Как обозначается латунь в химии: Латунь – что это за сплав металлов. Свойства, состав латуни и область применения

Цинк

Цинк —элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк (CAS-номер: 7440-66-6) при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

История

Сплав цинка с медью — латунь — был известен еще в Древней Греции, Древнем Египте, Индии (VII в.), Китае (XI в.). Долгое время не удавалось выделить чистый цинк. В 1746 А. С. Маргграф разработал способ получения чистого цинка путём прокаливания смеси его окиси с углём без доступа воздуха в глиняных огнеупорных ретортах с последующей конденсацией паров цинка в холодильниках. В промышленном масштабе выплавка цинка началась в XVII в.

Схема атома цинка

Латинское zincum переводится как «белый налет». Происхождение этого слова точно не установлено. Предположительно, оно идет от персидского «ченг», хотя это название относится не к цинку, а вообще к камням. Слово «цинк» встречается в трудах Парацельса и других исследователей 16—17 вв. и восходит, возможно, к древнегерманскому «цинко» — налет, бельмо на глазу. Общеупотребительным название «цинк» стало только в 1920-х гг.

Нахождение в природе

Наиболее распространенный минерал цинка — сфалерит, или цинковая обманка. Основной компонент минерала — сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Видимо, за это минерал и называют обманкой. Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы элемента № 30: смитсонит ZnCO₃, цинкит ZnO, каламин 2ZnO · SiO₂ · Н₂O. На Алтае нередко можно встретить полосатую «бурундучную» руду — смесь цинковой обманки и бурого шпата. Кусок такой руды издали действительно похож на затаившегося полосатого зверька.

Получение

Цинк в природе как самородный метал не проявляется. Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1-4 % Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50-60 % Zn) и одновременно свинцовые, медные, а иногда также пиритные концентраты. Цинковые концентраты обжигают в печах в кипящем слое, переводя сульфид цинка в оксид ZnO; образующийся при этом сернистый газ SO2 расходуется на производство серной кислоты.

От ZnO к Zn идут двумя путями. По пирометаллургическому (дистилляционному) способу, существующему издавна, обожженный концентрат подвергают спеканию для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливают углем или коксом при 1200—1300 °С: ZnO + С = Zn + CO. Образующиеся при этом пары металла конденсируют и разливают в изложницы. Сначала восстановление проводили только в ретортах из обожженной глины, обслуживаемых вручную, позднее стали применять вертикальные механизированные реторты из карборунда, затем — шахтные и дуговые электропечи; из свинцово-цинковых концентратов цинк получают в шахтных печах с дутьем. Производительность постепенно повышалась, но цинк содержал до 3 % примесей, в том числе ценный кадмий. Дистилляционный цинк очищают ликвацией (то есть отстаиванием жидкого металла от железа и части свинца при 500 °C), достигая чистоты 98,7 %. Применяющаяся иногда более сложная и дорогая очистка ректификацией дает металл чистотой 99,995 % и позволяет извлекать кадмий.

Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Обожженные концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах. Обычно чистота электролитного цинка 99,95 %, полнота извлечения его из концентрата (при учете переработки отходов) 93-94 %. Из отходов производства получают цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; иногда также In, Ga, Ge, Tl.

Физические свойства

В чистом виде — довольно пластичный серебристо-белый металл. Обладает гексагональной решеткой с параметрами а = 0,26649 нм, с = 0,49468 нм. При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). При 100—150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка.

Химические свойства

Типичный амфотерный металл. Стандартный электродный потенциал −0,76 В, в ряду стандартных потенциалов расположен до железа.

На воздухе цинк покрывается тонкой пленкой оксида ZnO. При сильном нагревании сгорает с образованием амфотерного белого оксида ZnO:

2Zn + O₂ = 2ZnO.

Оксид цинка реагирует как с растворами кислот:

ZnO + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O

так и щелочами:

ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + Н₂О,

Цинк обычной чистоты активно реагирует с растворами кислот:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑,

Zn + H₂SO₄(разб. ) = ZnSO₄ + H₂↑

и растворами щелочей:

Zn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂↑,

образуя гидроксоцинкаты. С растворами кислот и щелочей очень чистый цинк не реагирует. Взаимодействие начинается при добавлении нескольких капель раствора сульфата меди CuSO₄.

