Где найти цинк в домашних условиях
Металлы и сплавы так тесно вошли в нашу жизнь, что порой мы даже не задумываемся о них. Еще в тысячелетиях до нашей эры произошло первое знакомство человека с самородками. С тех пор прошло много времени, и с каждым годом обработка металла только совершенствовалась. Большую роль в этом сыграл такой металл, как цинк. Сплавы на его основе используются во многих отраслях. В данной статье мы рассмотрим цинковые сплавы и их роль в нашей жизни. Поиск данных по Вашему запросу:
Дождитесь окончания поиска во всех базах. По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Перейти к результатам поиска >>>
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Где взять цинк в домашних условиях.
https://youtube.com/watch?v=8aCp1SmLu3Y
https://youtube.com/watch?v=SjVxAeRM26s
Получение цинка
В природе чистого цинка не существует. Он содержится, как правило, в различных рудах. Что бы получить чистый цинк нужно проводить ряд химических, термических процессов. Так же посредством химических процессов получаются различные концентраты цинка. Они используются при производстве серной кислоты.
Оксид цинка получается несколькими вариантами. Обожжённый концентрат спекают. Получается зернистый и газопроницаемый состав. Далее его обрабатывают посредством угля, кокса при высокой температуре. Пары метала, выпадающие в конденсат, размещают в специальные формы. Существует несколько способов восстановления металла. Среди них необходимо выделить роторный способ, заключающийся в ручном обслуживании. Позднее появились механизированные системы и дуговые электропечи. Получение цинка из свинца производится в шахтных печах. Со временем технологии получения цинка усовершенствовались, однако оставался большой процент примеси при получении металла. Одним из самых распространенных способов очищения метала было его отстаивание от примесей под высокой температурой. Это позволяло получить металл с чистотой до 98 %. Наиболее дорогая и трудная очистка позволяет получить металл с чистотой до 99,9%. В частности, из цинка удаляются такие элементы как свинец, железо. Такой процесс позволяет получить более чистый металл. Однако в нем по-прежнему содержалось несколько процентов примесей. Среди главных элементов примесей можно выделить кадмий.
При высокой температуре с помощью способа отстаивания можно получить цинк с чистотой до 98 %. Данный способ называется дистилляционная очистка. В частности, цинк очищается от свинца. Более сложный процесс очистки цинка от посторонних элементов позволяет получить метал с чистотой до 99 %. Из цинка удаляется кадмий. Очистить металл от примесей можно с помощью серной кислоты. Обожжённые концентраты вступают в реакцию с металлом и удаляют различные примеси. Раствор в дальнейшем необходимо подвергнуть электролизу. В результате данного процесса на катодах оседает цинк. После оседания он снимается под высокой температурой в специальных печах. Такой способ позволяет получить металл с чистотой до 99%.
Отходы, полученные в процессе очищения, используют для создания цинкового купороса.
Популярные методы
Существует много эффективных химических способов выполнения цинкования, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В любом случае созданное покрытие будет служить долго, если не подвергать его механическим воздействиям и правильно выбрать толщину защитного слоя с учетом особенностей эксплуатации изделий.
Особенности холодного цинкования
Горячий метод
Данный способ цинкования является одним из самых эффективных. После проведения подобной обработки удается создать надежное покрытие, которое надолго остается на поверхности металлических изделий. Недостатком горячего метода является его вредность для окружающей среды.
Для выполнения данной обработки необходимо придерживаться следующей технологии:
Этапы горячего цинкования
- подготовка. Поверхность металла обезжиривают, проводят травление;
- после выполнения подготовительных процедур деталь промывают и высушивают;
- изделий из металла опускают в емкость с цинковым раствором.
Такой метод цинкования не подходит для обработки больших по площади деталей и требует определенной подготовки, поиска подходящих емкостей.
