Zinco

O zinco, às vezes chamado de feitiço, é um elemento químico. É um metal de transição, um grupo de metais. É às vezes considerado um metal de pós-transição. Seu símbolo na tabela periódica é "Zn". O zinco é o 30º elemento na tabela periódica, e tem um número atômico de 30. O zinco tem um número de massa de 65,38. Ele contém 30 prótons e 30 elétrons. No total, 29 isótopos de zinco são conhecidos, e cinco deles ocorrem na natureza. Alguns isótopos são radioativos. Sua meia-vida está entre 40 milissegundos durante 57Zn e 5x1018 anos durante 70Zn.

O zinco é um metal que é usado principalmente para galvanização e baterias. É o quarto metal mais comum.

Imóveis

Propriedades físicas

O zinco é um metal cinzento azulado brilhante. Quando acaba de ser cortado, o zinco tem uma cor cinzento-esbranquiçada. Se for exposto ao ar, não ficará brilhando por muito tempo. Seu ponto de fusão está a (419,58 °C (787,24 °F)), seu ponto de ebulição está a (907,0 °C (1.664,6 °F)), seu ponto de resfriamento está a -419,58 °C (-723,24 °F) e seu ponto de congelamento está a -907,0 °C (-1.600,6 °F). Esta temperatura é inferior à maioria dos metais de transição, mas superior à de estanho ou chumbo. Ela pode ser derretida em um fogão de cozinha. Ele ferve a uma temperatura baixa para um metal. Não é magnético. Quando aquecido um pouco, ele se torna muito flexível. Se for aquecido mais, ele se torna muito frágil. Forma ligas facilmente com outros metais.

Propriedades químicas

O zinco é um metal reativo. É tão reativo quanto o alumínio e mais reativo que a maioria dos metais mais comuns, como o ferro, o cobre, o níquel e o cromo. Ele é menos reativo do que o magnésio. O zinco pode reagir com ácidos, bases e não-metálicos. Não enferruja no ar, no entanto. Um revestimento de óxido de zinco e carbonato de zinco se forma na superfície do zinco quando este está no ar. Este revestimento impede a corrosão. Os ácidos podem dissolver este revestimento e reagir com o metal de zinco. Esta reação de zinco com um ácido faz um sal de zinco(II), como cloreto de zinco e gás hidrogênio. Esta é uma reação química muito comum. A reação abaixo é a reação com ácido clorídrico.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

O zinco pode queimar quando em pó ou em pequenos pedaços para fazer óxido de zinco, um pó branco. A chama é azul-esverdeada brilhante.

2 Zn + O2 → 2 ZnO

O óxido de zinco pode dissolver-se em bases fortes. Esta reação acontece em algumas baterias que têm zinco.

ZnO + H2O + 2 OH- → Zn(OH)42-.

O zinco é um calcândrico. Isto significa que ele prefere reagir com enxofre e elementos abaixo dele na tabela periódica do que com oxigênio. É por isso que o sulfeto de zinco é o minério de zinco mais comum, não o óxido de zinco.

Compostos químicos

O zinco pode fazer compostos químicos com outros elementos. Estes compostos químicos estão em apenas um estado de oxidação: +2. Foi encontrado um composto +1, mas é difícil de fazer. Não há outros estados de oxidação além de +1 ou +2. A maioria destes compostos não tem cor. Se eles têm uma cor, não é o zinco que está fazendo a cor.

O cloreto de zinco é um dos compostos de zinco mais comuns. Eles são muito pouco reativos. Eles são um pouco ácidos quando dissolvidos na água. Fazem uma chama verde quando aquecido em um fogo.

Outros compostos de zinco são:

  • Zinco antimoníaco, semicondutor cinza
  • Arsenieto de zinco, semicondutor laranja
  • Brometo de zinco, um escudo contra a radiação
  • Carbonato de zinco, minério de zinco
  • Fluoreto de zinco
  • Hidróxido de zinco, utilizado em bandagens cirúrgicas
  • Iodeto dezinco, utilizado na captura de imagens de raios X
  • Nitrato de zinco, usado como mordente
  • Óxido de zinco, usado em protetor solar
  • Fosfato de zinco, utilizado na odontologia
  • Sulfato de zinco, utilizado em pigmentos
  • Sulfeto de zinco, minério de zinco comum

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Cloreto de zinco

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Óxido de zinco

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Sulfato de zinco

Queima de zinco
Queima de zinco

Onde o zinco é encontrado

Cinco isótopos de zinco são encontrados na natureza. 64Zn é o isótopo mais comum, com 48,63% de Zinco natural. Este isótopo tem uma meia-vida de 4,3x1018 anos. Isto é tão longo, que sua radioatividade pode ser ignorada. Da mesma forma, 70
Zn (0,6%), com meia vida útil de 1,3x1016 anos é geralmente considerado como não radioativo. Os outros isótopos encontrados na natureza são 66
Zn (28%), 67
Zn (4%) e 68
Zn (19%).

O zinco não é encontrado como um metal na crosta terrestre. O zinco só é encontrado como composto de zinco. A esfalerite, um mineral feito de sulfeto de zinco, é um minério principal de zinco. Muito pouco zinco se encontra no oceano. O minério de zinco é normalmente encontrado com cobre e minérios de chumbo.

Existem alguns outros minérios de zinco, como a fermi-sonita (carbonato de zinco) e um mineral de silicato de zinco. Eles são menos comuns.

Esfalerite, um minério de zinco comum
Esfalerite, um minério de zinco comum

Preparação

O sulfeto de zinco é concentrado por flutuação. Há um detergente que recolhe o sulfeto de zinco. As impurezas afundam até o fundo e são removidas. Em seguida, o sulfeto de zinco é aquecido no ar para fazer óxido de zinco e dióxido de enxofre.

