锌

属性

物理特性

锌是一种有光泽的蓝灰色金属。当它刚刚被切割时，锌有一个白灰色的颜色。如果它暴露在空气中，它不会长时间保持光泽。它的熔点是（419.58 °C（787.24 °F）），沸点是（907.0 °C（1664.6 °F）），冷却点是-419.58 °C（-723.24 °F），冰点是-907.0 °C（-1600.6 °F）。这个温度比大多数过渡金属低，但比锡或铅高。它可以在烹饪炉上融化。对于金属来说，它的沸腾温度很低。它没有磁性。当稍加加热时，它变得非常灵活。如果加热更多，它将变得非常脆。它很容易与其他金属形成合金。

化学特性

锌是一种反应性金属。它与铝的活性差不多，比大多数更常见的金属，如铁、铜、镍和铬的活性更高。它比镁的反应性低。锌能与酸、碱和非金属反应。不过，它在空气中不会生锈。当锌在空气中时，在其表面形成一层氧化锌和碳酸锌的涂层。这个涂层可以阻止腐蚀。酸可以溶解这个涂层并与金属锌发生反应。锌与酸的这种反应会产生一种锌（II）盐，如氯化锌和氢气。这是一个非常常见的化学反应。下面的反应是与盐酸的反应。

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

锌在粉状或小块时可以燃烧，制成氧化锌，是一种白色粉末。火焰是明亮的蓝绿色。

2 Zn + O ₂→ 2 ZnO

氧化锌可以溶解在强碱中。这种反应发生在一些含有锌的电池中。

ZnO + ₂HO + 2 OH^- → Zn（OH）₄^2-。

锌是一种亲铜性元素。这意味着它宁愿与硫和元素周期表中低于它的元素发生反应，也不愿与氧发生反应。这就是为什么硫化锌是最常见的锌矿，而不是氧化锌。

化学化合物

锌可以与其他元素组成化学化合物。这些化合物只有一种氧化状态。+2.已经发现了一种+1的化合物，但它很难制造。除了+1或+2之外，没有其他的氧化态。 这些化合物大多没有颜色。如果它们有颜色，那也不是锌在制造颜色。

氯化锌是最常见的锌化合物之一。它们是相当不活跃的。它们溶于水时有一点酸性。在火中加热时，它们会发出绿色火焰。

其他的锌化合物有。

• 锑化锌，灰色半导体
• 砷化锌，橙色半导体
• 溴化锌，一种防辐射的盾牌
• 碳酸锌，锌的矿石
• 氟化锌
• 氢氧化锌，用于手术绷带
• 碘化锌，用于X射线照相
• 硝酸锌，用作媒染剂
• 氧化锌，用于防晒霜
• 磷酸锌，用于牙科
• 硫酸锌，用于颜料
• 硫化锌，普通锌矿

锌的燃烧

发现锌的地方

自然界中存在五种锌的同位素。⁶⁴锌是最常见的同位素，占天然存在的锌的48.63%。这种同位素的半衰期为4.3x10¹⁸年。这是如此之长，以至于它的辐射性可以被忽略。同样，⁷⁰
锌（0.6%）的半衰期为1.3x10¹⁶年，通常被认为不具有放射性。在自然界发现的其他同位素是⁶⁶
Zn（28%）、⁶⁷
Zn（4%）和⁶⁸
Zn（19%）。