Холодный метод
Данный метод обработки подразумевает окраску металлоизделий специальными смесями. Они содержат в составе цинк, что позволяет в кратчайшие сроки сформировать на поверхности надежное покрытие. Наносят такую краску обычным способом – валиком, кистью, краскопультом. Такой метод обработки идеален для деталей, которые невозможно покрыть защитным слоем обычным горячим цинкованием.
Предназначение холодного цинкования
Гальваническое цинкование
Схема гальванического цинкования
Такое цинкование в домашних условиях проводится с применением электрохимических воздействий на металл. При его выполнении на поверхности металла образуется тонкая защитная пленка, которая эффективно защищает металл от внешнего негативного воздействия.
Для обработки изделие помещают в специальную емкость, где находится цинковая пластина. После этого подводится электричество. Именно оно переносит частицы цинка с пластин на поверхность обрабатываемых изделий.
Основным недостатком данного метода называют его дороговизну. Также в процессе обработки металла остаются опасные яды, которые требуют специальной утилизации.
Термодиффузионное цинкование
При выполнении термодиффузионного цинкования создается среда, которая характеризуется наличием высоких температурных показателей. Примерно при +2600°С цинк расщепляется на мелкие частицы, которые оседают на поверхности металлических изделий. Основным преимуществом данного метода цинкования является то, что в результате его выполнения образуется особенно толстый защитный слой.
Преимущества термодиффузионного цинкования
Процесс нанесения защитного покрытия на изделия из металла осуществляется в специальной камере закрытого типа. Вначале на поверхность детали наносится порошковый цинк, после чего она подвергается нагреву. Данная технология применяется исключительно в промышленных условиях. Дома ее использовать очень сложно, дорого и небезопасно.
Преимуществом термодиффузионного цинкования называют его безопасность для окружающей среды. Создаваемое покрытие имеет значительную толщину, что обеспечивает отличные защитные качества.
Газотермическое цинкование
Нанесение цинка осуществляется при помощи интенсивного газового потока. После выполнения подобной обработки поверхность обязательно окрашивают. Несмотря на особенности подобной технологии, она обеспечивает высокое качество и долгий срок службы обрабатываемых деталей.
Свойства металла
Наш хрупкий герой — переходный металл синевато-белого цвета. На воздухе быстро окисляется, темнеет от пленки оксида.
В таблице Менделеева этот химический элемент находится в 12 группе (по старой классификации во II группе четвертого периода).
Особенности цинка:
- атомный номер 30;
- атомная масса 65,38 г/моль;
- металлический блеск;
- непрозрачность;
- плотность 7,14 г/см3;
- структура кристаллической решетки гексагональная.
Химические свойства цинка обусловлены его «темпераментом». До щелочноземельных металлов ему далековато, но в реакции он вступает охотно. В реакциях проявляет степени окисления 0; +2.
- Цинк хороший восстановитель и активный металл.
- Наш герой охотно реагирует с разбавленной азотной кислотой, с концентрированными серной и азотной кислотами.
- С галогенами в присутствии паров воды может воспламениться.
- С растворами щелочей образует гидрокомплексы.
- При температуре красного каления (550-600°С) вступает в реакцию с водой, с сероводородом. При реакции выделяется водород.
Рекомендуем: Такой разный минерал КОРУНД
Взаимодействие с металлами происходит в расплавленном состоянии, но это мало касается химических реакций.
