Formuła tlenku cynku w chemii. Właściwości chemiczne cynku i jego związków. Jaki wpływ ma tlenek cynku na ludzi?

Tlenek cynku ZnO - połączenie półprzewodnikowe. Tlenek cynku to biały związek, który sublimuje w 2000 K, topi się w 2250 K, wykazuje właściwości zarówno zasadowe, jak i kwasowe, rozpuszcza się w kwasach i zasadach.

Najpopularniejszą modyfikacją krystaliczną jest heksagonalna odmiana wurcytu. Znany jest również rzadszy typ sfalerytu sześciennego.

Tlenek cynku można otrzymać przez spalanie lub utlenianie cynku, prażenie siarczku cynku w powietrzu, kalcynowanie
sole, wytrącanie amoniakiem z wrzącego wodnego roztworu azotanu cynku.

Zwarte próbki tlenku cynku (cynkitu) uzyskuje się poprzez prasowanie półfabrykatów ze sproszkowanej mieszanki i ich późniejsze spiekanie. Spiekanie wstępne przeprowadza się w temperaturze 1100 K. Spiekanie końcowe przeprowadza się w temperaturze 1700...1800 K. Ogrzewanie odbywa się albo w specjalnych piecach wysokotemperaturowych, albo za pomocą prądu stałego przepływającego przez próbki po ich podgrzaniu do temperatury w którym występuje wystarczająca przewodność elektryczna. W końcowej temperaturze spiekania 1700...1800 K powstają gruboziarniste próbki z kryształami do 2 mm. Aby uzyskać drobnoziarnistą strukturę, temperaturę spiekania obniża się do 1300...1400 K. Monokryształy tlenku cynku są hodowane metodą hydrotermalną iz fazy gazowej.

Cienkie warstwy tlenku cynku ZnO można uzyskać przez odparowanie i kondensację cynku na podłożu w próżni, a następnie utlenianie powłoki metalowej po podgrzaniu w atmosferze tlenu lub reaktywne dwuelektrodowe rozpylanie jonów Zn w atmosferze Ar + O 2 .

Cienkie folie ZnO wykazują efekt piezoelektryczny.

Główne właściwości tlenku cynku

Masa cząsteczkowa 81,38

Struktura krystaliczna G

Stałe sieci krystalicznej, nm:

0,3250

C 0,5206

Gęstość, Mg/m3 5,67

Temperatura, K:

temperatura topnienia 2250

gotowanie 2000

Ciepło właściwe, J/(kg× K) 495

Współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej dla
monokryształ, α× I 0 6 , K -1 5,7 || a

5.2 || Z

Rezystywność, Ohm× cm 10 8 …10 9

Współczynnik przewodzenia ciepła, W/(m× K) 15…30

Twardość Mohsa 4,0…5,0

Współczynnik załamania 1,96

Stała dielektryczna 8,5

Zastosowanie tlenku cynku.

Tlenek cynku jest stosowany w elektronice radiowej do produkcji samoaktywnego luminoforu ZnO:Zn. Ten luminofor jest otrzymywany przez kalcynację ZnO w słabo redukującej atmosferze tlenku węgla o temperaturze 1270 K - Barwa blasku luminoforu jest niebiesko-zielona, ​​promieniowanie charakteryzuje się dwoma maksimami, przypisywanymi długości fali 0,385 mikrona (obszar ultrafioletowy) i 0,505 mikrona (niebiesko- zielony obszar widma). Ten luminofor ma bardzo krótką poświatę, około 2 μs.

Tlenek cynku znalazł swoje główne zastosowanie w produkcji warystorów, urządzeń, których opór elektryczny jest silnie uzależniony od przyłożonego napięcia. Na bazie warystorów tworzone są ograniczniki przepięć (SPD), które tłumią przepięcia w sieciach elektroenergetycznych.

Wynika to ze specjalnej właściwości warystorów - nieliniowości charakterystyki prądowo-napięciowej. Węglik krzemu ma również nieliniową charakterystykę prądowo-napięciową, ale współczynnik nieliniowości warystorów opartych na tlenku cynku jest o 1-1,5 rzędów wielkości wyższy.

Do produkcji warystorów miesza się proszek ZnO o wielkości submikronowej, tlenki innych metali ~5% (bizmutu, kobaltu, antymonu, manganu, chromu) oraz spoiwa nieorganiczne formowane pod ciśnieniem ~10 4 ... 10 6 MPa i wypalane przez kilka godzin w temperaturach od 1200 do 1600 °C. Podczas oddziaływania reakcji materiał jest przenoszony przez fazę ciekłą z ziaren tlenku cynku o wysokiej energii powierzchniowej do ziaren o niższej energii powierzchniowej. Materiał jest zagęszczany podczas spiekania, w wyniku czego uzyskuje się nową strukturę polikrystaliczną.

Warystor z tlenku cynku to polikrystaliczny materiał półprzewodnikowy, którego poszczególne ziarna stykają się ze sobą elektrycznie. W miejscach styku ziaren tlenku cynku znajdują się cienkie obszary izolacyjne, które powodują nieliniowość charakterystyki prądowo-napięciowej. Mechanizm nieliniowości warystorów nie jest dobrze poznany. Najprawdopodobniej nieliniowość wynika ze zjawisk na granicach ziaren, a decydujący wpływ mają również dodatkowe dodatki w składzie warystorów.

Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej

federalna państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

wyższe wykształcenie zawodowe

UNIWERSYTET PAŃSTWOWY W PETROZAWODSK

Wydział Lekarski

Streszczenie z dyscypliny „Chemia farmaceutyczna”

Temat: Tlenek cynku. siarczan cynku.

Pracę wykonała studentka IV roku

Specjalność: Apteka

Dział korespondencyjny

Grupa: 73Z42

Rygojewa Anna Siergiejewna

Praca sprawdzona

Nauczyciel:

Ermakowa Galina Władimirowna

Pietrozawodsk 2012

Cynk jest elementem podgrupy bocznej drugiej grupy, czwartego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 30.

Jest oznaczony symbolem Zn (łac. Zincum).

Prosta substancja cynk w normalnych warunkach jest kruchym metalem przejściowym o niebiesko-białej barwie (matowieje na powietrzu, pokrywając się cienką warstwą tlenku cynku).

Typowy przykład metalu tworzącego związki amfoteryczne. Związki cynku ZnO i Zn(OH)2 są amfoteryczne. Standardowy potencjał elektrody wynosi -0,76 V, w szeregu standardowych potencjałów znajduje się przed żelazem.

W powietrzu cynk pokryty jest cienką warstwą tlenku ZnO. Po mocnym podgrzaniu wypala się z utworzeniem amfoterycznego białego tlenku ZnO:

Tlenek cynku reaguje zarówno z roztworami kwasów:

i alkalia:

Cynk o zwykłej czystości aktywnie reaguje z roztworami kwasów:

oraz roztwory alkaliczne: tworzenie hydroksycynkianów. Bardzo czysty cynk nie reaguje z roztworami kwasów i zasad. Oddziaływanie rozpoczyna się od dodania kilku kropel roztworu siarczanu miedzi CuSO4.

Po podgrzaniu cynk reaguje z halogenkami, tworząc halogenki ZnHal2. Z fosforem cynk tworzy fosforki Zn3P2 i ZnP2. Z siarką i jej analogami - selenem i tellurem - różne chalkogenki, ZnS, ZnSe, ZnSe2 i ZnTe.

Cynk nie reaguje bezpośrednio z wodorem, azotem, węglem, krzemem i borem. Azotek Zn3N2 otrzymuje się w reakcji cynku z amoniakiem w temperaturze 550-600 °C.

W roztworach wodnych jony cynku Zn2+ tworzą akwakompleksy 2+ i 2+.

siarczan cynku

ZnSO4, bezbarwne kryształy. Rozpuszcza się w wodzie. ZnSO4 7H2O krystalizuje z roztworów - witriol cynku. Wykorzystywana jest do produkcji wiskozy, glazur, aby chronić drewno przed próchnicą.

SIARCZAN CYNKU

SIARCZAN CYNKU (siarczan cynku) Siarczany cynku, ZnSO4. ZnSO4 · 7H2O - witriol cynku - krystalizuje z roztworów. Wykorzystywana jest do produkcji wiskozy, glazur, aby chronić drewno przed próchnicą.

Charakterystyka:

Bezbarwne przezroczyste kryształy lub drobnokrystaliczny proszek, cierpki smak, bezwonny. Znika w powietrzu. Bardzo łatwo rozpuszczalny w wodzie, praktycznie nierozpuszczalny w etanolu, wolno rozpuszczalny w glicerynie (1:10). Roztwory wodne są kwaśne.

Siarczan cynku działa przeciwbakteryjnie, ściągająco, wysuszająco i miejscowo przeciwzapalnie.

Podanie:

Zapalenie spojówek, krtani, cewki moczowej, pochwy - miejscowo; potrzeba wywoływania wymiotów - wewnątrz w dużych dawkach; niedobór cynku w organizmie z naruszeniem procesów anabolicznych, immunologicznych i innych (profilaktyka i leczenie) - wewnątrz; hipogonadyzm, łysienie plackowate, porażenie mózgowe, choroba wątroby, cukrzyca, rozlane choroby tkanki łącznej itp. (w ramach złożonej terapii) - wewnątrz.

Przeciwwskazania:

Nadwrażliwość.

Skutki uboczne:

Nudności, wymioty, biegunka (przy przyjmowaniu dużych dawek doustnie).

Siarczan cynku, siarczan cynku, ZnSO4 – sól cynkowa kwasu siarkowego.

Bezbarwne kryształy o gęstości 3,74 g/cm³. Rozpuszczalność w wodzie (%): 29,4 (0°C), 37,7 (99°C). ZnSO4 7H2O (witriol cynkowy) krystalizuje z roztworów w temperaturze poniżej 38,8 °C, ZnSO4 6H2O krystalizuje z 38,8 °C do 70 °C, a monohydrat ZnSO4 H2O tworzy się powyżej 70 °C. Ten ostatni jest odwadniany w 238°C. Siarczan cynku w zakresie 600-900 °C rozkłada się na ZnO i SO3. Słabe roztwory siarczanu cynku mętnieją podczas hydrolizy z powodu wytrącania się 3Zn(OH)2 ZnSO4 4H2O.

Paragon fiskalny

Witriol cynkowy otrzymuje się przez odparowanie i krystalizację z roztworów (wraz z produkcją cynku). Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

Podanie

Znajduje zastosowanie w produkcji farb wiskozowych, mineralnych, lazur, w metalurgii (środek flotacyjny) oraz w medycynie.

