Атомно-молекулярное учение и его законы

Физические свойства. Цинк — металл синевато-белого цвета, обладающий металлическим блеском. На воздухе его поверхность покрывается оксидной пленкой и тускнеет. Цинк плавится при 419,5 С, кипит при 913 С. Плотность литого твердого цинка составляет 7,13 г/см³, плотность вальцованного цинка несколько выше. При температуре плавления плотность цинка равна 6,92 г/см³. На холоду цинк довольно хрупок но при температуре 100150 С легко поддается прокатке и вытягиванию. Легко образует сплавы с другими металлами.
Химические свойства. Цинк является довольно активным металлом. Он легко вэаимодействует с кислородом, галогенами, серой и фосфором:
2 Zn + О₂ = 2 ZnО (оксид цинка)
Zn + Сl₂ = ZnСl₂ (хлорид цинка)
Zn + S = ZnS (сульфид цинка)
3 Zn + 2 Р = Zn₃Р₂ (фосфид цинка)
При нагревании взаимодействует с аммиаком, в реэультате чего образуется нитрид цинка:
3 Zn + 2 NН₃ = Zn₂N₃ + 3 Н₂
а также с водой:
Zn + Н₂О = ZnО+ Н₂
и сероводородом:
Zn + Н₂S = ZnS+ Н₂
Образующийся на поверхности цинка сульфид предохраняет его от дальнейшего взаимодействия с сероводородом.
Цинк хорошо растворим в кислотах и щелочах:
Zn + Н₂SO₄ = ZnSO₄ + Н₂
4 Zn + 10 НNО₃ = 4 Zn(NО₃)₂ + NН₄NО₃ + 3 Н₂О
Zn + 2 КОH + 2 Н₂О = К₂[Zn(ОН)₄] + Н₂
В отличие от алюминия цинк растворяется в водном растворе аммиака, так как образует хорошо растворимый аммиакат:
Zn + 4 NН₄ОН = [Zn(NН₃)₄](ОН)₂ + Н₂ + 2 Н₂О
Цинк вытесняет менее активные металлы из растворов их солей.
СuSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Сu
СdSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Сd
Получение. Цинк получают двумя способами: пирометаллургичским и гидрометаллургическим. В обоих способах цинковую руду обжигают с целью переведения сульфида цинка в оксид:
2 ZnS + 3 O₂ = 2 ZnО + 2 SO₂
ZnСО₃ = ZnО + СО₂
Выделяющийся диоксид серы используется в производстве серной кислоты. При получении цинка пирометаллургическим слособом полученный цинковый огарок (продукт обжига цинковой руды) смешивают с коксом и нагревают до 11001200 С. Цинк восстанавливается:
ZnO + C = Zn + CO
и при 913 'С отгоняется.
Для получения цинка гидрометаллургическим слособом цинковый огарок растворяют в серной кислоте, отделяют примеси и электролизом сернокислого раствора выделяют цинк (катодом служит алюминий, а анодом — свинец).
Применение. Цинк применяют для оцинкования железа с целью предохранения его от коррозии (цинковая жесть), для изготовления гальванических элементов. Цинковую пыль используют как восстановитель химических процессов. Цинк входит в состав многих сплавов.
Оксид цинка ZnО. Порошок белого цвета. Плавится при температуре около 2000 С. Плохо растворяется в воде. Обладает амфотерными свойствами. Легко растворяется как в кислотах, так и в щелочах, образуя соли цинка ц и н к а т ы:
ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O
ZnO + 2 KOH + 2 H₂O = K₂[Zn(OH)₄]
При сплавлении взаимодействует с основными и кислотными оксидами:
ZnО + СаО = СаZnО₂
ZnО+ SiО₂ = ZnSiО₃
Используется оксид цинка как катализатор во многих химическик процессах. Он входит также в состав цинковых белил.