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Zinc

礦物下的一個物種

鋅(英語:zinc)是化學元素,化學符號是Zn,原子序數是30,相對原子質量是65.39,是過渡金屬;鋅由於形、色類似鉛,故也稱為亞鉛,古稱倭鉛。鋅在常溫下為硬脆物質,且帶有藍銀色光澤。鋅為元素週期表第十二族中的第一個元素。在某些方面,鋅的化學性質與鎂相似:兩者皆呈現單一氧化態 (+2),且Zn和Mg離子大小相似。鋅為地殼中含量第二十四多的元素,有五個穩定的同位素。最常見的含鋅礦石為閃鋅礦,是鋅硫化物。最大可開採的礦脈位於澳洲、亞洲及美國。鋅礦物利用泡沫浮選(英語:Froth flotation)法精煉,並經過焙燒(英語:Roasting (metallurgy))和電(解提)煉(英語:Extractive metallurgy)。 黃銅為依各種比例混合的銅及鋅的合金,早在西元三千年前的愛琴海、伊拉克、阿拉伯聯合大公國、卡爾梅克共和國、土庫曼斯坦及喬治亞,和西元兩千年前的印度西部、烏茲別克斯坦、伊朗、敘利亞、 伊拉克及以色列/巴勒斯坦就已經被人們利用. 。儘管人們在古代羅馬跟希臘時就知道鋅金屬,但直到十二世紀時才在印度被大規模生產。藉由拉賈斯坦邦的礦物我們獲得確切的證據,將鋅的生產回溯至西元前六世紀。迄今,最古老的純鋅來自拉賈斯坦邦的扎瓦爾,早在西元九世紀時便利用蒸餾法來生產純鋅了。煉金術士在空氣中燃燒鋅,用來產生氧化鋅,他們稱之為「白雪」。 此元素可能是由煉金術士帕拉塞爾蘇斯經德語:Zinke(叉、牙齒之意)所命名。純金屬鋅在1746年被德國化學家馬格拉夫發現。1800年時,路易吉·伽伐尼和亞歷山德羅·伏打揭示了鋅的電化學性質。鋅最主要的應用為抗腐蝕的鐵鍍鋅(熱浸鍍鋅),在現代工業中對於碳鋅電池製造上有不可磨滅的地位,最具代表性之用途為「鍍鋅鐵板」,該技術被廣泛用於汽車、電力、電子及建築等各種產業中。其他應用在電池、小型非結構鑄件及合金像是黃銅等。人們在生活中普遍的使用各種鋅化合物,例如碳酸鋅和葡萄糖酸鋅(膳食補充劑)、氯化鋅(除臭劑)、吡硫鎓鋅(去屑洗髮精)、硫化鋅(螢光塗料),及有機實驗室的二甲基鋅或二乙基鋅。 鋅為必需礦物質,包含產前生長及產後發育。開發中國家約有二十億的人受到缺鋅症的影響,及其連帶的疾病。若孩童缺乏鋅(英語:Zinc deficiency),將導致生長遲緩、性晚熟、免疫力下降及下痢。在生物化學中,鋅為酵素中廣泛存在的輔酶,例如人體的乙醇脫氫酶。 食用過量鋅可能造成運動失調、精神萎靡(英語:Lethargy)和缺銅症(英語:Copper deficiency)。

硬度
硬度:

2

密度
密度:

7.135 g/cm³

關於鋅的一般資訊

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鋅的物理特性

顏色
白色金屬
條痕
略帶灰色
硬度
2 , 極柔軟
密度
7.135 g/cm³, 重量明顯較重
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鋅的化學特性

化學式
Zn
列出的元素
Zn
常見雜質
Sn,Pb,Cd,Fe,Mn,B,Si,Cu,Ag,Ca,Ba

鋅的特徵

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鋅的特徵

與非金屬反應 鋅加熱至225℃後氧化激烈,燃燒時呈綠色火焰,與氧氣反應生成氧化鋅: 2 Zn + O2 → 2 ZnO 與鹵素反應生成鹵化鋅: Zn + X2 → ZnX2(X=F、Cl、Br、I) 與硫反應生成硫化鋅: Zn + S → ZnS 與水反應 鋅與水蒸氣反應生成氧化鋅: Zn + H2O(g)→ ZnO + H2 兩性金屬 與鋁類似,鋅也具有兩性。鋅能和強鹼溶液生成四羥基合鋅酸鹽及氫氣。 例如與氫氧化鈉反應生成四羥基合鋅酸鈉: Zn+2NaOH+2H2O→ Na2[Zn(OH)4]+H2↑

鋅的形成

鋅在地殼中的含量約為75 ppm(0.0075%),是第24豐富的元素。土壤中鋅含量在5至770 ppm之間,平均為64 ppm。海水僅含有30 ppb,大氣中為0.1至4 µg/m。鋅通常與其他基礎金屬如銅和鉛共存於礦石中。鋅屬於硫親金屬,這意味著它更可能與硫和其他重硫族元素一起存在於礦物中,而不是與輕硫族氧或與鹵素等非硫族電負性元素一起存在。當地殼在早期地球的還原條件下固化時形成了硫化物。閃鋅礦,是含鋅量最重的礦石,因其濃縮物含有60至62%的鋅。其他含鋅礦物包括菱鋅礦(碳酸鋅)、霰石(矽酸鋅)、纖鋅礦(另一種鋅硫化物),有時還包括水菱鋅礦(基本碳酸鋅)。除了纖鋅礦,所有這些其他礦物都是由原始鋅硫化物風化形成的。已知的世界鋅資源總量約為19至28億噸。大的礦床位於澳大利亞、加拿大和美國,最大的儲量在伊朗。最近一次對鋅資源基礎的估計(符合當前採礦和生產實踐的最低物理標準)是在2009年,計算結果約為480 Mt。而鋅儲量則是地質上已識別的礦體,其回收適用性基於當時的經濟條件(地點、品位、質量和數量)。由於勘探和礦山開發是一個不斷進行的過程,因此鋅儲量的數量不是一個固定的數字,不能僅通過推算現今鋅礦的合併壽命來判斷鋅礦來源的可持續性。美國地質調查局(USGS)的數據很好地支持了這一觀點,儘管1990年至2010年間精煉鋅產量增加了80%,但鋅的儲量壽命保持不變。截至2002年,歷史上已提取了約3.46億噸,有學者估計,現時大約有1.09至3.05億噸處於使用中。

鋅的文化意義

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鋅的用途

鋅的主要應用包括(數據來自美國):鍍鋅(55%)、黃銅和青銅(16%)、其他合金(21%)、雜項(8%)

大家也會問的常見問題

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