При нагревании цинк реагирует с галогенами с образованием галогенидов ZnHal₂. С фосфором цинк образует фосфиды Zn₃P₂ и ZnP₂. С серой и ее аналогами — селеном и теллуром — различные халькогениды, ZnS, ZnSe, ZnSe₂ и ZnTe.

С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует. Нитрид Zn₃N₂ получают реакцией цинка с аммиаком при 550—600 °C.

В водных растворах ионы цинка Zn²⁺ образуют аквакомплексы [Zn(H₂O)₄]²⁺ и [Zn(H₂O)₆]²⁺.

Применение

• 
  Цинкование — 45-60%
• 
  В медицине (оксид цинка как антисептик) — 10%
• 
  Производство сплавов — 10%
• 
  Производство резиновых шин — 10%
• 
  Масляные краски — 10%

Чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, добываемых подземным выщелачиванием (золото, серебро). Кроме того, цинк используется для извлечения серебра, золота (и других металлов) из чернового свинца в виде интерметаллидов цинка с серебром и золотом (так называемой «серебристой пены»), обрабатываемых затем обычными методами аффинажа.

Применяется для защиты стали от коррозии (оцинковка поверхностей, не подверженных механическим воздействиям, или металлизация — для мостов, емкостей, металлоконструкций). Также используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах, например: марганцево-цинковый элемент, серебряно-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,85 В, 150 Вт·ч/кг, 650 Вт·ч/дм³, малое сопротивление и колоссальные разрядные токи, ртутно-цинковый элемент (ЭДС 1,35 В, 135 Вт·ч/кг, 550—650 Вт·ч/дм³), диоксисульфатно-ртутный элемент, йодатно-цинковый элемент, медно-окисный гальванический элемент (ЭДС 0,7—1,6 Вольт, 84—127 Вт·ч/кг, 410—570 Вт·ч/дм³), хром-цинковый элемент, цинк-хлоросеребряный элемент, никель-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,82 Вольт, 95—118 Вт·ч/кг, 230—295 Вт·ч/дм³), свинцово-цинковый элемент, цинк-хлорный аккумулятор, цинк-бромный аккумулятор и др). Очень важна роль цинка в цинк-воздушных аккумуляторах, в последние годы интенсивно разрабатываются на основе системы цинк-воздух — аккумуляторы для компьютеров (ноутбуки) и в этой области достигнут значительный успех (большие, чем у литиевых батарей, ёмкость и ресурс, меньшая в 3 раза стоимость), так же эта система очень перспективна для пуска двигателей (свинцовый аккумулятор — 55 Вт·ч/кг, цинк-воздух — 220—300 Вт·ч/кг) и для электромобилей (пробег до 900 км). Входит в состав многих твёрдых припоев для снижения их температуры плавления. Цинк — важный компонент латуни. Окись цинка широко используется в медицине как антисептическое и противовоспалительное средство. Также окись цинка используется для производства краски — цинковых белил.

Хлорид цинка — важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры.

Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка — широко применяемые полупроводники.

Селенид цинка используется для изготовления оптических стёкол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах.

Список стран по производству цинка в 2006 году (на основе «Геологического обзора Соединенных Штатов»):

Биологическая роль

Цинк:

• 
  необходим для продукции спермы и мужских гормонов.
• 
  необходим для метаболизма витамина E, который является предшественником половых гормонов и включается в продукцию тестостерона.
• 
  важен для нормальной деятельности простаты.
• 
  участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста.

Содержание в продуктах питания

Среди продуктов, употребляемых в пищу человеком, наибольшее содержание цинка — в устрицах. Однако в тыквенных семечках содержится всего на 26 % меньше цинка, чем в устрицах. Например, съев 45 грамм устриц, человек получит столько же цинка, сколько содержится в 60 граммах тыквенных семечек.