Свойства атома | |
Название, символ, номер | Цинк / Zincum (Zn), 30 |
Атомная масса (молярная масса) | 65,38(2) а. е. м. (г/моль) |
Электронная конфигурация | 3d10 4s2 |
Радиус атома | 138 пм |
Химические свойства | |
Ковалентный радиус | 125 пм |
Радиус иона | (+2e) 74 пм |
Электроотрицательность | 1,65 (шкала Полинга) |
Электродный потенциал | -0,76 В |
Степени окисления | 0; +2 |
Энергия ионизации (первый электрон) | 905,8(9,39) кДж/моль (эВ) |
Термодинамические свойства простого вещества | |
Плотность (при н. у.) | 7,133 г/см³ |
Температура плавления | 419,6 °C |
Температура кипения | 906,2 °C |
Уд. теплота плавления | 7,28 кДж/моль |
Уд. теплота испарения | 114,8 кДж/моль |
Молярная теплоёмкость | 25,4 Дж/(K·моль) |
Молярный объём | 9,2 см³/моль |
Кристаллическая решётка простого вещества | |
Структура решётки | гексагональная |
Параметры решётки | a=2,6648 c=4,9468 Å |
Отношение c/a | 1,856 |
Температура Дебая | 234 K |
Прочие характеристики | |
Теплопроводность | (300 K) 116 Вт/(м·К) |
Номер CAS | 7440-66-6 |
Физические свойства цинка:
- Температуры плавления и кипения равны соответственно 427 и 907 ºС.
- Нагрев до 100-150 градусов дает возможность прокатки и вытягивания металла; чем больше примесей в металле, тем более хрупким он становится.
- Хотите услышать «оловянный крик» — сгибайте и разгибайте пруток или металлическую пластинку. Правда, на крик это мало похоже, скорее треск или скрип. Но для незамысловатого фокуса на вечеринке сойдет.
В природе металл состоит из пяти изотопов:
- Zn64;
- Zn66;
- Zn67;
- Zn68;
- Zn70.
Смесь металлов — это сплав
Сплавы для промышленного использования содержат Zn-Al и Zn-Al-Cu. Почти всегда в состав добавляется магний (не более 0,1%). Сплавы цинка делятся на антифрикционные и литейные.
- Марки антифрикционных сплавов: ЦАМ9-1,5; ЦАМ10-5.
- Литейные марки: ЦА4, ЦА4М1, ЦА30М5.
Польза цинка
Цинк участвует в синтезе белка, поэтому это крайне важный элемент. Но кроме этого, он нормализует клеточный обмен и активирует антиоксиданты, витамины А, Е, С, которые предохраняют наши клетки от излишнего окисления и повреждения свободными формами кислорода.
Цинк помогает нам вырабатывать энергию, поэтому при его нехватке мы часто ощущаем упадок сил и понижение выносливости.
Цинк нужен для усвоения витамина D.
Цинк помогает обновляться клеткам, регулирует выработку кожного сала, что улучшает состояние кожи, устраняет ее сухость и воспаления.
Наконец, цинк участвует в синтезе лейкоцитов, клеток иммунной системы, которые первыми встают на защиту организма от инородных вторжений, болезнетворных вирусов и бактерий.
Добавьте в конфеты цинка. Каких микроэлементов не хватает россиянам? Подробнее
Иные сферы применения цинка
Помимо оцинкования, металл применяется и в других сферах промышленности.
- Цинковые листы. Для производства листа выполняется прокатка, в которой важна пластичность. Это зависит от температурного режима. Температура в 25 °С дает пластичность только в одной плоскости, что создает определенные свойства металла. Тут главное для чего изготавливается лист. Чем выше температура, тем тоньше получается металл. В зависимости от этого идет маркировка изделия Ц1, Ц2, Ц3. После этого из листов создаются различные изделия для автомобилей, профиля для строительства и ремонта, для полиграфии и так далее.
- Цинковые сплавы. Для улучшенных свойств металлических изделий, добавляется цинк. Данные сплавы создаются при высоких температурах в специальных печах. Чаще всего производятся сплавы из меди, алюминия. Данные сплавы применяются для производства подшипников, различных втулок, которые применимы в машиностроении, судостроении и авиации.
https://youtube.com/watch?v=uMg4Qvcvxj8
В домашнем обиходе оцинкованное ведро, корыто, листы на крыше – это норма. Применяется цинк, а не хром или никель. И дело не только в том, что оцинкование дешевле, чем покрытие другими материалами. Это наиболее надёжный и продолжительный по службе эксплуатации защитный материал нежели, хром или другие применяемые материалы.
