i zinc | enciclopèdia.cat

☰ Navegació pels índexs

Gran enciclopèdia catalana

zinc

Símbol delZn, cinc (es), zinc (en)
substantiu masculím
Economia    Química    Indústria i tecnologia

Sumari de l’article

Símbol delZn, cinc (es), zinc (en)
química inorgànica quím inorg, metal·lúrgia metal·l i economia econ
Element químic, de nombre atòmic 30, pertanyent al grup IIB de la taula periòdica.

Conegut des de l’antiguitat, hom l’ha emprat en la fabricació del bronze i el llautó. És un element d’abundància mitjana que es troba àmpliament distribuït a la natura; constitueix l’1,2 x 10- 2 per cent del pes de l’escorça terrestre. És constituït per una mescla de cinc isòtops estables, amb masses de 64 (48,89%), 66 (27,81%), 67 (4,11%), 68 (18,57%) i 70 (0,62%), que determinen un pes atòmic de 65,38. En són coneguts, a més, deu radioisòtops artificials. Els seus minerals més importants són la calamina (ZnCO3), la willemita (Zn2SiO4) i l’esfalerita (ZnS). No ocorre natiu, i hom l’obté per torrefacció en l’aire del carbonat o del sulfur, seguida de reducció amb carbó de l’òxid obtingut i destil·lació del metall. Pot ésser també obtingut per electròlisi de solucions àcides de l’òxid (ZnO), tot i que, d’acord amb els potencials d’elèctrode, hauria de reduir-se preferentment l’hidrogen, gràcies a l’elevada sobretensió d’aquest enfront del zinc. El metall és de color blanc brillant, llustrós, i s’enfosqueix en l’aire per oxidació superficial. Des del punt de vista químic, presenta caràcter amfòter. Reacciona amb els àcids minerals no oxidants i els hidròxids dels metalls alcalins, amb alliberament d’hidrogen i formació, respectivament, de l’ió Zn2 + i dels zincats, que solen ésser representats per ZnO2 2 -. A temperatures elevades, reacciona directament amb l’oxigen, els halògens i altres no-metalls, com sofre, fòsfor i seleni. El zinc actua en tots els seus composts amb valència 2. Forma alguns ions complexos, com [Zn(NH3)6]2 +, en general poc estables, a causa de la configuració d1 0 de l’ió Zn2 +. Forma composts organometàl·lics, amb les fórmules R-Zn-X i R-Zn-R, que presenten notable interès. Així, el dietil-zinc (CH3 -CH2-Zn- CH2-CH3), sintetitzat per E.Frankland l’any 1849, fou el primer compost organometàl·lic conegut, i el iodur de iodometilzinc (I-CH2- Zn-I) és l’agent actiu de la reacció de Simmons-Smith.

