Cinc

eso	AN	Período	MD	Ed	PD
eso	AN	Período	MD	MeV	PD
⁶⁴Zn	48,63%	estable con 34 Neutróns
⁶⁵Zn	Sint.	244,26 d	ε	1,352	⁶⁵Culo
⁶⁶Zn	27,90%	estable con 36 Neutróns
⁶⁷Zn	4,10%	estable con 37 Neutróns
⁶⁸Zn	18,75%	estable con 38 Neutróns
⁷⁰Zn	0,62%	estable con 40 Neutróns
⁷²Zn	Sint.	46,5 h	β	0,458	⁷²Ga

Nota: unidades segundo el SÍ y en CNPT, salvo indicación contraria.

El cinc o zinc (del alemán Zink) es un elemento químico de símbolo Zn, número atómico 30 (30 protóns y 30 electrones) con masa atómica 65,4 uma. La temperatura ambiente, el cinc encontrara en el estado sólido. Está situado en el grupo 12 (2 B) de la Clasificación Periódica de los Elementos.

Las aliaxes de cinc han sido utilizadas durante siglos (piezas de latón datadas de 1400 -1000 la.C. fueron encontradas en la Palestina ), y otros objetos con hasta 87% de cinc fueron hallados en la antigua región de la Transilvania.

La principal aplicación del cinc (cerca de 50% del consumo anual) es en la galvanización del acero o hierro para protegerlos de la corrosión, esto es, el cinc es utilizado como ánodo de sacrificio. También pode ser usado en protectores solares, en forma de óxido, pues tiene la capacidad de barrar la radiación solar.

El cinc es un elemento químico esencial para las personas: interviene en el metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, estimula la actividad de más de 100 enzimas, colabora en el bueno funcionamiento del sistema inmunolóxico, es necesario para la cicatrización de las heridas, interviene en la percepción del sabor y del olfacto y en la síntesis del ADN.

Fue descubierto en 1746 polo alemán Marggraf.

Índice

1 Características principales
2 Aplicaciones
3 Papel biológico
4 Historia
5 Abundancia y obtención
6 Aliaxes
7 Compuestos
8 Isótopos
9 Precauciones
10 Se vea también
- 10.1 Otros artículos
- 10.2 Ligazóns externas

Características principales

El cinc es un metal, a veces clasificado cómo metal de transición aunque estritamente no lo sea, presenta semejanzas con el magnesio y el berilio y otros metales de su grupo. Este elemento es poco abundante en la corteza terrestre, sin embargo pode ser obtenido con facilidad.

ES un metal de coloración blanca azulada que arde en el aire con llama verde azulada. El aire seco no lo ataca, sin embargo, en la presencia de humedad, forma una capa superficial de óxido o carbonato básico que aílla el metal y lo protege de la corrosión.

Por lo general, el único estado de oxidación que presenta es +2. Reacciona con ácidos no oxidantes pasando para el estado de oxidación +2 y liberando hidróxeno, y pode disolverse en bases y ácido acético. El metal presenta una grande resistencia a la deformación plástica a frío que disminuye con el quecemento, obligando la laminalo tirando por lo alto de los 100 °C. No se pode endurecer por acritude y presenta el fenómeno de fluencia la temperatura ambiente.

El cinc es empleado en la fabricación de aliaxes como el latón y bronce, al otro lado de ser utilizado en la producción de tellas. El cinc es, aun, utilizado cómo metal de sacrificio para preservar el hierro de la corrosión en algunas estructuras, en la producción de pilas secas y como pigmento en tinta de coloración blanca.

Aplicaciones

La principal aplicación del zinc -cerca del 50% del consumo anual- es el galvanizado del acero para protegerlo de la corrosión, protección efectiva ata cuando se agrieta el recubrimento ya que el zinc actúa como ánodo de sacrificio. Otros usos incluyen:

Baterías de Zn-Ag El usadas en la industria aeroespacial para mísiles y cápsulas espaciales polo su excelente rendimiento por unidad de peso y baterías zinc-aire para computadoras portátiles.
Piezas de fundición inyectada en la industria de la automoción.
Metalurxia de metales preciosos y eliminación de la plata del chumbo.

Papel biológico

El cinc es un elemento químico esencial para las personas: interviene en el metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, estimula la actividad de más de 100 enzimas, colabora en el bueno funcionamiento del sistema inmunolóxico, es necesario para la cicatrización de las heridas, en las percepciones del sabor y olfacto y en la síntesis del ADN. El metal es encontrado en la insulina , en las proteínas dedo de cinc (zinc finger) y en diversas enzimas como la superóxido dismutasa.

