Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

»стори€ получени€ цинка, его химические св-ва и применение цинка в промышленности — ’ими€

ѕосмотреть видео по теме ƒоклада

†††††††††††††††††††††††††† ƒоклад по химии (автор: «верев »ван, г. ћосква.)

Zn† 65,38

÷инк


Ёлемент цинк (Zn) в таблице ћенделеева имеет пор€дковый номер 30. ќн находитс€ в четвертом периоде второй группы. јтомный вес - 65,37. –аспределение электронов по сло€м 2-8-18-2.

†††††††† ÷инк представл€ет собой синевато - белый металл, плав€щийс€ при 419 —, а при 913 — превращающийс€ в пар; плотность его равна 7,14 г/см3. ѕри обыкновенной температуре цинк довольно хрупок, но при 100-110 — он хорошо гнетс€ и прокатываетс€ в листы. Ќа воздухе цинк покрываетс€ тонким слоем окиси, предохран€ющим его от дальнейшего окислени€. ¬ода почти не действует на цинк, хот€ он и стоит в р€ду активности значительно левее водорода. Ёто объ€сн€етс€ тем, что образующа€с€ на поверхности цинка при взаимодействии его с водой гидроокись практически нерастворима и преп€тствует дальнейшему течению реакции. ¬ разбавленных же кислотах цинк легко раствор€етс€ с образованием соответствующих солей.  роме того, цинк подобно бериллию и другим металлам, образующим амфотерные гидроокиси, раствор€етс€ в щелочах. ≈сли нагреть цинк на воздухе до температуры кипени€, то пары его воспламен€ютс€ и сгорают зеленовато-белым пламенем, образу€ окись цинка.


††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† †††Ќемного истории

†††††††† —оединени€ цинка и его сплавы известны человечеству с глубокой древности, металлический же цинк был получен значительно позднее, чем железо, свинец и олово. Ёто обсто€тельство объ€сн€етс€ тем, что обычные способы плавки руды с углем здесь не достигали цели; чтобы восстановить цинк, его надо быстро нагреть до температуры около 1000 градусов, но при этом он кипит и в виде паров тер€етс€ вместе с дымовыми газами. “олько после того как научились конденсировать пары цинка в глин€ных сосудах, стало возможных получение металла† в свободном состо€нии. ѕолагают, что такой дистилл€ционный способ получени€ свободного цинка впервые был изобретен в  итае.

††††††††

†Ћатунь (сплав меди с цинком) была известна грекам, индусам и другим народам ¬остока, употребл€вшим ее дл€ изготовлени€ различных предметов домашнего обихода, художественного лить€ и украшений. ќтдельные предметы из латуни, относ€щиес€ к периоду за 1500 лет до н.э., были найдены в ѕалестине. ѕриготовление латуни восстановлением особой земли кадми€ (так назывались в древности многие минералы, содержащие цинк, отличие между которые не делали) углем в присутствии меди описывают јристотель (384- 322 гг. до н.э.), ѕлиний —тарший (23-79 гг. н.э.) и √омер. ѕлиний —тарший и ƒиоскрид из јназарбуса описывают лекарственные средства, содержащие соединени€ цинка. Ћекарства эти употребл€лись дл€ заживлени€ ран и при лечении глазных болезней.

††††††††

¬ доисторических дакийских развалинах в “рансильвании был найден идол, отлитый из сплава, содержащего около 87% цинка. ѕолучение металлического цинка из галме€ (Zn4*H2O) впервые описывает —трабон (60-20 гг. до н.э.). ÷инк в этот период называли тутией или фальшивым серебром.

†††††††† Ѕлагодар€ довольно сложной выработке цинка из руд в X-XI вв. н.э. искусство получени€ цинка в ≈вропе было утрачено, и он ввозилс€ сюда под названием индийского олова из  ита€ и »ндии.

