Главная / Рефераты / Рефераты по химии
Реферат: Цинк
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
Московская Государственная Академия Приборостроения и Информатики.
ЦИНК.
Студент: Жариков С.А.
Факультет: ТИ-6
Преподаватель: Мосина Г.Н.
Москва 2001.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Z=30 атомный вес = 65,37 валентность II заряд 2+ массовые числа основных природных изотопов: 64, 66, 68, 67, 70 электронная структура атома цинка: KLM 4s2
((((((((((
3d10
((
4s2
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА.
С древних времён известны латуни, являющиеся сплавами Cu-Zn. Металлический цинк впервые получен в 1746 году в Англии нагреванием каламина с древесным углём.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ В ПРИРОДЕ.
В природе цинк находиться только в виде соединений.
СФАЛЕРИТ (цинковая обманка, ZnS) имеет вид кубических жёлтых или коричневых кристаллов; плотность 3,9-4,2 г/см3 , твёрдость 3-4 по шкале Мооса. В качестве примесей содержит кадмий, индий, галлий, марганец, ртуть, германий, железо, медь, олово, свинец.
В кристаллической решётке сфалерита атомы цинка чередуются с атомами серы и наоборот. Атомы серы в решётке образуют кубическую упаковку. Атом цинка располагается в этих тетраэдрических пустотах.
ВЮРТЦИТ (ZnS) представляет собой коричнево-чёрные гексагональные кристаллы, плотностью 3,98 г/см3 и твердостью 3,5-4 по шкале Мооса. Обычно содержит цинка больше чем сфалерит. В решётке вюртцита каждый атом цинка тетраэдрически окружён четырьмя атомами серы и наоборот. Расположение слоёв вюртцита отличается от расположения слоёв сфалерита.
СМИТСОНИТ (цинковый шпат, ZnCO3) встречается в виде белых (зелёных, серых, коричневых в зависимости от примесей) тригональных кристаллов плотностью
4,3-4,5 г/см3 и твёрдостью 5 по шкале Мооса.
КАЛАМИН (Zn2SiO4*H2O*ZnCO3 или Zn4[Si2O7](OH)4*H2O*ZnCO3) представляет собой смесь карбоната и силиката цинка; образует белые (зелёные, синие, жёлтые, коричневые в зависимости от примесей) ромбические кристаллы плотностью 3,4-3,5 г/см3 и твёрдостью 4,5-5 по шкале Мооса.
ВИЛЛЕМИТ (Zn2SiO4) залегает в виде бесцветных или жёлто-коричневых ромбоэдрических кристаллов плотностью 3,89-4,18 г/см3 и твёрдостью 5-5,5 по шкале Мооса.
ЦИНКИТ (Zn O) - гексагональные кристаллы жёлтого, оранжевого или красного цвета с решёткой типа вюртцита и твёрдостью 4-4,5 по шкале Мооса.
ГАНИТ (Zn[Al2O4]) имеет вид тёмно-зелёных кристаллов плотностью 4-4,6 г/см3 и твёрдостью 7,5-8 по шкале Мооса.
Помимо приведённых, известны и другие минералы цинка: монгеймит (Zn, Fe)CO3 гидроцикит ZnCO3*2Zn(OH)2 трустит (Zn, Mn)SiO4 гетеролит Zn[Mn2O4] франклинит (Zn, Mn)[Fe2O4] халькофанит (Mn, Zn) Mn2O5*2H2O госларит ZnSO4*7H2O цинкхальканит (Zn, Cu)SO4*5H2O адамин Zn2(AsO4)OH тарбуттит Zn2(PO4)OH деклуазит (Zn, Cu)Pb(VO4)OH леграндит Zn3(AsO4)2*3H2O гопеит Zn3(PO4)*4H2O
ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЦИНКА.
Цинк добывают из концентратов сфалерита, смитсонита и каламина.
Сульфидные полиметаллические руды, которые содержат пирит Fe2S, галеннит
PbS, халькопирит CuFeS2 и в меньшем количестве сфалерит после измельчения и размалывания подвергают обогащению сфалеритом методом селективной флотации.
Если руда содержит магнетит, то для его удаления используют магнитный метод.
При прокаливании (700() концентратов сульфида цинка в специальных печах, образуется ZnO, который служит для получения металлического цинка.
2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2+221 ккал
Для превращения ZnS в ZnO измельчённые концентраты сфалерита предварительно нагревают в специальных печах горячим воздухом
Окись цинка также получают прокаливанием смитсонита при 300(.
Металлический цинк получают путём восстановления окиси цинка углеродом
ZnO+C(Zn+CO-57 ккал
водородом
ZnO+H2(Zn+H2O
ферросилицием
ZnO+FeSi(2Zn+Fe+SiO2 метаном
2ZnO+CH4(2Zn+H2O+C
окисью углерода
ZnO+CO(Zn+CO2
карбидом кальция
ZnO+CaC2(Zn+CaS+C
Металлический цинк также можно получить сильным нагреванием ZnS с железом, с углеродом в присутствии CaO, с карбидом кальция
ZnS+CaC2(Zn+CaS+C
ZnS+Fe(2Zn+FeS
2ZnS+2CaO+7C(Zn+2CaC2+2CO+CS2
Металлургический процесс получения металлического цинка, применяемый в промышленном масштабе, заключается в восстановлении ZnO углеродом при нагревании. В результате этого процесса ZnO восстанавливается не полностью, теряется некоторое количество цинка, идущего на образование Zn[Al2O4], и получают загрязнённый цинк.
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Цинк - блестящий серебристый белый металл с плотностью 7,13 г/ см3 при 20(
(тяжелый металл), температура плавления 419,44(, температура кипения 906(, твердость 2,5 - 2,9 по шкале Мооса. Имеет плотную гексагональную структуру кристаллов. Цинк становится при 100 - 150( и хрупким - выше 200(, он геомагнитен и имеет пять природных изотопов.
С химической точки зрения цинк менее активен, чем щелочные и щелочноземельные металлы, и более активен, чем олово, свинец, медь, ртуть, серебро, золото.
При сильном нагревании цинк воспламеняется и горит сине-зеленым пламенем.
Zn + 1/2 O2 = ZnO +83,5 ккал
Цинк окисляется кислородом воздуха при нагревании выше 225(, а в токе сухого кислорода выше 150(.
Металлический цинк не разлагает воду при комнатной температуре или кипячении, поскольку в присутствии воды поверхность цинка покрывается
Zn(OH)2, который препятствует дальнейшему разрушению металла.
Цинк, нагретый почти до температуры плавления, энергично разлагает поры воды с образованием ZnO и H2.
Zn + H2O ( ZnO + H2
При комнатной температуре во влажном воздухе галогены образуют с цинком соответствующие гологениды. В сухом состоянии гологены взаимодействуют с металлическим цинком при высокой температуре.
Zn + F 2 = Zn F2 + 172,7 ккал
Zn + Cl2 = ZnCl2+99,55 ккал
Zn +Br2 =ZnBr2 +78,4 ккал
Zn + I2 = ZnI2 + 49,8 ккал
Нагревание порошкообразного цинка порошком серы приводит к образованию ZnS.
Zn + S = ZnS + 44 ккал
Под действием сероводорода поверхность металлического цинка покрывается плотной защитной плёнкой ZnS.
Zn+H2S ( ZnS + H2
Двуокись серы во влажной атмосфере и хлористый тионил взаимодействуют с цинком при нагревании.
3Zn + SO...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2010.10.21
Просмотров: 1182
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
