30 zenbaki atomikoa duen elementu kimikoa From Wikipedia, the free encyclopedia
Zinka elementu kimiko bat da, Zn ikurra eta 30 zenbaki atomikoa dituena. Zinka, nahiz eta zenbaitetan trantsizio-metal gisa sailkatu den, metala da. Bere taldeko beste elementuekin dituen antzekotasunez gain, magnesioaren eta berilioaren zenbait ezaugarri dauzka. Elementu hau urria da Lurrean, baina erraz erauzten da.
| Zinka | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 30 Kobrea ← Zinka → Galioa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ezaugarri orokorrak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Izena, ikurra, zenbakia | Zinka, Zn, 30 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie kimikoa | trantsizio-metalak | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Taldea, periodoa, orbitala | 12, 4, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomikoa | 65,409(4) g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfigurazio elektronikoa | [Ar] 3d10 4s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektroiak orbitaleko | 2, 8, 18, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propietate fisikoak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Egoera | solidoa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dentsitatea | (0 °C, 101,325 kPa) 7138 g/L | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Urtze-puntua | 692,68 K (419,53 °C, 787,15 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Irakite-puntua | 1.180 K (907 °C, 1.665 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Urtze-entalpia | 7,32 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lurrun-presioa
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propietate atomikoak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristal-egitura | hexagonala | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidazio-zenbakia(k) | 3 , 2 (oxido anfoterikoa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegatibotasuna | 1,65 (Paulingen eskala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionizazio-potentziala | 1.a: 906,4 kJ/mol 2.a: 1.733,3 kJ/mol 3.a: 3.833 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erradio atomikoa (batezbestekoa) | 135 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erradio atomikoa (kalkulatua) | 142 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erradio kobalentea | 131 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waalsen erradioa | 139 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Datu gehiago | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Eroankortasun termikoa | (300 K) 116 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Soinuaren abiadura | 3.850 m/s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopo egonkorrenak | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zinkaren isotopoak
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letoia, kobre eta zink proportzio ezberdinez osaturiko nahastura bat, K.a. hirugarren milurtekoan erabiltzen zen Egeon, Iraken, Arabiar Emirerri Batuetan, Kalmukian, Turkmenistanen eta Georgian eta K.a. bigarren milurtekoan Mendebaldeko Indian, Uzbekistanen, Iranen, Sirian eta Israelen.[1][2] Zink metala Indian XII. mendean hasi zen eskala handian produzitzen, nahiz eta antzinako erromatarrek eta greziarrek ezagutzen zuten.[3] Rajastaneko meatzeek zinkaren ekoizpena K.a. VI. mendean ematen zela frogatu dute.[4] Gaur egun, zinka puruaren frogarik zaharrena Zawarren (Rajasthan) aurkitutakoa da, K.a. IX. mendekoa. Zink purua erauzteko destilazio prozesu bat erabiltzen zen.[5] Alkimistek zinka erretzen zuten airean "filosofoen artilea" edo "elur zuria" deitzen zutena sortzeko.
Elementu hau ziurrenik Parazeltso alkimistak izendatu zuen alemanezko zinke hitzean oinarritua (arantza, hortza). Andreas Sigismund Marggraf aleman kimikariari esleitzen zaio 1746. urtean zink metaliko puruaren aurkikuntza. Luigi Galvani eta Alessandro Voltak zinkaren propietate elektrokimikoak aurkitu zituzten 1800. urtean. Korrosioaren aurka burdina galbanizatzea da (galbanizazio beroa) zinkaren aplikazio nagusia. Beste aplikazio batzuk bateria elektrikoak, pieza txiki ez-egiturazkoen galdaketa eta letoia bezalako meta-nahasturak dira. Zinkaren konposatu ugari erabiltzen dira, hala nola zink karbonatoa eta zinka glukonatoa (osagarri dietetikoak), zink kloruroa (desodoranteak), zink piriotinea (zahiaren aurkako xanpuak), zink sulfuroa (pintura lumineszenteetan) eta zinka metil edo zink dietila laborategi organikoetan.
Zinka funtsezko mineral bat da, jaioberrien eta ondorengo garapenaren barne.[6] Zink gabeziak bi mila milioi pertsona ingururi eragiten dio eta gaixotasun askori lotuta dago.[7] Haurretan, gabeziak hazkunde atzerapena, heltze sexualaren atzerapena, infekzio suszeptibilitatea eta beherakoa eragiten ditu.[6] Zentro erreaktiboan zink atomoak dituzten entzimak oso zabalduta daude biokimikan, hala nola, alkoholaren deshidrogenasa gizakietan.[8] Zinkaren gehiegizko kontsumoak ataxia, letargia eta kobre gabezia sor ditzake.