†††††††† ¬ конце XIII в. н.э. италь€нский путешественник ћарко ѕоло описал способ получени€ металлического цинка в ѕерсии. ¬ 1637 году метод выплавки цинка и его свойства описываютс€ в китайской книге У÷иан кон€г канн уФ.  азалось бы, что раз метод получени€ описан в литературе, то его легко могли перен€ть другие народы и применить у себ€ на родине. Ќо этого не случилось. Ёкономическа€ и культурна€ разобщенность народов, слабые транспортные св€зи, а главное, стремление многих ученых описывать свои открыти€ на непон€тном €зыке - все это преп€тствовало быстрому распространению технических достижений.

††††††††† ¬торично получение цинка в ≈вропе стало известно в начале XVI века. ќ способе его выплавки упоминают в своих сочинени€х √еорг јгрикола (1494-1555) и “еофраст ѕарацельс. ќднако и после этого цинк в ≈вропе был большой редкостью, что продолжалось почти до конца XVIII в.

†††††††† Ќазвание же УцинкФ происходит от латинского слова, обозначающего бельмо или белый налет, и впервые встречаетс€ у ѕарацельса в 1530 году. –оберт Ѕойль назвал цинк УспелтеромФ. ” нас цинк ».Ўлаттер (1736) называл УтуциейФ, Ћомоносов (1742) ввел название УцинкФ, но оно не пользовалось успехом и цинк чаще всего называли УшпиаутерФ.

††††††††† ¬† 8-м издании Уќснов химииФ (1906)† ƒ.».ћенделеев употребл€ет современное название цинка, но нар€ду с этим ставит в скобках и другое его название - ФшпиаутерФ. »з этого можно заключить, что во времена ћенделеева старое название цинка было достаточно широко распространено.

†††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† ћеталлический цинк.

¬ XVI веке были предприн€ты первые попытки выплавл€ть цинк в заводских услови€х. Ќо производство Уне пошлоФ, технологические трудности оказались непреодолимыми. ÷инк пытались получать точно так же, как и другие металлы. –уду обжигали, превраща€ цинк в окись, затем эту окись восстанавливали углем...

†††††††† ÷инк, естественно, восстанавливалс€, взаимодейству€ с углем, но ... не выплавл€лс€. Ќе выплавл€лс€ потому, что этот металл уже в плавильной печи испар€лс€ - температура его кипени€ всего 906 —. ј в печи был воздух. ¬стреча€ его, пары активного цинка реагировали с кислородом, и вновь образовывалс€ исходный продукт-окись цинка.

††††††††† Ќаладить цинковое производство в ≈вропе удалось лишь после того, как руду стали восстанавливать в закрытых ретортах без доступа воздуха. ѕримерно так же УчерновойФ цинк получают и сейчас, а очищают его рафинированием. —ледует иметь в виду, что чисто цинковые руды в природе почти не встречаютс€.†††

—ложный химический и минералогический состав руд, содержащих цинк, был одной из причин, по которым цинковое производство рождалось долго и трудно. ¬ переработке полиметаллических руд и сейчас еще есть нерешенные проблемы...

¬ернемс€ же к теме использовани€ цинка. ÷инк часто используетс€ в металлургии и при производстве пиротехники. ѕри этом он про€вл€ет свои особенности.

†††††††† ѕри резком охлаждении пары цинка сразу же, мину€ жидкое состо€ние, превращаютс€ в твердую пыль. „асто бывает нужно сохранить цинк именно в виде пыли, а не переплавл€ть его в слитки.

†††††††† ¬ пиротехнике цинковую пыль примен€ют, чтобы получить голубое плам€. ÷инкова€ пыль используетс€ в производстве редких и благородных металлов. ¬ частности, таким цинком вытесн€ют золото и серебро из цианистых растворов. Ќо это еще не все. ¬ы никогда не задумывались, почему металлические мосты, пролеты заводских цехов и другие крупногабаритные издели€ из металла чаще всего окрашивают в серый цвет?

