примечание:

— нет данных.

Физические свойства

Химические свойства гидроксида цинка. Химические реакции гидроксида цинка

Гидроксид цинка является амфотерным основанием, т. е. обладает как основными, так и кислотными свойствами.

Гидроксид цинка – слабое нерастворимое основание.

Химические свойства гидроксида цинка аналогичны свойствам гидроксидов других амфотерных металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция гидроксида цинка и гидроксида натрия:

Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4].

В результате реакции образуется тетрагидроксоцинкат натрия. В ходе реакции используется концентрированный раствор гидроксида натрия.

2. реакция гидроксида цинка и гидроксида калия:

Zn(OH)2 + 2KOH → K2[Zn(OH)4].

В результате реакции образуется тетрагидроксоцинкат натрия.

3. реакция гидроксида цинка и ортофосфорной кислоты:

3Zn(OH)2 + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2 + 6H2O.

В результате реакции образуются ортофосфат цинка и вода.

4. реакция гидроксида цинка и азотной кислоты:

Zn(OH)2 + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + 2H2O.

В результате реакции образуются нитрат цинка и вода.

Аналогично проходят реакции гидроксида цинка и с другими кислотами.

5. реакция гидроксида цинка и йодоводорода:

Zn(OH)2 + 2HI → ZnI2 + 2H2O.

В результате реакции образуются йодид цинка и вода.

6. реакция гидроксида цинка и оксида углерода:

2Zn(OH)2 + CO2 → Zn2(OH)2CO3 + H2O.

В результате реакции образуется дигидроксид-карбонат цинка и вода. В ходе реакции гидроксид цинка используется в виде суспензии.

7. реакция термического разложения гидроксида цинка:

Zn(OH)2 → ZnO + H2O (t = 100-250 °C).

В результате реакции образуются оксид цинка и вода.

Опасность для здоровья

При нагревании или сжигании разлагается с образованием токсичных газов: оксидами азота и оксидами цинка. Вещество раздражает глаза, кожу и дыхательные пути.

Вдыхание пыли может вызвать раздражение носа и горла. Проглатывание может вызвать раздражение и коррозию пищеварительного тракта. При попадании в глаза вызывает раздражение роговицы. Контакт с кожей вызывает раздражение.

Дыхательная система

Количественная информация о системной токсичности соединений цинка недоступна для ознакомления в настоящий момент. Повышенные концентрации цинка в крови и моче людей, подвергающихся воздействию дыма, содержащего оксид цинка, могут указывать на легочную абсорбцию опасных веществ, но более подробные исследования недоступны. В большинстве описанных случаев, повышенные концентрации цинка в сыворотке не были обнаружены, даже если имели место ярко-выраженные токсические эффекты.

Эксперименты на животных показывают, что вдыхаемые соединения цинка могут абсорбироваться в любом отделе дыхательных путей. Степень абсорбции, вероятно, зависит от механизмов клиренса в соответствующих отделах (носоглотка, трахеобронхиальная область: трахея, бронхи или альвеолярная область). Одно исследование показывает, что около 5-18% растворимых соединений цинка (включая нитрат цинка) абсорбируются в носоглотке, около 13-50% — в трахеобронхиальной и альвеолярной областях.

Можно предположить, что цинк не всасывается в дыхательных путях из-за его хорошей растворимости в воде и высокой степени связывания ионов цинка с белками.

Кожа

Исследования in vitro на коже человека показали, что сульфат цинка, который легко растворим в воде, абсорбировался менее 3% от введенной дозы в течение 24 часов. Максимальная приведенная скорость потока составляла 0,6 мкг / кв.см. Повышенное поглощение было зафиксировано для поврежденной кожи (образование пузырей при ожоге). Нитратная пыль может растворяться в поте и, таким образом, способствовать повышенному дермальному всасыванию.

Желудочно-кишечный тракт

У человека в зависимости от индивидуальных особенностей поглощение ионов цинка из пищеварительного тракта составляет от 8 до 80%. У людей с высоким запасом цинка, абсорбция составляет 20-30%. Поглощение цинка происходит во всем тонком кишечнике как через пассивную диффузию, так и через активные транспортные механизмы.

