Zink

Zinc, Zn, numéro atomique 30

Prix, occurrence, extraction et utilisation du zinc

Le zinc est un élément chimique avec le symbole de l'élément Zn et le numéro atomique 30. Le zinc est l’un des métaux de transition, mais il y occupe une place particulière, car il ressemble davantage aux métaux alcalino-terreux en raison de ses propriétés. Après le décompte obsolète, le groupe de zinc s'appelle 2. Sous-groupe appelé (analogue aux métaux alcalino-terreux en tant que groupe principal 2), selon la nomenclature IUPAC actuelle, le zinc forme le groupe 12 avec le cadmium, le mercure et le Copernicium utilisé exclusivement dans le cadre de la recherche. C'est un métal fragile blanc bleuâtre, utilisé entre autres pour la galvanisation de pièces en fer et en acier et pour les gouttières. Le zinc est essentiel pour tous les êtres vivants et fait partie des enzymes essentielles. Le nom de zinc vient de Prong, Zind ("dent, pointe"), car le zinc se solidifie comme une dentelure.

Histoire

Déjà dans l'Antiquité, le zinc était utilisé comme composant d'alliage de laiton. En tant que métal indépendant, cependant, le zinc était le premier dans le 14. Siècle en Inde et laiton du 17. Siècle découvert et traité. Dans le 1679 construit Messinghof à Kassel Galmei a été fondu. À 1743, une première fonderie de zinc a été mise en service à Bristol. Plus créé dans 19. Siècle en Haute-Silésie, z. B. Georg von Giesche ou son successeur, dans la région Aachen-Liège ainsi qu'en Haute-Saxe et en Westphalie. Les premières fonderies 1845 à Mülheim an der Ruhr et 1847 à Borbeck (aujourd'hui Essen) ont été construites dans la région de la Ruhr.

Occurrence

Le zinc est un élément relativement abondant sur Terre, contenant 0,0076% (ou 76 ppm) de la croûte terrestre. Si vous triez les éléments par fréquence, il s'agit de 24. Place. Il est plus courant que le cuivre ou le plomb. Bien que le zinc soit rare, il est généralement reconnu comme un minéral. Jusqu'à présent, les sites 30 enregistrés pour le zinc solide sont connus.

Le zinc est principalement lié aux minerais. Les plus courants et les plus importants pour la production de minerais de zinc sont les minerais de sulfure de zinc. Ce sont naturellement de la sphalérite ou de la wurtzite et contiennent environ 65% de zinc. Un autre minerai de zinc est Galmei, qui fait référence à la fois à la Smithsonite (également à l’acier de zinc) ZnCO3 (environ 52% zinc) et à la Willemite Zn2 [SiO4]. En outre, il existe des minerais de zinc encore plus rares tels que, entre autres, le zincite (également du minerai de zinc rouge) ZnO (environ 73% zinc), l'hémimorphite Zn4 (OH) 2 [Si2O7] (54% zinc), l'adamine Zn2 (AsO4) (OH). Zinc), la minrecordite CaZn [CO45] 3 (environ 2% zinc) et la franklinite (Zn, Fe, Mn) (Fe29Mn2) O2 (4% Zinc). Au total (16) sont actuellement connus sur les minéraux de zinc 2010.

Des gisements importants existent en Amérique du Nord (États-Unis, Canada), en Australie, en République populaire de Chine et au Kazakhstan. Il y avait également des gisements de zinc en Allemagne, par exemple à Brilon, dans la région d'Eschweiler-Stolberg en Rhénanie, dans le Rammelsberg dans le Harz, à Freiberg ou à Ramsbeck dans le Sauerland. Au-dessus du sol, on peut trouver dans ces zones des plantes rares qui poussent particulièrement bien sur des sols riches en zinc, telles que la galmei jaune, du nom de l'ancien nom du minerai de zinc Smithsonite (Galmei).

 

Les états avec la plus grande promotion au monde (2015)
Classement Transport routier Débits
en ts par t
1 République populaire de Chine République populaire de Chine 4.900
2 Australie Australie 1.580
3 Pérou Pérou 1.370
4 Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten 850
5 Inde Inde 830
6 Mexique Mexique 660
7 Bolivie Bolivie 430
8 Kasachstan Kasachstan 340
9 Canada Canada 300
10 Irlande Irlande 230
Reste du monde 1.870
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c1/Zink_Mine_Rosh_Pinah.jpg/320px-Zink_Mine_Rosh_Pinah.jpg

Mine de zinc Rosh Pinah, Namibie Image: Wikipedia

Scorpion de mine de zinc, Namibie Image: Wikipedia

Les minerais de zinc sont principalement produits en République populaire de Chine, en Australie, au Pérou, en Inde, aux États-Unis, au Mexique et au Canada. En Europe, certaines mines de zinc sont toujours actives en Irlande, en Pologne, en Finlande, en Bulgarie et en Suède. La production totale de zinc de 2015 s'est élevée à 13,4 millions de tonnes et un autre million de tonnes 14 a été récupéré du recyclage. La société la plus importante pour la production de zinc est la société suisse Nyrstar.

