Zink: Element Eigenschaften und Verwendungen
Beschreibung
Zink (Zn) ist ein metallisches Element mit der Ordnungszahl 30, das für seine antikorrosiven Eigenschaften und seine wichtige Rolle in der Biologie bekannt ist. Es findet breite Anwendung in der Galvanisierung, in Legierungen und Batterien sowie in Enzymen und in der menschlichen Gesundheit.
Einführung in das Element
Zink (Zn) ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 30 und gehört zur Gruppe der Übergangsmetalle im Periodensystem. Es ist ein bläulich-weißes, glänzendes Metall, das für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Zink ist ein essenzielles Spurenelement im menschlichen Körper und wird in verschiedenen Industriezweigen wie dem Bauwesen, der Automobilindustrie und der Elektronik verwendet.
Das Element wird häufig aus Erzen wie Sphalerit (Zinkblende) gewonnen und ist bekannt für seine Rolle bei der Galvanisierung - dem Verfahren zur Beschichtung von Eisen oder Stahl, um Rost zu verhindern. Zink spielt eine wichtige Rolle bei biologischen Prozessen, einschließlich der Funktion des Immunsystems, der Zellteilung und der Enzymaktivität.
Chemische Eigenschaften Beschreibung
Zink weist mehrere interessante chemische Eigenschaften auf, die es für eine Vielzahl von Reaktionen nützlich machen. Es reagiert mit Säuren unter Freisetzung von Wasserstoffgas und bildet mit verschiedenen Säuren Salze, darunter Zinksulfat und Zinkchlorid. Es ist amphoter, das heißt, es kann sowohl als Säure als auch als Base reagieren.
Zink kann auch oxidiert werden, was die Grundlage für seine Verwendung in der Galvanisierung ist. Wenn Zink der Luft ausgesetzt wird, bildet es eine Schutzschicht aus Zinkcarbonat, die eine weitere Korrosion des Metalls verhindert. Diese einzigartige Eigenschaft macht Zink sehr wertvoll für Anwendungen, die Korrosionsbeständigkeit erfordern, wie z. B. bei Bedachungsmaterialien, Autokarosserien und Außenstrukturen.
Physikalische Eigenschaften
Zink hat mehrere physikalische Eigenschaften, die es für verschiedene industrielle Anwendungen geeignet machen. Nachstehend finden Sie eine Tabelle mit den wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Zink:
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Eigenschaft |
Wert |
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Ordnungszahl |
30 |
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Dichte |
7,14 g/cm³ |
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419.5°C |
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Siedepunkt |
907°C |
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Farbe |
Bläulich-weiß |
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Leitfähigkeit |
Mäßiger elektrischer Leiter |
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Härte |
Weich bis mäßig |
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Verformbarkeit |
Hoch (kann zu Platten gehämmert werden) |
Weitere Informationen finden Sie bei Stanford Advanced Materials (SAM).
Häufige Verwendungszwecke von Zink
Zink wird aufgrund seiner Vielseitigkeit und Korrosionsbeständigkeit in einer Vielzahl von Produkten und Branchen verwendet. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Anwendungen aufgeführt:
- Verzinkung: Zink wird am häufigsten für die Verzinkung von Eisen und Stahl verwendet, um das Rosten zu verhindern, was besonders in der Bau- und Automobilindustrie wichtig ist.
- Legierungen: Zink wird bei der Herstellung verschiedener Legierungen verwendet, vor allem bei Messing (einer Kombination aus Zink und Kupfer), das für Sanitärarmaturen, Musikinstrumente und Münzen verwendet wird.
- Batterien: Zink ist ein wichtiger Bestandteil von Trockenbatterien, wie z. B. den Alkalibatterien, die in der Alltagselektronik verwendet werden.
- Landwirtschaft: Zink ist ein wichtiger Mikronährstoff für Pflanzen und wird häufig in Düngemitteln verwendet.
- Kosmetika und Pharmazeutika: Zinkoxid wird aufgrund seiner hautheilenden Eigenschaften in Sonnenschutzmitteln, Salben und Lotionen verwendet.
Zubereitungsmethoden
Zink wird hauptsächlich aus seinen Erzen gewonnen, insbesondere aus Sphalerit, einem Zinksulfidmineral. Der Gewinnungsprozess umfasst mehrere Schritte:
- Röstung: Das Zinkerz wird in Gegenwart von Sauerstoff erhitzt, um es in Zinkoxid umzuwandeln.
- Reduktion: Das Zinkoxid wird dann mit Hilfe von Kohlenstoff (in Form von Koks) oder anderen Reduktionsmitteln zu Zinkmetall reduziert, wobei Zinkdampf entsteht, der zu festem Zink kondensiert.
Neben der Gewinnung aus Erzen kann Zink auch durch Recycling von Metallschrott gewonnen werden.
Häufig gestellte Fragen
Wofür wird Zink hauptsächlich verwendet?
Zink wird hauptsächlich zum Verzinken von Eisen und Stahl verwendet, um Rost zu verhindern. Es wird auch in Legierungen wie Messing, Batterien und landwirtschaftlichen Düngemitteln verwendet.
Wie wird Zink abgebaut?
Zink wird aus seinen Erzen, hauptsächlich Sphalerit, durch Röst- und Reduktionsverfahren gewonnen. Das gebildete Zinkoxid wird mit Hilfe von Kohlenstoff zu Zinkmetall reduziert.
Ist Zink für den Menschen schädlich?
Zink ist zwar ein wesentliches Element für die menschliche Gesundheit, eine übermäßige Exposition kann jedoch schädlich sein. Die Aufnahme von zu viel Zink kann zu einer Zinkvergiftung führen, die Symptome wie Übelkeit, Erbrechen und Bauchschmerzen verursacht.
Kann Zink recycelt werden?
Ja, Zink kann effektiv recycelt werden. Tatsächlich ist das Recycling von Zink ein wichtiger Bestandteil seiner industriellen Verwendung, insbesondere bei der Herstellung von verzinktem Stahl und anderen Produkten auf Zinkbasis.
Was sind die physikalischen Eigenschaften von Zink?
Zink ist ein bläulich-weißes Metall mit einer Dichte von 7,14 g/cm³, einem Schmelzpunkt von 419,5 °C und einem Siedepunkt von 907 °C. Es ist ein mäßiger elektrischer Leiter und relativ verformbar.