††† ††††††√лавна€ составна€ часть примен€емой во всех этих случа€х краски - все та же цинкова€ пыль. —мешанна€ с окисью цинка и льн€ным маслом, она превращаетс€ в краску, котора€ отлично предохран€ет от коррозии. Ёта краска к тому же дешева, хорошо прилипает к поверхности металла и не отслаиваетс€ при температурных перепадах. »здели€, которые покрывают такой краской, должны быть не марки и в то же врем€ опр€тны.

†††††††† Ќа свойствах цинка сильно сказываетс€ степень его чистоты. ѕри 99,9 и 99,99% чистоты цинк хорошо раствор€етс€ в кислотах. Ќо стоит УприбавитьФ еще одну дев€тку (99,999%), и цинк становитс€ нерастворимым в кислотах даже при сильном нагревании. ÷инк такой чистоты отличаетс€ и большой пластичностью, его можно выт€гивать в тонкие нити. ј обычный цинк можно прокатить в тонкие листы, лишь нагрев его до 100-150 —. Ќагретый до 250 — и выше, вплоть до точки плавлени€, цинк оп€ть становитс€ хрупким - происходит очередна€ перестройка его кристаллической структуры.

††††††††† Ћистовой цинк широко примен€ют в производстве гальванических элементов. ѕервый Увольтов столбФ состо€л из кружочков цинка и меди.

†††††††† «начительна роль этого элемента в полиграфии. »з цинка делают клише, позвол€ющие воспроизвести в печати рисунки и фотографии. —пециально приготовленный и обработанный типографский цинк воспринимает фотоизображение. Ёто изображение в нужных местах защищают краской, и будущее клише протравливают кислотой. »зображение приобретает рельефность, опытные граверы подчищают его, делают оттиски, а потом эти клише идут в печатные машины.

††††††††   полиграфическому цинку предъ€вл€ют особые требовани€: прежде всего он должен иметь мелкокристаллическую структуру, особенно на поверхности слитка. ѕоэтому цинк, предназначенный дл€ полиграфии, всегда отливают в закрытые формы. ƒл€ Увыравнивани€Ф структуры примен€ют обжиг при 375 — с последующим медленным охлаждением и гор€чей прокаткой. —трого ограничивают и присутствие в таком металле примесей, особенно свинца. ≈сли его много, то нельз€ будет вытравить клише так, как это нужно. ¬от по этой кромке и Уход€тФ металлурги, стрем€сь удовлетворить запросы полиграфии.

†††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† ÷инк и сталь.

 ак бы громко ни называли в наше врем€: Увек полимеровФ, Увек полупроводниковФ, Уатомный векФ и так далее, по сути дела мы не вышли еще из века железного. Ётот металл по-прежнему остаетс€ основным в промышленности. ѕо выплавке чугуна и стали и сейчас суд€т о мощи государства.

ј чугун и сталь подвержены коррозии, и, несмотр€ на значительные успехи, достигнутые человечеством в борьбе с Урыжим врагомФ, коррози€ ежегодно губит дес€тки миллионов тонн металла.

†††††††† Ќанесение на поверхность стали и чугуна тонких пленок коррозионно-стойких металлов - важнейшее средство защиты от коррозии. ј на первом месте среди всех металлопокрытий, и по важности, и по масштабам сто€т покрыти€ цинковые. Ќа защиту стали идет 40% мирового производства цинка!

ќцинкованные ведра, оцинкованна€ жесть на крышах домов - вещи настолько привычные, настолько будничные, что мы, как правило, не задумываемс€, а почему, собственно, они оцинкованные, а не хромированные или никелированные? ≈сли же такой вопрос возникает, то Ужелезна€ логикаФ мигом выдает однозначный ответ: потому что цинк дешевле хрома и никел€. Ќо дело не в одной дешевизне.

÷инковое покрытие часто оказываетс€ более надежным, нежели остальные, потому что цинк не просто механически защищает железо от внешних воздействий, но и химически защищает его.