El cinc es encontrado en diversos alimentos como en las ostras, carnes rojas, aves, algunos pescados, mariscos, habas y nueces. La inxesta diaria recomendada de cinc es en torno de 10 mg, menor para bebés, chavales y adolescentes (debido al menor peso corporal), y algo mayor para las mujeres grávidas y durante la lactación.

La deficiencia de cinc pode producir retardamento en el crecimiento, pérdida de cabello , diarreas, impotencia sexual, lesiones oculares y de la piel, pérdida de apetito, pérdida de peso, aumento del tiempo de cicatrización de heridas y anomalías en el sentido del olfacto. Las causas que pueden provocar una deficiencia de cinc son la insuficiente cantidad en la dieta alimentaria y la dificultad en la absorción del mineral que pode ocurrir en casos de alcoholismo , cuando es eliminado por la urina o, aun, debido a la excesiva eliminación por causa de desórdenes dixestivas.

El exceso de cinc tense asociado con bajos niveles de cobre , alteraciones en la función del hierro, diminución de la función inmunolóxica y de los niveles de colesterol bueno.

Historia

Las aliaxes de cinc se han utilizado durante siglos - piezas de latón datadas de 1000-1400 la.C. fueron encontrados en la Palestina, y otros objetos com hasta 87% de cinc fueron hallados en la antigua región de la Transilvania - debido a su bajo punto de fusión y reactividade química el metal tiende la evaporarse, motivo polo cual la verdadera naturaleza del cinc no fue comprendida polos antiguos.

Se sabe que la fabricación del latón era conocida polos romanos desde -30. Plinio y Dioscórides describen la obtención de aurichalcum (lató ) por el quecemento de una mezcla de cadmio (calamina) con cobre. El latón obtenido es posteriormente fundido o forjado para fabricar objetos.

La fusión y extracción de cinc impuro ya era efectuada en el año 1.000 en la India - en la obra Rasarnava (c. 1200) de autor desconocido el procedimiento fue descrito - y posteriormente en la China. En 1597 Andreas Libavius describe una peculiar clase de estaño que había sido preparada en la India que había recibido en pequeñas cantidades a través de un amigo ; dedujo que se trataba del cinc incluso no llegando a reconocerlo como el metal procedente de la calamina.

En el occidente, en 1248, Alberto Magno describe la fabricación del latón en la Europa. En el siglo XVI ya se conocía la existencia del metal. Agrícola observó en 1546 que se formaba un metal blanco prateado adensado en las paredes de los nos fuere nos cuáles se fundían minerais de cinc, adicionando en sus notas que un metal similar denominado zincum era producido en la Silesia. Paracelso fue el primero em sugerir que el zincum era un nuevo metal y que sus propiedades diferían de los metales conocidos, sin dar ninguna indicación sobre su origen; en los escritos de Basilio Valentino son encontrados también mencións sobre lo zincum. En tratados posteriores son frecuentes las referencias al cinc, con diferentes nombres, refiriéndose xeralmente al mineral y no al metal libre, y muchas veces confundido con el bismuto.

Johann Kunkel en 1677 y poco más tarde Stahl en 1702 indican que al preparar el latón con el cobre y la calamina, esta última se reduce previamente en cinc libre, que fue aislado posteriormente polo químico Anton von Swab en 1742 y por Andreas Marggraf en 1746, cuyo exhaustivo y sistemático trabajo Sobre el método de extracción del cinc de un mineral verdadero, la calamina sedimentó la metalurxia del cinc y su fama como descobridor del metal.

En 1743 fue fundado en Bristol el primero establecimiento para la fundición del metal en escala industrial, sin embargo, el procedimiento ficou en secreto. Setenta años después Daniel Dony desarrolló un procedimiento industrial para la extracción del metal, construyéndose la primera fábrica en el continente Europeo.

Luego del desarrollo de la técnica de flotación del sulfato de cinc se despreció la calamina cómo fuente principal de obtención del cinc. El método de flotación, actualmente, es empleado para la obtención de varios metales.

Abundancia y obtención

El cinc es el 23º elemento más abundante en la corteza terrestre. Las menas más ricas contienen cerca de 10% de hierro y entre 40% y 50% de cinc. Los minerais de los cuales se extrae el cinc son: [[]] (óxido).