В итоге – цинк наиболее распространенный металл, применяемый широко в металлургии. В машиностроении, строительстве, медицине – материал применим не только как защита от коррозии, но и для увеличения прочности, продолжительного срока эксплуатации. В частных домах оцинкованные листы защищают крышу от осадков, в зданиях выравниваются стены и потолки гипсокартонными листами на основе оцинкованных профилей.
Практически у каждой хозяйки в доме есть оцинкованное ведро, корыто, которым она пользуется длительное время.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Гальваническая оцинковка кузова автомобиля своими руками
Для гальванической оцинковки своими руками необходимо сначала зачистить участки ржавчины до металла. При этом использовать преобразователь ржавчины нельзя. Теперь понадобится кусок цинка. Его можно добыть разобрав батарейку, удалив её металлическую оболочку и внутренности. Получится кусок цинка цилиндрической формы. Далее к цинку подключается плюсовой провод от аккумулятора. Для этого удобно использовать провода для «прикуривания». Минус остаётся подключённым к массе автомобиля.
Затем цинк оборачиваем в бинт и смачиваем паяльной кислотой. Ткань при этом не должна касаться провода. Далее просто водим цинком в смоченной кислотой ткани по месту, которое хотим цинковать. В конце следует промыть обрабатываемое место водой или раствором пищевой соды.
Чтобы произвести гальваническую оцинковку отдельных целых деталей самостоятельно необходимо выполнить ряд несложных действий:
- Понадобится раствор цинка, сульфат или хлорид цинка. Его можно приобрести в хозяйственных, автомагазинах или строительных магазинах. Также такой раствор можно приготовить самостоятельно. Для этого необходимо металл растворить в серной или соляной кислоте. Хлорид цинка, он же паяльная кислота, можно приобрести на радиорынках или магазинах, где продаются радиодетали.
- Затем понадобится ёмкость устойчивая к кислотам. В эту ёмкость сначала кладётся сам цинк, а затем аккуратно заливается кислотой (400г. цинка на 1 литр кислоты).
- В ходе химических реакций, остаётся осадок. Раствор от осадка необходимо отделить.
- Далее берём деталь, которую хотим цинковать и от любого источника питания подключить к ней минусовой провод. Плюсовой провод подключаем непосредственно к кусочку цинка.
- Деталь с цинком помещаем полностью в раствор и подаём напряжение. Таким образом цинк растворяется, а ток заставляет его притягиваться к металлу. Подаваемый ток не должен превышать 1 Ампера.
- В ходе реакции, деталь постепенно и равномерно должна покрываться серой плёнкой.
- После того, как деталь полностью станет серого цвета, напряжение можно отключить и вынуть деталь из раствора.
В завершении следует нейтрализовать остатки кислоты на детали. Для этого оцинкованную деталь нужно промыть раствором пищевой соды или большим количеством воды.
Как видите, в общем, ничего сложного в оцинковке кузова автомобиля своими руками нет. Сделав всё правильно, вы предотвратите гниение кузова, продлив тем самым срок его эксплуатации
Ещё раз обращаем ваше внимание на технику безопасности при работе с кислотами и электричеством
Способы цинкования
Цинкование металлических изделий является наиболее популярным способом борьбы с коррозией. Это обусловлено соотношением высокого показателя в результате испытаний и доступной стоимостью. Применяются следующие способы оцинковки металла:
- холодная;
- горячая;
- гальваническая;
- термодиффузионная;
- газотермическая.
Чтобы выбрать для себя наиболее подходящий вариант, необходимо сначала проанализировать условия, в которых будет эксплуатироваться изделие в будущем. Качество цинкования зависит от толщины покрытия, времени и температуры защиты. Оцинковка металла своими руками возможна только двумя способами: холодным и гальваническим. Стоит отметить, что долговечность обработанной таким образом детали будет зависеть от условий эксплуатации. Цинковый слой легко подвергается механическим воздействиям.
