锌是一种化学元素,它的化学符号是Zn,它的原子序数是30,在化学元素周期表中位于第4周期、第IIB族。是一种浅灰色的过渡金属。锌(Zinc)是第四"常见"的金属,仅次于铁、铝及铜,不过地壳含量最丰富的元素前几名分别是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁。外观呈现银白色,在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位,为一相当重要的金属。另外,锌是人体必需的微量元素之一,在人体内的含量以及每天所需摄入量都很少,但对机体的性发育、性功能、生殖细胞的生成却能起到举足轻重的作用,故有“生命的火花”与“婚姻和谐素”之称。

中文名称
英文名
zinc
晶体结构
六方密排晶格
范德华半径
139 pm
原子半径
134 pm
分子量
65.38(原子量)
熔化热
7.32 kJ·mol−1
密度
7.14 g·cm−3
剪切模量
43 GPa
沸    点
907℃
电阻率
(20 °C)59.0 n Ω·m
杨氏模量
108 GPa
物态
固态
共价半径
122±4 pm
热导率
116 W·m−1·K−1
熔点
419.53℃
比热容
25.470 J·mol−1·K−1
膨胀系数
(25 °C)30.2 µm·m−1·K−1
汽化热
123.6 kJ·mol−1
CAS登录号
7440-66-6
电负性
1.65(鲍林标度)

1发现历程

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锌被罗马人所知,但很少使用。它第一次以其金属自身被认可是在印度,在拉贾斯坦邦的Zawar有一个锌熔炉有废弃的锌,证明了大规模的精炼在1100年到1500年。

锌

锌的大规模精炼在中国进行,于16世纪。东印度公司的船在瑞典的海岸沉没,于1745年,其运载的货物是中国的锌,分析了回收的铸锭证明了它们是几乎纯净的金属。

在1668年,佛兰德的冶金家P. Moras de Respour,据传闻说从氧化锌中提取了金属锌,但欧洲认为锌是由德国化学家Andreas Marggraf在1746年发现的,而且的确是他第一个确认了其是一种新的金属。

2制取过程

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1.真空下降360g金属锌缓慢加入到3340ml15%的硫酸溶液中,加热到70℃进行反应。

当H2不再溢出后,用1200ml水稀释,制的硫酸锌溶液,取出50ml,其余备用。在50ml稀释溶液中加入4g碳酸钠,析出的碳酸锌沉淀用水洗涤三次(每次300ml),备用。取7.5g七水合硫酸亚铁溶于500ml水中,并用1ml优级纯硫酸酸化,加热,逐滴加入30%的过氧化氢使溶液中Fe2+离子全部转为Fe3+离子。将制的的硫酸铁溶液加到上述备用的硫酸锌溶液中,并在搅拌下加入制好的碳酸锌沉淀,然后在快速搅拌下加热至30-40ºC,静置,待溶液澄清后,过滤【除去吸附有As、P、Sb等杂质的Fe(OH)3沉淀】。滤液进行电解并调节PH值,使刚果红稍稍变蓝。电解时以优级纯或锌片作为阴极,工业锌作为阳极,两极间距2-3cm,两极间电压6V,电流密度取决于电解液温度。

锌

在析出200g锌后,电解液必须再按上述方法重新用硫酸铁和碳酸锌进行处理。

2.制备锌是以闪锌矿ZnS为主要原料,通过冶炼而制得。工业上通常是将ZnS氧化焙烧成具有良好反应活性的氧化物。然后采用热还原法和电解法来制得锌。将由锌焙烧块和煤粉制成的炉料,投入至1300~1350℃的炼锌炉内进行反应,还原反应所生成的金属锌蒸气,经导管通入锌冷凝器,捕集得金属锌。此法所得到的金属锌杂质含量较高,要获得较纯的锌,还需进行真空蒸馏。

3.将焙烧料中的氧化锌用硫酸溶解,通过氧化除铁,锌粉置换除钴、铜、镍等杂质后,置于电解槽内,以铅作阳极,铝板作阴极。电解时,金属锌沉积在铝板上,将其剥离下来便成为产品。用电解法生产的金属锌纯度可达99.99%。

3安全性能

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RTECS号:ZG8600000

危险品标志:Dangerous for the environment 危害环境的物品

风险术语:R50/53对水生生物有极高毒性,可能对水体环境产生长期不良影响。

安全术语:S60该物质及其容器须作为危险性废料处置。

          S61避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。

危险品运输编号:UN 3077

4理化性质

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物理性质

中文名称:锌

中文别名:C.I.颜料黑16;锌粉;锌,无砷;锌,粒状;蓝粉;超细锌粉;超细高活性锌粉;电解锌;纳米锌;锌阳极;锌,片状;锌锭;锌扣;

英文名称:Zinc

英文别名:C.I.PigmentBlack16; ZincPowder; zinc coating quality balzers; ZincpowderNmesh; Zincdust; Zinclump; Zincneedles; Zincpellets; Zincingot; Zinc Powder; Zinc metal foil; Zinc metal; zinc dust; Poster Color Deep Blue

CAS:7440-66-6[1]

EINECS:231-175-3

分子式:Zn

分子量:65.409

性状:浅灰色的细小粉末

熔点:420℃

沸点:907 ºC

化学性质

1.原子半径125皮米,第一电离能915kJ/mol,电负性1.6。硬度2.5,有延展性,良好的传热、导电性,锌燃烧时有蓝绿色火焰。高温时跟水蒸汽反应放出氢气。加热时可跟卤素,硫等反应。易与酸反应,但高纯锌反应慢,若加入少量硫酸铜溶液,或跟铜、镍、铂等金属接触时,反应加快。溶于强碱溶液,化学性质比较活泼。