Des del punt de vista biològic, és un dels metalls més importants. Ocorre en un gran nombre de proteïnes, moltes de les quals tenen funcions enzimàtiques. És un dels oligoelements essencials, i ha d’ésser subministrat en la dieta humana. El zinc, que és trencadís i cristal·lí en fred, és dúctil i mal·leable entre 100° i 150°C; la humitat atmosfèrica l’ataca, i el cobreix d’una capa d’òxid molt prima, que impedeix que l’oxidació sigui profunda. El zinc té un gran nombre d’aplicacions, que justifiquen una elevada producció d’aquest metall, entre les quals cal esmentar la galvanització del ferro i de l’acer i la preparació de composts de zinc, principalment l’òxid (ZnO). És emprat per a fer objectes emmotllats, i, en planxes, hom l’utilitza per a fer-ne canonades i recipients, per a cobrir teulades, per a fotogravats, etc. El zinc entra en la composició de molts aliatges, entre els quals el llautó, amb tots els metalls ordinaris, llevat del plom i del bismut, dels quals se separa en estat líquid. La importància econòmica del zinc ha crescut paral·lelament a la progressiva multiplicació dels seus usos. Això fa que la producció mundial s’hagi més que quadruplicat des d’abans de la Segona Guerra Mundial: 1,8 milions de t l’any 1938 i més de 3 el 1955. El 1966 l’increment era del 53,8% (4,6 milions), el 1974 del 27,9% (5,9 milions) i del 25% el 1991 (7,4 milions). Els anys següents, la tendència ascendent ha revertit: 6,6 milions el 1993 (un 10% menys). El 1991, les reserves mundials s’estimaven en 1,8 milers de milions de t. Els anys noranta, els principals productors de fosa són el Japó (730 milers de t de fosa el 1992) i la Xina (719 milers de t), seguits del Canadà (672 milers de t). Són també importants les produccions dels estats de l’antiga URSS, els EUA, Alemanya i Austràlia. El mineral procedeix essencialment de l’Amèrica del Nord, amb el 32,4% de la producció minera mundial el 1992. El 60,5% d’aquesta (20% mundial) correspon al Canadà, amb mines a Amos, Mattagami i Rouyn, al Quebec, Flin Flon (Manitoba) i a la Colúmbia Britànica, Ontario i Terranova. Austràlia ocupa el segon lloc, amb el 15,3% mundial i la Xina el tercer lloc (11%). El Perú (9%) i els EUA (7,7%) tenen també reserves notables En una bona part dels jaciments el zinc es presenta associat amb el plom, la qual cosa explica que ambdós sectors siguin gairebé totalment controlats per les mateixes societats. La metal·lúrgia del zinc ha adquirit importància als països dotats d’una forta indústria siderúrgica i mecànica, com el Japó, els EUA, Alemanya o França. Més recentment, han assolit protagonisme alguns estats asiàtics sotmesos a una ràpida industrialització, especialment la Xina. A l’Estat espanyol la producció de zinc de primera fusió mostra, els últims anys, una clara progressió: 81 275 t el 1969, 130 006 el 1974, 213 340 t el 1985, el 64,1% més, i 351 900 el 1992 (un increment del 65%). La producció es concentra a Cantàbria i Múrcia, on en conjunt hom n'extreu el 95%. El 1992 la producció de mineral fou de 204 700 t. A Cantàbria destaca el jaciment de Reocín, amb reserves molt importants i un alt contingut (58%). Altres dipòsits de la zona són els de Comillas, Picos de Europa i Peñamellera. A Múrcia, la serralada de Cartagena comprèn els jaciments de Llano del Real i La Unión, a més dels de Mazarrón i Zazadilla de Totana. Els minerals de Múrcia tenen un contingut d’aquest metall inferior al 50%. Al País Basc destaquen els jaciments d’Oiartzun i Aizgorri (Guipúscoa). El comerç internacional del zinc és actiu, ja que sovint els principals transformadors del mineral no són els mateixos que els grans productors; tampoc els grans consumidors no coincideixen sempre amb les principals zones de metal·lúrgia d’aquest metall, com en el cas de la Gran Bretanya. Amb tot, atès que els països que tenen les reserves més grans són àrees desenvolupades (el Canadà i Austràlia) o en situació de ràpid creixement com la Xina, el mercat mundial del zinc escapa en part a les tensions derivades de la fixació del preus de les primeres matèries.

Propietats físiques del zinc

Zn  
nombre atòmic 30
pes atòmic 65,38
estructura electrònica [Ar]3d104s2
  +2
densitat 7,14 g/ml
punt de fusió 419,58ºC
punt d’ebullició 907ºC
radi iònic (Zn+1) 0,88 Å
potencial d’ionització, en eV I: 9,394
  II: 17,964
conductivitat tèrmica (a 25ºC) 1,16 W/cm∙k
resistivitat elèctrica (a 20ºC) 5,916 cm μΩ∙cm
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Col·laboració: 
MPB / AMeP / EAB / EnP
Llegir més...