Содержание цинка:

• 
  ~0,25 мг/кг — яблоки, апельсины, лимоны, инжир, грейпфруты, все мясистые фрукты, зеленые овощи, минеральная вода.
• 
  ~0,31 мг/кг — мёд.
• 
  ~2—8 мг/кг — малина, черная смородина, финики, большая часть овощей, большинство морских рыб, постная говядина, молоко, очищенный рис, свекла обычная и сахарная, спаржа, сельдерей, помидоры, картофель, редька, хлеб.
• 
  ~8—20 мг/кг — некоторые зерновые, дрожжи, лук, чеснок, неочищенный рис, яйца.
• 
  ~20—50 мг/кг — овсяная и ячменная мука, какао, патока, яичный желток, мясо кроликов и цыплят, орехи, горох, фасоль, чечевица, зеленый чай, сушёные дрожжи, кальмары.
• 
  ~30—85 мг/кг — говяжья печень, некоторые виды рыб.
• 
  ~130—202 мг/кг — отруби из пшеницы, проросшие зерна пшеницы, тыквенные семечки, семечки подсолнечника.

Токсичность

Ионы Zn²⁺ токсичны.

Дополнительная информация

Категория:Соединения цинка

Цинк

К содержанию

Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк (CAS-номер: 7440-66-6) при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

История и происхождение названия

Сплав цинка с медью — латунь — был известен ещё в Древней Греции, Древнем Египте, Индии (VII в.), Китае (XI в.). Долгое время не удавалось выделить чистый цинк. В 1746 А. С. Маргграф разработал способ получения чистого цинка путём прокаливания смеси его окиси с углём без доступа воздуха в глиняных огнеупорных ретортах с последующей конденсацией паров цинка в холодильниках. В промышленном масштабе выплавка цинка началась в XVII в.
Слово «цинк» впервые встречается в трудах Парацельса, который назвал этот металл словом «zincum» или «zinken» в книге Liber Mineralium II. Это слово, вероятно, восходит к нем. Zinke, означающее «зубец» (кристаллы металлического цинка похожи на иглы).

Получение

Цинк в природе как самородный металл не встречается. Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1-4 % Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50-60 % Zn) и одновременно свинцовые, медные, а иногда также пиритные концентраты. Цинковые концентраты обжигают в печах в кипящем слое, переводя сульфид цинка в оксид ZnO; образующийся при этом сернистый газ SO2 расходуется на производство серной кислоты. Чистый цинк из оксида ZnO получают двумя способами. По пирометаллургическому (дистилляционному) способу, существующему издавна, обожженный концентрат подвергают спеканию для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливают углем или коксом при 1200—1300 °C: ZnO + С = Zn + CO. Образующиеся при этом пары металла конденсируют и разливают в изложницы. Сначала восстановление проводили только в ретортах из обожженной глины, обслуживаемых вручную, позднее стали применять вертикальные механизированные реторты из карборунда, затем — шахтные и дуговые электропечи; из свинцово-цинковых концентратов цинк получают в шахтных печах с дутьем. Производительность постепенно повышалась, но цинк содержал до 3 % примесей, в том числе ценный кадмий. Дистилляционный цинк очищают ликвацией (то есть отстаиванием жидкого металла от железа и части свинца при 500 °C), достигая чистоты 98,7 %. Применяющаяся иногда более сложная и дорогая очистка ректификацией дает металл чистотой 99,995 % и позволяет извлекать кадмий.
Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Обожженные концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах. Обычно чистота электролитного цинка 99,95 %, полнота извлечения его из концентрата (при учете переработки отходов) 93-94 %. Из отходов производства получают цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; иногда также In, Ga, Ge, Tl.

Физические свойства

В чистом виде — довольно пластичный серебристо-белый металл. Обладает гексагональной решеткой с параметрами а = 0,26649 нм, с = 0,49431 нм, пространственная группа P 6₃/mmc, Z = 2. При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). При 100—150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Собственная концентрация носителей заряда в цинке 13,1×10²⁸ м^-3

Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Полезная информация?

Алюминий, железо и латунь | Физика Фургон

Категория
Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22.10.2007

В:

Какие химические вещества содержатся в алюминии, железе и латуни? Кроме того, я занимаюсь проектом «Какие металлы ржавеют быстрее всего» и пытаюсь понять, как создать ржавчину менее чем за 3 месяца. У вас есть идея?
— Кайл
Средняя школа Шорклиффс, Сан-Клементе, Калифорния.

A:

Алюминий и железо являются элементами, что означает, что каждый атом в блоке
чистого алюминия является атом алюминия, и аналогично для железа (есть
нет молекул с различными типами атомов в них). Все атомы а
некоторые элементы имеют одинаковое количество протонов.

В ядре алюминия 13 протонов, а в ядре железа 26.

