Цинк

Цинк, металл, принадлежащий ко II группе периодической системы элементов, Zn = 65,37 (О = 16), порядковое число 30,  температура плавления 419,4°, точка кипения под атмосферным давлением 930°, при разрежении катодных лучей перегоняется при 550°; в газообразном состоянии молекула цинка состоит из одного атома. Удельный вес d 20°/4° для непрессованного металла — 6,922, для прессованного — 7,2. Цинк в природе встречается в виде цинковой обманки ZnS, галмея H₂Zn₂ SiO₅ и цинкового шпата ZnСО₃. Свободный металл добывался в Китае и Индии еще в XIII в. В Европе, в Швеции, в XV в. получали из галмея латунь (сплав цинка с медью); из галмея же Парацельс впервые выделил цинк. Однако, получение металлического цинк в Европе заводским путем относится только к 1807 г., когда была доказана летучесть цинка. При нагревании цинковых руд с углем получающаяся окись цинка легко восстанавливается в металлический цинк, возгоняющий в виде паров, которые легко обращаются в жидкое, а затем в твердое состояние. Процесс ведут в глиняных ретортах, газообразные продукты реакции идут по нисходящей трубке и затем охлаждаются, причем пары цинка дают мелкий порошок цинк или цинковую пыль, которая затем плавится, и такой жидкий цинк отливается в плиты, в виде которых и идет в торговлю. Продажный цинк содержит от 97 до 98% цинка, от 1 до 3% свинца и мышьяка, так что при растворении продажного цинка в кислотах выделяется мышьяковистый водород. При повторной перегонке получается более чистый цинк. Наиболее чистый цинк (99,9%) получается электролизом раствора хлористого цинка, причем анодом служит неочищенный цинк, а на  катоде выделяется чистый цинк. Общая добыча цинка в 1926 г. достигала свыше 1 260 тыс. тонн, из них 44% доставляли Соединенные Штаты, 15% — Бельгия, 10% — Польша, 6% — Франция, по 5% — Германия и Канада и т. д. (о производстве и потреблении цинка с 1913 по 1920 гг. см. XL, приложение современное состояние важнейших государств, 18).

Цинк  представляет белый металл кристаллического сложения, хрупкий при обыкновенной и более низкой температурах, нагретый между 100 и 150° легко вальцуется в листья и вытягивается в проволоки, при 250° цинк становится опять хрупким и может быть легко истолчен в мелкую пыль. На воздухе цинк легко окисляется с поверхности в окись цинка, переходящую в основную углекислую соль, покрывающую плотным слоем поверхность и таким образом прекращающую доступ воздуха внутрь и дальнейшее окисление. Этим пользуются для покрытия цинком железа (оцинкованное железо). Нагретый на воздухе до кипения цинк загорается ярким синеватым пламенем, образуя рыхлую белую массу окиси цинка ZnO.

Сплавы цинка: томпак — до 18% цинка, остальное медь, латунь — 18—50% цинка. Химически чистый цинк, опущенный в чистую серную кислоту, не выделяет водорода, но если его привести в соприкосновение с платиновой проволокой, медью, железом или же прибавить к серной кислоте несколько капель CuSО₄, отчего цинк покроется слоем меди (CuSО₄ + Zn = ZnSO₄ + Cu), то произойдет знергнчноѳ выделение водорода. Цинк входит в состав многих гальванических элементов (Даниэля, Лекланше и др.). В водном растворе едкого кали цинк растворяется, образуя цинкат Zn(OK)₂. Окись цинка ZnO встречается в природе окрашенной от примесей в красноватый цвет, получается при сгорании цинка, чем объясняется присутствие кристаллов окиси цинка в доменных печах. В фармации применяется при накожных болезнях. Кроме того, она употребляется как белила, которые не чернеют от присутствия в воздухе сероводорода. Смоченная раствором азотнокислого никеля и прокаленная окись цинк представляет прекрасную зеленую краску (зелень Ринмана), состоящую из смешанных кристаллов окиси цинка и закиси никеля. В воде окись цинка не растворяется, в разведенных кислотах дает соли; разведенные щелочи растворяют ее, образуя цинкаты состава: ZnO₂NaH.3H₂O или ZnO₂Na₂.4H₂O, в коих окись цинка играет роль кислоты.

Гидрат окиси цинка Zn(OH)₂ получается при действии на соли цинк едких щелочей в водном растворе: ZnSO₄ + 2NaОH = Zn(OH)₂ + Na₂SO₄. Это — белый хлопкообразный осадок, в воде не растворимый, но в едких щелочах растворяется, причем образуются цинкаты.

Перекись цинка ZnO₂.Н₂О получается при кипячении гидрата окиси цинка с 30%-ным раствором перевиси водорода. Также образуется при электролизе хлористого цинка в сосуде с пористой диафрагмой, если в катодное отделение прибавить перекиси водорода.

Соли цинка: сернокислый цинк, или белый купорос, ZuSО₄.7H₂O кристаллизуется в ромбических кристаллах, изоморфных с кристаллами железного купороса. Применяется в медицине.

Хлористый цинк ZnCl₂.3H₂O получается при растворении цинка в соляной кислоте. Такой раствор служит в технике при спаивании металлов, для пропитывания шпал и т. п. Ив водного раствора выделяются кристаллы по большей части с тремя частицами воды. Безводный хлористый цинк плавится при 262°, кипит при 730° и притягивает сильно влагу. Раствор хлористого цинка превращает клетчатку в крахмалообразную, от йода окрашивающуюся массу, действует антисептически. При прибавлении к раствору хлористого цинк аммиака, выпадает гидрат окиси цинка, растворяющийся при избытке аммиака с образованием аммиаката состава Zn(NH₃)₄ Cl₂, в котором атом цинка соединен с молекулами аммиака в комплексное соединение, подобно тому, как кристаллы гидратов с молекулами воды.

Углекислый цинк ZnCO₃ встречается в виде минерала цинкового шпата. При действии на соли цинк углекислых щелочей выпадает основной углекислый цинк с изменяющимся составом.

Сернистый цинк ZnS — белый порошок, осаждающийся при действии на соли цинка сернистого аммония. В природе встречается в виде цинковой обманки (см.) и вуртцита (см.). Кристаллы вуртцита могут быть получены при нагревания осажденного сернистого цинка в токе водорода, при плавлении его до 1 800—1 900° под давлением 100—150 атмосфер или же при накаливании окиси цинка в токе сернистого водорода. Природные кристаллы сернистого цинка обладают способностью фосфоресцировать после того, как они были выставлены на солнечный свет. Если аморфный сернистый цинк накаливать в присутствии малых количеств хлористых щелочей или хлористого магния и других солей в струе сернистого водорода, то получаются такие же фосфоресцирующие кристаллы: достаточно присутствия 0,0001 части меди, чтобы кристаллы обладали способностью фосфоресцировать и светиться под влиянием рентгеновых лучей (бленда Сидо). Малые следы сернистого марганца (1:5 000) сообщают такому сернистому цинку свойство трибулиманисценции, т. е. способность испускать красноватый цвет при трении или встряхивании с твердыми частицами, например, с осколками стекла.

Ив. Каблуков.