Substancja aktywno-czynna / początek: cynk (siarczan cynku, pikolinian, asparaginian)

Biocynk; pikolinian cynku Solgar; siarczan cynku; asparaginian cynku; pikolinian cynku; siarczan cynku; Cyncyt; Cynk.

Stosuje się go przy chorobach wątroby (marskość), zapaleniu jelit, enteropatycznym zapaleniu skóry, łuszczycy, kolagenozie (reumatoidalne zapalenie stawów, toczeń rumieniowaty), porażeniu mózgowym, częstych przeziębieniach. Miejscowo stosowany przy zapaleniu spojówek, zapaleniu krtani, zapaleniu cewki moczowej, zapaleniu pochwy.

Cynk (siarczan cynku, pikolinian, asparaginian).

Formy dawkowania:

Tabletki musujące.

Krople do oczu.

Rozwiązanie do użytku zewnętrznego.

Cynk (siarczan cynku, pikolinian, asparaginian)

Właściwości / Akcja:

Cynk jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym. Jest integralną częścią ponad 90 różnych enzymów, które syntetyzują DNA i uczestniczą w procesach metabolicznych. Cynk stymuluje syntezę kwasów nukleinowych, białek, regenerację tkanek, sprzyja przybieraniu na wadze. Cynk jest niezbędny do funkcjonowania insuliny, hormonów gonad, utrzymuje stabilność błon komórkowych, ograniczając uwalnianie histaminy z komórek tucznych. Ogranicza reakcje wolnych rodników, zapobiega uszkodzeniom błon komórkowych. Cynk jest niezbędny do prawidłowej aktywności tkanki limfatycznej, fosfatazy alkalicznej, karboksypeptydaz, dehydrogenazy alkoholowej.

Cynk zwiększa odporność na choroby zakaźne, wspomaga gojenie się ran, przyspiesza wzrost, zwiększa wydajność, poprawia pamięć i zapobiega wypadaniu włosów.

Niektóre populacje, takie jak kobiety w ciąży, matki karmiące piersią, nastolatki, sportowcy i konsekwentni wegetarianie, mają zwiększone zapotrzebowanie na cynk. Niedobór cynku może być spowodowany niedostatecznym spożyciem lub niedożywieniem, niezbilansowaną dietą, zaburzeniami wchłaniania cynku (na przykład przy chorobach jelit) lub zwiększonym wydalaniem cynku, na przykład przy alkoholizmie, przyjmowaniu środków przeczyszczających lub innych leków.

Wskazania:

Eliminacja hipocynkemii, m.in. z naruszeniami procesów anabolicznych, immunologicznych i innych, które mogą wystąpić przy chorobach wątroby (zwłaszcza z marskością), stolcem tłuszczowym, zapaleniem jelit, inwazją robaków, enteropatycznym zapaleniem skóry, łuszczycą, chorobami nerek, hipowitaminozą D, oparzeniami.

Profilaktycznie w następujących stanach: cukrzyca, kolagenoza (reumatoidalne zapalenie stawów, toczeń rumieniowaty), hipogonadyzm, łysienie plackowate, porażenie mózgowe, częste przeziębienia, glikokortykosteroidy, ciąża i laktacja.

Lokalnie (siarczan cynku):

Zapalenie spojówek, zapalenie krtani, zapalenie cewki moczowej, zapalenie pochwy.

Dawkowanie i sposób podawania:

Na pusty żołądek, w drażetkach lub tabletkach musujących. Do zapobiegania hipocynkemii 10 mg cynku 1-2 razy dziennie. Do celów terapeutycznych - 20-50 mg 2-3 razy dziennie.

Lokalnie (siarczan cynku):

Z zapaleniem spojówek - krople do oczu 0,1-0,5%, z zapaleniem krtani - smarowanie lub opryskiwanie roztworem 0,25-0,5%, z zapaleniem cewki moczowej i zapaleniem pochwy - douching roztworem 0,1-0,5%.

Przedawkować:

Możliwe po podaniu doustnym: gorączka, zaburzenia czynności płuc, odwodnienie, zaburzenia równowagi elektrolitowej osocza, letarg, zaburzenia ruchu mięśni, niewydolność nerek.

Przeciwwskazania:

aktywne procesy autoimmunologiczne, zwłaszcza immunologiczne zapalenie mózgu;

ostra niewydolność nerek, ciężkie zmiany miąższowe nerek.

Stosować w okresie ciąży i laktacji:

Stosowanie jest możliwe tylko przy udowodnionym niedoborze cynku w organizmie.

Efekt uboczny:

Pojawia się podczas przyjmowania dużych dawek. Jednocześnie obserwuje się zaburzenia dyspeptyczne (nudności, wymioty, biegunka), odwodnienie, brak równowagi elektrolitów w osoczu krwi, letarg i niewydolność nerek.

W przypadku stosowania w dawkach terapeutycznych powikłania są niezwykle rzadkie.

Warunki przechowywania:

W temperaturze pokojowej nie wyższej niż 25C.

Trzymać z dala od dzieci.

Daty ważności są podane na opakowaniu. Lek nie może być stosowany po upływie terminu ważności.

Urlop w aptece: bez recepty.

tlenek cynku (Zincioksyd)

Biały lub biały z żółtawym odcieniem, bezpostaciowy proszek, bezwonny. Pochłania dwutlenek węgla z powietrza .