Metal zuri urdinxka da, airean erretzen denean gar berde urdinxka igortzen duena. Aire lehorrak ez dio erasaten, baina hezetasuna badago oxidozko edo karbonato basikozko gainazala sortzen zaio, metala isolatuz eta korrosiotik babestuz.
Metal honek erresistentzia handia dauka deformazio plastikoaren aurrean. Tenperatura igo ahala, erresistentzia murriztu egiten da; hain zuzen, zink-xaflak sortzeko 100 °C-etik gora egin behar da lan. Ezin da garraztasun bidez gogortu eta giro-tenperaturan isurpen-fenomenoa jasaten du (gainerako metal eta metal-nahastura gehienek ez bezala) eta karga txikiek deformazio ez iraunkorrak eragiten dituzte.
Zinka metal urdin-zuri, distiratsu eta diamagnetikoa da[9], metalaren ohiko erabilera komertzialek akabera matea duten arren.[10] Burdinak baino dentsitate zerbait baxuagoa eta kristal-egitura hexagonal bat du, atomo bakoitzak sei auzokide hurbilenak 265,9 pm-etan bere planoan eta beste sei distantzia handiagora 290,6 pm-tara dituelarik.[11] Metal gogorra eta hauskorra izaten da tenperatura gehienetan, baina 100 eta 150 °C artean malgua bihurtzen da.[9][10] 210 ° C gainetik, metala hauskorra bihurtzen da berriro, eta irabiatuz haustu daiteke.[12] Zinka elektrizitatearen eroale ona da.[9] Metal bat izateko, zinkak urtze (419,5 ° C) eta irakite-puntu (907 ° C) erlatiboki baxuak ditu.[13] Fusio puntua d blokeko metal guztien artean txikiena da merkurioaren eta kadmioaren ostean. Horregatik, besteak beste, zinka, kadmioa eta merkurioa sarritan ez dira d-blokeko gainontzeko metalen antzera trantsizio-metal kontsideratzen.[13]
Metal-nahastura askok zinka dute, letoia barne. Zinkarekin nahastura bitarrak sortzen dituzten beste metalak aluminioa, antimonioa, bismutoa, urrea, burdina, beruna, merkurioa, zilarra, magnesioa, kobaltoa, nikela, telurioa eta sodioa dira.[14] Zinka edo zirkonioa ferromagnetikoak ez diren arren, haien ZrZn2 nahasturak ferromagnetismoa du 35 K azpitik.[9] Zink barra batek soinu bereizgarria sortzen du tolestean, eztainuaren antzera.
Zinkak Lurraren lurrazaleko 75 ppm inguru (% 0,0075) osatzen du, eta 24. elementu ugariena da. Lurzoruak 5-770 ppm zink du, batez bestekoa 64 ppm delarik. Itsasoko urek 30 ppb baino ez dute eta atmosferak, 0,1-4 μg / m3.[15] Orokorrean beste oinarrizko metal batzuekin batera aurkitu ohi da meatan, hala nola, kobrea eta beruna.[16] Zinka kalkofilo bat da. Honek esan nahi du elementu hau mineraletan sufre eta beste kalkogeno astunago batzuekin batera aurkitzea errazagoa dela, oxigeno edo kalkogenoak ez diren halogenoekin baino. Sulfuroak lurrazala solidifikatzen joan zen heinean sortu ziren, Lurreko hasierako atmosferak eragindako erredox erreakzioen pean.[17] Esfalerita, zink sulfuro mota bat, zinka lortzeko gehien meatzen den mea da, bere zink kontzentrazioa % 60-62 artekoa izaten delako.[16]
Zinka lortzeko meatzen diren beste mineral honako hauek dira: smithsonita (zink karbonatoa), hemimorfita (zink silikatoa), wurtzita (beste zink sulfuro bat) eta, batzuetan, hidrazitina (oinarrizko zink karbonatoa).[15] Wurtzita izan ezik, beste mineral guztiak zink sulfuro primitiboen meteorizazioaren ondorioz sortu ziren.[17]
Ezagutzen diren munduko zink baliabideak 1,9-2,8 mila milioi tona ingurukoak dira.[18][19] Gordailu handiak Australia, Kanada eta Estatu Batuetan daude, eta Iranen berriz erreserbarik handienak.[17][20][21] Zinkaren oinarrizko erreserbaren azken estimazioa (gaur egungo meatzaritza eta ekoizpen praktikekin lotutako gutxieneko irizpide fisikoekin bat datorrena) 2009. urtean egin zen eta gutxi gorabehera 480 miloi tona zirela kalkulatu zen.[22] 346 milioi tona inguru meatu dira historia osoan zehar 2002ra arte, eta adituek 109-305 milioi tona erabiltzen ari direla estimatzen dute.[23][24][25]
Zinkaren bost isotopo existitzen dira naturan. 64Zn isotopoa da ugariena (% 48,63 ugaritasun naturala).[26] Isotopo honek hain semidesintegrazio-periodo luzea du, 4.3 x 1018 urtekoa,[9] bere erradioaktibitatea alde batera utzi daitekeela.[27] Era berean, 70Zn (% 0,6), 1.3 x 1016 urte bitarteko semidesintegrazio-periodoa duena, ez da erradioaktiboa kontsideratzen. Naturan aurkitzen diren gainerako isotopoak 66Zn (% 28), 67Zn (% 4) eta 68Zn (% 19) dira.
