zncl2 с чем реагирует

Цинк. Химия цинка и его соединений

Положение в периодической системе химических элементов

Цинк расположены в побочной подгруппе II группы (или в 12 группе в современной форме ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение цинка и свойства

Электронная конфигурация цинка в основном состоянии :

+30Zn 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2

3s 3p 3d

Характерная степень окисления цинка в соединениях +2.

Физические свойства

Цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (быстро тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).

Нахождение в природе

Цинк играет важную роль в процессах, протекающих в живых организмах.

В природе цинк как самородный металл не встречается.

Способы получения

Цинк получают из сульфидной руды. На первом этапе руду обогащают, повышая концентрацию сульфидов металлов. Сульфид цинка обжигают в печи кипящего слоя:

2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂

Чистый цинк из оксида получают двумя способами.

ZnO + С → Zn + CO

Далее цинк очищают от примесей.

При это получаемый раствор сульфата цинка очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу.

При электролизе чистый цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его удаляют и подвергают плавлению в индукционных печах. Таким образом можно получить цинк с высокой чистотой (до 99,95 %).

Качественные реакции

ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂ + 2NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид цинка растворяется с образованием комплексной соли тетрагидроксоцинката:

Химические свойства

1.1. Цинк реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

Реакция цинка с иодом при добавлении воды:

1.2. Цинк реагирует с серой с образованием сульфидов:

Zn + S → ZnS

1.4. С азотом цинк непосредственно не реагирует.

1.5. Цинк непосредственно не реагирует с водородом, углеродом, кремнием и бором.

1.6. Цинк взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

2Zn + O₂ → 2ZnO

2. Цинк взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Цинк реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:

Zn 0 + H₂ + O → Zn +2 O + H₂ 0

2.2. Цинк взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой и др.). При этом образуются соль и водород.

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Демонстрация количества выделения водорода при реакции цинка с кислотой:

Цинк реагирует с разбавленной серной кислотой:

Порошковый цинк реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием сероводорода, сульфата цинка и воды:

2.5. Цинк – амфотерный металл, он взаимодействует с щелочами. При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

Zn + 2KOH + 2H₂O = K₂[Zn(OH)₄] + H₂

Цинк реагирует с расплавом щелочи с образованием цинката и водорода:

В отличие от алюминия, цинк растворяется и в водном растворе аммиака:

Zn + CuO → Cu + ZnO

Еще пример : цинк восстанавливает медь из раствора сульфата меди (II):

CuSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Cu

И свинец из раствора нитрата свинца (II):

Восстановительные свойства цинка также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: нитратами и сульфитами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

Оксид цинка

Способы получения

Оксид цинка можно получить различными методами :

1. Окислением цинка кислородом:

2Zn + O₂ → 2ZnO

2. Разложением гидроксида цинка при нагревании:

3. Оксид цинка можно получить разложением нитрата цинка :

Химические свойства

1. При взаимодействии оксида цинка с основными оксидами образуются соли-цинкаты.

Оксид цинка растворяется в избытке раствора щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:

3. Оксид цинка не взаимодействует с водой.

ZnO + H₂O ≠

5. Оксид цинка взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием солей.

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnO + С_(кокс) → Zn + СО

ZnO + СО → Zn + СО₂

7. Оксид цинка — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Гидроксид цинка

Способы получения

1. Гидроксид цинка можно получить пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоцинката натрия:

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить исходное вещество Na₂[Zn(OH)₄] на составные части: NaOH и Zn(OH)₂. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Zn(OH)₂ не реагирует с СО₂, то мы записываем справа Zn(OH)₂ без изменения.

2. Гидроксид цинка можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли цинка.

Химические свойства

Гидроксид цинка растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:

4. Г идроксид цинка разлагается при нагревании :

Соли цинка

Нитрат и сульфат цинка

Нитрат цинка при нагревании разлагается на оксид цинка, оксид азота (IV) и кислород:

Сульфат цинка при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид цинка, сернистый газ и кислород:

Комплексные соли цинка

Для описания свойств комплексных солей цинка — гидроксоцинкатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоцинкат на две отдельные частицы — гидроксид цинка и гидроксид щелочного металла.

Na₂[Zn(OH)₄] разбиваем на NaOH и Zn(OH)₂

Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.