Praktycznie nierozpuszczalny w wodzie i alkoholu, rozpuszczalny w roztworach zasad, rozcieńczonych kwasach mineralnych, a także kwasie octowym.

Po podgrzaniu substancja zmienia kolor: biały w temperaturze pokojowej, tlenek cynku staje się żółty. Tłumaczy się to zmniejszeniem pasma wzbronionego i przesunięciem krawędzi w widmie absorpcyjnym z obszaru UV do koloru niebieskiego.

Amfoteren tlenku cynku - reaguje z kwasami tworząc sole, wchodząc w reakcje z roztworami zasad tworzy złożone tri-tetra- i heksahydroksycynkany (Na2, Ba2):

OH-2-

Tlenek cynku rozpuszcza się w wodnym roztworze amoniaku, tworząc złożony amoniak:

ZnO + 4NH3 + H20 - (OH)2

Po połączeniu z alkaliami i tlenkami metali tlenek cynku tworzy cynkany:

ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O

ZnO + CoO CoZnO2

Po połączeniu z tlenkami boru i krzemu tlenek cynku tworzy szkliste borany i krzemiany:

ZnO + B2O3 Zn(BO2)2

ZnO + SiO2 ZnSiO3

Paragon fiskalny

naturalny mineralny cynkit

spalanie pary cynku w tlenie („proces francuski”)

rozkład termiczny związków:

octan Zn(CH3COO)2

wodorotlenek Zn(OH)2

węglan ZnCO3

azotan Zn(NO3)2

oksydacyjne prażenie siarczku ZnS

synteza hydrotermalna

ekstrakcja z pyłu i szlamu z zakładów hutniczych, zwłaszcza tych, które pracują na złomie jako surowcu (zawiera znaczną część żelaza ocynkowanego).

ekstrakcja z trójskładnikowego układu równowagi faz „azotan cynku-azotan aminy-woda” (za pomocą azotanu pirydyny i chinoliny wielkość cząstek wynosi około 5-10 nm do 75%)

Podanie

aktywator wulkanizacji niektórych gum

środek wulkanizujący do kauczuków chloroprenowych

katalizator syntezy metanolu

biały pigment w produkcji farb i emalii (obecnie (2007) zastąpiony nietoksycznym dwutlenkiem tytanu TiO2)

wypełniacz i pigment w produkcji:

tworzywa sztuczne

perfumerię i kosmetyki

W medycynie w postaci proszków oraz jako składnik maści jako środek antyseptyczny.

dodatek do pasz dla zwierząt

w produkcji szkła i farb na bazie płynnego szkła

jako jeden z elementów konwertera rdzy

Wiadomo również, że tlenek cynku ma aktywność fotokatalityczną, która jest wykorzystywana w praktyce do tworzenia powierzchni samoczyszczących, powłok bakteriobójczych na ściany i sufity w szpitalach itp. Tlenek cynku nie jest obecnie stosowany do fotokatalitycznego oczyszczania wody na skalę przemysłową.

Ponadto proszek tlenku cynku jest obiecującym materiałem jako medium robocze dla laserów proszkowych. Na bazie tlenku cynku powstała niebieska dioda LED. Cienkie folie i inne nanostruktury oparte na tlenku cynku mogą być stosowane jako czułe czujniki gazowe i biologiczne.

Właściwości tlenku cynku sprawiają, że jest on szeroko stosowany w przemyśle farmaceutycznym. Tlenek cynku znalazł szerokie zastosowanie w tworzeniu ściernych past do zębów i cementów w stomatologii leczniczej, w kremach przeciwsłonecznych i zabiegach kosmetycznych, w produkcji kabli elektrycznych, sztucznej skóry i wyrobów gumowych. Ponadto zastosowanie jest szeroko rozpowszechnione w przemyśle oponiarskim, farb i lakierów, rafinacji ropy naftowej. Tlenek cynku bierze udział w produkcji szkła i ceramiki.

Preparaty tlenku cynku to przeciwzapalne środki dermatotropowe o działaniu wysuszającym do użytku zewnętrznego. Tlenek cynku ma również działanie adsorbujące, ściągające i antyseptyczne; tworzy albuminiany i denaturuje białka. Zmniejsza zjawiska wysięku, stanów zapalnych i podrażnień tkanek, tworzy barierę ochronną przed działaniem czynników drażniących. Zmiękcza podrażnioną skórę. Jest stosowany jako środek leczniczy o działaniu ochronnym przy egzemie (w ostrej fazie), zapaleniu skóry (pieluszkowe zapalenie skóry, kontaktowe zapalenie skóry), odparzeniu pieluszkowym, potówka, odleżynach, ranach powierzchownych, skaleczeniach, zadrapaniach, oparzeniach, wrzodziejących zmianach skórnych, opryszczce simplex, streptoderma, owrzodzenia troficzne.

Aktywna substancja czynna:

Tlenek cynku / Tlenek cynku.

Formy dawkowania:

Mazidło.

tlenek cynku

Właściwości / Akcja:

Tlenek cynku wykazuje słabe działanie ściągające i jest stosowany jako środek ochronny przy egzemie i łuszczeniu się skóry.

