多角色的锌

在电视上,我们经常会看到关于补锌的广告,那么锌到底是一种什么样的元素呢?

在人体必须的微量元素中,锌是非常重要的一种,含量仅次于铁,是人体不可或缺的微量元素。锌有许多优点,比如能够促进人体的生长发育、维持人体正常食欲、增强人体免疫力等。如果处于生长发育期的儿童和青少年体内缺锌,可能会导致发育不良。每个孩子都有自己的成长规律,对处于生长期的儿童来说,科学、合理食用锌元素,有利于其机体和智力的成长发育,但也不能过度地补锌。

锌在元素周期表中位于第4周期、第IIB族,化学符号是Zn。锌的化学性质活泼,在常温下,其表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜,可阻止进一步氧化。

我国是世界上最早发现并使用锌的国家。明末,著名科学家宋应星所著的《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。锌在自然界中,多以硫化物状态存在,主要含锌矿物是闪锌矿(主要成分ZnS),也有少量氧化矿,如菱锌矿。

锌具有优良的抗腐蚀性能,在常温下,其表面易生成一层保护膜,因此,现代工业中,锌的用途十分广泛。世界上,大约有一半的锌用于镀锌,广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业。对于与水连续接触的物体,如船舶、桥梁和近海油气井架的钢构件,只需与锌块连接,便可得到保护。同时,利用电化学原理,锌与金属形成原电池,锌失去电子做负极,失去的电子流向不活泼金属,该金属难以失去电子从而被保护。在高中化学中,该金属防护方法被称作牺牲阳极的阴极保护法,不过锌块要定期更换。

锌合金常用于汽车制造业。锌本身的强度和硬度较弱,加入铝、铜等元素后,其合金的强度和硬度均大幅度提高。尤其是锌铜钛合金,其综合机械性能非常好,因此被广泛应用于汽车、建筑、家用电器等的零部件生产。

锌在电池制造上是非常重要的金属,可以用来制作电池。例如锌锰电池,锌锰电池是最早使用的化学电池,也是最普通的干电池。锌做负极,失电子为锌离子,所以使用过程中锌会逐渐溶解,锌外壳逐渐变薄,内部糊状的电解质泄漏,腐蚀电器。之后研究者在其外壳套上了金属筒或塑料筒。但是由于电解质NH4Cl溶液呈酸性,所以锌锰电池即使不使用,放置过久也会漏液失效,所以人们将电解质溶液换成了湿的KOH,电池构造上也做了改进,例如锌空气电池(锌空气电池又称锌氧电池,是金属空气电池的一种)。

锌还有很多用途,在冶金、机械、电气、化工、轻工、军事、医药和人体的生长发育、新陈代谢等领域都起着重要的作用。

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转自:科普中国网

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