|
|
| Altalanos
|
| Nev,
vegyjel
,
rendszam
|
cink, Zn, 30
|
| Latin megnevezes
|
zincum
|
| Elemi sorozat
|
atmenetifemek
|
| Csoport
,
periodus
,
mez?
|
12
,
4
,
d
|
| Megjelenes
|
kekes halvany szurke
|
| Atomtomeg
|
65,38(2)
g/mol
|
| Elektronszerkezet
|
[
Ar
] 3d
10
4s²
|
| Elektronok
hejankent
|
2, 8, 18, 2
|
| Fizikai tulajdonsagok
|
| Halmazallapot
|
szilard
|
| S?r?seg
(szobah?m.)
|
7,14 g/cm³
|
| S?r?seg
(folyadek) az
o.p.
-on
|
6,57 g/cm³
|
| Harmaspont
|
692,65
K
, 0,000065
Pa
|
| Olvadaspont
|
692,68
K
(419,53 °
C
, 787,15 °
F
)
|
| Forraspont
|
1180
K
(907 °
C
, 1665 °
F
)
|
Olvadash?
 |
7,32
kJ/mol
|
Parolgash?
 |
123,6
kJ/mol
|
| Molaris
h?kapacitas
|
(25 °C) 25,390 J/(mol·K)
|
G?znyomas
| P
/Pa
|
1
|
10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
|
| T
/K
|
610
|
670
|
750
|
852
|
990
|
(1185)
|
|
| Atomi tulajdonsagok
|
| Kristalyszerkezet
|
hexagonalis
|
| Oxidacios szam
|
2
(
amfoter
oxid)
|
| Elektronegativitas
|
1,65 (
Pauling-skala
)
|
| Ionizacios energia
|
1.: 906,4
kJ/mol
|
| 2.: 1733,3 kJ/mol
|
| 3.: 3833 kJ/mol
|
| Atomsugar
|
135
pm
|
| Atomsugar
(szamitott)
|
142
pm
|
| Kovalens sugar
|
131
pm
|
| Van der Waals-sugar
|
139
pm
|
| Egyebek
|
| Magnesseg
|
diamagneses
|
| Fajlagos ellenallas
|
(20 °C) 59,0 nΩ·m
|
| H?merseklet-vezetesi tenyez?
|
(300 K) 116
W/(m·K)
|
| H?tagulasi egyutthato
|
(25 °C) 30,2 μm/(m·K)
|
| Hangsebesseg
(vekony rud)
|
(
szobah?m.
) (rolled) 3850
m/s
|
| Young-modulus
|
108 GPa
|
| Nyirasi modulus
|
43 GPa
|
| Kompresszios modulus
|
70 GPa
|
| Poisson-tenyez?
|
0,25
|
| Mohs-kemenyseg
|
2,5
|
| Brinell-kemenyseg
|
412 HB
|
| CAS-szam
|
7440-66-6
|
| Fontosabb izotopok
|
|
|
| Hivatkozasok
|
A
cink
(regies magyar neven
horgany
) egy femes elem,
atmenetifem
.
Rendszama
30,
vegyjele
Zn
, relativ
atomtomege
65,38,
elektronszerkezete
[Ar]3d
10
4s². Szobah?mersekleten kekes szin?, rideg, porithato. A vegyuleteiben gyakorlatilag mindig +2
oxidacios szamu
. Otvozetei kozul a sargarezet mar a tortenelem el?tti id?kben ismertek. Magat a cinket
Europaban
csak i. sz. 1300 korul allitottak el?, mikozben a kes? okortol ismertek cinktargyak es cinkkel bevont
femek
.
[1]
A termeszetben a cink ot stabil izotopbol all; tizenhat tovabbi instabil izotopja ismert. Az elem neve a nemet Zink nevb?l ered.
Legfontosabb asvanya a kobos
szfalerit
(ZnS), valamint a hasonlo osszetetel?, de hatszoges
wurtzit
. A cinkit (ZnO) gyakran mangantartalmu s ekkor voros szin?.
Mas cinkasvanyok a
smithsonit
(ZnCO
3
) es a
hermimorfit
[Zn
3
SiO
7
·Zn(OH)
2
·H
2
O], valamint a
willemit
(Zn
2
SiO
4
).
Oxidjanak
redukciojaval
, vagy soinak
elektrolizisevel
allitjak el?.