Wskazania:

wypchnięcie;

zapalenie skóry, m.in. pieluszkowe zapalenie skóry (wysypka pieluszkowa u niemowląt), kontaktowe zapalenie skóry;

odleżyny;

powierzchowne rany, skaleczenia, zadrapania;

oparzenia (termiczne, słoneczne);

wrzodziejące zmiany skórne;

wyprysk w ostrej fazie;

prosta opryszczka;

streptoderma;

owrzodzenia troficzne.

Dawkowanie i sposób podawania:

Preparaty tlenku cynku stosuje się zewnętrznie, w postaci maści, pasty, mazidła.

Umyj i osusz dotknięty obszar. Nakładaj na oczyszczoną i osuszoną skórę.

Preparaty tlenku cynku nakłada się cienką warstwą na dotknięte obszary skóry 4-6 razy dziennie.

Przebieg leczenia trwa do 1 miesiąca.

Ilość zastosowanego leku zależy od rozległości zmiany.

Drobne oparzenia termiczne i słoneczne, skaleczenia, zadrapania, rany - nałóż cienką warstwę na dotkniętą powierzchnię, w razie potrzeby nałóż bandaż z gazy.

Pieluszkowa u dzieci - w przypadku pojawienia się pierwszych oznak przekrwienia, pieluszkowej lub niewielkiego podrażnienia skóry, maść nakłada się 3 lub więcej razy dziennie, w razie potrzeby, przy każdej zmianie pieluchy; profilaktycznie leczyć obszary ciała, które mają długotrwały kontakt z mokrą bielizną.

Przeciwwskazania:

indywidualna nietolerancja (w tym historia nadwrażliwości) na tlenek cynku.

Skutki uboczne:

Reakcje alergiczne (swędzenie skóry, przekrwienie, wysypka skórna).

Specjalne instrukcje i środki ostrożności:

Tylko do użytku zewnętrznego. Unikać kontaktu z oczami.

Maść stosuje się tylko na powierzchowne i niezakażone zmiany i nie stosuje się jej w leczeniu krostkowych zmian skórnych. Nie jest przeznaczony do przepisywania leczenia bez udziału lekarza.

Lek nie jest przeciwwskazany w okresie ciąży i laktacji.

Interakcje pomiędzy lekami:

Nie opisano.

Warunki przechowywania:

W temperaturze do 30°C, z dala od źródeł ciepła i bezpośredniego światła słonecznego.

Okres przechowywania jest podany na opakowaniu.

Urlop w aptece - bez recepty.

Pierwiastek śladowy, który odgrywa ważną rolę w metabolizmie komórkowym i stabilizacji błon komórkowych. Jest integralną częścią wielu układów enzymatycznych, w których jest albo koenzymem, albo integralną częścią enzymu. Bierze udział w regulacji syntezy białek i węglowodanów. Obecność cynku jest niezbędnym warunkiem prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego. Cynk pozytywnie wpływa na pamięć, wspomaga wchłanianie witaminy A, która jest niezbędna do utrzymania wzroku, ułatwia akumulację w organizmie i przedłuża jej działanie, wspomaga proces naprawy tkanek i gojenia ran. Cynk jest niezbędny do prawidłowego wzrostu i reprodukcji. Niedobór cynku występuje w przypadkach leczenia pozajelitowego bez odpowiednich suplementów diety, w przewlekłych chorobach jelit (takich jak zapalenie okrężnicy i choroba Leśniowskiego-Crohna), u pacjentów z przetokami jelitowymi, w niektórych chorobach skóry (np. w acrodermatitis enteropathica), rzadziej w przypadku marskość wątroby, niewydolność nerek, resekcja żołądka. W przypadku niedoboru cynku dochodzi do zaburzenia koncentracji, zaburzeń smaku, braku apetytu, obniżonej odporności, złego gojenia się ran, podwyższonego ciśnienia krwi, hipercholesterolemii, ślepoty nocnej, przerostu gruczołu krokowego, upośledzenia wzrostu u dzieci, a w przypadku znacznego stężenia cynku niedobór, choroby dermatologiczne, takie jak łysienie ogniskowe i złośliwe. Zawartość cynku w organizmie wynosi średnio 1,4-2,3 g, z czego około 98% znajduje się wewnątrz komórek (głównie w krwinkach czerwonych, skórze, plemnikach, gruczole krokowym, kościach, błonie śluzowej jelit). Niektóre związki cynku (takie jak tlenek cynku) mają właściwości ściągające i wysuszające. Siarczan cynku ma właściwości przeciwzapalne. Po podaniu doustnym sole cynku są słabo wchłaniane z przewodu pokarmowego (o około 20-40%). Średnie stężenie cynku we krwi wynosi 11,3-17,6 mmol/l. Cynk wydalany jest z organizmu głównie z kałem.

Tlenek cynku: zastosowanie

Leczenie chorób związanych z niedoborem cynku lub jego niską zawartością w organizmie, takich jak: enteropatyczne zapalenie skóry, łysienie ogniskowe i złośliwe, trądzik ropny, przewlekłe zapalenie neurodermitów przy zastępowaniu sterydów kortykosteroidami, łamliwość włosów, zaburzenia gojenia ran, zaburzenia immunologiczne, zaburzenia neuropsychiatryczne, seksualne dysfunkcje u mężczyzn, zaburzenia wzrostu i widzenia u dzieci. Lek w postaci tabletek do żucia służy do usuwania nieświeżego oddechu. Pomocniczy w chorobie Wilsona. Zewnętrznie w dermatologii na swędzące miejsca na skórze, trudno gojące się rany, przy przewlekłym zapaleniu skóry, egzemie; w okulistyce - z zapaleniem spojówek.

