Zink (element)
Zink is een scheikundig element met symbool Zn en atoomnummer 30. Het is een blauw/wit overgangsmetaal.
Inhoud |
[bewerk] Ontdekking
Zinklegeringen worden al eeuwen lang gebruikt. In Palestina en het vroegere Transsylvanië zijn objecten gevonden die tot 87% zink bevatten en dateren uit 1400 v. Chr. Rond het jaar 1000 was men in India en China al in staat zink te smelten en gedeeltelijk te zuiveren. Aan het einde van de 14e eeuw konden Hindoestanen zink onderscheiden van de toen al bekende andere metalen. In de Westerse Wereld wordt de ontdekking van zink veelal toegeschreven aan de Duitser Andreas Marggraf in het jaar 1746. Hij gaf het metaal de huidige naam 'zink'.
De reden dat men in Europa pas in de 18e eeuw zink leerde maken, terwijl messing ("geel koper"), een legering van koper en zink, al vele eeuwen bekend was, is gelegen in de hierna genoemde moeilijkheid bij het bereiden van dit metaal. Zink wordt al bij betrekkelijk lage temperatuur (ca. 1180 graden Celsius) een gas. In de ovens waarin zinkerts met koolstof verhit wordt, heeft het metaal dus de neiging om in gasvormige toestand met de uitlaatgassen te ontwijken. Als men evenwel een mengsel van kopererts en zinkerts gebruikte, werd de zinkdamp meteen in het vloeibare koper opgelost. Daarom bood het maken van messing geen probleem. In India en China had men al omstreeks 1100 ontdekt dat men het metaal kon winnen door een relatief koud voorwerp (bijv. een aardenwerken pot) in de gasvormig zink bevattende uitlaatgassen te steken. De zinkdamp slaat dan op dit voorwerp neer. Tussen 1600 en 1750 werd zink (in betrekkelijk kleine hoeveelheden) uit India en China naar het op dit punt technologisch "achterlijke" Europa geëxporteerd.
[bewerk] Toepassingen
In de industrie wordt zink veelal gebruikt in legeringen. Enkele belangrijke toepassingen zijn:
- Bescherming tegen corrosie door verzinken
- Voor messing, zilvernikkel en soldeertin
- In batterijen
- Zinkoxide wordt in de verfindustrie gebruikt als kleurstof
- In de geneeskunde wordt zinkoxide gebruikt als werkzaam onderdeel van diverse zalven bij eczeem. Het heeft een indrogende, verkoelende en adstringerende (samentrekkende) werking
- Bij de bewerking van rubber wordt zinkoxide als katalysator gebruikt
- In de organische chemie wordt dimethylzink (Zn(CH3)2) gebruikt voor verschillende syntheses.
Zink is een belangrijk biologisch sporenelement.
[bewerk] Opmerkelijke eigenschappen
Het metaal is blauwig wit en redelijk stabiel aan de lucht, hoewel het roodheet kan branden. Het is een redelijk goede geleider en het is verhoudingsgewijs vrij vluchtig: het kookpunt ligt bij slechts 907°C. Dat maakt zinkhoudende legeringen ongeschikt voor toepassing in de ultrahoogvacuüm techniek. Daarbuiten worden zij echter bijzonder veel toegepast. Het metaal zelf wordt wel toegepast in de bouw voor het waterdicht maken van daken. In de Tweede Wereldoorlog werd het in bezet Nederland zelfs als muntmetaal gebruikt. Deze munten werden in de volksmond wel zinkstukken genoemd.
Zinkchemie wordt beheerst door de 3d104s2 configuratie van het metaal. De 3s-schil is vol en gedraagt zich bij zink voor het eerst geheel als binnenschil. XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) laat zien dat de 3d elektronen ongeveer 10 eV onder het Fermi-niveau liggen. Dientengevolge zijn alleen de twee 4s elektronen beschikbaar voor wisselwerking met andere atomen en gedraagt het element zich als een post-overgangsmetaal (een hoofdgroepmetaal). Het oxidatiegetal is uitsluitend +2 en de chemie gelijkt op die van magnesium, hoewel het element wat edeler is.
In de omgeving van zinkmijnen of andere zinkhoudende grond ontwikkelt zich soms een speciale plantengroei, de zinkflora. Een voorbeeld hiervan is het zinkviooltje
[bewerk] Verschijning
Zink werd in India al in de 13e eeuw uit het mineraal calamien gewonnen door het met organisch materiaal (wol) te verhitten. Het komt vrij veel voor in ertsen als sfaleriet (of zinkblende, ZnS), smithsoniet (een carbonaat) en calamien (een silicaat).
[bewerk] Isotopen
| Meest stabiele isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 64Zn | 48,6 | stabiel met 34 neutronen | |||
| 65Zn | syn | 244,26 d | EV | 1,351 | 65Cu |
| 66Zn | 27,9 | stabiel met 36 neutronen | |||
| 67Zn | 4,1 | stabiel met 37 neutronen | |||
| 68Zn | 18,8 | stabiel met 38 neutronen | |||
| 70Zn | 0,6 | 5×1014 j | ?? | 6,739 | ???? |
In de natuur komt zink op aarde als vier stabiele isotopen voor: 64Zn, 66Zn, 67Zn en 68Zn, waarbij 64Zn met 48,6% het grootste deel uitmaakt. Daarnaast kunnen er 22 radioactieve isotopen worden onderscheiden met halfwaardetijden variërend van enkele milliseconden tot ruim 244 dagen voor 65Zn.
[bewerk] Toxicologie en veiligheid
Metallisch zink is niet giftig, maar zinkoxide dient wel als giftig te worden beschouwd.
[bewerk] Zie ook
| Scheikundige Elementen en Isotopen |
| Periodiek systeem: Standaard | Alternatief | Elektronenconfiguratie |
| Isotopentabel: Op element: Compleet | In delen | Op atoommassa |
| Lijst met elementen: Op naam | Op symbool | Op nummer |