A kovetkez? eljarasokat alkalmazzak:
- a) Retortas eljaras: karborundumbol keszult, hosszu, karcsu, fugg?leges retortakban hevitik a cink-oxidbol es szenb?l keszult briketteket, amelyeket el?z?leg 750-800 °C-on tomoritettek. A redukcional keletkez? cinkg?z a
szen-monoxiddal
es mas gazokkal egyutt a kondenzatorban folyekony alakban csapodik le es id?nkent eltavolithato. Igy az
erc
85-90%-a termelhet? ki.
- b) Elektrolitos eljaras: A porkolt cinkercet hig
kensavval
oldjak ki s a kapott oldatot tisztitjak. A vasat
mangan-dioxiddal
valo oxidacio utan a cink-oxiddal vas(III)-hidroxid alakban csapjak ki; ekkor tavozik az As, Sb, es SiO
2
is. Ezutan cinkporral levalasztjak a rezet, kobaltot, nikkelt es kadmiumot. A tiszta oldatot elektrolizaljak; igy a cink 90%-a termelhet? ki. Egy kg Zn el?allitasahoz 3,6-4 kWh szukseges, a kapott cink 0,2‰-nel kevesebb szennyezest tartalmaz.
Fizikai tulajdonsagai
[
szerkesztes
]
Cink minta
Kisse kekes arnyalatu, szep femfeny? elem. Kozonseges h?mersekleten rideg, 150-200 °C kozotti h?mersekleten kovacsolhato. 200 °C folott olyan rideg, hogy mozsarban porra torhet?. Jo
elektromos vezet?
, szilardsaga csekely,
s?r?sege
7,14 g/cm³, olvadaspontja 419 °C, forraspontja 907 °C. 35 K alatt
ferromagneses
tulajdonsagot mutat.
Kemiai tulajdonsagai
[
szerkesztes
]
A cinkcsoport els? eleme. Kozepesen aktiv fem. Szaraz leveg?n nem oxidalodik, nedves, f?leg
szen-dioxid
tartalmu
leveg?
megtamadja.
Halogenek
szobah?mersekleten csak nedvesseg jelenleteben hatnak ra. Magas h?mersekleten kekeszold langgal eg el
cink-oxidda
.
Kennel
,
szelennel
es
tellurral
hevitve a megfelel? vegyuleteket (ZnS, ZnSe, ZnTe) adja,
foszforral
,
arzennel
es
antimonnal
is vegyul.
Nitrogennel
nem reagal.
Viz
kozonseges h?mersekleten alig hat ra, magasabb h?mersekleten hidrogent fejleszt, mikozben
cink-oxid
keletkezik.
Hig savak oldjak:
Zn + H
2
SO
4
= H
2
+ ZnSO
4
Laborban altalaban igy fejlesztenek
hidrogent
? vagy
sosavval
. Tiszta cink eleg lassan oldodik, szennyezesek novelik a reakciosebesseget.
Ennek elektrokemiai okai vannak: egyreszt helyi elemek jonnek letre az idegen femekkel, masreszt csokken a hidrogenfejl?des tulfeszultsege, amely tiszta cinken a legnagyobb.
Ammonium-hidroxidban es ammoniumsok oldataban, leveg? jelenleteben oldodik a cink, mert az el?szor keletkez? vekony oxidhartyat
komplexkepz?des
folytan oldjak a fenti folyadekok, igy a ved?hartya nem maradhat meg.
Ugyanezert oldodik alkalilugokban is:
- Zn
2+
+ 4 OH
?
= [Zn(OH)
4
]
2?
Ammoniaval
komplex cink-tetramin-ion keletkezik:
- Zn
2+
+ 4 NH
3
= [Zn(NH
3
)
4
]
2+
Ammoniaban izzitva cink-nitridde alakul.
Szen-dioxidot mar 300 °C folott szen-monoxidda redukalja.
Altalaban redukalo hatasu, mind savas, mind lugos kozegben.
Ken-hidrogennel
cink-szulfidot
ad.
Mindig ket vegyertek?, szamos ionvegyulete van. Vannak azonban atomvegyuletei is, peldaul oxidja es szulfidja, nitridje stb. Foszfidjai reszben atmenetet kepeznek a femes racsokhoz, arzenidje felfemes.
A cink-ion szintelen, vegyuletei is. Atomvegyuletei sokszor szinesek.