Аналогично тетрагидроксоцинкат калия реагирует с углекислым газом:

А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид цинка реагирует с сильными кислотами.

Правда, под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида цинка кислоты не будет хватать:

Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид цинка:

Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-цинкат:

Гидролиз солей цинка

Растворимые соли цинка и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: Zn 2+ + H₂O = ZnOH + + H +

II ступень: ZnOH + + H₂O = Zn(OH )₂ + H +

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Цинкаты

Соли, в которых цинк образует кислотный остаток (цинкаты) — образуются из оксида цинка при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

Для понимания свойств цинкатов их также можно мысленно разбить на два отдельных вещества.

Например, цинкат натрия мы разделим мысленно на два вещества: оксид цинка и оксид натрия.

Na₂ZnO₂ разбиваем на Na₂O и ZnO

Тогда нам станет очевидно, что цинкаты реагируют с кислотами с образованием солей цинка :

Под действием избытка воды цинкаты переходят в комплексные соли:

Сульфид цинка

Сульфид цинка — так называемый «белый сульфид». В воде сульфид цинка нерастворим, зато минеральные кислоты вытесняют из сульфида цинка сероводород (например, соляная кислота):

ZnS + 2HCl → ZnCl₂ + H₂S

Под действием азотной кислоты сульфид цинка окисляется до сульфата:

(в продуктах также можно записать нитрат цинка и серную кислоту).

Концентрированная серная кислота также окисляет сульфид цинка:

При окислении сульфида цинка сильными окислителями в щелочной среде образуется комплексная соль:

Z nS + 4NaOH + Br₂ = Na₂[Zn(OH)₄] + S + 2NaBr

Упражнения типа «мысленный эксперимент» по химии цинка (тренажер задания 32 ЕГЭ по химии)

Источник

Урок №56. Цинк

ЦИНК И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

СТРОЕНИЕ АТОМА

Цинк – элемент IIБ подгруппы четвертого периода. Цинк относится к семейству d-элементов, поскольку электронное строение цинка отражается конфигурацией.

Нахождение в природе

Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы цинка:

§ каламин 2ZnO · SiO 2 · Н 2 O

В организме взрослого человека содержится в среднем около 2 г цинка, в виде его соединений, который концентрируется преимущественно в простате, мышцах, печени и поджелудочной железе.

Недостаток цинка в организме приводит к ряду расстройств — раздражительность, утомляемость, потеря памяти, депрессивные состояния, снижение остроты зрения, уменьшение массы тела, снижение уровня инсулина, аллергические заболевания, анемия и др.

ЦИНК

СФАЛЕРИТ

Способы получения

Цинк получают из сульфидной руды. Сульфид цинка обжигают в печи кипящего слоя:

Чистый цинк из оксида получают двумя способами.

При пирометаллургическом способе оксид цинка восстанавливают углём или коксом при 1200—1300 °C:

Получаемый раствор сульфата цинка очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу. При электролизе чистый цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его удаляют и подвергают плавлению в индукционных печах. Таким образом можно получить цинк с высокой чистотой (до 99,95 %).

Качественные реакции

При дальнейшем добавлении избытка щелочи амфотерный гидроксид цинка растворяется с образованием комплексной соли тетрагидроксоцинката :

Химические свойства

2. Цинк взаимодействует со сложными веществами:

§ с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:

§ с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой и др.).

§ Аналогично: при нагревании с азотной кислотой образуются различные продукты в зависимости о концентрации кислоты – N 2 O, N 2 и др. :

Цинк реагирует с расплавом щелочи с образованием цинката и водорода :

С газообразным аммиаком при 550–600°С образует нитрид цинка:

растворяется в водном растворе аммиака, образуя гидроксид тетраамминцинка:

Оксид цинка

Способы получения

1. Окислением цинка кислородом:

2. Разложением гидроксида цинка при нагревании:

3. Оксид цинка можно получить разложением нитрата цинка:

Химические свойства

Оксид цинка растворяется в избытке раствора щелочи с образованием тетрагидроксоцинката :

3. Оксид цинка не взаимодействует с водой.

7. Оксид цинка — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Гидроксид цинка

Способы получения

Химические свойства

3. Гидроксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами).