Hainbat dozena isotopo erradioaktibo kategorizatu dira. 65Zn, 243,66 eguneko semidesintegrazio-periodoarekin, aktibotasun gutxien duen erradioisotopoa da, hurrengoa 72ZN izanik, 46,5 orduko semidesintegrazio-periodoarekin.[26] Zinkak 10 isomero nuklear ditu. 69mZn isomeroak semidesintegrazio-periodo handiena du, 13,76 ordu.[26] Goi indizeko m hizkiak isotopo metaegonkorra dela adierazten du. Isotopo metaegonkor baten nukleoa kitzikatutako egoeran dago eta oinarrizko egoerara itzuliko da gamma izpi formako fotoi bat igorriz. 61Zn isomeroak kitzikatutako hiru egoera metaegonkor ditu eta 73Zn-k bi ditu.[28] 65Zn, 71Zn, 77Zn eta 78Zn isotopoek kitzikatutako egoera metaegonkor bat baino ez dute.[26]
Masa zenbakia 66 baino txikiagoa duen zinkaren erradioisotopo baten desintegrazio modurik arruntena elektroi-harrapaketa da. Elektroi-harrapaketaren ondorio den desintegrazioaren produktua kobrearen isotopo bat da. 66 masa zenbakia baino altuagoa duten zinkaren erradioisotopoen desintegrazio modu arruntena berriz, beta desintegrazioa (β−) da, galioaren isotopo bat sortzen duena.[26]
Zinkaren konfigurazio elektronikoa [Ar]3d104s2 da eta taula periodikoaren 12. taldeko kide da. Neurrizko erreaktibotasuna duen metala da eta agente murriztaile sendoa.[9] Metal puruaren gainazalak azkar galtzen du distira, azkenean babesten duen oinarrizko zink karbonato (Zn5(OH)6(CO3)2 geruza bat osatuz, atmosferako karbono dioxidoarekin erreakzionatuz.[29] Geruza honek airearekin eta urarekin gehiago ez erreakzionatzen laguntzen du.
Zinka erretzean, gar berde-urdina eta distiratsua sortzen da, zink oxido kea sortzen duena.[30] Zinkak erraz erreakzionatzen du azidoekin, alkaliekin eta beste ez-metalekin.[31] Oso purua den zinkak, giro tenperaturan, soilik azidoekin eta motel erreakzionatzen du.[30] Azido gogorrek, esate baterako, azido klorhidriko edo sulfurikoak, gainazaleko geruza erauz dezakete eta ondorengo erreakzioak, urarekin, hidrogenoaren gasa askatzen du.[30]
Zinkaren kimikan +2 oxidazio egoera nagusi da. Oxidazio-egoera horretan konposatuak sortzen direnean, kanpoko geruzako s elektroiak galdu egiten dira, konfigurazio elektronikoa [Ar]3d10 duen ioia emanez.[32] Soluzio urtsuetan, oktaedro itxurako konposatu bat [Zn(H2O)6]2+ da espezie nagusia.[33] Zinka zink kloruroarekin batera lurruntzeak, 285 ° C-tik gorako tenperaturetan, Zn2Cl2 eratzen du, +1 oxidazio-egoera duen zink konposatu bat.[30] Ez dira zinkaren konposaturik ezagutzen +1 edo +2 oxidazio egoera ez dutenak.[34] Kalkuluek adierazten dute +4 oxidazio egoera duen zink konposatu bat existitzea oso zaila dela.[35]
Zinkaren kimika lehen lerroko trantsizioko metalen, nikelaren eta kobrearen, kimikaren antzekoa da, nahiz eta betetako d-geruza bat duen eta konposatuak diamagnetikoak eta, orokorrean, kolorerik gabeak diren.[17] Zink eta magnesioaren erradio ionikoak ia berdinak dira. Horregatik, gatz baliokideek kristal egitura bera dute[9], eta erradio ionikoa faktore erabakigarri bat den beste kasuetan, zinkaren kimikak antz handia du magnesioarenarekin.[30] Beste alderdi batzuetan, lehenengo lerroko trantsizioko metalen antzekotasun gutxi dago. Zinkak N- eta S- emaileekin kobalentzia handiagoko eta konplexu egonkorragoak diren zubiak osatzen ditu.[17]