Реакции, в которых участвует Гидроксид цинка

• Zn(OH)2 + 2NaOH -> Na2[Zn(OH)4]
• Na2[Zn(OH)4] -> Zn(OH)2″|v” + 2NaOH
• Na2[Zn(OH)4] + 2HCl -> 2NaCl + Zn(OH)2″|v” + 2H2O
• Na2[Zn(OH)4] + CO2 -> Na2CO3 + Zn(OH)2″|v” + H2O
• {M}(OH)2 + H2{X} = {M}{X} + 2H2O , где M =
  Mg Ca Ba Sr Cu Zn>;>X = SO4 SO3 CO3

Источники

• https://FB.ru/article/181833/chto-takoe-tsink-formula-soedineniya-tsinka-primenenie-tsinka
• https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/gidroksid-tsinka-harakteristika-svoystva-i-poluchenie-himicheskie-reaktsii/
• https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/869017
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D1%86%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B0
• https://allbreakingnews.ru/gidroksid-cinka-xarakteristika-svojstva-i-poluchenie-ximicheskie-reakcii/
• https://chemiday.com/ru/encyclopedia/znoh2
• https://charchem.org/ru/subst-ref/?id=2564

Свойства цинковых сплавов

Конечно же, все составы с этим металлом отличаются между собой его процентным содержанием. В целом цинковые сплавы имеют хорошие литейные и механические свойства. Первое и самое главное – коррозионная стойкость. Больше всего она проявляется в атмосфере сухого чистого воздуха. Возможные проявления коррозии можно заметить в промышленных городах. Это обуславливается наличием в воздухе паров соляной кислоты, хлора и оксидов серы, которые, конденсируясь влагой, затрудняют образование защитной пленки. Медь-олово-цинк – сплав, который характеризуется высокими защитными свойствами. Именно такой состав наименее подвержен коррозии, особенно в условиях промышленной атмосферы. Если говорить о литейных свойствах цинка, то, конечно же, они зависят от легирующих элементов в его сплавах.

Так, например, алюминий делает их структуру однородной, мелкозернистой, облагораживает её, уменьшает отрицательное влияние железа. Еще один важный легирующий элемент – медь. Он увеличивает прочностные характеристики и уменьшает межкристаллическую коррозию. Медно-цинковый сплав обладает высокой ударной вязкостью, но при этом частично теряет свои литейные свойства.

Какие оксиды реагируют с водой?

Из всех оксидов с водой реагируют только:

1) все активные основные оксиды (оксиды ЩМ и ЩЗМ);

2) все кислотные оксиды, кроме диоксида кремния (SiO2);

т.е. из вышесказанного следует, что с водой точно не реагируют:

1) все малоактивные основные оксиды;

2) все амфотерные оксиды;

3) несолеобразующие оксиды (NO, N2O, CO, SiO).

Примечание:

Оксид магния медленно реагирует с водой при кипячении. Без сильного нагревания реакция MgO с H2O не протекает.

Способность определить то, какие оксиды могут реагировать с водой даже без умения писать соответствующие уравнения реакций, уже позволяет получить баллы за некоторые вопросы тестовой части ЕГЭ.

Теперь давайте разберемся, как же все-таки те или иные оксиды реагируют с водой, т.е. научимся писать соответствующие уравнения реакций.

Активные основные оксиды, реагируя с водой, образуют соответствующие им гидроксиды. Напомним, что соответствующим оксиду металла является такой гидроксид, который содержит металл в той же степени окисления, что и оксид. Так, например, при реакции с водой активных основных оксидов K+12O и Ba+2O образуются соответствующие им гидроксиды K+1OH и Ba+2(OH)2:

K2O + H2O = 2KOH – гидроксид калия

BaO + H2O = Ba(OH)2 – гидроксид бария

Все гидроксиды, соответствующие активным основным оксидам (оксидам ЩМ и ЩЗМ), относятся к щелочам. Щелочами называют все хорошо растворимые в воде гидроксиды металлов, а также малорастворимый гидроксид кальция Ca(OH)2 (как исключение).