В расплаве образуются соли — цинкаты:

Гидроксид цинка растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоцинката :

4. Гидроксид цинка разлагается при нагревании:

Соли цинка

Нитрат и сульфат цинка

Комплексные соли цинка

§ с кислотными оксидами

§ Под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид цинка реагирует с сильными кислотами.

§ Под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида цинка кислоты не будет хватать:

§ Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид цинка:

§ Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-цинкат:

Цинкаты

Соли, в которых цинк образует кислотный остаток (цинкаты) — образуются из оксида цинка при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

§ цинкаты реагируют с кислотами с образованием солей цинка :

§ под действием избытка воды цинкаты переходят в комплексные соли:

Сульфид цинка

Сульфид цинка — так называемый «белый сульфид». В воде сульфид цинка нерастворим, зато минеральные кислоты вытесняют из сульфида цинка сероводород (например, соляная кислота):

Под действием азотной кислоты сульфид цинка окисляется до сульфата:

(в продуктах также можно записать нитрат цинка и серную кислоту).

Концентрированная серная кислота также окисляет сульфид цинка:

При окислении сульфида цинка сильными окислителями в щелочной среде образуется комплексная соль:

Источник

Хлорид цинка (ZnCl2): состав, свойства, производство, применение

Содержание:

Это бесцветное или белое кристаллическое твердое вещество. Он хорошо растворяется в воде и легко поглощает ее из окружающей среды, что можно увидеть на изображении увлажненного твердого вещества, показанном ниже.

Цинк в этом соединении очень важен с биологической точки зрения для людей, животных и растений, так как он участвует в основных функциях, таких как синтез белков и жиров.

По этой причине ZnCl₂ Он используется в качестве пищевой добавки для животных и людей при дефиците цинка, а также в качестве микроэлемента для растений.

Среди его многочисленных применений он используется для обработки целлюлозных и шерстяных волокон в различных процессах, а также для их подготовки к окраске или печати. Он также замедляет горение древесины.

Состав

ZnCl₂ представляет собой ионное соединение, образованное катионом Zn 2+ и два хлорид-аниона Cl – к которым присоединяются электростатические силы.

Ион цинка (II) имеет следующую электронную структуру:

в котором наблюдается, что он потерял оба электрона из оболочки 4 с, поэтому конфигурация стабильна.

Хлорид-ион имеет следующую структуру:

который также очень стабилен, поскольку имеет полные орбитали.

Номенклатура

Свойства

Физическое состояние

Бесцветное или белое кристаллическое твердое вещество. Гексагональные кристаллы.

Молекулярный вес

Температура плавления

Точка кипения

Плотность

2,907 г / см 3 при 25 ° C

Растворимость

Хорошо растворим в воде: 432 г / 100 г H₂O при 25 ° C, 614 г / 100 г H₂Или при 100 ° С. Хорошо растворим в соляной кислоте (HCl), спирте и глицерине. Полностью смешивается с ацетоном.

pH

Его водные растворы кислые. 6-молярный раствор ZnCl₂/ Л имеет pH 1,0.

Химические свойства

Это гигроскопичный и текучий состав, так как при контакте с влажностью окружающей среды он впитывает много воды. В воде он гидролизуется и имеет тенденцию к образованию нерастворимой основной соли оксихлорида цинка.

Он реагирует с оксидом цинка (ZnO) в воде, образуя оксихлориды цинка, которые представляют собой чрезвычайно твердый цементоподобный материал.

Он умеренно вызывает коррозию металлов.

Биологическая роль

ZnCl в организме человека₂ обеспечивает Zn, который необходим для синтеза белков, холестерина и жиров. Цинк особенно важен для правильного функционирования иммунной системы.

Идентифицировано более 25 цинксодержащих белков, многие из которых являются ферментами, необходимыми для деления и роста клеток, а также для высвобождения витамина А из печени.

Дефицит цинка может привести, среди прочего, к задержке роста, угнетению психической функции, анорексии, дерматиту, снижению иммунитета, диарее и плохому ночному зрению.

Получение

В промышленных масштабах это соединение получают реакцией водной соляной кислоты с ломом, цинковыми отходами или минералом, который его содержит. В этой реакции газообразный водород (H₂).

Обработка цинка газообразным хлористым водородом при 700 ° C дает хлорид цинка высокой чистоты.

Приложения

В терапевтических процедурах

Это мягкое антибактериальное или бактериостатическое средство, поэтому его используют в вагинальных спринцеваниях для устранения трихомонадных или гемофильных инфекций. Он также используется для лечения мозолей, как вяжущее средство и в химиохирургии при раке кожи.

Он используется как вяжущее средство в некоторых косметических средствах, таких как освежающие лосьоны для кожи.

В качестве пищевой добавки

Благодаря своей важности для различных функций человеческого организма, ZnCl₂ его вводят перорально как часть пищевых добавок, а также людям, которым требуется парентеральное питание.

Добавки ZnCl₂ Их назначают для лечения дефицита цинка у людей, страдающих от неправильного питания, кишечной мальабсорбции или состояния, которое увеличивает потерю этого элемента из организма.

Здоровые люди приобретают его через пищу.

Его следует давать как минимум за 1 час до еды или через 2 часа после еды, так как некоторые продукты могут препятствовать их всасыванию. Пациентам, у которых после приема добавки возникает раздражение в желудке, они должны принимать ее во время еды, но так цинк будет менее биодоступным.

В ветеринарии

Его растворы использовались у животных в качестве едкого агента для ожога или прижигания свищей, которые представляют собой соединения между органами, которые не являются нормальными или здоровыми; В виде пасты он используется для лечения язв и химиотерапии рака.

При глазных инфекциях очень разбавленный раствор этого соединения действует как антисептик и вяжущее средство.

Он также используется в качестве следов в кормах для животных или в качестве пищевой добавки.

В специальных цементах

Реакция между ZnCl₂ и ZnO в воде производит некоторое количество оксихлоридов цинка, которые составляют чрезвычайно твердый материал или цемент. Основные составляющие: 4ZnO • ZnCl.₂• 5H₂O и ZnO • ZnCl₂• 2H₂ИЛИ.

Этот вид цемента устойчив к воздействию кислот или кипящей воды. Однако пентагидрат очень стабилен и нерастворим, но не очень пригоден для обработки, а дигидрат более растворим и может вызывать дренаж жидкости.

По этим причинам у этих цементов мало приложений.

Как катализатор

Он служит для ускорения некоторых реакций органической химии. Он действует как конденсирующий агент. Например, в альдольных реакциях, реакциях аминирования и реакциях циклического присоединения. В некоторых из них он действует как радикальный инициатор.

Это кислота Льюиса, которая катализирует реакции Дильса-Альдера. Он также используется в качестве катализатора в реакциях Фриделя-Крафтса, для изготовления красителей и красителей, а также при производстве полиэфирно-полиэфирных смол.

Реакция с участием этого соединения показана ниже:

В сельскохозяйственной деятельности

В стоматологии

Он используется в жидкости для полоскания рта, однако рекомендуемое время контакта очень короткое, поэтому он действует только как вяжущее средство на слизистую оболочку полости рта. Он служит десенсибилизатором, используется в зубных пастах и ​​входит в состав зубных цементов.

В текстильной и бумажной промышленности

Он входит в состав растворителя, используемого при производстве искусственного шелка или искусственного шелка из целлюлозы. Это сшивающий или связующий агент для отделки смол на текстиле. Он также служит для их лечения и содействия их сохранению.

Он позволяет скручивать ткани, разделять волокна шелка и шерсти, а также действует как протрава при печати и окрашивании тканей.

Он используется при производстве пергаментной бумаги и крепированной бумаги.

При приготовлении наночастиц

По реакции хлорида цинка с сульфидом натрия (Na₂S) сонохимическим методом и в присутствии определенных органических соединений получают наночастицы сульфида цинка (ZnS). Сонохимические методы используют звуковые волны, чтобы вызвать химические реакции.

Этот тип наноматериалов может быть использован в качестве фотокаталитических агентов, например, для разделения воды на ее компоненты (водород и кислород) под действием света.

В различных приложениях

Риски

Может вызвать ожоги глаз, кожи и слизистых оболочек.

При нагревании до разложения выделяет токсичные газы хлористого водорода (HCl) и оксида цинка (ZnO).

Предупреждение о его использовании в качестве лекарственного средства

Хотя окончательных исследований нет, считается, что если это соединение вводить беременным женщинам, оно может нанести вред плоду. Но потенциальные преимущества могут перевесить возможные риски.

Источник