Extraction et présentation

Le zinc est principalement obtenu à partir de minerais de sulfure de zinc. Pour les utiliser, ils doivent d'abord être convertis en oxyde de zinc. Cela se fait en rôtissant à l'air. En plus de l'oxyde de zinc, de grandes quantités d'anhydride sulfureux sont formées et peuvent être transformées en acide sulfurique.

La Smithsonite est utilisée comme matière première, elle peut être brûlée en éliminant le dioxyde de carbone.

Le traitement ultérieur peut être effectué selon deux méthodes. Ce sont les procédures humides et sèches. Le procédé par voie sèche ne produit actuellement qu’environ 10% du zinc produit dans le monde. L'oxyde de zinc est mélangé à du charbon finement broyé et chauffé à 1100-1300 ° C dans un four Imperial Smelting. Cela forme initialement du monoxyde de carbone. Cela réduit ensuite l'oxyde de zinc en zinc métallique. À partir du dioxyde de carbone résultant, il se forme après l'équilibre de Boudouard à nouveau du monoxyde de carbone.

Réduction de zinc

équilibre Boudouard

Comme les températures au-dessus du point d'ébullition du zinc prévalent dans le four, le zinc s'échappe sous forme de vapeur au sommet du four. Le plomb y est maintenant pulvérisé et le zinc est condensé.

Le zinc brut résultant contient de grandes quantités d’impuretés, notamment du plomb, du fer et du cadmium. Par distillation fractionnée, le zinc brut peut être encore purifié. Dans un premier temps, le produit brut est chauffé afin que seuls le zinc et le cadmium s'évaporent, laissant derrière eux le fer et le plomb. Le cadmium et le zinc peuvent être séparés par condensation. Le zinc se condense à des températures plus élevées, formant ainsi 99,99% de zinc fin et pur. Le cadmium est plus volatil et est collecté ailleurs que la poussière de cadmium. Le sous-produit de la distillation est du zinc en poudre fine, appelé poudre de zinc.

Le procédé par voie humide est utilisé lorsque de l'énergie électrique bon marché est disponible. Pour le procédé, l'oxyde de zinc brut est dissous dans de l'acide sulfurique dilué. Les impuretés des métaux plus nobles tels que le cadmium sont précipitées par la poudre de zinc. Ensuite, la solution est électrolysée à l’aide d’anodes en plomb et de cathodes en aluminium. Comme pour le procédé par voie sèche, du zinc d’électrolyse 99,99% pur est produit à la cathode.

Propriétés physiques

Le zinc est un métal de base blanc bleuâtre qui est assez fragile à la température ambiante et au-dessus de 200 ° C. Entre 100 et 200 ° C, cependant, il est assez ductile et se déforme facilement. Sa pause est blanc argenté. Le zinc se cristallise dans une sphère hexagonale compacte. Cependant, ceci est étiré perpendiculairement aux couches sphériques, les distances entre les atomes de zinc diffèrent légèrement (dans une couche 264,4 pm, entre les couches 291,2 pm).
Propriétés chimiques

Dans l'air, le zinc forme un revêtement protecteur d'oxyde de zinc et de carbonate résistant aux intempéries (Zn5 (OH) 6 (CO3) 2). Par conséquent, il est utilisé malgré son caractère de base en tant que protection contre la corrosion (fer à galvaniser). Le zinc se dissout dans les acides pour former des sels de zinc (II) et dans des alcalis pour former des zincates, [Zn (OH) 4] 2-. Le zinc à très haute pureté (99,999%), qui ne réagit pas avec les acides, constitue une exception. Le zinc est dans ses composés presque sans exception à l'état d'oxydation + II.