Zink(I) konposatuak arraroak dira eta oxidazio egoera baxua egonkortzeko ligand handiak behar dituzte. Zink(I) konposatu gehienek formalki [Zn2]2+ nukleoa dute, [Hg2]2+ katioi dimerialaren antzekoa dena, merkurio(I) konposatuetan agertzen dena. Ioiaren izaera diamagnetikoak egitura dimerikoa berretsi egiten du. Zn-Zn lotura duen lehen zink(I) konposatua, (η5-C5Me5)2Zn2, lehen dimetalozenoa da ere. [Zn2]2+ ioia azkar zink metalera eta zink(II) ioira deskonposatzen da, eta oso egoera konkretuetan lortu da soilik.[36]
Zinkaren konposatu bitarrak metaloide eta gas nobleak ez diren ez-metal gehienentzat ezagutzen dira. ZnO oxidoa soluzio urtsu neutroetan ia disolbaezina den hauts zuria da, baina anfoterikoa da, indartsuak diren soluzio basiko eta azidoetan disolbatzen baita.[30] Beste kalkogenoek (ZnS, ZnSe eta ZnTe) elektronika eta optikan aplikazio askotarikoak dituzte.[37] Pniktogenoak (Zn3N2, Zn3P2, Zn3As2 eta Zn3Sb2),[38][39] peroxidoa (ZnO2), hidruroa (ZnH2) eta karburoa (ZnC2) ere ezagutzen dira.[40] Lau haluroen artean, ZnF2k du izaera ionikoena, beste batzuek (ZnCl2, ZnBr2 eta ZnI2) urtze puntu nahiko baxuak dituzte eta kobalenteen antz handiagoa dutela esan ohi da.[17]
Zn2+ ioiak dituzten soluzio basiko ahuletan, Zn(OH)2 hidroxidoa prezipitatu zuri gisa sortzen da. Soluzio alkalino indartsuagoetan, hidroxidoa disolbatu egiten da zinkatinak osatzeko ([Zn(OH)4]2-).[17] Zn(NO3)2 nitratoa, Zn(ClO3)2 kloratoa, ZnSO4 sulfatoa, Zn3(PO4)2 fosfatoa, ZnMoO4 molibdatoa, Zn(CN)2 zianuroa, Zn(AsO4)2·8H2O arsenatoa eta ZnCrO4 kromatoa (kolorea duen zinkaren konposatu bakanetako bat) zinkaren beste konposatu ez-organikoen adibide batzuk dira.[41][42] Zinkaren konposatu organiko baten adibide errazena azetatoa da (Zn(O2CCH3)2).
Antzinako garaietako zink ez-puruaren erabilerari buruzko zenbait adibide isolatu aurkitu dira. Zink meak zink-kobre nahasturazko letoia egiteko erabiltzen ziren zinka elementu isolatu gisa aurkitu baino milaka urte lehenago. K.a. XIV. mende eta X. mende bitarteko letoi judearrak % 23 zinka du.[17]
Letoia egiteko jakituria antzinako Greziara hedatu zen K.a. VII. mendean, baina gutxi erabili zen.[2] % 80-90 zink duten metal-nahasturaz (falta den ehunekoa berun, burdina, antimonio eta beste metalez osatua) eginiko apaingarriak aurkitu dira, duela 2.500 urtekoak.[16] % 87,5 zinka duen estatuatxo bat aurkitu zen daziar aztarnategi batean, ziurrenik historiaurrekoa dena.[43]
Ezagutzen diren pilula zaharrenak zink karbonatoak erabiliz eginak dira, hidrozinzita eta smithsonita. Pilulak mindutako begientzat erabiltzen ziren eta Relitto del Pozzino erromatar ontzian aurkitu ziren, K.a. 140 urtean hondoratu zena.[44][45]
Letoiaren fabrikazioa erromatarrek K.a. 30. urterako ezagutzen zuten.[15] Letoia egiteko kalamina hautsa (zink silikato edo karbonatoa), ikatza eta kobrea elkarrekin arragoa batean berotuz egiten zuten.[15] Ondoren, kalamina letoia moldatzen zuten armak egiteko erabiltzeko.[46] Erromatarrek garai kristauan egindako txanpon batzuk ziurrenik kalamina letoizkoak dira.[47]