Przeciwwskazania

Nadwrażliwość na lek; niewydolność nerek. Nie stosować zewnętrznie na sączące się lub strupowane rany. Interakcje z innymi lekami Nie należy przyjmować jednocześnie leków zawierających cynk i tetracyklinę (cynk zmniejsza jego wchłanianie), a także związki żelaza, kwas acetylosalicylowy, indometacynę, diuretyki tiazydowe, środki chelatujące (D-penicylamina), kortykosteroidy. Skutki uboczne Nudności, wymioty, ból brzucha, biegunka, ból głowy, metaliczny posmak w ustach. W wyniku długotrwałego stosowania soli cynku może wystąpić niedokrwistość i niedobór miedzi w organizmie.

Ciąża i laktacja

Brak informacji na temat bezpieczeństwa preparatów zawierających cynk w okresie ciąży i laktacji.

Dawkowanie

Dzienne zapotrzebowanie na cynk w zależności od wieku wynosi: dzieci do lat 10: 5 mg, dzieci i młodzież w wieku 10-15 lat: 15 mg, dorośli: 15-20 mg. W czasie ciąży i laktacji zapotrzebowanie na cynk wzrasta do 25 mg/dobę. Acrodermatitis enteropathica, alopecia areata: Doustnie przed posiłkami średnio 45 mg 3 ×/dobę, zmniejszając dawkę wraz z poprawą stanu. Tabletek nie należy dzielić ani żuć. Zewnętrznie - obolałe miejsca na skórze smaruj 1-3 razy dziennie. Zobacz też: opisy preparatów.

• Oznaczenie - Zn (cynk);
• Okres - IV;
• Grupa - 12 (IIb);
• Masa atomowa - 65,39;
• Liczba atomowa - 30;
• promień atomu = 138 pm;
• Promień kowalencyjny = 125 pm;
• Rozkład elektronów - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 ;
• temperatura topnienia = 419.88°C;
• temperatura wrzenia = 907°C;
• Elektroujemność (wg Paulinga /wg Alpreda i Rochova) = 1,65/1,66;
• Stan utlenienia: +2, 0;
• Gęstość (b.d.) \u003d 7,13 g / cm3;
• Objętość molowa = 9,2 cm 3 / mol.

Cynk był używany przez ludzi jeszcze przed naszą erą w postaci jego stopu z miedzią - mosiądzem. Po raz pierwszy czysty cynk został wyizolowany przez Anglika Williama Championa w XVIII wieku.

Ziemska skorupa cynkowa zawiera wagowo 8,3 10 -3%. Dużo cynku zawarte jest w źródłach termalnych, z których wytrącają się siarczki cynku o dużym znaczeniu przemysłowym. Cynk odgrywa aktywną rolę w życiu zwierząt i roślin, będąc ważnym biogennym pierwiastkiem śladowym.

Ryż. Struktura atomu cynku.

Konfiguracja elektronowa atomu cynku to 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 (patrz Struktura elektronowa atomów). Przedostatnia warstwa elektronowa atomu cynku jest całkowicie wypełniona, a na warstwie zewnętrznej znajdują się dwa s-elektrony, które oddziałują z innymi pierwiastkami, dlatego w związkach cynku przejawia się stopień utlenienia +2. (patrz Walencja). Cynk ma wysoką aktywność chemiczną.

Właściwości fizyczne cynku:

• niebieskawo-biały metal;
• kruchy w n. tak;
• po podgrzaniu powyżej 100°C jest dobrze kuty i walcowany;
• ma dobrą przewodność cieplną i elektryczną.

Właściwości chemiczne cynku:

• w powietrzu szybko się utlenia, pokrywając się cienką warstwą tlenku cynku, która chroni metal przed dalszą reakcją;
• po podgrzaniu reaguje z tlenem, chlorem, siarką tworząc odpowiednio tlenki, chlorki, siarczki:
  2Zn + O2 = 2ZnO; Zn + Cl 2 \u003d ZnCl 2; Zn + S = ZnS.
• reaguje z rozcieńczonym kwasem siarkowym i nieutleniającymi roztworami kwasów, wypierając z nich wodór:
  Zn + H2SO4 (rzb.) \u003d ZnSO4 + H2; Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2;
• reaguje z kwasem azotowym i stężonym kwasem siarkowym, redukując odpowiednio azot lub siarkę:
  Zn + H2SO4 (knc.) \u003d ZnSO4 + SO2 + 2H2O;
• reaguje po podgrzaniu z roztworami alkalicznymi, tworząc hydrocynki: Zn + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2;
• wypiera mniej aktywne metale (patrz elektrochemiczny szereg napięć metali) z roztworów ich soli: Zn + CuCl 2 = ZnCl 2 + Cu.

Pozyskiwanie cynku:

• czysty cynk otrzymuje się przez elektrolizę jego soli;
• Cynk jest otrzymywany przemysłowo z rud siarczkowych:
  • w pierwszym etapie tlenek cynku otrzymuje się przez poddanie rudy prażeniu oksydacyjnemu: 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2;
  • w drugim etapie tlenek cynku jest redukowany węglem w wysokiej temperaturze: ZnO + C = Zn + CO.