Взаимодействие кислотных оксидов с водой так же, как и реакция активных основных оксидов с водой, приводит к образованию соответствующих гидроксидов. Только в случае кислотных оксидов им соответствуют не основные, а кислотные гидроксиды, чаще называемые кислородсодержащими кислотами. Напомним, что соответствующей кислотному оксиду является такая кислородсодержащая кислота, которая содержит кислотообразующий элемент в той же степени окисления, что и в оксиде.

Таким образом, если мы, например, хотим записать уравнение взаимодействия кислотного оксида SO3 с водой, прежде всего мы должны вспомнить основные, изучаемые в рамках школьной программы, серосодержащие кислоты. Таковыми являются сероводородная H2S, сернистая H2SO3 и серная H2SO4 кислоты. Cероводородная кислота H2S, как легко заметить, не является кислородсодержащей, поэтому ее образование при взаимодействии SO3 с водой можно сразу исключить. Из кислот H2SO3 и H2SO4 серу в степени окисления +6, как в оксиде SO3, содержит только серная кислота H2SO4. Поэтому именно она и будет образовываться в реакции SO3 с водой:

H2O + SO3 = H2SO4

Аналогично оксид N2O5, содержащий азот в степени окисления +5, реагируя с водой, образует азотную кислоту HNO3, но ни в коем случае не азотистую HNO2, поскольку в азотной кислоте степень окисления азота, как и в N2O5, равна +5, а в азотистой — +3:

N+52O5 + H2O = 2HN+5O3

Исключение:

Оксид азота (IV) (NO2) является оксидом неметалла в степени окисления +4, т.е. в соответствии с алгоритмом, описанным в таблице в самом начале данной главы, его нужно отнести к кислотным оксидам. Однако не существует такой кислоты, которая содержала бы азот в степени окисления +4.

В случае оксида NO2 принято считать, что ему соответствуют сразу две кислоты, поскольку его взаимодействие с водой приводит к одновременному образованию двух кислот:

2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3

Биокомплексы

Карбоангидраза: показана гидроксидная группа (красный), присоединенная к цинку (серый) Цинковые пальцы. Ион цинка (зеленый) координируется двумя гистидин остатки и два цистеин остатки.
Очень большое количество металлоферменты содержат цинк (II). Также многие белки содержат цинк по структурным причинам. Ион цинка всегда является четырехкоординатным по крайней мере с тремя лигандами, которые аминокислота боковые цепи. В имидазол азот гистидин боковая цепь является обычным лигандом. Ниже приведены типичные примеры двух видов комплексов цинк-белок.

В активном месте отдыха карбоангидраза Ион цинка координируется тремя остатками гистидина. Четвертую позицию занимает молекула воды, которая, как и при гидролизе, сильно поляризована (см. Выше). Когда углекислый газ входит на активный сайт, при условии нуклеофильный атака атома кислорода, несущего частичный отрицательный заряд или полный отрицательный заряд, если молекула воды диссоциирована. Сотрудничество2 быстро превращается в бикарбонат-ион.[23]

[(-hys)3Zn (H2O)]2+ + CO2 → [(-hys)3Zn]2+ + HCO3− + H+

Немного пептидазы, Такие как глутаматкарбоксипептидаза II считается, что они действуют аналогичным образом: ион цинка способствует образованию нуклеофильного реагента.[23]

В цинковый палец Мотив представляет собой жесткую субструктуру в белке, которая облегчает связывание белка с другой молекулой, такой как ДНК.[24] В этом случае все четыре координационные позиции заняты гистидином и цистеин остатки. Тетраэдрическая геометрия вокруг иона цинка ограничивает α спираль фрагмент и антипараллель β лист фрагмент в определенной ориентации относительно друг друга.

Ион магния, который имеет более высокую концентрацию в биологических жидкостях, не может выполнять эти функции, потому что его комплексы намного слабее, чем комплексы цинка.

Способы оцинкования

Металлургические заводы отличительны не только своим оборудованием, но и применяемыми методами производства. Это зависит от ценовой политики, и месторасположения (природных ресурсов, используемых для металлургической промышленности). Есть несколько методов оцинкования, которые рассматриваются ниже.