Las reservas mundiales: su exploración es economicamente viábel pasa de los 220 millones de toneladas, la mayor parte en los Estados Unidos , Australia, China y Casaquistán . Las reservas mundiales (incluyendo aquellas cuya extracción actualmente no es viábel) son estimadas en 2000 millones de toneladas.

La producción mundial fue en 2003, segundo dados de la Agencia de Prospección Xeolóxica de los Estados Unidos (US Geological Survey) de 8,5 millones de toneladas, liderada por la China con 20% y Australia con 19%. Se estima que un tercio del cinc consumido es reciclado.

La producción del cinc comienza con la extracción del mineral que pode ser realizada tanto a cielo abierto cómo subterráneas. Los minerais extraidos son triturados y, posteriormente, sometidos a un proceso denominado flotación para la obtención del mineral concentrado.

Los minerais con altos teores de hierro son tratados por vía seca. El concentrado es quemado ( calcinación ) para transformar el sulfato en óxido, que recibe la denominación de calcina . El óxido obtenido es reducido con carbono produciendo el metal ( el agente redutor en la práctica es el monóxido de carbono formado ).

Las reacciones por etapas son: Por vía húmeda el minerío es calcinado ( quemado ) para la obtención del óxido, posteriormente lixiviado con ácido sulfúrico diluido. La lixivia obtenida es purificada para la separación de los diferentes competentes, principalmente el sulfato de cinc. El sulfato es sometido a un proceso de electrólise con ánodo de chumbo y cátodo de aluminio, sobre lo cuál se deposita el cinc, formando placas de algunos milímetros. El cinc obtenido es fundido y lingotado para su comercialización.

Como subprodutos, diferentes metales son obtenidos, como mercurio, cadmio, oro, plata, cobre y chumbo, en función de la composición de los minerais. El dióxido de xofre obtenido en la calcinación es usado para producir el ácido sulfúrico utilizado en la lixivación. El excedente es comercializado.

Los tipos de cinc obtenidos se clasifican segundo la norma ASTM en función de su pureza:

SHG, Special High Grade (99,99%)
HG, High Grade (99,90%)
PWG Prime Western Grade (98%)

La norma EN 1179 considera cinco niveles ( Z1 la Z5 ) con teores de cinc entre 99,995% y 98,5% , existiendo normas equivalentes en el Japón y Australia . Para armonizar todas las normas a ESO se publicó en 2004 la norma ESO 752 regulando la clasificación y requisitos necesarios en relación al cinc.

Aliaxes

Las aliaxes más empleadas son las de aluminio ( 3,5-4,5%, Zamak; 11-13%, Zn-Al-Culo-Mg; 22%, Prestal , liga que presenta superplasticidade ) y cobre ( aproximadamente 1% ) que mejora las características mecánicas del cinc y su aptitud al molde.

ES componente minoritario en diversas aliaxes, principalmente de cobre como latóns ( 3 a 45% de cinc) , alpacas ( Culo-Ni-Zn ) y bronces ( Culo-Sn ) de molde.

Compuestos

El óxido de cinc es lo mas conocido y utilizado industrialmente, especialmente cómo base de pigmentos blancos para pintura, también en cremas solares. Otros compuestos importantes son el clorato de cinc ( desodorantes ) y sulfato de cinc ( pinturas luminiscentes ). La cuarta parte, aproximadamente, del cinc consumido es en la forma de compuestos.

Isótopos

El cinc existente en la naturaleza es formado por cuatro isótopos estables, Zn-64 ( 48,6% ), Zn-66, Zn-67, y Zn-68. Se han caracterizado 22 radioisótopos siendo los más estables Zn-65 y Zn-72 con vidas-medias de 244,26 días y 46,5 horas, respectivamente. Los demás isótopos radiativos presentan medias-vidas menores que 14 horas, y la mayoría menores que un segundo. El cinc tiene cuatro estados meta-estables.

Precauciones

El cinc metálico no es considerado tóxico, sin embargo algunos de sus compuestos, como el óxido y el sulfato, son nocivos.

En la década de los 40 se observó que en la superficie del acero galvanizado se formaba con el tiempo hilos de cinc que liberados al ambiente provocaban cortos-circuitos y fallas en componentes electrónicos. Estos hilos se forman luego de un período de incubación que pode durar días o años, y crecen en un ritmo de la orden de 1 mm por año.