Почему и всегда ли цинк защищает
Не все знают причину того, почему оцинкованный металл не ржавеет. Скажем больше: цветной металл цинк (химический элемент Zn) имеет меньшую стойкость к окислению и коррозии, чем защищаемое им железо. Протектором для него цинк становится из-за имеющейся разницы в электрических потенциалах на поверхности кристаллических решеток.
Этот эффект называется электрохимической коррозией, а заключается он в разрушении активного металла при контакте с менее активным, который получает дополнительные ионы и восстанавливается. Если на поверхности оцинкованного листа образуется повреждение до железа, то весь защитный слой может растаять, буквально как снег весной. Активный электрохимический процесс приводит к ускорению окисления обоих металлов.
Определение посредством химических экспериментов
Показательной является реакция с концентрированной азотной кислоты: если последнюю капнуть на поверхность медного изделия, произойдет окрашивание в зелено-голубой цвет.
Качественной реакцией на медь является растворение в соляной кислоте с последующим воздействием аммиаком. Если медный образец оставить в растворе HCl до полного или частичного растворения, а потом капнуть туда обычный аптечный нашатырный спирт, раствор окрасится в интенсивно синий цвет.
Важно: работа с химическими реактивами требует соблюдения мер предосторожности. Самостоятельные эксперименты нужно проводить в хорошо проветриваемом помещении с применением средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки, фартук, очки)
Цинкование металла своими руками – обзор подходящих способов
Вы все наверняка сталкивались с таким явлением как ржавчина. Есть много способов борьбы с ею: химические, механические, электрохимические. Однажды зачистив и закрасив скол на машине я удивился увидев через несколько месяцев ржавчину в этом месте. Я решил купить преобразователь и нанести его, перечитал массу информации по этому поводу и нашел интересную запись на Drive2. Купить соляную кислоту или более доступный ее вариант, в Украине — это моющее средство для ванн и унитазов “Сантри”, можно использовать его аналог на основе данной кислоты можно использовать ортофосфорную или преобразователь на ее основе, но тогда процесс растворения цинка в кислоте займет больше времени, ни в коем случае не используйте серную кислоту или электролит для аккумулятора там тоже она есть — процесс будет идти долго и кислота никогда не “переиграет полностью”. Нужно купить цинк, самый простой вариант — это цинковые батарейки штук 5 будет достаточно да они редкие уже, но самые дешевые как правило с цинком.
https://youtube.com/watch?v=S1zo6SV3_SI
https://youtube.com/watch?v=f1uY889BsWE
Гальванический метод
Оцинковка металла в домашних условиях может проводиться гальваническим способом. Для этого изначально изделие необходимо очистить. После этого деталь опускается на несколько секунд (от 2 до 10) в серную кислоту. После этого изделие промывается в воде. На этом подготовка к анодированию считается завершенной. Для установки под цинкование необходимо выбирать посуду из инертных материалов, к примеру, стекла. Тара подбирается таким образом, чтобы туда вмещалась деталь с закрепленным на ней электродом.
Источником тока будет зарядное устройство на 6-12 В и 2-6 А. Далее подготавливается электролит – раствор любой соли, растворяемой в воде. На практике лучше брать соль цинка. Можно взять разведенную серную кислоту (как в аккумуляторе) и добавить туда цинк. В результате химической реакции кислота превратится в нерастворимую соль и выпадет в осадок. А цинк останется в растворе. Осадок нужно удалить, просто процедив раствор.
Цинковый электрод делают из кусочка цинка, закрепленного на медной проволоке. От зарядного устройства «минус» подводят к детали, а «плюс» – к цинку. Таким образом, цинковый электрод растворится, а все атомы цинка осядут на детали.
Как увеличить уровень цинка?
Первый шаг в этом направлении очевиден — есть больше продуктов богатых на цинк.