†††††††  обальт, никель, кадмий, олово и другие металлы, примен€емые дл€ защиты железа от коррозии, в† р€ду активности металлов сто€т после железа. Ёто значит, что они более стойки, чем железо. ÷инк же и хром, наоборот, активнее железа. ’ром в р€ду активности стоит почти р€дом с железом (между ними только галлий), а цинк - перед хромом.

††††††† —ущественен и состав продукта, образующегос€ при УсамопожертвованииФ цинка. јктивный цинк реагирует с влагой воздуха и одновременно с содержащимс€ в нем углекислым газом. ќбразуетс€ защитна€ пленка, имеюща€ достаточную химическую стойкость, чтобы защитить от реакций и железо, и сам цинк. Ќо если цинк коррозирует в среде, лишенной углекислоты, скажем, в ум€гченной воде парового котла, то пленка нужного состава образоватьс€ не может, и в этом случае цинковое покрытие разрушаетс€ намного быстрее.

†††††††  ак же нанос€т цинк на железо? —пособов несколько. ћожно оцинковывать сталь (это самый старый способ), просто окуна€ ее в расплавленный цинк.  стати, плавитс€ он при сравнительно низкой температуре (419,5 —). ≈сть, конечно, электролитические способы цинковани€. ≈сть, наконец, метод шерардизации (по имени изобретател€), примен€емый дл€ покрыти€ небольших деталей сложной конфигурации, когда особенно важно сохранить неизменными размеры.

†††††††† ††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† —плавы.

”же упоминалось, что истори€ с цинком достаточно запутана. Ќо одно бесспорно: сплав меди и цинка - латунь - был получен намного раньше, чем металлический цинк. —амые древние латунные предметы, сделанные примерно в 1500 году до н.э. найдены при раскопках в ѕалестине.

ѕриготовление латуни восстановлением особого камн€ -† (кадми€) углем в присутствии меди описано у √омера, јристотел€ и ѕлини€ —таршего. ¬ частности јристотель писал о добываемой в »ндии меди, котора€ Уотличаетс€ от золота только вкусомФ.

ƒействительно, в довольно многочисленной группе сплавов, нос€щих общее название латуней, есть один (Ћ-96, или томпак), по цвету почти неотличимый от золота. ћежду прочим, томпак содержит меньше цинка, чем большинство латуней: цифра за индексом Ћ означает процентное содержание меди. «начит, на долю цинка в этом сплаве приходитс€ не больше 4%.

†††††††† ÷инк входит и в состав другого древнего сплава на медной основе. –ечь идет о бронзе. Ёто раньше делили четко: медь плюс олово - бронза, медь плюс цинк - латунь. Ќо теперь эти грани стЄрлись.

ƒо сих пор € рассказывал только о защите цинком и о легировании цинком. Ќо есть и сплавы на основе этого элемента. ’орошие литейные свойства и низкие температуры плавлени€ позвол€ют отливать из таких сплавов сложные тонкостенные детали. ƒаже резьбу под болты и гайки можно получать непосредственно при отливке, если имеешь дело со сплавами на основе цинка.

†††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††  оротко о соединени€х цинка.

≈ще при первых попытках выплавить цинк из руды у средневековых химиков получалс€ белый налет, который в книгах того времени называли дво€ко: либо Убелым снегомФ (nix alba), либо Уфилософской шерстьюФ (lana philosophica). Ќетрудно догадатьс€, что это была окись цинка ZnO - вещество, которое есть в жилище каждого городского жител€ наших дней.

Ётот УснегФ, будучи замешанным на олифе, превращаетс€ в цинковые белила - самые распространенные из всех белил. ќкись цинка нужна не только дл€ мал€рных дел, ею широко пользуютс€ многие отрасли промышленности. —текольна€ - дл€ получени€ молочного стекла и (в малых дозах) дл€ увеличени€ термостойкости обычных стекол. ¬ резиновой промышленности и производстве линолеума окись цинка используют как наполнитель. »звестна€ цинкова€ мазь на самом деле не цинкова€, а оксидоцинкова€. ѕрепараты на основе ZnO эффективны при кожных заболевани€х.