Латунь – это сплав. Сплавы создаются, когда два или более металлов (или
металл и неметалл) смешивают и перемешивают вместе. Вы можете сравнить
это положить какао в молоко и перемешать его. Молоко немного пахнет
другой, выглядит иначе, но имеет некоторые свойства обоих. Использование
сплав позволяет вам выбрать, какие свойства вы хотите для вашего материала.

Латунь представляет собой сплав, состоящий в основном из меди и цинка (с некоторыми другими
металлы в качестве второстепенных вкладчиков). Это способ комбинировать недостаток меди
реактивности с силой цинка. Латунь была одним из первых сплавов.
использовался для изготовления оружия и, например, сейчас используется в производстве
музыкальных инструментов, дверных ручек, замков, ключей и некоторых предметов сантехники.
приспособления.

Джейсон

Если металл будет ржаветь (технически мы используем слово «разъедать»
для окисления или другой химической реакции металла, который не является железом или
стали, да и «ржавчина» это всего лишь пример коррозии) достанется
началось в первый же возможный момент. Железо и сталь начнут ржаветь
пока вокруг есть кислород и вода (думаю, можно получить железо
окисляться в нормальных условиях без воды, но большинство вещей мы
термин «ржавчина» на самом деле включает в себя молекулы воды).

Некоторые металлы не подвергаются коррозии или, по крайней мере, очень медленно. Вы будете
трудно обнаружить ржавчину или коррозию на нержавеющей стали,
например, а золото, платина и хром особенно непроницаемы.
к коррозии. Некоторые стали покрыты другими материалами.
(«оцинкованные») для снижения скорости коррозии. Итак, если вы хотите
наблюдайте за ржавчиной раньше, не выбирайте один из этих металлов. Иди и возьми немного
необработанное железо (неокрашенное, без масел или других покрытий) и оставьте его в
влажная среда с потоком воздуха. Большинство химических реакций происходит
быстрее, когда температура выше, так что не помешает держать его в
теплое место. Открытая поверхность металла очень помогает…
каждый кусочек поверхности должен ржаветь с одинаковой скоростью. Если у вас есть твердое
кусок железа, ржаветь будет только снаружи. Что-то, что должно ржаветь
очень-очень быстро кусок неоцинкованной стальной ваты (немного
колодки на самом деле сделаны из нержавейки! Не используйте один из них)
который хранится во влажном состоянии.

Алюминий тоже очень быстро образует оксидное покрытие, но очень
тонкий и прочный, и предотвращает дальнейшее окисление основного
алюминий.

Другие способы ускорить коррозию — может помочь добавление соли в воду.
Соединение разнородных металлов в чем-то, что контактирует с соленой водой, может быть
приглашение для коррозии. Эта проблема возникает на лодках все время.
время. Проверьте наши ответы на «цинковые катоды», к которым люди прикрепляют
металлические корпуса лодок, так что цинк подвергается коррозии, но другие части
корпус нет.

Том

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение к этому ответу

Похожие вопросы

• ржавчина и прокладки головки блока цилиндров

  90 053

• Как предотвратить ржавление

• ржавые магниты

• Защита вещей от ржавчины зимой

Все еще любопытно?

Вопросы и ответы по Expore в связанных категориях

• Ржавчина

металл — Что это за белый слой на латуни?

спросил
2 года, 7 месяцев назад

Изменено
2 года, 7 месяцев назад

Просмотрено
3к раз

$\begingroup$

У меня есть предмет, сделанный, как я полагаю, из латуни, то есть из сплава меди и цинка.

Изогнутые части имеют как черный слой, так и белый слой (также обратите внимание на зеленую медь (я думаю) слева вверху, но это единственное место на всей части):

Если я правильно понимаю, то черный слой это потускнение, или патина, и из-за окисления от сернистого ангидрида на воздухе.

Но я не могу найти надежных отчетов о белой коррозии латуни. Может ли это быть пятно от мокрого хранения, также известное как «белая ржавчина» ?

Приветствуются советы по его удалению.

• металл
• сплав
• коррозия

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Судя по расположению и цвету, это, скорее всего, остатки жидкого полироля, которые не были должным образом оттерты/полированы. Довольно много типов жидких полиролей для латуни становятся белыми, когда они высыхают, и любые складки и заломы в дизайне — это то место, где они, скорее всего, будут скапливаться, если человек, выполняющий полировку, не очень тщательно.