Egyike a legnagyobb mennyisegben hasznalt femeknek. Tet?fedesnel, es?csatornak, parkanyok, vodrok stb. keszitesekor hasznaltak egykor cinket, ma meg olykor cinkbevonatu acelt (horganyzott vasat) alkalmaznak ilyen celokra.
Galvanelemek
gyartasahoz nagy tisztasagu cink szukseges.
Ontesre
is hasznalatos, f?leg otvozetei alakjaban.
Rezzel
alkotott otvozete a
sargarez
. 4% Al es 0,5-1% rez tartalmu
otvozetet
froccsontesre hasznaljak. Egy 78% cink es 22%
aluminium
tartalmu otvozet csaknem olyan er?s, mint az
acel
, es olyan jol onthet?, mint egy
m?anyag
. Regota hasznalatos a horganyzott vas
badog
, amit vaslemezek olvadt cinkbe martasaval keszitenek, de
galvanizalassal
is el?allithato. Nagyon jol vedi a rozsdasodastol a vas feluletet, mert maga megy oldatba a vas helyett. A horganyzott badog helyett epuletbadogozasra ma mar inkabb aluminiumlemezt hasznalnak. Drotkeritesek keszitesere azonban meg napjainkban is f?leg horganyzott drot hasznalatos.
A cink-oxidot (ZnO) fest?anyagkent, tolt?anyagkent, kozmetikumokban gyenge fert?zesgatlo szerkent gyogyszeralapanyagkent, valamint festekekben es m?anyagokban hasznaljak.
A cink-szulfidot (ZnS) lumineszkalo (kep)erny?kon alkalmazzak.
Eml?sokre karos, ezert cinkkel bevont edenyben nem szabad elelmiszert tartani. Igen keves cink azonban szukseges
nyomelem
. A
cink-oxid
megengedett koncentracioja 5 mg/m³. (A femcinket f?leg korrozioved? bevonatkent alkalmazzak a femeken)
El?fordulasa a talajban
[
szerkesztes
]
A cink atlagos koncentracioja a litoszferaban 80 mg/kg. A vilag szennyezetlen talajainak cinktartalma 10-300 mg/kg, atlagos koncentracioja 50 mg/kg.
A talajokban a cink altalaban Zn
2+
ion formajaban fordul el?, de mas ionos es szerves vegyuletei is ismertek, a talaj adszorpcios komplexuma er?sen megkoti, koncentracioja a talajoldatban csekely, a H
+
-ion koncentracio novekedesevel oldhatosaga novekszik, komplexkepzesi hajlama is a rezehez hasonlo. A cink a biotit, az augit es a kulonboz? csillamok kristalyracsaban is el?fordul.
Az adszorpcios komplexumhoz Zn
2+
, ZnOH
+
, illetve ZnCl
+
formajaban kot?dhet. Az igy adszorbealt Zn
2+
-ionok csak reszben cserelhet?k ki. Kulonboz? cinksok is el?fordulhatnak a talajban, ezek oldhatosaga valtozo. A cink a talajokban leginkabb az aluminium- es vas-oxidokhoz, illetve az agyagasvanyokhoz kotott, a novenyek els?sorban a viz oldhato es konnyen kicserelhet? formait tudjak felvenni. Sok foszfatot tartalmazo talajokban nehezen oldhato cink-foszfatok kepz?dnek. A cink mozgekonysaga a talajban csekely, s a savanyusag fokozodasaval novekszik.
A talajba kerult cink az egyik legkonnyebben felvehet? nehezfem (es egyben esszencialis mikroelem) a novenyek szamara. Mivel a cink konnyen bekerulhet a taplaleklancba, a legveszelyesebb hatasu nehezfemek koze sorolhato.
Szerepe a novenyek eleteben
[
szerkesztes
]
Egyertelm? bizonyitekokat csak 1926-ban irtak le arrol, hogy a cink a magasabb rend? novenyek szamara letfontossagu.
[2]
A novenyek eleteben jelent?s szerepet jatszo tobb enzim, igy a szensav-anhidraz, cinket tartalmaz.
A szensav-anhidraz felepitese
A karboxi-peptidaz A felepitese
Fontosabb cinktartalmu enzimek (a cink-tartalmu enzimek tobbsege a hidrolazok ? reszben a transzferazok ? csoportjaba tartozik): amino-peptidaz, karboxi-peptidaz A, karboxi-peptidaz B, szensav dehidrogenaz, glukoz-6-foszfat izomeraz.