†††††††††† Ќаконец, с кристаллической окисью цинка св€зана одна из самых больших научных сенсаций 20-х годов нашего века. ¬ 1924 году один из радиолюбителей города “омска установил рекорд дальности приема.

ƒетекторным приемником он в —ибири принимал передачи радиостанций ‘ранции и √ермании, причем слышимость была более отчетливой, чем у владельцев одноламповых приемников.

 ак это могло произойти? ƒело в том, что детекторный приемник томского любител€ был смонтирован по схеме сотрудника нижегородской радиолаборатории ќ.¬.Ћосева.

ƒело в том, что Ћосев включил в схему кристалл окиси цинка. Ёто заметно улучшело чувствительность аппарата к слабым сигналам. ¬от что говорилось в редакционной статье американского журнала УRadio-NewsФ, целиком посв€щенной работе нижегородского изобретател€: Ф»зобретение ќ.¬.Ћосева из √осударственной радиоэлектрической лаборатории в –оссии делает эпоху, и теперь кристалл заменит лампу!Ф

јвтор статьи оказалс€ провидцем: кристалл действительно заменил лампу; правда, это не лосевский кристалл† окиси цинка, а кристаллы других веществ.

††††††††

≈ще более важно применение некоторых соединений цинка, прежде всего его сульфида, дл€ покрыти€ свет€щихс€ экранов телевизоров и† рентгеновских аппаратов. ѕод действием коротковолнового излучени€ или электронного луча сернистый цинк приобретает способность светитьс€, причем эта способность сохран€етс€ и после того, как прекратилось облучение.

††††††††

†††††††††††††††††††††††††††††††† †††††††††††††††††††††††††

††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† Ѕиологическа€ роль цинка.

‘армацевты и медики жалуют многие соединени€ цинка. —о врЄмен ѕарацельса и до† наших дней в фармакопее значатс€ глазные цинковые капли (0,25%-ный раствор ZnSO4).  ак присыпка издавна примен€етс€ цинкова€ соль. ‘еносульфат цинка - хороший антисептик. —успензи€, в которую вход€т инсулин, протамин и хлорид цинка - новое эффективное средство против диабета, действующее лучше, чем чистый инсулин.

» вместе с тем многие соединени€ цинка, прежде всего его сульфат и хлорид, токсичны.

÷инк - один из важных микроэлементов. » в то же врем€ избыток цинка дл€ растений вреден.

††††††††† Ѕиологическа€ роль цинка дво€ка и не до конца вы€снена. ”становлено, что цинк - об€зательна€ составна€ часть фермента крови.

»звестно, что довольно много цинка содержитс€ в €де змей, особенно гадюк и кобр. Ќо в то же врем€ известно, что соли цинка специфически угнетают активность этих же самых €дов, хот€, как показали опыты, под действием солей цинка €ды не разрушаютс€.  ак объ€снить такое противоречие? —читают, что высокое содержание цинка в €де - это то средство, которым зме€ от собственного €да защищаетс€. Ќо такое утверждение еще требует строгой экспериментальной проверки.

Ќаиболее распространенный минерал цинка - сфалерит, или цинкова€ обманка ZnS. –аз-††††††††† нообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. ¬идимо, за это минерал и называют обманкой. ÷инковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы этого элемента: смитсонит ZnCO3, цинкит† ZnO, каламин 2ZnO*SiO2*H2O. Ќа јлтае нередко можно встретить полосатую УбурундучнуюФ руду - смесь цинковой обманки и бурого шпата.  усок такой руды издали действительно похож на затаившегос€ полосатого зверька.

††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† ( ѕо материалам журнала Ђ’ими€ и жизньї)

†††††††††††††††††††††††††† ƒоклад по химии (автор: «верев »ван, г. ћосква.) Zn† 65,38 ÷инк † Ёлемент цинк (Zn) в таблице ћенд

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный ƒоклад находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный ƒоклад по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru