Цинк

Цинк — хемиски елемент со знак Zn и атомски број 30. Тоа е првиот елемент во групата 12 од периодниот систем. Во некои погледи, цинкот е хемиски сличен со магнезиум: двата елементи покажуваат само една нормална оксидациона состојба (+2), а истите Zn2 + и Mg2 + се со слична големина. Цинкот е 24-тиот најбитен елемент во Земјината кора и има пет стабилни изотопи. Најчестата цинкова руда е сфалеритот (цинк мешавина), минерал на цинк сулфид. Најголемите употребливи лодове се во Австралија, Азија и САД. Цинкот се рафинира со пенеста флотација на рудата, печење и финална екстракција користејќи електрична енергија (electrowinning).

Цинк  (₃₀Zn)

Општи својства
Име и симбол	цинк (Zn)
Изглед	сребрено-сива
Цинкот во периодниот систем
– ↑ Zn ↓ Cd бакар ← цинк → галиум
Атомски број	30
Стандардна атомска тежина (±) (Ar)	65,38(2)
Категорија	преоден метал, се смета и за слаб метал
Група и блок	група 12, d-блок
Периода	IV периода
Електронска конфигурација	[Ar] 3d10 4s2
по обвивка	2, 8, 18, 2
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	692,68 K ​(419,53 °C)
Точка на вриење	1.180 K ​(907 °C)
Густина близу с.т.	7,14 г/см3
кога е течен, при т.т.	6,57 г/см3
Топлина на топење	7,32 kJ/mol
Топлина на испарување	115 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	25,470 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 610 670 750 852 990 1.179
Атомски својства
Оксидациони степени	+2, +1, 0 ​(амфотерен оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 1,65
Енергии на јонизација	I: 906,4 kJ/mol II: 1.733,3 kJ/mol II: 3.833 kJ/mol (повеќе)
Атомски полупречник	емпириски: 134 пм
Ковалентен полупречник	122±4 пм
Ван дер Валсов полупречник	139 пм
Спектрални линии на цинк
Разни податоци
Кристална структура	​шестаголна збиена (шаз)
Брзина на звукот тенка прачка	3.850 м/с (при с.т.) (валана)
Топлинско ширење	30,2 µм/(m·K) (при 25 °C)
Топлинска спроводливост	116 W/(m·K)
Електрична отпорност	59 nΩ·m (при 20 °C)
Магнетно подредување	дијамагнетно
Модул на растегливост	108 GPa
Модул на смолкнување	43 GPa
Модул на збивливост	70 GPa
Поасонов сооднос	0,25
Мосова тврдост	2,5
Бринелова тврдост	327–412 MPa
CAS-број	7440-66-6
Историја
Откриен	Индиски металургисти (Пред 1.000 п.н.е)
Првпат издвоен	Андреас Зигизмунф Марграф (1746)
Прогласен за метал со особена важност од	Расаратна Самукаја (800)
Најстабилни изотопи
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 64Zn 48,6 % >2,3×1018 г (β+β+) 1,096 64Ni 65Zn веш 243,8 д ε ,.3519 65Cu γ 1,1155 – 66Zn 27,9 % 66Zn е стабилен со 36 неутрони 67Zn 4,1 % 67Zn е стабилен со 37 неутрони 68Zn 18,8 % 68Zn е стабилен со 38 неутрони 69Zn веш 56 мин β− 0,906 69Ga 69mZn веш 13,76 ч β− 0,906 69Ga 70Zn 0,6 % >1,3×1016 г (β−β−) 0,998 70Ge 71Zn веш 2,4 мин β− 2,82 71Ga 71mZn веш 3,97 д β− 2,82 71Ga 72Zn веш 46,5 ч β− 0,458 72Ga
Режимите на распад во загради се предвидени, но сè уште не се забележани

Месинг, легура на бакар и цинк во разни пропорции, се користело уште во третиот милениум п.н.е. во Егејскиот дел, Ирак, Обединетите Арапски Емирати, Калмикија, Туркменистан и Грузија, и вториот милениум п.н.е. во западна Индија, Узбекистан, Иран , Сирија, Ирак и Израел.  Цинкот метал не бил произведен во голем обем до 12 век во Индија, иако бил познат на античките Римјани и Грци.  Рудниците од Раџастан дале конкретни докази за производство на цинк што се враќа уште во 6 век п.н.е. До денес, најстариот доказ за чист цинк доаѓа од Завар, во Раџастан, уште во 9 век од н.е., кога процесот на дестилација бил искористен за да се направи чист цинк. Алхемичарите го запалиле цинкот во воздух за да го формираат она што го нарекуваат "филозофска волна" или "бел снег".

Овој елемент најверојатно бил именуван од алхемичарот Парацелзус по германскиот збор Zinke (врв, заб). Германскиот хемичар Андреас Сигисмунд Маргграф му се заблагодарува на откривањето на чист метален цинк во 1746 година. Работата на Лујџи Галвани и Алесандро Волта ги откри електрохимичните својства на цинкот до 1800. Челикот од железо (топло поцинкуване) отпорен на корозија е главната апликација за цинк . Други апликации се во електрични батерии, мали неструктурни лимови и легури како месинг. Најчесто се користат различни соединенија на цинкови, како цинккарбонат и цинк гликонат (како диететски додатоци), цинк хлорид (во дезодоранси), цинк пиритион (шампони против перут), цинк сулфид (во луминисцентни бои) и цинк метил или цинк диетил во органската лабораторија.

Цинкот е суштински минерал, вклучувајќи го и пренаталниот и постнаталниот развој.  Дефицитот на цинк влијае на околу две милијарди луѓе во развојот на светот и е поврзан со многу болести. Кај децата, недостатокот предизвикува ретардација при растењето, одложено сексуално созревање, чувствителност на инфекцијата и дијареа. Ензимите со атом на цинк во реактивниот центар се широко распространети во биохемијата, како алкохол дехидрогеназата кај луѓето.

Потрошувачката на вишок на цинк може да предизвика атаксија, летаргија и недостаток на бакар.

Особености

Физички својства

Цинкот е синкаво-бел, сјаен, дијамагнетски метал,  иако најчестите комерцијални оценки на метал имаат досадна завршница. Тој е малку помалку густ од железото и има шестаголна кристална структура, со искривена форма на шестаголно затворена форма, во која секој атом има шест најблиски соседи  во својата рамнина, а шест други на поголемо растојание. Металот е тежок и кршлив на повеќето температури, но може да се оформува помеѓу 100 и 150 °C.  Над 210 °C, металот повторно станува кршлив и може да се распрсне со удирање. Цинкот е добар спроводник на електрична енергија.  За метал, цинкот има релативно ниско топење (419,5 °C) и точки на вриење (907 °C). Точката на топење е најниска од сите Д-блок метали освен од жива и кадмиум; за ова, покрај другите причини, цинкот, кадмиумот и живата често не се сметаат за транзициони метали, како што се останатите Д-блок метали.

Многу легури содржат цинк, вклучувајќи месинг. Други метали за кои се знае дека формираат бинарни легури со цинк се алуминиум, антимон, бизмут, злато, железо, олово, жива, сребро, калај, магнезиум, кобалт, никел, телур и натриум. Иако ниту цинк ниту циркониум не се феромагнетни, нивната легура ZrZn₂  покажува ферромагнетизам под 35 келвини.

Цинкот испушта карактеристичен звук кога е свиткан, сличен на калајскиот крик.

Појава

Поврзано: Zinc minerals

Земјината кора содржи 0.0075% цинк, што го прави 24-ти најзастапен елемент. Морската вода има само 0.0030% и атмосферата, 0,1-4 μg / m3. Елементот нормално се наоѓа во склоп со други основни метали како бакар и олово во рудите. Цинкот е халкофил, што значи дека поверојатно е да се најде во минерали, заедно со сулфур и други тешки халкогени, наместо со светлиот халкоген кислород или со нехалкоген електронегативни елементи како што се халогените.  Сфалеритот, кој е форма на цинк сулфид и е најмногу копаната руда што сордржи цинк, бидејќи нејзиниот концентрат содржи 60-62% цинк.

Други извори минерали за цинк вклучуваат смитсонит (цинк карбонат), хемиморфит (цинк силикат), wurtzite (уште еден цинк сулфид), а понекогаш и хидроцинците (основен цинк карбонат). Со исклучок на wurtzite, сите овие други минерали беа формирани со атмосферски влијанија на првобитните цинкови сулфиди.

Идентификувани светски цинк ресурси има вкупно 1,9-2,8 милијарди тони. Големи депозити се наоѓаат во Австралија, Канада и САД, а најголеми резерви во Иран. Најновата проценка на резервната база за цинк (ги исполнува специфицираните минимални физички критериуми поврзани со тековните рударски и производни практики) беше направена во 2009 година и се пресметува дека изнесува околу 480 Mt. Резервите на цинк, од друга страна, се геолошки идентификувани руди чија соодветност за закрепнување е економски заснована (локација, одделение, квалитет и количина) во времето на определување. Бидејќи истражувањето и развојот на рудникот е тековен процес, износот на резерви на цинк не е фиксен број и одржливоста на снабдувањето со цинк руда не може да се процени со едноставно екстраполирање на комбинираниот животен век на денешните цинкови рудници. Овој концепт е добро поддржан од податоците од Геолошкото истражување на САД (USGS), што покажува дека иако рафинирано производство на цинк се зголемило за 80% помеѓу 1990 и 2010 година, резервниот животен век за цинк остана непроменет. Во текот на историјата до 2002 година биле извлечени околу 346 милиони тони, а научниците проценуваат дека се користат околу 109-305 милиони тони.

Сфалерит (ZnS).

Изотопи

Главна статија: Цинкови изотопи

Пет природни изотопи на цинк се јавуваат во природата. 64Zn е најзастапен изотоп (48,63% природно изобилство). Овој изотоп има толку долг полуживот, со 4.3 × 1018 години, [31] што неговата радиоактивност може да се игнорира.  Слично на тоа, 70Zn (0,6%), со полуживот од 1,3 × 1016 години, обично не се смета за радиоактивен. Другите изотопи пронајдени во природата се 66Zn (28%), 67Zn (4%) и 68Zn (19%).

Неколку десетици радиоизотопи се одликуваат. 65Zn, кој има полуживот од 243,66 дена, е најмалку активен радиоизотоп, проследено со 72Zn со полуживот од 46,5 часа. Цинкот има 10 јадрени изомери. 69mZn има најдолг полуживот, 13,76 часа. Буквата m укажува на метастабилен изотоп. Јадрото на метастабилен изотоп е во возбудена состојба и ќе се врати во основната состојба со емитување на фотон во форма на гама-зраци. 61Zn има три возбудени метастабилни состојби и 73Zn има два. Изотопите 65Zn, 71Zn, 77Zn и 78Zn имаат само една возбудена метастабилна состојба.Најчестиот начин на распаѓање на радиоизотоп на цинк со маса помал од 66 е зафаќањето на електрони. Производот на распаѓање како резултат на електронското зафаќање е изотоп на бакар.

Најчест начин на распагање на радиоизотоп на цинк со маса пониска од 66 е зафаќање на електронот. Производот на распаѓање што резултира од апсење на електрони е изотоп на бакар.

ⁿ₃₀Zn+е-→ ⁿ₂₉Cu

Најчестиот начин на распаѓање на радиоизотоп на цинк со маса поголем од 66 е бета распаѓање (β-), што произведува изотоп на галиум.

ⁿ₃₀Zn → ⁿ₃₁Ga +е- + ν_e

Соединенија и хемија

Главна статија: Compounds of zinc

Реактивност

Поврзано: Клеменсова реакција

Горење на цинк и други метали.

Хлороводородна киселина со цинк и други метали.

Цинкот има електронска конфигурација на [Ar] 3d¹⁰4s² и е член на групата 12 од периодниот систем. Тоа е умерено реактивен метал и силен агент за намалување.  Површината на чистиот метал оцрнува брзо, на крајот формирајќи заштитно пасивирачки слој од основниот цинк карбонат, Zn₅ (OH)₆ (CO3)₂, со реакција со атмосферски јаглерод диоксид. Овој слој помага да се спречи понатамошна реакција со воздух и вода.

Цинкот гори во воздух со светлосино-зелен пламен, давајќи гасови од цинк оксид. Цинкот реагира лесно со киселини, алкалии и други неметали. Екстремно чистиот цинк реагира бавно на собна температура со киселини. Силните киселини, како што е хлороводородната или сулфурната киселина, можат да го отстранат пасивирачкиот слој и последователна реакција со вода ослободува водороден гас.

Хемијата на цинк доминира +2 оксидациската состојба. Кога се формираат соединенија во оваа оксидациона состојба, електроните на надворешната електронска обвивка се изгубени, давајќи го голиот цинк јон со електронска конфигурација [Ar] 3d¹⁰. Во воден раствор се наоѓа октаедричен комплекс,     [Zn (H₂O) 6] ²⁺ е доминантен вид. Испарувањето на цинк во комбинација со цинк хлорид на температура над 285 °C укажува на формирање на Zn₂Cl₂, цинк соединение со +1 оксидацијациона состојба. Не се познати никакви соединенија на цинк во оксидациски состојби различни од +1 или +2.  Пресметките покажуваат дека соединението на цинк со состојбата на оксидација од +4 веројатно нема да постои.

Хемијата на цинкот е слична на хемијата на крајот на првите низински транзициски метали, никел и бакар, иако има пополнета д-школка и соединенијата се дијамагнетски и најчесто безбојни.  Јонските полупречници на цинк и магнезиум се речиси идентични. Поради ова некои од еквивалентните соли ја имаат истата кристална структура, и во други околности каде што јонскиот полупречник е одлучувачки фактор, хемијата на цинк има многу заедничко со онаа на магнезиумот. Во други погледи, има малку сличност со транзиционите метали од прв ред. Цинкот има тенденција да формира врски со поголем степен на ковалентност и многу постабилни комплекси со N- и S-дарители. Комплексите на цинк се најчесто 4- или 6-координатни, иако се познати 5-координатни комплекси.

Zinc(I) compounds

Zinc(I) compounds are rare and need bulky ligands to stabilize the low oxidation state. Most zinc(I) compounds contain formally the [Zn₂]²⁺ core, which is analogous to the [Hg₂]²⁺ dimeric cation present in mercury(I) compounds. The diamagnetic nature of the ion confirms its dimeric structure. The first zinc(I) compound containing the Zn–Zn bond, (η⁵-C₅Me₅)₂Zn₂, is also the first dimetallocene. The [Zn₂]²⁺ ion rapidly disproportionates into zinc metal and zinc(II), and has been obtained only a yellow glass only by cooling a solution of metallic zinc in molten ZnCl₂.

Zinc(II) compounds

Цинк ацетат

Цинк Хлорид

Binary compounds of zinc are known for most of the metalloids and all the nonmetals except the noble gases. The oxide ZnO is a white powder that is nearly insoluble in neutral aqueous solutions, but is amphoteric, dissolving in both strong basic and acidic solutions. The other chalcogenides (ZnS, ZnSe, and ZnTe) have varied applications in electronics and optics. Pnictogenides (Zn₃N₂, Zn₃P₂, Zn₃As₂ and Zn₃Sb₂), the peroxide (ZnO₂), the hydride (ZnH₂), and the carbide (ZnC₂) are also known. Of the four halides, ZnF₂ has the most ionic character, while the others (ZnCl₂, ZnBr₂, and ZnI₂) have relatively low melting points and are considered to have more covalent character.

In weak basic solutions containing Zn²⁺ ions, the hydroxide Zn(OH)₂ forms as a white precipitate. In stronger alkaline solutions, this hydroxide is dissolved to form zincates ([Zn(OH)₄]²⁻). The nitrate Zn(NO₃)₂, chlorate Zn(ClO₃)₂, sulfate ZnSO₄, phosphate Zn₃(PO₄)₂, molybdate ZnMoO₄, cyanide Zn(CN)₂, arsenite Zn(AsO₂)₂, arsenate Zn(AsO₄)₂·8H₂O and the chromate ZnCrO₄ (one of the few colored zinc compounds) are a few examples of other common inorganic compounds of zinc. One of the simplest examples of an organic compound of zinc is the acetate (Zn(O₂CCH₃)₂).

Organozinc compounds are those that contain zinc–carbon covalent bonds. Diethylzinc ((C₂H₅)₂Zn) is a reagent in synthetic chemistry. It was first reported in 1848 from the reaction of zinc and ethyl iodide, and was the first compound known to contain a metal–carbon sigma bond.

Тест за цинк

Кобалтицијанидната хартија  може да се користи како хемиски индикатор за цинк. 4 g на K3Co (CN) 6 и 1 g KClO3 се раствораат на 100 ml вода. Хартијата се натопува во растворот и се суши на 100 °C. Една капка од мострата се капнува врз сува хартија и се загрева. Зелениот диск покажува присуство на цинк.

Историја

Античка употреба

Доцна кофа од римски месинг; - Hemmoor er Eimer од Варштад, Германија, вториот до третиот век од н.е.

Различни примери на употреба на нечист цинк во античко време се откриени. Рудите на цинкот биле користени за да се создаде легура на цинк-бакар илјадници години пред откривањето на цинк како посебен елемент. Јудејскиот месинг од 14-ти до 10 век п.н.е. содржи 23% цинк.

Познавање како да се произведе месинг се шири во Стара Грција до 7 век п.н.е., но неколку сорти беа направени. Пронајдени се орнаменти изработени од легури кои содржат 80-90% цинк, со олово, железо, антимон и други метали што го сочинуваат остатокот, кои се 2.500 години стари. Големи се шансите дека е пронајдена праисториска статуетка што содржи 87,5% цинк во археолошкото наоѓалиште Дакија.

Најстарите познати таблети се направени од цинккарбонатите хидроцинците и смитсоните. Таблетите  биле користени за болки во очите и биле пронајдени на римскиот брод Релито дел Поџино, уништени во 140 п.н.е.

Производството на месинг им било познато на Римјаните околу 30 п.н.е.  Тие правеле месинг со греење прав од каламин (цинк силикат или карбонат), јаглен и бакар заедно. Производот на ова,  каламин месинг или се фрла или се зачукува во форма за правење оружје. Веројатно некои монети од Римјаните во христијанската ера се направени од каламин месинг.

Страбонското пишување во 1 век п.н.е. (но цитирајќи го сега изгубеното дело на историчарот Теопом во 4 век п.н.е.), споменува "капки на лажно сребро", кои кога се мешаат со бакар, прават месинг. Ова може да се однесува на мали количини на цинк што е остаток на топените сулфидни руди.  Цинкот во таквите остатоци во топилници за топење обично бил отфрлен, бидејќи се сметало дека е безвреден.

На Шарака Самита, за кој се мислеше дека е напишан помеѓу 300 и 500 година од н.е., се споменува метал кој, кога се оксидира, произведува pushpanjan, кој се смета за оксид на цинк. Цинк рудниците во Завар, во близина на Удијапур во Индија, биле активни уште од периодот на Мавританија (околу 322 и 187 п.н.е.). Се чини дека топењето на метален цинк овде започнува околу 12 век од н.е.  Една проценка е дека оваа локација создала околу милион тони метален цинк и цинк оксид од 12 до 16 век. Друга проценка дава вкупно производство од 60.000 тони метален цинк во текот на овој период. Расаратна самукчаја, напишана приближно во 13 век од н.е., споменува два вида на руди кои содржат цинк: еден што се користи за екстракција на метал, а друг се користи за лековити цели.

Рани студии и именување

Цинкот бил препознаен како метал под ознаката на Yasada или Jasada во медицинскиот Лексикон припишан на хиндускиот крал Маданапала (од династијата Така) и напишан за годината 1374 година. Топењето и екстракцијата на нечист цинк со намалување на каламин со волна и други органски супстанции беше постигната во 13 век во Индија. Кинезите не научиле за техниката сè до 17 век.

Алхемиски симбол за елементот цинк

Алхемичарите го запалиле металот од цинк во воздух и го собрале добиениот цинк оксид на кондензаторот. Некои алхемичари го нарекоа овој цинк оксид lana philosophica, латински за "филозофска волна", бидејќи се собирала во волнени туфтови, додека други мислеле дека изгледала како бел снег и го нарекле nix album.

Името на металот најверојатно првпат го документирал Парацелс, германски алхемичар роден во Швајцарија, кој во метал го нарекол "цинкум" или "зинкен" во својата книга "Liber Mineralium II", во 16 век. Веројатно, зборот  е изведен од германскиот збор zinke, и наводно значел "заби, посочени или остри" (кристали од метален цинк имаат иглести изглед). Цинкот, исто така, може да имплицира "калај" поради неговата врска со германскиот zin што значи калај. Уште една можност е дека зборот е изведен од персискиот збор سنگ seng што значи камен. Металот исто така се нарекува индиски калај, тутанего, каламин и шприц.

Германскиот металург Андреас Лививија добил количина на она што го нарекол "калај" на Малабар од товарен брод заробен од Португалците во 1596 година. Лививија ги опишал својствата на примерокот, кој можеби бил цинк. Цинкот редовно бил увезуван во Европа од Ориентот во 17 и почетокот на 18 век, но понекогаш бил многу скап.

Андреас Сигисмунд Марграф добива кредит за првото изолирање на чист цинк

Изолација

Металниот цинк бил изолиран во Индија до 1300 година, многу порано отколку на Запад. Пред да биде изолиран во Европа, тој бил увезен од Индија околу 1600 г. Универзалниот речник на Postlewayt, современ извор кој дава технолошки информации во Европа, не го спомнал цинкот пред 1751 година, но елементот бил изучуван пред тоа.

Фламанскиот металург и алхемичар П. М. де Респор објави дека во 1668 година извлекол метален цинк од цинк оксид. До почетокот на 18 век, Етјен Франсоа Џефрој опишува како оксид на цинк кондензира како жолти кристали на железни решетки поставени над цинковата руда, која се топи. Во Британија, Џон Лејн се вели дека извршил експерименти за топење на цинк, веројатно во Ландоре, пред неговиот банкрот во 1726 година.

Во 1738 година во Велика Британија, Вилијам Шампион го патентираше процесот за извлекување на цинк од каламин во топилница за вертикална ретортура. Неговата техника личи на тоа што се користеше во рудниците  Завар  цинкови во Раџастан, но нема докази дека тој го посетил Ориентот.  Процесот на Шампион бил користен до 1851 година.

Германскиот хемичар Андреас Марграф обично добива признание за откривање на чист метален цинк, иако шведскиот хемичар Антон фон Шваб четири години претходно го дестилирал цинкот од каламин. Во неговиот експеримент од 1746 година, Марграф загревал мешавина на каламин и јаглен во затворен сад без бакар за да добие метал. Оваа постапка станала комерцијално практична до 1752 година.

Подоцнежна работа

Галванизацијата била именувана по Лујџи Галвани.

Братот на Вилијам Шампион, Џон, патентирал процес во 1758 година за калцирање на цинк сулфид во оксид кој може да се употреби во процесот на ретортирање. Пред тоа, само каламин можеше да се користи за производство на цинк. Во 1798 година, Јохан Кристијан Руберг го подобрил процесот на топење со изградба на првата топилница за хоризонтална ретортура. Жан-Жак Даниел Дони изградил друг вид хоризонтална  топилница за цинк во Белгија, во која преработил уште повеќе цинк. Jean-Jacques Daniel Dony built a different kind of horizontal zinc smelter in Belgium that processed even more zinc. Италијанскиот доктор Лујџи Галвани открил во 1780 година дека поврзувањето на ’рбетниот мозок од свежо дисецирана жаба до железната шина прицврстена со  јадица од месинг предизвикала ногата на жабата да се помрдне. Тој погрешно мислел дека открил способност на нервите и мускулите да создаваат електрична енергија и го нарекувале ефектот "електрична енергија од животни". Галванската ќелија и процесот на галванизација биле именувани поради Лујџи Галвани, а неговите откритија го отвориле патот за електрични батерии, галванизација и катодна заштита.

Пријателот  на Галвани, Алесандро Волта, продолжил да го истражува ефектот и го измислил волпскиот куп во 1800 година. Основната единица на купот на Волта била поедноставена галванична ќелија, изработена од плочи од бакар и цинк одделени со електролит и надворешно поврзани со спроводник. Единиците биле наредени во серија за да се направи Волтичка ќелија, која произведува електрична енергија преку насочување на електрони од цинк до бакар и дозволувајќи му на цинкот да кородира.

Немагнетниот карактер на цинк и недостатокот на боја во растворот го одложило откривањето на неговото значење за биохемијата и исхраната. Ова се променило во 1940 година, кога јаглеродната анхидраза, ензим кој го чисти јаглерод диоксидот од крв, покажал дека има цинк на својата активност. Дигестивниот ензим карбоксипептидаза стана втор познат ензим што содржи цинк во 1955 година.

Производство

Рударство и обработка

Земји со најголемо производство на цинк 2014

Место	Држава	Тони
1	Кина	5,000,000
2	Австралија	1,500,000
3	Перу	1,300,000
4	Индија	820,000
5	САД	700,000
6	Мексико	700,000

Главни статии: Zinc mining и Zinc smelting

Поврзано: List of countries by zinc production

Процент на производство на цинк во 2006 година по земји

Светски тренд на производство

Цинк рудник Рош Пина, Намибија
Предлошка:Coordinate

Цинк рудник Скорпион, Намибија
Предлошка:Coordinate

Цинкот е четвртиот најчест метал во употреба, после само железо, алуминиум и бакар, со годишно производство од околу 13 милиони тони. Најголемиот светски производител на цинк е Nyrstar, спојување на австралиските OZ минерали и белгискиот Umicore. Околу 70% од светскиот цинк потекнува од рударството, додека останатите 30% доаѓаат од рециклирање на секундарен цинк. Комерцијално чистиот цинк е познат како Специјален Висок Степен, често скратен СВС, и 99,995% чист.

Во целиот свет, 95% од новиот цинк е миниран од сулфидна руда, каде што сфалерите (ZnS) речиси секогаш се мешаат со сулфиди од бакар, олово и железо. Цинк рудниците се расфрлани низ целиот свет, а главните области се Кина, Австралија и Перу. Кина произведе 38% од глобалното производство на цинк во 2014 година.

Цинкот метал се произведува со екстрактивна металургија. Рудата ситно се меле, потоа се става преку пена флотација да се одделат минералите од gangue (на својствотп на хидрофобност), да се добие концентрат на цинк сулфид руда кој се состои од околу 50% цинк, 32% сулфур, 13% железо и 5% SiO2.

Печење го претвора цинксулфидниот концентрат во цинк оксид:

2 ZnS + 3O2 → 2 ZnO + 2 SO2 Сулфур диоксидот се користи за производство на сулфурна киселина, што е неопходно за процесот на истекување. Ако за производство на цинк се користат депозити од цинк-карбонат, цинк силикат или цинк-шпинел (како Депонијата Шкорпион во Намибија), не мора да се пече.

За понатамошна обработка се користат два основни методи: пирометалургија или електроинструирање. Пирометалургијата го редуцира цинк оксидот со јаглерод или јаглерод моноксид на 950 °C (1740 °F) во метал, кој се дестилира како пареа на цинк за да се одвои од други метали, кои не се испарливи на тие температури. Пареата на цинкот се собира во кондензатор. Равенките подолу го опишуваат овој процес:

2 ZnO + C → 2 Zn + CO2 ZnO + CO → Zn + CO2 При електровининг, цинкот се исцедува од концентратот на рудата со сулфурна киселина:

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2О Конечно, цинкот се редуцира со електролиза.

2 ZnSO4 + 2 H2O → 2 Zn + 2H2SO4 + О2 Сулфурната киселина се регенерира и се рециклира до чекорот за истекување.

Кога галванизираната суровина се напојува во електрична ладна печка, цинкот се обновува од прашината со голем број процеси, претежно со процесот на Waelz (90% од 2014).

Влијание врз животната средина

Подобрувањето на сулфидните цинкови руди создава големи количини на сулфурдиоксид и пареа на кадмиум. Топилницата за топење и другите остатоци содржат значителни количини на метали. Околу 1,1 милион тони метален цинк и 130 илјади тони олово беа ископани во белгиските градови Ла Каламин и Пломбери во периодот помеѓу 1806 и 1882 година. Депониите од минатите рударски операции ги исцедуваат цинкот и кадмиумот, а седиментите на реката Џул содржат нетривијални количини на метали. Пред околу две илјади години, отпуштањето на цинкот од рударството и топењето изнесувало 10 илјади тони годишно. По зголемувањето на десет пати од 1850 година, тоа достигнало до 3,4 милиони тони годишно во 1980-тите и се намалило на 2,7 милиони тони во 1990-тите, иако студијата од 2005 година за арктичката тропосфера покажа дека концентрациите таму не го одразуваат падот. Антропогените и природните емисии се појавуваат со сооднос од 20 до 1.

Цинкот во реките што течат низ индустриските и рударските области може да биде до 20 ppm. Ефикасното третирање на отпадот во голема мера го намалува ова; третманот по Рајна, на пример, ги намалил нивоата на цинк до 50 ppb. Концентрациите на цинкот на ниско ниво од 2 ppm негативно влијаат врз количината на кислород што рибата може да ја носи во крвта.

Историски одговорни за високите нивоа на метали во Реката Дервент, , цинковите дела во Лутана се најголемиот извозник во Тасманија, генерирајќи 2,5% од Бруто-домашниот производ и производство на повеќе од 250 000 тони цинк на годишно ниво.

Почвите контаминирани со цинк од рударството, рафинирани или оплодувани со талог од цинк може да содржат неколку грама цинк по килограм од суви почви. Нивоата на цинк над 500 ppm во почвата се мешаат со способноста на растенијата да апсорбираат други суштински метали, како што се железото и манганот. Нивоата на цинк од 2000 ppm до 180.000 ppm (18%) се забележани во некои примероци од некоја почва.