Горячий способ оцинкования

Данный способ заключается в обмакивании металлической детали в жидком растворе. Происходит это так:

1. Деталь или изделие обезжиривается, очищается, промывается и сушится.
2. Далее, цинк расплавляется до жидкого состояния при температуре до 480 °С.
3. В жидкий раствор опускается подготовленное изделие. При этом оно хорошо смачивается в растворе и образуется покрытие толщиной до 450 мкм. Это является 100% защитой от воздействия внешних факторов на изделие (влага, прямые солнечные лучи, вода с химическими примесями).

Горячее цинкование металлоконструкций

Но, данный метод имеет ряд недостатков:

• Цинковая пленка на изделии получается неравномерного слоя.
• Нельзя использовать данный метод для деталей, отвечающих точным стандартам по ГОСТу. Где каждый миллиметр считается браком.
• После горячего оцинкования, не каждая деталь останется прочной и износостойкой, поскольку после прохождения высокой температуры появляется хрупкость.

А также данный метод не подходит для изделий, покрытых лакокрасочными материалами.

Холодное оцинкование

Этот метод носит 2 названия: гальванический и электролитический. Методика покрытия изделия защитой от коррозии такова:

1. Металлическая деталь, изделие подготавливается (обезжиривается, очищается).
2. После этого проводится «метод окрашивания» — применяется специальный состав, имеющий главный компонент – цинк.
3. Деталь покрывается данным составом методом распыления.

Холодное цинкование

Благодаря этому методу защитой покрываются детали с точным допуском, изделия, покрытые лакокрасочными материалами. Повышается стойкость к внешним факторам, приводящим к коррозии.

Недостатки данного метода: тонкий защитный слой – до 35 мкм. Это приводит к меньшей защите и небольшим срокам защиты.

Термодиффузионный способ

Данный метод делает покрытие, которое является электродом с положительной полярностью, в то время как металл изделия (сталь) становится отрицательной полярности. Появляется электрохимический защитный слой.

Метод применим только в случае, если детали произведены из углеродистой стали, чугуна, стали с примесями. Цинк используется таким образом:

1. При температуре от 290 °С до 450 °С в порошковой среде, поверхность детали насыщается Zn. Здесь маркировка стали, а также тип изделия имеют значение – выбирается соответствующая температура.
2. Толщина защитного слоя достигает 110 мкм.
3. В закрытый резервуар помещается изделие из стали, чугуна.
4. Добавляется туда специальная смесь.
5. Последним шагом является специальная обработка изделия от появления белых высолов от солёной воды.

Термодиффузионное цинкование

В основном данным методом пользуются в случае, если требуется покрыть детали, имеющие сложную форму: резьбу, мелкие штрихи. Образование равномерного защитного слоя является важным, поскольку данные детали претерпевают множественное воздействие внешней агрессивной среды (постоянная влага).

Данный метод дает самый большой процент защиты изделия от коррозии

Оцинкованное напыление является износостойким и практически нестираемым, что очень важно для деталей, которые время о времени крутятся и разбираются

Изготовление и применение чистого металла

Многие виды повседневных хозяйственных вещей оцинкованы. Например:

• металлические крыши сооружений,
• водосточные желоба зданий,
• резервуары для воды и т.д.

Достаточно большая доля цинка используется в конструкциях одноразовых цинк-углеродистых не перезаряжаемых аккумуляторов. Процесс изготовления латуни также требует значительных объёмов этого вещества.

Характерной особенностью цинка является образование целого ряда полезных соединений:

1. Сульфид (люминофор экранов старых телевизоров, осциллографов, люминесцентные лампы и светящиеся краски);
2. Сульфат (защитные средства от сорняков, применение в текстильном производстве);
3. Оксид (используется для изготовления резины, способствует улучшению свойств пластмасс, красок, чернила, бетона, косметики).

Многие известные сплавы формируются на цинковой составляющей. Например, латунь, зубная амальгама, бронза и некоторые виды припоев. Оцинковка не только предотвращает ржавление резервуаров для воды. Практически все виды лекарств от кашля и простуды, витаминные таблетки и добавки никак не обходятся без этого вещества.