Estrabonek K.a. I. mendean (baina K.a. IV. mendeko Teoponpo historialariaren lana aipatuz, orain galdutakoa) "gezurrezko zilar tantak" aipatzen ditu, kobrearekin nahastean letoia sortzen dutenak. Erreferentzia hau zink kantitate txikiei buruzkoa izan daiteke, sulfuro meak galdatzean sortutako hondakina.[48] Era honetan lortutako zinka askotan baztertu egiten zen, baliogabekoa zelakoan.[43]
Berne zink taula zinkaren nahastura batez eginiko pieza bat da, Galia erromatar garaikoa.[49]
Charaka Samhita testuak, 300 eta 500 urteen bitartean idatzi zela uste denak[50], metal bat aipatzen du, oxidatzerakoan pushpanjan deiturikoa sortzen duena. Zink oxidoa dela uste da.[48] Zawarko zink meatzeak, Udaipurretik gertu, Mauryar arotik aktiboak izan dira. Bertan zink metalaren galdaketa, ordea, XII. mende inguruan hasi zela dirudi.[51][52] Estimazio baten arabera, kokapen honetan milioi bat tona zink metaliko eta zink oxido sortu ziren XII eta XVI mendeen artean.[15] Beste estimazio batek 60.000 tona zink metalikoa ekoitzi zirela dio, garai berdinean.[51] Rasaratna Samuccaya testuak, XIII. mendean idatzia, zinka zuten bi motatako meak aipatzen ditu: bat metala erauzteko erabiltzen zena eta beste bat eta helburu sendagarrietarako erabiltzen zena.[53]
Madanapala (Taka dinastia) hindu erregearen medikuntza Lexiconean, zinka Yasada edo Jasada izendapena zuen metal gisa jasotzen zen. 1374. urte inguruan idatzi zen.[54] Kalamina artilea eta beste substantzia organikoak erabiliz erredukzionatuta zink ez-puruaren galdaketa eta erauzketa XIII. mendean lortu zen Indian.[9][55] Txinatarrek ez zuten teknika hau ikasi XVII. mendera arte.[55]
.svg)
Alkimistek zink metala airean erretzen zuten eta kondentsadore bat erabiliz sortzen zen zink oxidoa biltzen zuten. Zenbait alkimistek zink oxido honi lana philosophica deitzen zioten, "filosofoaren artilea" esan nahi duena latinez. Artile itsurako xerloak zirelako eman zioten izen hori, nahiz eta beste batzuentzat elur zuria zirudien eta nix album izena ematen zioten.[56]
Metalaren izena seguruenik Parazeltsok dokumentatu zuen lehenik, Suitzan jaiotako alkimista alemaniarrak. Metalari zinkum edo zinken deitu zion bere Liber Mineralium II liburuan, XVI. mendean.[57][55] Hitza alemanezko zinke hitzetik eratorria da ziurrenik, eta ustez "hortz-itxurakoa edo zorrotza" esan nahi zuen (zink metalezko kristalek orratz itxura dute).[58] Baliteke baita ere zink hitzak "eztainu itxurako" esan nahi izatea, eztainua alemanez zinn esaten baita.[59] Beste aukera bat ere bada: سنگ seng persierazko hitzetik eratorria izatea, harria esanahia duena.[60]
Andreas Libavius alemaniarrak 1596. urtean portugaldarrei harrapatutako merkantzia-ontzi batetik "calay" izendatu zuen produktu baten kantitate bat jaso zuen.[61] Libaviusek laginaren propietateak deskribatu zituen, zinka izan zitekeelarik. Zinka Europara Ekialdetik inportatzen zen erregularki XVII. mendean eta XVIII. mendearen hasieran[55], baina batzuetan oso garestia zen.