Chimiquement, le zinc est l'un des métaux de base (potentiel d'oxydoréduction -0,763 volts). Cela peut être exploité, par exemple, pour précipiter les métaux élémentaires de leurs sels par réduction élémentaire, comme le montre l'exemple de la mise en oeuvre d'un sel de cuivre:

Sous forme de poudre, le zinc est un solide auto-inflammable (pyrophorique). Il peut chauffer à la température ambiante dans l'air sans apport d'énergie et enfin s'enflammer. Entre autres choses, l’aptitude à l’inflammation dépend beaucoup de la taille des particules et du degré de distribution. La poudre de zinc forme des gaz inflammables au contact de l'eau qui peut s'enflammer spontanément.

isotope

Parmi le zinc, les isotopes 31 de 54Zn à 85Zn et onze autres isomères principaux sont connus. Cinq d'entre eux, les isotopes 64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn et 70Zn, sont stables et naturels. Il n'y a pas d'isotopes naturels radioactifs. L'isotope le plus commun est 64Zn avec 48,63% du rapport des isotopes naturels. Viennent ensuite 66Zn avec 27,90%, 68Zn avec 18,75%, 67Zn avec 4,10% et l’isotope naturel le plus rare 70Zn avec une part de 0,62%. L'isotope artificiel le plus stable est l'émetteur bêta et gamma (décroissance K / β +) 65Zn avec une demi-vie de 244 jours. Celui-ci et l’isomère central 69m servent de traceurs. En tant que seul isotope naturel, 67Zn peut être détecté par spectroscopie RMN.

iso-
top
demi-vie
temps
énergie de désintégration
(MeV)
Spin /
parité
Decay (s)
(%)
NH
(%)
Masse
(U)
54Zn 1,59 ms 1,491 0 2p = 92 53,992 04 (75 #)
55Zn 19,8 ms 16,711 (ε), 17,012 (εp) 5 / 2- ε = 9, εp = 91 54,983 98 (75 #)
56Zn 30 ms 12,659 (ε), 12,467 (εp) 0+ ε = 14, εp = 86 55,972 54 (54 #)
57Zn 38 ms 14,762 (β+), 14,072 (εp) 7 / 2- β+ = 35, εp = 65 56,965 06 (22 #)
58Zn 86 ms 9,369 (ε), 6,496 (β+p) 0+ ε = 97, β+p = 3 57,954 591 (54)
59Zn 182 ms 9,143 (ε), 5,724 (εp) 3 / 2- ε = 99,9, εp = 0,1 58,949 312 66 (89)
60Zn 2,38 min 4,171 0+ ε 59,941 842 10 (69)
61Zn 89,1 s 5,635 3 / 2- ε 60,939 507 (17)
61m1Zn 400 ms 0,09177 1 / 2- IT +60,939 (605)52
61m2Zn 140 ms 0,42146 3 / 2- IT +60,939 (959)46
61m3Zn 100 ms 0,75937 5 / 2- IT +60,940 (322)22
62Zn 9,186 h 1,62 0+ ε 61,934 333 97 (73)
63Zn 38,47 min 3,366 3 / 2- ε 62,933 2115 (17)
64Zn stable 2e 1,095 0+ 2e 49,17 63,929 142 01 (71)
65Zn 243,93 d 1,352 5 / 2- ε 64,929 240 77 (71)
65m1Zn 1,6 μs 0,0541 1 / 2- IT +64,929 (298)85
66Zn stable 0+ 27,73 65,926 033 81 (94)
67Zn stable 5 / 2- 4,04 66,927 127 75 (96)
68Zn stable 0+ 18,45 67,924 844 55 (98)
69Zn 56,4 min 0,91026 1 / 2- β- 68,926 5507 (10)
69m1Zn 13,76 h 0,43818 (IT), 1,348 (β-) 9 / 2 + IT = 99,997, β- = 0,003 +68,927 (021)11
70Zn stable 2b 0,99712 0+ 2b 0,61 69,925 3192 (21)
71Zn 2,45 min 2,81 1 / 2- β- 70,927 7196 (28)
71m1Zn 3,96 h 2,97 (β-), 0,15986 (IT) 9 / 2 + β- = 99,95, IT = 0,05 +70,927 (891)22
72Zn 46,5 h 0,44277 0+ β- 71,926 8428 (23)
73Zn 23,5 s 4,106 1 / 2- β- 72,929 5826 (20)
73m1Zn 5,8 s 4,527 (β-), 0,42069 (IT) 7 / 2 + β- = ?, IT =? +72,930 (034)23
73m2Zn 13 ms 0,37859 5 / 2 + IT +72,929 (989)03
74Zn 95,6 s 2,293 0+ β- 73,929 4073 (27)
75Zn 10,2 s 5,906 7 / 2 + β- 74,932 8402 (21)
76Zn 5,7 s 3,994 0+ β- 75,933 1150 (16)
77Zn 2,08 s 7,203 7 / 2 + β- 76,936 8872 (21)
77m1Zn 1,05 s 0,8393 (IT), 8,043 (β-) 1 / 2- IT> 50, β- <50 +76,937 (788)22
78Zn 1,47 s 6,228 0+ β- 77,938 2892 (21)
79Zn 995 ms 9,115 (β-), 2,202 (β-n) 9 / 2 + β- = 98,7, β-n = 1,3 78,942 6381 (24)
80Zn 0,54 s 7,575 (β-), 2,828 (β-n) 0+ β- = 99, β-n = 1 79,944 5529 (28)
81Zn 304 ms 11,428 (β-), 4,953 (β-n) 5 / 2 + β- = 92,5, β-n = 7,5 80,950 4026 (54)
82Zn 228 ms 10,324 0+ β- = 100? 81,954 26 (32 #)
83Zn 117 ms 12,519 (β-), 8,121 (β-n) 5 / 2 + β- = ?, β-n =? 82,960 56 (54 #)
84Zn > 633 ns 11,877 (β-), 8,779 (β-n), 4,381 (β-2n) 0+ β- = ?, β-n = ?, β-2n =? 83,965 21 (64 #)
85Zn > 637 ns 14,224 β- = 100? 84,972 26 (75