2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2

O dióxido de enxofre é oxidado em trióxido de enxofre.

2 SO2 + O2 → 2 SO3

O trióxido de enxofre reage com o óxido de zinco para fazer sulfato de zinco. Isto torna uma forma solúvel de zinco que pode ser mais processada.

SO3 + ZnO → ZnSO4

O sulfato de zinco é purificado e eletrolízado. Esta eletrólise produz oxigênio, zinco e ácido sulfúrico. Isto faz um zinco puro que é conhecido como "SHG" ou grau alto especial.

2 ZnSO4 + 2 H2O → 2 Zn + 2 H2SO4 + O2

O ácido sulfúrico é reutilizado no lugar do trióxido de enxofre para lixiviar mais óxido de zinco.

O óxido de zinco também pode ser reduzido por carbono a zinco metálico e dióxido de carbono a altas temperaturas. Este é um processo de alto-forno semelhante ao modo como o ferro é feito.

2 ZnO + C → 2 Zn + CO2

Esta forma de zinco é mais barata, mas não é pura.

O zinco é o quarto metal mais comum no mundo. Cerca de 10 milhões de toneladas são feitas a cada ano.

Utilizações

Como um metal

O zinco é usado em baterias elétricas. A célula alcalina e a célula Leclanche são as que mais utilizam o zinco. Ela se oxida e fornece elétrons para que a bateria funcione.

Cerca de 59% do zinco é utilizado para a prevenção da corrosão, o que inclui a galvanização. 47% do zinco do mundo é utilizado para a galvanização. Isto é usado para proteger outro metal, geralmente ferro, contra ferrugem. O revestimento de zinco corrói ao invés do ferro. O revestimento de zinco pode ser colocado sobre o metal de duas maneiras. O metal pode ser mergulhado em um pote de zinco derretido. O zinco também pode ser galvânico sobre o metal. A imersão dura mais tempo, mas tem uma superfície irregular que alguns não acham agradável. Também é usado em barcos a motor e tubulações para reduzir a ferrugem. O motor de um barco a motor muitas vezes tem uma "bala" de zinco, que corroerá facilmente, mas ajudará outras partes metálicas do motor a se manterem livres de ferrugem.

O zinco é utilizado em ligas. O latão é uma liga de cobre e zinco. O latão é a liga de zinco mais comum. O zinco pode formar ligas com muitos outros metais. O alumínio de zinco é uma liga de zinco e alumínio, que faz bons mancais. O bronze comercial tem zinco. Às vezes, o telureto de cádmio é reagido com zinco para fazer o telureto de cádmio e zinco, um semicondutor. A prata de níquel é outra liga de zinco.

O zinco pode ser usado nos tubos de um órgão de tubos. Uma liga de estanho e chumbo era usada no passado. O zinco é usado no centavo americano, onde tem apenas uma fina camada de cobre. O núcleo é de zinco. Os centavos mais antigos eram feitos completamente de bronze.

Uma mistura de zinco em pó e enxofre pode ser usada para impulsionar um modelo de foguete. Esta reação produz sulfeto de zinco, calor, luz e gases. A chapa de zinco é utilizada para fazer barras de zinco.

Como compostos de zinco

Cerca de 1/4 de zinco é utilizado para fazer compostos de zinco. O óxido de zinco pode ser usado como protetor solar ou pigmento de tinta. O óxido de zinco também é um semicondutor. O cloreto de zinco é utilizado para preservar a madeira para que ela não apodreça. Alguns fungicidas têm zinco. O sulfato de zinco é utilizado em corantes e pigmentos. O sulfato de zinco é utilizado em lâmpadas fluorescentes para converter a luz ultravioleta em luz visível.

Em biologia

Os seres humanos precisam de um pouco de zinco para ajudar seu corpo a funcionar bem. Se não receberem zinco suficiente em seus alimentos, eles podem ter uma deficiência mineral. Quase dois bilhões de pessoas têm uma deficiência de zinco. A deficiência de zinco faz com que uma pessoa fique com mais facilidade infectada. Algumas pessoas dizem que quando temos resfriados, devemos tomar mais zinco. Outros dizem que o zinco não faz diferença. Há remédios que se pode usar quando se tem uma constipação. As pessoas adicionam pequenas quantidades de compostos de zinco aos comprimidos de vitaminas e cereais para garantir que eles recebam zinco suficiente. A maioria das vitaminas de um único comprimido tem zinco. O zinco é encontrado em pelo menos 100 enzimas. É o segundo metal de transição mais comum, além do ferro. O zinco também é usado pelo cérebro. O corpo humano contém de 2 a 4 gramas de zinco. Uma enzima de zinco ajuda a remover o dióxido de carbono do sangue. O trigo tem muito zinco.

Um item galvanizado por imersão a quente
Um item galvanizado por imersão a quente

Baterias alcalinas comuns. Estas baterias têm um pó de zinco cinza azulado no meio da bateria.
Baterias alcalinas comuns. Estas baterias têm um pó de zinco cinza azulado no meio da bateria.

Segurança

Grandes quantidades de zinco metálico são tóxicas. Ele pode dissolver-se em ácido estomacal. Quando muito zinco é consumido, os níveis de cobre e ferro descem no corpo. Os compostos de zinco podem ser corrosivos no estômago. Os compostos de zinco colocados no nariz podem arruinar o sentido do olfato.

Os íons de zinco são muito tóxicos para os peixes e muitas coisas que vivem na água.


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