锌在地壳中不以金属形式存在。锌只以锌化合物的形式存在。闪锌矿是一种由硫化锌构成的矿物，是锌的主要矿石。海洋中的锌非常少。锌矿通常与铜矿和铅矿一起发现。

还有一些其他的锌矿，如smithsonite（碳酸锌）和一种硅酸锌矿物。它们不太常见。

閃鋅礦，一種常見的鋅礦石

准备工作

硫化锌通过浮选被浓缩。有一种洗涤剂可以收集硫化锌。杂质沉到底部并被去除。然后硫化锌在空气中被加热，制成氧化锌和二氧化硫。

2 ZnS + 3 O ₂→ 2 ZnO + 2 SO₂

二氧化硫被氧化成三氧化硫。

2 so ₂+ o ₂→ 2 so₃

三氧化硫与氧化锌反应，制成硫酸锌。这使得锌的可溶形式可以被更多地加工。

SO ₃+ ZnO → ZnSO₄

硫酸锌被提纯和电解。这种电解会产生氧气、锌和硫酸。这使得纯锌被称为 "SHG "或特殊高等级。

2 ZnSO₄ + 2 ₂HO → 2 Zn + 2 ₂HSO₄ + O₂

硫酸被重新使用，以代替三氧化硫来浸出更多的氧化锌。

氧化锌也可以在高温下被碳还原成金属锌和二氧化碳。这是一个高炉过程，类似于铁的制造过程。

2 ZnO + C → 2 Zn + CO₂

这种形式的锌比较便宜，但不纯。

锌是世界上第四种最常见的金属。每年约有1000万吨的产量。

使用

作为一种金属

锌被用于电瓶中。碱性电池和Leclanche电池是使用锌最多的电池。它被氧化，为电池的运行提供电子。

大约59%的锌被用于防腐蚀，其中包括镀锌。世界上47%的锌被用于镀锌。这是用来保护另一种金属，通常是铁，不生锈。锌层会代替铁被腐蚀。锌涂层可以通过两种方式放在金属上。金属可以被浸入熔化的锌罐中。锌也可以被电镀到金属上。浸渍的时间更长，但表面会有斑点，有些人认为这并不好看。它也被用于摩托艇和管道，以减缓生锈。摩托艇的发动机通常有一个锌的 "子弹"，这很容易腐蚀，但会帮助发动机的其他金属部分保持不生锈。

锌被用于合金中。黄铜是一种铜和锌的合金。黄铜是最常见的锌合金。锌可以与许多其他金属形成合金。锌铝是锌和铝的合金，可以制作良好的轴承。商用青铜中含有锌。有时，碲化镉与锌反应，制成碲化镉锌，一种半导体。镍银是另一种锌合金。

锌可用于管风琴的管道。过去曾使用过一种锡和铅的合金。锌被用于美国便士，它只有一层薄薄的铜。核心是锌。较早的便士是完全由青铜制成的。

锌粉和硫磺的混合物可以用来推动一个模型火箭。这个反应会产生硫化锌、热量、光和气体。金属锌板可用于制造锌条。

由于锌化合物

约有1/4的锌被用来制造锌化合物。氧化锌可用于防晒霜或油漆颜料。氧化锌也是一种半导体。氯化锌用于保护木材，使其不致腐烂。一些杀真菌剂中含有锌。硫酸锌用于染料和颜料。硫化锌用于荧光灯中，将紫外线转换成可见光。

在生物学上

人类需要一点点的锌来帮助他们的身体运行良好。如果他们在食物中没有得到足够的锌，就会出现矿物质缺乏症。几乎有20亿人有缺锌的情况。缺锌使人更容易受到感染。有些人说，当我们感冒的时候，应该多吃点锌。也有人说，锌并没有什么作用。有一些药物可以在感冒时使用。人们在维生素药片和谷类食品中添加微量的锌化合物，以确保获得足够的锌。大多数单片维生素中都含有锌。至少有100种酶中含有锌。它是除铁以外第二种最常见的过渡金属。锌也被大脑使用。人体中含有2至4克的锌。一种锌酶有助于清除血液中的二氧化碳。小麦里有很多锌。

一个热浸镀锌的项目


常见的碱性电池。这些电池的中间有一个蓝灰色的锌粉。

安全问题

大量的金属锌是有毒的。它可以在胃酸中溶解。当吃了太多的锌，体内的铜和铁的水平就会下降。锌化合物在胃里会有腐蚀作用。锌化合物放在鼻子里会破坏嗅觉。

锌离子对鱼类和许多生活在水中的东西有很大的毒性。