Utiliser

Zinc, fragment cristallin et sublimé.

La production mondiale de zinc

2006 a consommé plus de 11 millions de tonnes de zinc. Parmi ceux-ci, 47% a été utilisé pour la protection contre la corrosion des produits en fer et en acier par galvanisation. Le domaine d'application le plus important en fonction des quantités consommées concerne ses alliages, de préférence ceux avec du cuivre, tels que le laiton, ou avec l'aluminium, sous forme d'alliage AlZn ou avec des teneurs en zinc significativement supérieures à Alzen, utilisé pour les pièces produites en coulée en sable et en coulée en coquille. Le zinc est également contenu dans les alliages de magnésium standardisés jusqu'à 5%. Tout aussi importants sont les alliages de coulée de zinc fin normalisés, qui sont coulés principalement dans la coulée sous pression, mais également dans le sable et le moule. Les alliages de zinc sont également transformés en matériaux laminés tels que des tôles de zinc.

Protection contre la corrosion

Le zinc a longtemps été utilisé comme protection contre la corrosion (protection contre la rouille) pour les pièces en acier et en fer, en les galvanisant, c'est-à-dire recouvertes d'un revêtement métallique de zinc. Le zinc protège de manière active et passive contre la corrosion, c’est-à-dire qu’il forme une barrière et protège également les surfaces de fer exposées ainsi que les défauts de la couche contre la corrosion en agissant comme une anode sacrificielle.

Façade galvanisée à chaud de l'école primaire du château d'eau de Karlsruhe

La galvanisation peut se faire de différentes manières. Les méthodes comprennent la galvanisation à chaud, l'électrozingage, les revêtements mécaniques, la galvanisation par pulvérisation et les revêtements de paillettes de zinc. Ils diffèrent par la manière d'appliquer la couche de zinc, l'épaisseur et donc la durabilité.

La méthode de galvanisation la plus ancienne est la galvanisation par immersion à chaud discontinue (galvanisation à la pièce). Les composants en acier prétraités et préfabriqués (par exemple, les balustrades de balcon) sont immergés dans un bain de zinc liquide. Au cours des années 1930, on a utilisé pour la première fois une galvanisation à chaud en continu (galvanisation à chaud) dans laquelle un feuillard d'acier est galvanisé en continu en tant que produit semi-fini, puis traité ultérieurement. Le revêtement de zinc produit des couches de zinc, qui se situent généralement entre 50 et 150 μm et protègent contre la corrosion pendant des décennies, en fonction des conditions atmosphériques. Les tôles galvanisées par bande ont des épaisseurs de couche de zinc très minces comprises entre 7 et 25 μm et ne permettent donc que des périodes de protection beaucoup plus courtes. La durée de protection de l'acier galvanisé à chaud peut encore être augmentée par un revêtement supplémentaire (système duplex).

Dans le processus galvanique, la couche de zinc est appliquée par électrolyse. À cette fin, la pièce à travailler est plongée avec un morceau de zinc pur dans une solution acide ou basique d'un sel de zinc. Ensuite, une tension continue est appliquée, la pièce formant la cathode, la pièce de zinc formant l’anode. Le zinc se forme sur la pièce par réduction des ions zinc. Dans le même temps, le zinc pur de l'anode est oxydé, l'anode se dissout. Le résultat est une couche dense de zinc, qui en pratique 2,5 jusqu'à 25 microns. est donc nettement inférieur à celui de la galvanisation à chaud discontinue. La couche de zinc pourrait théoriquement être amenée à l'épaisseur d'une couche galvanisée à chaud au cours du processus galvanique. Toutefois, cela ne serait pas économique en raison de la durée (environ une micromille de 0,5 en une minute) et des coûts énergétiques.