Zink metalikoa Indian 1300. urtean isolatu zen[62][63][64], Mendebaldean baino askoz lehenago. Europan isolatu aurretik, Indiatik inportatu zen 1600. urte inguruan.[65] Postlewayten Universal Dictionaryk, Europako informazio teknologikoa ematen duen iturri garaikideak, ez zuen zinka 1751 baino lehenago aipatzen, baina elementua lehenago ikertu zen.[53][66]
P. M. de Respour alkimista flandiarrak zink oxidotik zink metalikoa erauzi zuela jakinarazi zuen 1668an.[15] XVIII. mendearen hasieran, Étienne François Geoffroyk deskribatu zuen nola zink oxidoa kristal horietan kondentsatzen den, galdatzen ari den zink mea gainean jarritako burdin barretan.[15] Britainia Handian, John Lanek zinka galdatzeko esperimentuak egin zituztela esaten da. Ziurrenik Landoren egin zituen, bere 1726ko porrotaren aurretik.[67]
Britainia Handian 1738an, William Championek kalaminatik zinka erauzteko prozesu bat patentatu zuen.[68] Bere teknika Rajastaneko zink meatzetan erabiltzen zenaren antzekoa zen, baina ez dirudi zonalde hori bisitatu zuenik.[65] Championen prozesua 1851. urteraino erabili zen.[55]
Andreas Marggraf kimikari alemaniarra hartzen da zink metal purua isolatu zuen lehen pertsona gisa, nahiz eta Anton von Swab kimikari suediarrak kalaminatik zinka destilatu zuen lau urte lehenago.[55] Bere 1746ko esperimentuan, Marggrafek kalamina eta ikatz nahasketa bat berotu zuen itxitako ontzi batean, kobrerik gabe, metal bat lortzeko.[43] Prozedura hau komertzialki praktikoa bihurtu zen 1752. urterako.[10]
.jpg)
William Champion anaiak, Johnek, zink sulfitoa kaltzinatzeko prozesu bat patentatu zuen 1758an. Prozesu honetan oxido bat sortzen zen, gero erretorta prozesuan erabili ahal zena.[16] Honen aurretik, zinka ekoizteko soilik kalamina erabiltzen zen. 1798an, Johann Christian Rubergek galdaketa prozesua hobetu zuen, lehen galdatze erretorta horizontala eraikiz.[69] Jean-Jacques Daniel Donyk antzeko makina bat eraiki zuen Belgikan, zink gehiago prozesatzen zuena.[55] Luigi Galvani mediku italiarrak 1780an aurkikuntza garrantzitsua egin zuen: berriki disekatutako igel baten bizkarrezur-muina burdin barra bati letoizko kako batez lotzerakoan, igelaren hanka uzkurtu egiten zen.[70] Era oker batean, nerbio eta muskuluek elektrizitatea sortzeko modu bat aurkitu zuela pentsatu zuen eta efektuari “animalien elektrizitatea” deitu zion.[71] Gelaxka galbanikoa eta galbanizazio prozesua Luigi Galvaniren omenez izendatu ziren, eta bere aurkikuntzek bateria elektrikoetarako, galbanizazioetarako eta babes katodikoetarako bidea ireki zuten.[71]
Galvaniren lagun Alessandro Voltak efektua ikertzen jarraitu zuen eta pila voltaikoa asmatu zuen 1800. urtean.[70] Voltaren pilaren oinarrizko unitatea gelaxka galbaniko sinplifikatua zen: kobre eta zink plakak elektrolito batez bereiziak eta eroale bati kanpotik konektatuta. Unitateak serialki pilatuta zeuden, zelula voltaikoa egiteko. Elektrizitatea ekoizteko, elektroiak zinketik kobrera zuzentzen ziren eta zinka jatea ahalbidetuz.[70]
Zinkaren izaera ez-magnetikoak eta soluzioetan kolorerik ez izateak, biokimikan eta elikaduran zuen garrantziaren aurkikuntza atzeratu zuten.[72] Hau 1940. urtean aldatu zen, anhidrasa karbonikoak, karbono dioxidoa odoletik ateratzen duen entzima batek, bere gune aktiboan zinka zuela ikusi zenean.[72] Karboxipeptidasa entzima digestiboa zinka zuen bigarren entzima ezaguna bihurtu zen 1955ean.[72]
Zinka laugarren metal erabiliena da, burdina, aluminioa eta kobrearen atzetik. 13 milioi tona inguru ekoizten dira urtero.[18] Munduko zink ekoizle handiena Nyrstar da, Australiako OZ Minerals eta Belgikako Umicore enpresen elkarketatik sortua.[74] Munduko zinkaren % 70a meatzaritzatik lortzen da, gainerako % 30a zinka birziklatzetik dator.[75] Komertzialki purua den zinka Goi Maila Berezi bezala ezagutzen da (ingelesez, Special High Grade edo SHG), eta % 99.995eko purutasuna du.[76]