Опять же, зерновые продукты — почти бесполезный источник цинка, несмотря на то, что они содержат его достаточно много. Вместо них вам нужно есть больше мяса, овощей и морепродуктов.
Лучшим источником цинка в мире считается устрица, которая содержит огромные дозы около 90 мг на 100 грамм.
Это примерно 600% рекомендуемой суточной дозы, поэтому вы можете кушать устрицы хотя бы один раз в неделю. Устрицы также полны других полезных питательных веществ, таких как магний и селен.
К другим хорошим источникам цинка относят необработанные виды мяса, такие как говядина, свинина и курица. Некоторые орехи содержат большое количество цинка, но биодоступность его низкая.
Если вы не можете найти диетическое сочетание, которое вам понравится по вкусу, то просто принимайте витаминные добавки с цинком с дозировкой 15 — 30 мг в день.
15 мг — это ежедневная суточная норма, но цинк можно безопасно без явных токсичных признаков принимать до 60 мг ежедневно.
Лучше всего принимать стандартную дозу 30 мг цинка каждый день и сочетать его с хорошим питанием. Это ускорит заживление воспалений на лице.
Кроме того, цинк повышает эффективность витамина А (отличная новость для тех, кто лечит акне ретиноидами).
Обратите внимание, что цинк для кожи, безусловно, полезен, но он не является панацеей при лечении прыщей, поэтому всегда консультируйтесь с дерматологом, ведь токсичность цинка – это не шутка. Самый распространенный побочный эффект приема больших доз цинка — дефицит меди
Как отличить цинк от алюминия?
Альтернативными вариантами, позволяющими ответить на вопрос как отличить цинк от алюминия, доступными в домашних условиях, являются следующие.
- Распознавание по физико-химическим характеристикам
Минимальных школьных знаний достаточно для определения состава и разновидности элемента. Алюминий имеет серебристый оттенок, малый вес, гибкий. Цинк имеет голубоватый оттенок, тяжелей предыдущего материала, при обычных условиях не гнется. Хрупкий, быстро ломается.
- Определение по параметрам плотности
Для определения разновидности металла по плотности понадобится мерный цилиндр и вода. Суть методики заключается в постепенном погружении изделия в жидкость. При погружении тела в воду происходит высвобождение определенного количества жидкости. Применение простейшей физической формулы позволяет вычислить плотность материала. Остальное остается за табличными данными. Если полученный показатель близок к 2,7/мл, значит перед вами стопроцентный алюминий.
- Распознавание металла магнитом
Многим элементом свойственно притягивание магнитом. Однако, это свойство не применимо к Al. Поэтому для определения качественных характеристик достаточно к изделию поднести магнит. Если металл никаким образом не отреагирует, и он имеет серебристый оттенок, значит перед вами алюминий.
Единственным отрицательным моментом методики является невозможность выделения сплав. Если в нем содержится большое количество алюминия, магнит также на него не окажет воздействия. Поэтому для определения чистоты сплава придется использовать дополнительные методики.
- Тестирование по параметрам теплопроводности
Параметры теплопроводности алюминия намного выше, чем у других элементов таблицы Менделеева. Поэтому одинаковый объем жидкости при одинаковых условиях в алюминиевой посуде доводится до кипения намного быстрее. Максимальная температура плавления Al составляет 660 градусов.
- Распознавание алюминия химическими методами
Определить Al легко. Достаточно на предварительно очищенную поверхность нанести щелочь. Через некоторое время поверхность окислится, что можно будет увидеть визуально.
Аналогичная реакция происходит при воздействии на металл кислоты, в том числе и сока лимона. Агрессивное воздействие кислоты проявляется появлением темно-серых пятен, нарушающих внешний вид изделия.
https://youtube.com/watch?v=3WVU6evfNis
https://youtube.com/watch?v=mQnjmvUfZrU
https://youtube.com/watch?v=ZNUhBoV1Zic