Dans le cas de la galvanisation par pulvérisation, le zinc est fondu puis pulvérisé sur la pièce à l'aide d'air comprimé. La charge thermique est inférieure à celle obtenue lors de la galvanisation à chaud. Cela peut être important pour les matériaux sensibles. Si le zinc est appliqué mécaniquement à la pièce à usiner, on l'appelle le placage. Une méthode utilisée pour galvaniser de petites pièces, telles que des vis, est la shérardisation. La couche de zinc est formée par diffusion de zinc dans le fer de la pièce. Les pulvérisations de zinc sont une autre application possible des revêtements de zinc.

Le zinc est utilisé comme anode sacrificielle pour protéger les grandes pièces en acier. L'objet à protéger est connecté de manière conductrice au zinc. Le résultat est une cellule galvanique avec du zinc comme anode et un objet comme cathode. Comme le zinc de base est préférentiellement oxydé et se dissout lentement, la pièce en acier reste inchangée. Tant que le zinc est présent, la pièce en acier est protégée contre la corrosion.

Les tâches de protection contre la corrosion ont également les pigments blancs et de couleur à base de composés de zinc. Les composés de zinc font également partie de la phosphatation (phosphatage), les processus tels que la cintreuse de feuilles ne permettent que.

Zinc dans les piles

Le zinc métallique est l'un des matériaux les plus importants pour les électrodes négatives (anodes) dans les piles non rechargeables et est utilisé à l'échelle industrielle. Des exemples sont les piles alcalines au manganèse, les piles zinc-carbone, les piles zinc-air, les piles oxyde d'argent-zinc et les piles mercure-oxyde-zinc. Le zinc a également été utilisé comme anode dans de nombreux éléments galvaniques historiques. Ceux-ci incluent, entre autres, la colonne Voltasche, l’élément Daniell et l’élément Bunsen. Dans une moindre mesure, le zinc est également utilisé pour les électrodes négatives dans les accumulateurs (piles rechargeables).

La raison de l’utilisation variée du zinc dans les batteries réside dans la combinaison de propriétés physiques et électrochimiques avec une bonne compatibilité environnementale et un coût relativement bas. Le zinc est un bon agent réducteur de grande capacité théorique (0,82 Ah / g). En raison du faible potentiel standard d'environ -0,76 V ou en milieu alcalin -1,25 V, des tensions de pile relativement élevées peuvent être obtenues. De plus, le zinc a une bonne conductivité électrique et est suffisamment stable dans les solutions électrolytiques aqueuses.

Afin de réduire la corrosion du zinc dans la batterie et d'améliorer les propriétés électrochimiques, du zinc précédemment amalgamé avec une teneur en mercure allant jusqu'à 9% a été utilisé. Pour des raisons environnementales, cette pratique a été presque complètement abandonnée, du moins dans les pays industrialisés. Au cours de l’année 2006, la poudre de zinc amalgamée n’est utilisée que dans les piles bouton zinc-air et oxyde d’argent-zinc-zinc.

L'anode dans les piles zinc-carbone a la forme d'une coupelle en zinc. Les gobelets sont fabriqués par emboutissage profond en plusieurs étapes de tôle de zinc ou par déformation par impact de disques ronds ou hexagonaux en tôle de zinc épaisse (appelée dôme). Pour améliorer la moulabilité et inhiber la corrosion, le zinc utilisé à cette fin contient de petites quantités de cadmium, de plomb et / ou de manganèse. Dans les piles alcalines au manganèse, la poudre de zinc est utilisée comme matière active dans l'anode. Il est généralement produit en atomisant du zinc en fusion dans le jet d'air. Pour inhiber la corrosion, le zinc est mélangé à de petites quantités d'autres métaux. Ceux-ci incluent, par exemple, le plomb, le bismuth, l'indium, l'aluminium et le calcium.

Feuille de zinc en construction

Toiture en tôle de zinc (Toruń)

Les produits de zinc importants sont également des produits semi-finis, généralement sous la forme de tôles de zinc / titane-zinc alliées. La tôle de zinc titane est utilisée comme matériau de construction. Aujourd'hui, le zinc titane est utilisé presque exclusivement, ce qui est plus résistant à la corrosion, moins fragile et donc nettement plus porteur que le zinc non allié ou la tôle de zinc utilisée jusqu'à il y a environ 50, qui a été produite dans le processus dit de laminage de colis. Titanzinkblech massif et laminé est principalement destiné à la toiture, comme revêtement, au drainage de la toiture (gouttières, tuyaux de descente), aux couvertures z. B. des corniches ou des appuis de fenêtre extérieurs ou utilisés pour les raccordements et les toits. Il dure jusqu'à 100 années et n'a pas besoin d'être réparé ni réparé pendant cette période s'il est manipulé correctement. Le traitement est effectué par le commerce de la plomberie.

La tôle de zinc ne doit pas être confondue avec la tôle d’acier galvanisée à chaud, appelée faussement tôle de zinc ou fer-blanc.

La tôle de zinc en alliage est fournie en bobines ou en feuilles. On utilise souvent pour la toiture des tôles (socs), qui ont une largeur comprise entre 40 et 60 et une longueur pouvant aller jusqu'à 16. L'épaisseur du matériau varie, mais est généralement de 0,7 millimètres. La connexion des différentes pièces de tôle s'effectue dans des éléments de petite taille, généralement par soudure, dans la toiture, principalement par double pliage (Doppelstehfalzdeckung). En raison de la dilatation thermique du zinc allié 22 · 10-6 / K, les connexions et les connexions des profilés en zinc doivent permettre le mouvement des matériaux.

Les architectes modernes réalisent des idées extravagantes avec du zinc titane. Daniel Libeskind a z. Par exemple, le musée juif de Berlin ou la villa Libeskind à Datteln sont dotés d'une façade en zinc. Zaha Haddid a choisi le matériau du musée des transports de Glasgow, qui démontre de manière impressionnante les propriétés de déformation du matériau.

Zinc moulé sous pression

Le moulage sous pression de zinc est le nom usuel des pièces moulées sous pression en alliages de zinc fins. Ces alliages offrent des valeurs de coulée bien meilleures que celles possibles lors de la coulée de zinc pur. Les alliages sont standardisés. L'alliage GD ZnAl4Cu1 (Z 410) est largement utilisé. Le moulage sous pression de zinc - comme tout processus de moulage sous pression - permet la production de grandes quantités. Les pièces coulées sont caractérisées par une stabilité dimensionnelle élevée, de très bonnes propriétés mécaniques et conviennent bien à un traitement de surface tel que le nickelage ou le chromage. La gamme d'applications comprend les accessoires automobiles et ceux de la construction mécanique et des appareils, ainsi que les raccords de toutes sortes, les pièces destinées à l'industrie sanitaire, aux équipements de précision et à l'électrotechnique, aux jouets en métal et à de nombreux ustensiles ménagers.

monnaie

Étant donné que le zinc coûte relativement peu en tant que pièce de monnaie, il a été utilisé en cas de besoin, tout récemment au cours des deux guerres mondiales, sous la forme d'alliages de zinc pour la fabrication de monnaie, cet usage a été divisé en "métal de guerre" mais avec des pièces en alliage d'aluminium. Depuis 1982, les cents américains (centimes) dans le noyau de zinc.

Analytik

La poudre de zinc analytiquement pure sert de substance originale selon la pharmacopée pour l’adaptation des solutions étalons d’EDTA.

Chimie organique

En synthèse organique, il sert à plusieurs fins. Ainsi, il agit comme un agent réducteur et, en tant que tel, peut être activé de différentes manières. Un exemple est la réduction Clemmensen des composés carbonylés avec du zinc amalgamé. En outre, les alcools allyliques peuvent être réduits en alcènes, les acyloïnes en cétones. La réduction du groupe nitro aromatique peut, selon les conditions de réaction, conduire à différents produits: arylamine, arylhydroxylamine, azoars, N, N'-diarylhydrazine.

Dans la région organométallique, les organyles de zinc offrent des avantages de sélectivité par rapport aux composés de Grignard car ils ont tendance à être moins réactifs et à tolérer davantage de groupes fonctionnels, une circonstance utilisée par la réaction de Reformatzky. Les organyles peuvent être préparés directement ou par transmétallation. En présence d'auxiliaires à complexation asymétrique, dont des quantités catalytiques peuvent suffire, une addition stéréosélective est possible. L'effet de l'augmentation de la chiralité a été observé.

Enfin et surtout, l'élimination des halogènes et la déshalogénation sont possibles. La réaction de Simmons-Smith est l’une des méthodes de préparation les plus rares. La revue Organic Syntheses énumère une série de synthèses utilisant du zinc élémentaire comme réactif.

Production d'hydrogène

Le zinc est utilisé dans le procédé dit de Solzinc pour la production d'hydrogène. À cette fin, dans une première étape, l'oxyde de zinc est thermiquement décomposé par l'énergie solaire en zinc et en oxygène, et dans une seconde étape, le zinc ainsi obtenu est mis à réagir avec de l'eau pour former de l'oxyde de zinc et de l'hydrogène.

Signification biologique

Les inexactitudes suivantes manquent dans les paragraphes suivants:
Importance du zinc pour les plantes (carence, offre excédentaire et éventuellement fertilisation)
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Effet dans le corps

Le zinc est l’un des oligo-éléments indispensables au métabolisme. Il fait partie de diverses enzymes, telles que l'ARN polymérase et l'anhydrase carbonique. Le zinc remplit de nombreuses fonctions différentes dans le corps. Il joue donc un rôle clé dans le métabolisme du sucre, des lipides et des protéines, ainsi que dans la structure du matériel génétique et la croissance cellulaire. Le système immunitaire et de nombreuses hormones ont besoin de zinc pour fonctionner. Le zinc favorise le système immunitaire, notamment en affaiblissant la réaction immunitaire lors de réactions excessives du système immunitaire. Le zinc fait également partie des protéines à doigts de zinc, qui sont des facteurs de transcription importants. Dans le sang, le zinc est principalement lié à l'albumine.

Dose quotidienne recommandée

L'indemnité journalière recommandée pour le zinc était de 1996, selon l'Organisation mondiale de la santé pour les hommes adultes, de 15 en mg pour les femmes, de 12 en mg pour les enfants prépubères et de 10 en mg pour les nourrissons. Étant donné que le corps peut absorber moins de zinc que prévu (seul le pourcentage de 5 pouvant être absorbé), la Société allemande de la nutrition a abaissé la quantité de zinc recommandée pour les hommes adultes à 30 en mg par jour, pour les femmes adultes à 10 en mg. Aux États-Unis, l'apport alimentaire est actuellement de 7 en mg / jour pour les femmes et de 9 en mg / jour pour les hommes. L'augmentation persistante de l'apport en zinc peut entraîner une carence en cuivre et des troubles de la coagulation sanguine.

L'apport maximal toléré de l'Autorité européenne de sécurité des aliments est de 25 en mg de zinc par jour, et le comité permanent de l'évaluation scientifique des apports nutritionnels de référence du Conseil de l'alimentation et de la nutrition, la National Academy of Sciences, recommande l'utilisation de 40 pour les adultes. mg / jour en tant qu'apport maximal tolérable. Selon le magazine Ökotest, l’Institut fédéral d’évaluation des risques recommande une ingestion journalière allant jusqu’à 2,25 mg de zinc par complément alimentaire. De plus, il considère 25 en mg / jour comme un apport maximal tolérable.

Il n'est pas recommandé de prendre plus de 100 mg par jour, car 200 mg peut provoquer des symptômes tels que nausée, vomissements ou même diarrhée. Chez l’homme, l’absorption de zinc d’environ 2 g entraîne des symptômes aigus d’intoxication. Les suppléments de zinc ne doivent être pris qu'en cas de carence en zinc (voir ci-dessous) et d'augmentation des besoins en zinc (par exemple après une chirurgie, un traumatisme ou des brûlures).

Si le zinc est pris à forte dose, par exemple. B. Les vapeurs de zinc sont inhalées lors du oxycoupage des aciers galvanisés, ce que l'on appelle la "fièvre du zinc". Dans ce cas, l'intoxiqué développe des symptômes pseudo-grippaux avec parfois de graves accès de fièvre. Les symptômes disparaissent généralement après plusieurs jours 1-2.

Tuning performance

Une étude 2005 présentée lors d'une conférence par la US Society of Nutritionists à San Diego suggère que les enfants qui reçoivent deux fois la dose quotidienne recommandée de zinc (20 mg) ressentent une amélioration significative de leurs performances mentales. Le zinc a amélioré la mémoire visuelle, les performances lors d'un test de recherche de mots et la capacité de concentration.

carence

L'élément en trace ne peut pas être stocké dans le corps, il doit être régulièrement fourni de l'extérieur. En raison de mauvaises habitudes alimentaires, la carence en zinc n’est pas rare dans les pays occidentaux, en particulier chez les nourrissons, les personnes âgées, les adolescentes et les femmes en âge de procréer. On estime que deux milliards de personnes dans le monde souffrent d'une carence en zinc et que cette carence est en partie responsable du décès d'un million d'enfants par an.

Une carence en zinc entraîne une hypofonction des gonades, des troubles de la croissance et une anémie. Un faible niveau de zinc est également souvent exprimé par une fonction immunitaire réduite, une perte de cheveux, une peau sèche et des ongles cassants. Chez les chiens domestiques, des dermatoses réactives au zinc se produisent. Une carence en zinc peut entraîner une infertilité masculine. La carence en zinc est souvent causée par une teneur élevée en cuivre (par exemple, lorsque les réseaux de canalisations en cuivre contiennent beaucoup d'eau potable), le zinc et le cuivre étant des antagonistes. La même chose s'applique au fer, z. Par exemple, par un régime alimentaire très riche en fer ou par la prise de médicaments contenant du fer. L'absorption de zinc (ainsi que d'autres ions métalliques) dans l'intestin est également réduite par les aliments contenant de l'acide phytique.