Часто встречающиеся таблетки (капсулы) биологических добавок включают добавки кальция для укрепления зубов и костей, витамин «С», омега-3 для глаз, а также цинк для усиления иммунитета

Дефицит цинка в организме сопровождается различными проблемами по отношению к здоровью организма, приводит к развитию болезней. Правда, в основном эта проблема характерна для развивающихся стран, где отмечаются факторы недоедания населения, недостаток сбалансированного полезного питания.

Способы оцинкования

На сегодняшний день существуют разные технологии нанесения цинка на поверхность изделий. Необходимо рассмотреть каждую из них подробно.

Горячий способ оцинкования

Металлическое изделие заранее обезжиривается, промывается и травится. Цинк плавят при температуре 450–480 °C. В жидкий металл опускается деталь. Принцип действия этого метода основан на том, что железо и его сплавы хорошо смачиваются. В результате образуется покрытие значительной толщины от 40 до 450 мкм, благодаря чему изделие надежно защищено от коррозии. Однако горячему способу присущи и недостатки. К ним относится:

• неравномерность толщины слоя;
• невозможность использовать метод для деталей, имеющих точный допуск, и в случае, когда под действием высокой температуры меняются характеристики крепежа.

Также есть вероятность, что после горячего оцинкования уменьшится прочность крепления, так называемое охрупчивание. Во избежание такой ситуации изделие необходимо обрабатывать термически после нанесения цинка, но даже это не дает полной гарантии. Рассматриваемый способ не подходит для деталей, покрытых лакокрасочными материалами или порошковыми красками. Причина заключается в низкой сцепляемости между ними и горячим цинком.

Обработка поверхности горячим цинком

Холодный способ оцинкования

У этого метода есть еще 2 названия: гальванический и электролитический. В данном случае технология напоминает процесс окрашивания изделия, но вместо красок используется специальный состав, содержащий цинк. В результате деталь покрывается антикоррозийным слоем. В отличие от предыдущего способа, подвергать холодному оцинковыванию можно крепеж любого размера и окрашенные изделия. С помощью данного метода достигается повышенная химическая стойкость. К слабым местам способа можно отнести малую толщину слоя – 5–35 мкм, что приводит к уменьшению антикоррозионных свойств. Рассматриваемый способ так же, как и предыдущий не исключает возникновения охрупчивания.

Термодиффузионный способ оцинкования

Покрытие, полученное с помощью данного метода, является положительным электродом, в то время как сталь отрицательным. Таким образом происходит электрохимическая защита. Термодиффузионное оцинкование может использоваться только для изделий, материалы которых углеродистая сталь, чугун и сталь с небольшим содержанием примесей. Процесс оцинкования происходит следующим образом. Поверхность изделия насыщается цинком, при этом среда должна быть порошковой, а температура 290–450 °C. Марка стали и тип изделия влияют на выбор температуры. Таким способом можно добиться любой толщины защитного слоя от 6 до 110 мкм. При данном методе в закрытый контейнер помещают деталь и добавляют специальную насыщенную смесь. Окончательная обработка требуется для того, чтобы не образовывались белые продукты коррозии на изделиях во время их контакта с соленой водой и конденсатом.

Описанная технология применима для заготовок, имеющих резьбу и сложную геометрическую форму. В результате образуется равномерный слой по всей поверхности, цинк не скапливается в углублениях или соединениях. Благодаря указанному преимуществу не понадобится устранять покрытие на внутренней резьбовой части, как это приходится делать после горячего оцинкования. Также отсутствует охрупчивание, т. е. такая технология подходит для высокопрочного крепежа. Уровень антикоррозийной стойкости в 1,5–2 раза выше, чем при гальваническом оцинковании, и в 3–5 раз выше, чем при горячем способе. Также для указанной технологии характерны большая сцепляемость цинкового слоя с красками, высокая точность, поэтому область применения распространяется и на конструкции, имеющие точные допуски. Нанесенный антикоррозийный слой очень износостойкий, поэтому подходит для деталей, которые часто собираются и разбираются.