Mundu mailan, zink berriaren % 95 sulfuro mea gordailuetatik ateratzen da, eta horietan esfalerita (ZnS) kobre, berun eta burdin sulfuroekin nahastua egoten da ia beti.[77] Zink minak mundu osoan zehar sakabanatuta daude, Txina, Australia eta Perun daudelarik eremu nagusiak. Txinak 2014. urtean munudko zink ekoizpenaren % 38 ekoiztu zen.[22]
Zink metala meatzaritza erabiliz produzitzen da.[78] Mea fin-fin birrindu egiten da; ondoren, flotazio prozesuan sartzen da mineralak gangatik bereizteko (hidrofobizitatearen propietatean oinarrituta), zink sulfuro mea kontzentratu bat lortzeko.[78] Ore honek % 50a zinka, % 32 sufrea, % 13 burdina eta % 5 SiO2 du.[78]
Txigortzeak zink sulfuro kontzentratuta zink oxido bihurtzen du:[77]
Sufre dioxidoa azido sulfurikoa ekoizteko erabiltzen da, lixibiatzeko prozesurako beharrezkoa dena. Zink karbonatoa edo zink silikatoa (Namibiako Skorpion Gordailuan adibidez) erabiltzen badira zinkaren ekoizpenean, txigortzea alde batera utzi daiteke.[79]
Ekoizpenean jarraitzeko bi oinarrizko metodo erabiltzen dira: pirometalurgia edo elektrohigadura. Pirometalurgiak zink oxido karbono edo karbono monoxidoan erreduzitzen du 950 °Cko tenperaturan metalera. Zink lurrun bezala destilatzen da beste metaletatik banatzeko, tenperatura horietan lurruntzen ez direnak.[80] Zink lurruna kondentsadore batean biltzen da.[77] Ondorengo ekuazioek prozesu hau deskribatzen dute:[77]
Elektrohigaduran, zinka azido sulfurikoaren bidez lixibiatzen da meatik:[81]
Azkenik, zinka elektrolisi bidez erreduzitzen da.[77]
Azido sulfurikoa berreskuratzen eta birziklatu egiten da lixibiatze prozesuan berrerabiltzeko.
Galbanizatutako lehengai arku elektrikozko labe batera botatzen denean, zinka hautsetik berreskuratzen da hainbat prozesu bidez, batez ere Waelz prozesua (2014ean, % 90).[82]
Zink sulfuriko duten meak birfintzean, sufre dioxidoaren eta kadmio lurrun bolumen handiak sortzen diru. Galdaketa zepek eta beste hondakinek metal kantitate handiak dituzte. 1,1 miloi tona zink metaliko eta 130 mila tona berun inguru meatu eta galdatu ziren La Calamine eta Plombières belgikar herrietan 1806 eta 1882 bitartean.[83] Iraganeko meatzaritza-operazioek zinka eta kadmioa askatzen dute, eta Geul ibaiaren sedimentuak metal kantitate handiak dituzte.[83] Duela bi mila urte inguru, meatzaritza eta galdaketaren eraginez sortutako zink emisioak urtean 10 mila tona inguru ziren. 1850. hamarkadatik aurrera 10 bider handitu ondoren, zink emisioak urtean 3.4 milioi tona izatera iritsi ziren 80.ko hamarkadan. 1990eko hamarkadan, 2,7 miloi tonetara jaitsi ziren. Hala ere, 2005. urtean Artikoko troposferari buruz egindako ikerketa batek erakutsi zuen bertako kontzentrazioek ez zutela gainbehera islatzen. Emisio antropogeno eta naturalen arteko ratioa 20-1ekoa da.[84]
Industria eta meatzaritza eremuetatik igarotzen diren ibaietan zink kontzentrazioa 20 ppm-koa izan daiteke.[15] Hondakin tratamendu eraginkorrak asko murrizten ditu kopuru hauek: Rhin ibaian egindako tratamenduak, esate baterako, zinkaren maila 50 ppb-ra jaitsi du.[15] Kutsadura honek eraginak izan ditzake: kontzentrazioak 2 ppm-ra iristen badira, arrainek odolean eraman dezaketen oxigenoaren kantitatean eragiten du.[85]
Zinkaren meatzaritzak, birfintzeak edota zinka duten lohiekin lurra fertilizatzeak lurrak kutsatzen ditu. Lur kilo lehor bakoitzeko hainbat zink gramo izatera iritsi daitezke. 500 ppm baino gehiago dituzten lurretan, landareek beste ezinbesteko metal batzuk (hala nola, burdina eta manganesoa) xurgatzeko duten gaitasuna kaltetu egiten da. 2000 ppm-tik 180.000 ppm-rako (% 18) zink mailak erregistratu dira lurzoru lagin batzuetan.[15]
Zinkaren aplikazio nagusiak (AEBetako portzentaiak dira)[90]