Les aliments qui contiennent beaucoup de zinc

Les aliments suivants sont de bonnes sources de zinc:

  • viandes rouges
  • Fromage
  • Gruau et Gruau
  • Graines de tournesol
  • Graines de courge
  • Germe de blé (blé)
  • Noix et noix de pécan
  • Champignons et levures
  • Lentilles
  • Fruits de mer et crustacés
  • Thé vert

Bien que les arachides contiennent une quantité relativement importante de zinc (environ 3 mg par g 100 g), elles contiennent toutefois, comme d’autres légumineuses, beaucoup d’acide phytique, ce qui nuit à leur absorption. La même chose s'applique aux graines oléagineuses et aux grains entiers.

Teneur en zinc dans les aliments

beaucoup de zinc par 100 g beaucoup de zinc par 100 g en moyenne beaucoup de zinc par 100 g petit zinc par 100 g
huîtres 7,0 à 160,0 mg noix du Brésil 4,0 mg Millet 3,4 mg poulet 1,0 mg
Foie (veau, porc, boeuf) jusqu'à 6,3 mg (porc) Lamm 2,3 à 6,0 mg Crispbread 3,1 mg Poisson 0,4 à 1,1 mg
farine de soja 5,7 mg Lentilles (séchées) 3,7 mg Pâtes (non cuites) 3,1 mg légume 0,2 à 1,0 mg
Emmentaler 30% ou 45% FiTr. 4,6 mg Soja (séché) 0,7 à 4,2 mg noyer 2,7 mg yaourt 0,3 à 0,5 mg
flocons d'avoine 4,0 à 4,5 mg Maïs 2,5 à 3,5 mg biscuits de blé entier 2,7 mg Pommes de terre 0,4 à 0,6 mg
Fromage au beurre, Tilsiter, Gouda, Edamer 3,5 à 4,0 mg Cacahuètes (grillées) 3,0 à 3,5 mg Camembert 2,7 mg lait entier 0,4 mg
bœuf 3,0 à 4,4 mg pain de blé mixte 3,5 mg Haricots blancs 2,6 mg Obst 0,1 à 0,5 mg

Le zinc comme remède

Les pommades au zinc sont utilisées dans la cicatrisation des plaies et les éruptions cutanées (eczéma). Exemples de sels de zinc utilisés en pharmacie: acétate de zinc, acacate de zinc, chlorure de zinc, gluconate de zinc, oxyde de zinc, stéarate de zinc, sulfate de zinc, undécylénate de zinc.

Le zinc affecte le métabolisme des cellules intestinales au point d'absorber moins de cuivre. Les sels de zinc (sulfate de zinc, acétate de zinc, par exemple) sont donc utiles en tant que médicaments dans le traitement de la maladie de Wilson, maladie dans laquelle le métabolisme du cuivre dans le foie est perturbé et entraînant ainsi une accumulation accrue de cuivre dans le foie, les yeux, le système nerveux central et d'autres organes.

Une méta-étude souvent citée de l'Institut indien d'éducation et de recherche médicales visant à prouver que le zinc a une durée atténuante et raccourcissante chez les rhumes est si grave qu'elle a été retirée par la Collaboration Cochrane. Les examens plus anciens ne pouvaient pas non plus prouver un effet positif.

2004 a publié une déclaration sur le traitement de la diarrhée aiguë par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) et le Fonds des Nations Unies pour l'enfance (UNICEF), recommandant un traitement combiné avec du zinc et une réhydratation orale (SRO). Une méta-analyse de la Cochrane Collaboration a également mis en évidence un effet positif du zinc dans le traitement de la diarrhée chez les enfants, limité aux enfants de plus de six ans et provenant de régions potentiellement défavorisées en zinc.

preuve

Une détection de zinc simple consiste à chauffer un échantillon avec quelques gouttes d'une solution diluée d'un sel de cobalt sur un œuf de magnésienne dans le bec Bunsen. Si du zinc est présent, le vert dit de Rinmans est visible peu de temps après.

La détermination quantitative peut être effectuée au moyen d'une complexométrie avec une solution EDTA standard. Pour la détermination des traces, les différentes méthodes de polarographie sont mises en question. Dans la gamme ultra trace, on utilise le tube AAS en graphite. Le zinc étant un élément relativement volatil, les modificateurs de matrice tels que le palladium et le nitrate de magnésium sont importants car ils augmentent le potentiel de température de pyrolyse. Alternativement, la voltamétrie inverse ou ICP-MS sont des méthodes instrumentales extrêmement sensibles.

 

Prix ​​du zinc

Prix ​​du zinc -> prix des métaux communs

Sources: Wikipédia, Roskill, ECHA

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