A cinket a novenyek viszonylag kis mennyisegben veszik fel, cinktartalmuk megis tobbszorose a reztartalomnak. A cink felvetelet a gyakorlatban dont?en a talaj kemhatasa es foszfortartalma hatarozza meg. Feltetelezik, hogy a tulzott foszforellatas a novenyben is zavart okozhat, gatolja a cinkigenyes karbohidraz enzim m?kodeset. A cink a magneziumhoz es a manganhoz hasonlo hatast fejt ki a novenyi szervezetben. Nehany
enzim
, koztuk az
enolaz
, Mg
2+
-, Mn
2+
- es Zn
2+
-ionokkal egyarant aktivalhato. A cink azonban egyes enzimeket, igy pl. kulonboz? dehidratazokat es nehany peptidazt, specifikusan aktival. A kifejlett novenyek atlagosan 25-150 mg/kg cinket tartalmaznak a szarazanyagban, cinkhiannyal sok novenynel csak 20 mg/kg ertek alatt kell szamolni, a toxicitas pedig a novenyek egy reszenel csak tobb szaz mg/kg ertek felett jelentkezik, noha a cinkfelesleg mas novenyeknel mar vas- es rezhianyt valthat ki.
Mig a gabonafelek viszonylag kevesse, a
burgonya
, a
paradicsom
, a
cukorrepa
es a
lucerna
kozepesen erzekenyek a Zn hianyra, addig a
kukorica
, a
komlo
, a
len
es a
bab
jelent?s termesveszteseggel valaszol az elegtelen Zn-ellatottsagra.
A cinkhiany a fiatal novenyi levelekben kuls?leg hasonlit a klorozishoz, er?s hianynal a levelek ?rozettasak" lesznek, majd gyakran le is hullanak. A gyumolcsfak eseteben ennek kuls? jele az ?ecsetagusag", de a cinkfelesleg is okozhat latszolag a klorozisra hasonlito kuls? jeleket.
A cinkhiany a kukorican es a
cirokon
a legszembet?n?bb. A hiany kovetkezteben a kukorica novekedese visszafogotta valik, az izkozok lerovidulnek. Az allomany lemarad az adott fenologiai fazisra jellemz? novenymagassagtol. A hiany kovetkezteben az id?sebb leveleken a kozeper mellett mindket oldalon feheres-halvanysargas klorotikus csikok alakulnak ki. Ezek a levelalaptol egeszen a csucsig futnak, mikozben a kozeper, a levelszel es a levelcsucs zold marad. Tartos hiany eseten a level szurke, bronzszin? lesz, majd elhal. Az egeszen fiatal levelek is jellegzetes hianytuneteket mutatnak. A fiatal kukoricalevelek a Zn-hiany kovetkezteben vilagossargak, kozel feher szin?ek lesznek. Ezt a jelenseget ?rugyfeheredesnek” nevezzuk. A vegetativ szervek karosodasa mellett, amennyiben nem sikerult a hianyt potolni, a generativ szervek fejl?desi rendellenessegeit is megfigyelhetjuk. Kronikus cinkhiany eseten a viragkepz?des kesik, s?t sok esetben el is marad. A virag- es termeskepzesi zavarok kovetkezteben er?s hiany eseten akar 80%-kal is csokkenhet a hektaronkenti termes mennyisege.
A cink reszt vesz a
nitrogen-anyagcsereben
, egyes szerz?k szerint kihat az
RNS
-szintezisre is. A cink hianya ennek kovetkezteben, esetenkent a nitrogenhianyhoz hasonloan jelentkezik. Az
auxin
kepz?des serkentese azon alapszik, hogy a cink katalizalja a triptofan szinteziset. A triptofan a B-indolil-ecetsav prekurzora. A cink kozvetve el?segiti az auxin kepz?dest, mig a mangan az auxin felesleg kialakulasat gatolja. A ket elem egyuttesen szabalyozza a novenyek novekedeset.
