3.2. Лабораторный способ
В лаборатории цинк так же можно получить методом электролиза. К примеру, можно взять сульфат цинка и пропустить ток через него:
2ZnSO4 + 2H2O 2Zn↓ + H2SO4 + O2↑
K (-) Zn2+ + 2e-→ Zn0↓
A (+) 2H2O - 4e-→ 4H+ + O2↑.
Так же цинк можно вытеснить из раствора его солей более активным металлом, к примеру, магнием. Мы самостоятельно провели этот эксперимент и убедились в осаждении цинка, когда масса магниевой стружки после реакции стала больше, чем до нее:
m0(Mg)=0,05г m(Mg+Zn)=0,07г.
К тому же на дно пробирки выпало несколько частиц металлического цинка, который потом растворился в растворе аммиака. Протекали следующие реакции:
ZnCl2 + Mg→Zn↓ + MgCl2
Zn + 4NH3∙H2O→ [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑ + 2H2O.
4. Физические свойства металла
Природный
цинк состоит из пяти изотопов: Zn64,
Zn66,
Zn67,
Zn68,
Zn70,
следовательно, учитывая их процент
распространения в природе, средняя
масса атома цинка составляет 65,39
.
В чистом виде, цинк – пластичный, ковкий, серебристо-белый металл, который покрывается оксидной пленкой, на свежем срезе имеет характерный металлический блеск. Примеси значительно повышают хрупкость металла, поэтому его легко сломать, этот процесс сопровождается треском от деформации кристаллической решётки твердого вещества.
Основные физические свойства металла приведены в таблице:
Таблица 1
Физические свойства некоторых металлов
|
Металл |
Плотность, г/см3 |
Температура плавления, 0С |
Твердость по Бринеллю |
Временное сопротивление, кг/мм2 |
Относительное удлинение, % |
Отн. Сужение поперечного сечения, % |
|
Алюминий |
2,7 |
658 |
20-37 |
8-11 |
40 |
85 |
Продолжение
|
Вольфрам |
19,3 |
3370 |
160 |
110 |
- |
- |
|
Железо |
7,87 |
1530 |
50 |
25-33 |
21-55 |
68-55 |
|
Кобальт |
8,9 |
1490 |
125 |
70 |
3 |
- |
|
Магний |
1,74 |
651 |
25 |
17-20 |
15 |
20 |
|
Марганец |
7,44 |
1242 |
20 |
Хрупкий |
Хрупкий |
Хрупкий |
|
Медь |
8,84 |
1083 |
35 |
22 |
60 |
75 |
|
Никель |
8,9 |
1452 |
60 |
40-50 |
40 |
70 |
|
Олово |
7,3 |
232 |
5-10 |
2-4 |
40 |
74 |
|
Свинец |
11,34 |
327 |
4-6 |
1,8 |
50 |
100 |
|
Хром |
7,14 |
1550 |
108 |
Хрупкий |
Хрупкий |
Хрупкий |
|
Цинк |
7,14 |
419 |
30-42 |
11,3-15 |
5-20 |
- |
Цинк имеет относительно небольшую температуру плавления, поэтому его можно расплавить в домашних условия используя бытовой газ. Данный металл не может похвастаться высокой прочностью, но ее значение больше, чем у свинца или олова, это означает, что изогнуть металл руками будет немного труднее. Относительное удлинение тоже не самое большое и зависит от чистоты металла, поэтому по этому параметру металл можно отнести как близкому к хрупкости.
Полиморфных модификаций не имеет. Кристаллизуется в гексагональной решетке с параметрами. Атомный радиус 1,37Å ; ионный Zn2+ - 0,83Å. Плотность твердого цинка 7,133 г/см3 (при 20 °С), жидкого 6,66 г/см3 (419,5 °С); tпл 419,5°С; tкип 906°С. Температурный коэффициент линейного расширения 39,7•10-3 (20-250 °С), коэффициент теплопроводности 110,950 вт/(м •К) 0,265 кал/см•сек•°С (20 °С), удельное электросопротивление 5,9•10-6 ом•см (20 °С), удельная теплоемкость Цинка 25,433 кдж/(кг•К.) [6,07 кал/(г•°С)]. Предел прочности при растяжении 200-250 Мн/м2 (2000-2500 кгс/см2. Цинк диамагнитен, его удельная магнитная восприимчивость -0,175•10-6.