2.室温时在空气中较稳定。在潮湿空气中生成一层灰色碱式碳酸锌,可作保护膜。

3.稳定性:稳定

4.禁配物:胺类、硫、氯代烃、强酸、强碱、氧化物、强氧化剂、水、碱金属氢氧化物

5.避免接触的条件:潮湿空气

6.聚合危害:不聚合

5储存方法

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储存于阴凉、干燥、通风良好的专用库房内,远离火种、热源。库温不超过32℃,相对湿度不超过75%。包装密封。应与氧化剂、酸类、碱类、胺类、氯代烃等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

6应用价值

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1.用作分析试剂,如作还原剂,用于砷、铜、硝酸盐等测定。

氧化锌氧化锌

2.与乙酸、盐酸、硫酸、碱、水(含氯化按)等共用作还原剂。锌粉蒸馏。制有机锌化合物。Reformatsky反应。由苯甲醛制苯基卡宾等。

3.用作催化剂、还原剂,用于有机合成,也用于电镀锌和制备有色金属合金。

7人体内的锌

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锌是人体必需的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用,被人们冠以“生命之花”、“智力之源”、“婚姻和谐素”的美称 。

锌存在于众多的酶系中,如碳酸酐酶、呼吸酶、乳酸脱氢酸、超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶、DNA和RNA聚中酶等中,是核酸、蛋白质、碳水化合物的合成和维生素A利用的必需物质。具有促进生长发育,改善味觉的作用。缺锌时易出现味觉嗅觉差、厌食、生长缓慢与智力发育低于正常等表现。

8缺锌会出现的症状

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锌缺乏容易引起食欲不振、味觉减退、嗅觉异常、生长迟缓、侏儒症,智力低下、溃疡、皮节炎、脑腺萎缩、免疫功能下降、生殖系统功能受损,创伤愈合缓慢、容易感冒、流产、早产、生殖无能、头发早白、脱发、视神经萎缩、近视、白内障、老年黄斑变性、老年人加速衰老、缺血症、毒血症、肝硬化。

9锌对人体的作用

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1、锌参与了体内碳酸酐酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等许多酶的合成及活性发挥,也与许多核酸及蛋白质的合成密不可分。如果体内的锌供给充足,胱氨酸、蛋氨酸、谷胱甘肽、内分泌激素等合成代谢就能够正常进行。因而,可维持中枢神经系统代谢、骨骼代谢,保障、促进儿童体格(如身高、体重、头围、胸围等)生长、大脑发育、性征发育及性成熟的正常进行。

2、锌能帮助维持正常味觉、嗅觉功能,促进食欲。这是因为维持味觉的味觉素是一种含锌蛋白,它对味蕾的分化及有味物质与味蕾的结合有促进作用。一旦缺锌时,会出现味觉异常,影响食欲,造成消化功能不良。

3、提高免疫功能,增强对疾病的抵抗力。锌是对免疫力影响最明显的微量元素,除直接促进胸腺、淋巴结等免疫器官发育、行使功能外,还有直接抗击某些细菌、病毒的能力,从而减少患病的机会。

4、参与体内维生素A的代谢和生理功能,对维持正常的暗适应能力及改善视力低下有良好的作用。

5、锌还保护皮肤粘膜的正常发育,能促进伤口及黏膜溃疡的愈合,防止脱发及皮肤粗糙、上皮角化等。

10补锌产品发展

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第1代无机锌:

主要代表:硫酸锌、氯化锌、硝酸锌等。

补锌产品补锌产品

最原始的补锌产品,锌吸收利用率低(仅为7%)。它们和体内胃酸结合,能产生氯化锌,氯化锌是强腐蚀剂,对胃肠道有刺激作用,易引起恶心、呕吐等。现在这一代锌的代表已基本淘汰出市场,很少见了,多用于外科手术,以促进伤口的愈合。

第2代有机酸锌:

主要代表:葡萄糖酸锌、甘草锌、醋酸锌、柠檬酸锌、氨基酸锌、乳酸锌等。

同属弱酸弱碱盐,锌吸收利用率约14%,和体内胃酸结合,依然能产生氯化锌,因此有一定的副作用(如恶心、呕吐)。只能饭后服用以减少对肠胃的刺激,且含锌量较高,能拮抗钙、铁等其他微量元素的吸收。长期服用能导致缺钙、贫血等症状,须遵循医生指导,儿童及孕妇不建议用。

第3代蛋白锌(又称生物锌):

主要代表:新稀宝牌锌硒宝

锌硒宝是蛋白质结合锌,口感好(蛋卷味),香酥可口,蛋白锌吸收率高达90%以上,比普通锌剂高2-3倍。

锌硒宝的锌含量很低,几乎和食物的含锌量相当,绝对安全,纯天然的第3代蛋白锌,不含酸根,安全、对人体无任何副作用,可饭前服用。

活性高,可有效促进人体对各种营养素的吸收和利用,且不会拮抗钙、铁等营养素的吸收,从而最终达到使人体从膳食来补充各种营养素的效果,可能是目前国内最好的新一代高活性补锌制剂。

参考资料

[添加]
[1].中国稀有金属网:世界主要矿产资源储藏和生产情况简介
[2].化工空间:锌
[3].化化网:锌

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  • 更新时间:2015-12-11
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