?Cink-ujjak”
A biologiai rendszerekben a cink egyreszt enzimaktivator, masreszt szerkezetalakito ion. Ez a ket szerep nem teljesen fuggetlen egymastol, mert egyes esetekben a cinkionok kozbenjarasaval kialakult feherjeszerkezet eredmenyezi a feherje megnovekedett enzimaktivitasat. A cinket tartalmazo
metalloenzimekben
a cinkion els?sorban elektronpar-akceptorkent, Lewis-savkent jatszik szerepet. A metalloenzimekben sokkal elterjedtebb kozponti ion, mint a rez(II)-ion. Azok az enzimek, amelyek karbonsaveszterek, amidok, peptidek vagy foszfatok hidroliziseben vesznek reszt, majdnem mindig cink(II)iont tartalmaznak az aktiv centrumban.
A cink egy ujabban felfedezett szerepe azokhoz a feherjekhez kapcsolodik, amelyek a DNS bazisszekvenciajanak a felismereseben jatszanak szerepet, a genetikai informacio atadasat szabalyozzak. Ezek az ugynevezett “cink ujjak” (zinc fingers) 9?10 cink(II)iont tartalmaznak tetraederes koordinacioban.
A cink-ujj alakjarol es arrol kapta a nevet, hogy egy cinkatom koordinativ koteseivel tartja ossze a motivumot. El?fordulasa szeles kor?, peldaul szteroid hormonokkal aktivalodo szabalyzo feherjek DNS-kot? motivuma. A
muslica
egyedfejl?deset iranyito genek kozott, vagy a szoveti, szervi differencialodas iranyat megszabo genek m?kodeseben nagy szerepet jatszanak a cink-ujj motivumot tartalmazo feherjek. A cink-ujj az N-terminalistol haladva ket beta-lemezt tartalmaz, majd ezt egy alfa-helix koveti. Az alfa-helix merul a
DNS
nagy arkaba. A cinkatom a betalemezek egy-egy
cisztein
aminosav
oldallancat, valamint az alfa-helix ket hisztidinjet (esetenkent ciszteineket) tartja ossze koordinativ kotesekkel, s ezzel szilarditja meg az egesz szerkezetet. A cink-ujj alfa-helixe a DNS nagy arkaban harom szomszedos bazisparral letesit kotest. A cink-ujj motivumot hasznalo szabalyozo feherjeben mindig tobb (peldaul 3-5) motivum sorjazik egymast kovetve, igy annyiszor harom bazisparral letesit a feherjekapcsolatot, ahany cink-ujja van.
- ALLOWAY B. J. (1995): Heavy metals in soils, Blackie Academic and Professinal, London
- FILEP GY. (1987):Talajtani alapismeretek I. Altalanos talajtan - DATE Mg. Kar jegyzet, Debrecen
- FILEP GY. (1988): Talajkemia - Akademia Kiado, Bp.
- HARGITAI L. (1998): Talajtan es Agrokemia II. Jegyzet. Kerteszeti es Elelmiszeripari Egyetem, Bp.
- KADAR I. (1992): A novenytaplalas alapelvei es modszerei. Akaprint, Bp.
- KADAR I. (1998): Talaj es kornyezet szennyez?dese. GATE Mez?gazdasagi F?iskolai Kar, Gyongyos
- KOVACS M. (1998): Talajjelz? novenyek. Termeszetbuvar, 53. evf. 6. sz.
- LOCH J. ? NOSTICZIUS A. (2004): Agrokemia es novenyvedelmi kemia, Mez?gazda Kiado, Bp.
- MENGEL K. (1976): A novenyek taplalkozasa es anyagcsereje. Mez?gazdasagi Kiado, Bp.
- Naray-Szabo, Istvan.
Kemia
, 2. atdolg. kiadas, M?szaki Konyvkiado (1973)
- PAIS I. (1999): A mikroelemek jelent?sege az eletben. Mez?gazda Kiado, Bp.
- PATOCS I. (szerk.) (1989): A novenyek taplalkozasi zavarai es betegsegei. Agroinform, Bp.
- SIMON L. ? SZILAGYI M. (szerk.) (2003): Mikroelemek a taplaleklancban. Bessenyei Gyorgy Kiado, Nyiregyhaza
- STEFANOVITS P. ? Filep Gy. ? Fuleky Gy. (1999): Talajtan. Mez?gazda, Bp.
- SZABO S. A. ? REGIUSNE M. A. ? GY?RI D. ? SZENTMIHALYI S. (1987): Mikroelemek a mez?gazdasagban I. (Esszencialis mikroelemek). Mez?gazdasagi Kiado, Bp.
Tovabbi informaciok
[
szerkesztes
]