Zastosowania cynku:

• jako powłoka antykorozyjna wyrobów metalowych (cynkowanie);
• do produkcji stopów szeroko stosowanych w inżynierii mechanicznej;
• w bateriach i suchych ogniwach;
• w przemyśle farb i lakierów (produkcja bieli cynkowej);
• jako czynnik redukujący w reakcjach syntezy organicznej.

Cynk jest typowym przedstawicielem grupy pierwiastków metalicznych i posiada pełen zakres ich właściwości: metaliczny połysk, ciągliwość, przewodność elektryczną i cieplną. Jednak właściwości chemiczne cynku różnią się nieco od podstawowych reakcji właściwych większości metali. Element w pewnych warunkach może zachowywać się jak niemetal, na przykład reagować z zasadami. Zjawisko to nazywa się amfoterycznym. W naszym artykule przyjrzymy się właściwościom fizycznym cynku, a także rozważymy typowe reakcje charakterystyczne dla metalu i jego związków.

Pozycja pierwiastka w układzie okresowym i rozkład w przyrodzie

Metal znajduje się w bocznej podgrupie drugiej grupy układu okresowego. Oprócz cynku zawiera kadm i rtęć. Cynk należy do pierwiastków d i znajduje się w czwartym okresie. W reakcjach chemicznych jego atomy zawsze oddają elektrony na ostatnim poziomie energetycznym, dlatego w takich związkach pierwiastka jak tlenek, średnie sole i wodorotlenek metal wykazuje stopień utlenienia +2. Budowa atomu wyjaśnia wszystkie właściwości fizykochemiczne cynku i jego związków. Całkowita zawartość metalu w glebie wynosi około 0,01% wag. %. Wchodzi w skład minerałów np. kambuza i blendy cynkowej. Ponieważ zawartość cynku w nich jest niska, skały najpierw poddaje się wzbogacaniu, które przeprowadza się w piecach szybowych. Większość minerałów zawierających cynk to siarczki, węglany i siarczany. Są to sole cynku, których właściwości chemiczne leżą u podstaw procesów ich przetwarzania, takich jak np. prażenie.

Odbieranie metalu

W wyniku silnej reakcji utleniania węglanu cynku lub siarczku cynku powstaje jego tlenek. Proces odbywa się w złożu fluidalnym. Jest to specjalna metoda oparta na bliskim kontakcie drobno zmielonego minerału i strumienia gorącego powietrza poruszającego się z dużą prędkością. Następnie tlenek cynku ZnO jest redukowany koksem, a powstałe opary metalu są usuwane ze sfery reakcyjnej. Innym sposobem uzyskania metalu w oparciu o właściwości chemiczne cynku i jego związków jest elektroliza roztworu siarczanu cynku. Jest to reakcja redoks zachodząca pod wpływem prądu elektrycznego. Następnie na elektrodzie osadza się metal o wysokiej czystości.

Cechy fizyczne

Niebiesko-srebrny, kruchy metal w normalnych warunkach. W zakresie temperatur od 100° do 150° cynk staje się elastyczny i może być zwijany w arkusze. Po podgrzaniu powyżej 200° metal staje się niezwykle kruchy. Pod działaniem tlenu atmosferycznego kawałki cynku pokrywają się cienką warstwą tlenku, a po dalszym utlenianiu zamienia się w wodorowęglan, który pełni rolę protektora i zapobiega dalszej interakcji metalu z tlenem atmosferycznym. Właściwości fizyczne i chemiczne cynku są ze sobą powiązane. Rozważmy to na przykładzie oddziaływania metalu z wodą i tlenem.

Silne utlenianie i reakcja z wodą

Przy silnym podgrzaniu w powietrzu wióry cynkowe płoną niebieskim płomieniem, tworząc tlenek cynku.

Wykazuje właściwości amfoteryczne. W parze wodnej podgrzanej do czerwoności metal wypiera wodór z cząsteczek H 2 O, dodatkowo tworzy się tlenek cynku. Właściwości chemiczne substancji świadczą o jej zdolności do interakcji zarówno z kwasami, jak i zasadami.

Reakcje redoks z udziałem cynku

Ponieważ pierwiastek w szeregu aktywności metali występuje przed wodorem, jest w stanie wyprzeć go z cząsteczek kwasu.

Produkty reakcji między cynkiem a kwasami będą zależeć od dwóch czynników:

• rodzaj kwasu
• jego koncentracja

tlenek cynku

Biały porowaty proszek, który zmienia kolor na żółty po podgrzaniu i powraca do pierwotnego koloru po ochłodzeniu, to tlenek metalu. Właściwości chemiczne tlenku cynku, równania reakcji jego oddziaływania z kwasami i zasadami potwierdzają amfoteryczny charakter związku. Tak więc substancja nie może reagować z wodą, ale oddziałuje zarówno z kwasami, jak i zasadami. Produktami reakcji będą średnie sole (w przypadku oddziaływania z kwasami) lub związki kompleksowe – tetrahydroksozykany.

Tlenek cynku jest używany do produkcji białej farby, która nazywana jest bielą cynkową. W dermatologii substancja wchodzi w skład maści, pudrów i past, które działają przeciwzapalnie i wysuszająco na skórę. Większość produkowanego tlenku cynku jest wykorzystywana jako wypełniacz do gumy. Kontynuując badanie właściwości chemicznych cynku i jego związków, rozważmy wodorotlenek Zn(OH) 2 .

Amfoteryczny charakter wodorotlenku cynku

Biały osad, który wytrąca się pod działaniem zasady na roztworach soli metali, jest zasadą cynku. Związek szybko rozpuszcza się pod wpływem kwasów lub zasad. Pierwszy rodzaj reakcji kończy się powstaniem średnich soli, drugi – cynkanów. Sole złożone – hydroksozinkaty – zostały wyizolowane w postaci stałej. Cechą wodorotlenku cynku jest jego zdolność do rozpuszczania się w wodnym roztworze amoniaku z wytworzeniem wodorotlenku tetraaminocynku i wody. Zasada cynkowa jest słabym elektrolitem, dlatego zarówno jej średnie sole, jak i cynkany w roztworach wodnych są podatne na hydrolizę, to znaczy ich jony oddziałują z wodą i tworzą cząsteczki wodorotlenku cynku. Roztwory soli metali, takich jak chlorek lub azotan, będą kwaśne z powodu gromadzenia się nadmiaru jonów wodorowych.

Charakterystyka siarczanu cynku

Rozważane przez nas wcześniej właściwości chemiczne cynku, w szczególności jego reakcje z rozcieńczonym kwasem siarczanowym, potwierdzają powstawanie średniej soli - siarczanu cynku. Są to bezbarwne kryształy, które ogrzewając do temperatury 600 ° i więcej, można uzyskać oksosiarczany i trójtlenek siarki. Przy dalszym ogrzewaniu siarczan cynku przekształca się w tlenek cynku. Sól jest rozpuszczalna w wodzie i glicerynie. Substancja jest izolowana z roztworu w temperaturze do 39°C w postaci krystalicznego hydratu, którego wzór to ZnSO 4 × 7H 2 O. W tej postaci nazywany jest siarczanem cynku.

W zakresie temperatur 39°-70° otrzymuje się sól heksahydratu, a powyżej 70° w składzie krystalicznego hydratu pozostaje tylko jedna cząsteczka wody. Właściwości fizykochemiczne siarczanu cynku pozwalają na zastosowanie go jako wybielacza w produkcji papieru, jako nawozu mineralnego w produkcji roślinnej, jako opatrunek pogłówny w diecie zwierząt domowych i drobiu. W przemyśle włókienniczym mieszanka wykorzystywana jest do produkcji tkanin wiskozowych, do barwienia perkalu.

Siarczan cynku wchodzi również w skład roztworu elektrolitu stosowanego w procesie powlekania galwanicznego warstwą cynku wyrobów żelaznych lub stalowych metodą dyfuzyjną lub metodą cynkowania ogniowego. Warstwa cynku na długo chroni takie konstrukcje przed korozją. Biorąc pod uwagę właściwości chemiczne cynku należy zauważyć, że w warunkach dużego zasolenia wody, znacznych wahań temperatury i wilgotności powietrza cynkowanie nie daje pożądanego efektu. Dlatego stopy metali z miedzią, magnezem i aluminium znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle.

Stosowanie stopów zawierających cynk

W przypadku transportu wielu chemikaliów, takich jak amoniak, rurociągami, wymagane są specjalne wymagania dotyczące składu metalu, z którego wykonane są rury. Wykonane są na bazie stopów żelaza z magnezem, aluminium i cynkiem oraz posiadają wysoką odporność antykorozyjną na działanie agresywnego środowiska chemicznego. Ponadto cynk poprawia właściwości mechaniczne stopów oraz niweluje szkodliwe działanie zanieczyszczeń takich jak nikiel i miedź. Stopy miedzi i cynku są szeroko stosowane w przemysłowych procesach elektrolizy. Cysterny służą do transportu produktów rafinowanych. Zbudowane są ze stopów aluminium zawierających oprócz magnezu, chromu i manganu dużą część cynku. Materiały o tym składzie mają nie tylko wysokie właściwości antykorozyjne i podwyższoną wytrzymałość, ale także odporność kriogeniczną.

Rola cynku w organizmie człowieka

Zawartość Zn w komórkach wynosi 0,0003%, jest więc klasyfikowana jako pierwiastek śladowy. Właściwości chemiczne, reakcje cynku i jego związków odgrywają ważną rolę w metabolizmie i utrzymaniu prawidłowego poziomu homeostazy, zarówno na poziomie komórki, jak i całego organizmu. Jony metali są częścią ważnych enzymów i innych substancji biologicznie czynnych. Wiadomo na przykład o poważnym wpływie cynku na tworzenie i funkcjonowanie męskiego układu rozrodczego. Wchodzi w skład koenzymu hormonu testosteronu, który odpowiada za płodność płynu nasiennego i powstawanie drugorzędowych cech płciowych. Niebiałkowa część innego ważnego hormonu - insuliny, wytwarzana przez komórki beta wysp Langerhansa trzustki, również zawiera pierwiastek śladowy. Stan immunologiczny organizmu jest również bezpośrednio związany ze stężeniem w komórkach jonów Zn+2, które znajdują się w hormonie grasicy – ​​tymulinie i tymopoetynie. Wysokie stężenie cynku jest rejestrowane w strukturach jądra - chromosomach zawierających kwas dezoksyrybonukleinowy i zaangażowanych w przekazywanie informacji dziedzicznych komórki.

W naszym artykule zbadaliśmy chemiczne funkcje cynku i jego związków, a także określiliśmy jego rolę w życiu organizmu człowieka.