Zinka korrosioaren aurkako agente gisa erabiltzen da gehien[17], eta galbanizazioa (burdina edo altzairuaren estaldura) forma ezagunena da. 2009an, Ameriketako Estatu Batuetan, erabilitako zink metalaren % 55a edo 893.000 tona, galbanizaziorako erabili ziren.[90]
Zinka burdina edo altzairua baino erreaktiboagoa da eta, beraz, tokiko oxidazio ia guztiak erakartzen ditu, korrosioak guztiz jaten duen arte.[91] Oxido eta karbonatozko (Zn5(OH)6(CO3)2) babes geruza bat sortzen da gainazalean, zinkak korrosioa jasaten duen heinean.[16] Babes honek zink geruza urratzen denean ere irauten du, baina degradatzen joaten da zinkak korrosioa jasaten duen heinean.[16] Zinka elektrokimikoki aplikatzen da edo urtutako zink moduan, urtze-galbanizazioaz edota lainoztatzeaz. Galbanizazioa kate lotura hesietan, babes barandetan, esekidura-zubietan, argiztapenetan, metalezko teilatuetan eta autoen gorputzetan erabiltzen da.[15]
Zinkaren erreaktibotasun erlatiboak eta bere oxidazioa erakartzeko gaitasunak babes katodikoan (BK) erabiltzeko babes anodo eraginkorra egiten du. Esate baterako, lurperatutako kanalizazio baten babes katodikoa zinkarekin egindako anodoak kanalizaziora konektatzen lortzen da.[16] Zinkak anodo gisa jokatzen du (negatiboa den bornea), pixkanaka korrosioa jasanez korronte elektrikoa altzairuzko kanalizaziora igortzen duen bitartean.[16] Zinka itsasoko uren esposizioa jasaten duten metalak katodikoki babesteko ere erabiltzen da.[92] Zink disko bat itsasontzi baten burdinazko lemari atxikitzen bazaio, astiro jasango du korrosioa lema oso-osorik mantentzen diren bitartean.[91] Era berean, helize bati edo gilaren metalezko babesari atxikitako zink estalki batek aldi baterako babesa eskaintzen du.
-0.76 volteko oinarrizko elektrodo potentzialarekin, zinka baterientzako anodo material gisa erabiltzen da (erreaktiboagoa den litioa (SEP -3.04 V) litiozko baterien anodoentzat erabiltzen da). Zink hautsa era honetan erabiltzen da bateria alkalinoetan eta zink-karbono baterietako zorroa (anodo gisa funtzionatzen duena era berean) zink xafla batez osatua dago.[93][94] Zinka zink-aire bateriaren anodo edo erregai gisa ere erabiltzen da.[95][96][97] Zink-zerio erredox fluxu-bateriak ere zinkean oinarritutako erdi-zelula negatiboetan oinarritzen dira.[98]
Oso erabilia den zink-nahastura bat letoia da. Nahastura honetan kobrea % 3 eta % 45 arteko edozein zink kopururekin aleatzen da, letoi motaren arabera.[16] Letoia oro har, kobrea baino harikorragoa eta duktilagoa da, eta korrosioarekiko erresistentzia handiagoa du.[16] Propietate hauek erabilgarria egiten dute komunikazio ekipamendu, hardware, musika tresna eta ur-balbuletan.[16]
Asko erabiltzen diren beste zink-nahastura batzuk, nikel zilarra, aluminio soldadura eta brontze komertziala dira.[9] Zinka kanalizazio garaikideetan ere erabiltzen da, tradizionalki erabilitako berun/eztainu nahasturaren ordez.[99] % 85-88 zinka, % 4-10 kobrea eta % 2-8 aluminioa duten nahasturek makina-errodamendu mota batzuetan erabilera mugatua dute. Zinka AEBtako zentimo bateko txanponetako metal nagusia da 1982tik.[100] Zink nukleoa kobrezko geruza mehe batez estalita dago, kobrezko txanpon baten itxura emateko. 1994. urtean, 33.200 tona zink erabili ziren Ameriketako Estatu Batuetan 13,6 mila milioi txanpon ekoizteko.[101]
Kobrea, aluminioa eta magnesioa kantitate txikietan duten nahasturak erabilgarriak dira hainbat galdaketa motatarako, bereziki automobilgintza, elektrizitate eta hardware industrietan.[9] Zamak izenarekin merkaturatzen dira metal-nahastura hauek.[102] Honen adibide bat zink aluminioa da. Bere urtze puntu baxuak, bere biskositate baxuarekin bat, forma txiki eta korapilatuak ekoizteko aukera ematen du. Laneko tenperatura baxuak galdaketa produktuen hozte azkarra dakar, eta honek muntai ekoizpen azkarrak.[9][103] Beste nahastura batek, Prestal izenarekin merkaturatzen denak, % 78 zink eta % 22 aluminioa dauka, eta altzairua bezain sendoa, baina plastikoa bezain malgua dela esaten da.