Апликации

Главните апликации на цинк вклучуваат Галванизација (55%) Месинг и бронза (16%) Други легури (21%) Разно (8%) Цинкот најчесто се користи како средство за заштита од корозија и галванизацијата е најпозната форма. Во 2009 година во САД, 55% или 893.000 тони цинк метал се искористил за галванизација.

Анти-корозија и батерии

Топло-натопена ограда со поцинкована кристална површина

Цинкот е пореактивен од железото или челикот и на тој начин ќе ги привлече скоро сите локални оксидации додека целосно не се кородира. Заштитен површински слој на оксид и карбонат (Zn5 (OH)6 (CO3)2) се формира како слој на оксид и карбонат. Оваа заштита трае дури откако слојот на цинк е изгребан, но се деградира низ времето како што цинкот кородира. Цинкот се нанесува електрохемиски или како стопен цинк со топло поцинкуване или прскање. Галванизацијата се користи за мечување на синџир-линк, заштитни шини, мостови за суспензија, метални покриви, разменувачи на топлина и тела на автомобили.

Релативната реактивност на цинк и неговата способност да привлече оксидација за себе, ја прави ефикасна жртвена анодна со катодна заштита (КП). На пример, катодната заштита на закопаниот гасовод може да се постигне со поврзување на аноди направени од цинк до цевката. Цинкот делува како анод (негативен терминал) со постепено кородирање додека поминува електрична струја до челичниот цевковод. Цинк диск прикачен на железна корпа на брод полека ќе кородира додека кормилото останува недопрено. Слично на тоа, цинк приклучок прикачен на пропелер или заштитен метален заштитник за јажето на бродот обезбедува привремена заштита.

Со стандарден електроден потенцијал (SEP) од -0,76 волти, цинк се користи како аноден материјал за батерии. (Пореактивен литиум (SEP -3.04 V) се користи за аноди во литиумските батерии). На овој начин се користи цинк во прав во алкалните батерии и случајот (кој исто така служи како анодна) на цинк-јаглеродните батерии се формира од лим цинк. Цинкот се користи како анодна или гориво на цинк-воздух батерија / горивни ќелии. Цинк-цериум-редокс батеријата исто така се потпира на цинк-засновани негативни полуклетки.

Легури

Широко користената цинкова легура е месинг, во која бакар е легиран со од 3% до 45% цинк, во зависност од типот на месинг. Месингот е генерално повеќе пластичен и посилен од бакар и има поголема отпорност на корозија. Овие својства ја прават корисна во комуникациска опрема, хардвер, музички инструменти и вентили за вода. Другите најчесто користени цинкови легури вклучуваат сребро со никел, метален машински пиштол, мека и алуминиумски лемења и комерцијална бронза. Цинкот исто така се користи во современите органски цевки како замена за традиционалната легура на олово / калај во цевките. Легурите од 85-88% цинк, 4-10% бакар и 2-8% алуминиум наоѓаат ограничена употреба во одредени видови машински лежишта. Цинкот е примарен метал во американските монети од еден цент (пени) од 1982 година. Јадрото на цинкот е обложено со тенок слој од бакар за да даде изглед на бакарна монета. Во 1994 година, 33.200 тони (36.600 кратки тони) на цинк биле искористени за производство на 13,6 милијарди пени во САД.

Легурите на цинк со мали количини на бакар, алуминиум и магнезиум се корисни во лиење, како и во центрифугално лиење, особено во автомобилската, електричната и хардверската индустрија. Овие легури се продаваат под името Замак. Пример за ова е алуминиумот на цинк. Ниската точка на топење, заедно со ниската вискозност на легурата, овозможува производство на мали и сложени форми. Ниската работна температура води кон брзо ладење на леаните производи и брзо производство за монтажа. Друга легура, која се продава под брендот Prestal, содржи 78% цинк и 22% алуминиум, и е пријавена дека е речиси силна како челик, но како пластична. Оваа суперпластичност на алуминиумот овозможува да се обликува со помош на ковано железо изработено од керамика и цемент

Слични легури со додавање на мала количина на олово може ладно да се превртуваат во листови. Легура од 96% цинк и 4% алуминиум се користи за да се направат бои за печати за апликации со ниска продукција, за кои црни метални бои би биле премногу скапи. За изградба на фасади, покриви и други апликации за лим формирани со длабоко цртање, се користи превртување или виткање, легури на цинк со титан и бакар. Негативниот цинк е премногу кршлив за овие процеси на производство.

Како густ, евтин, лесно изработен материјал, цинк се користи како замена за олово. Во пресрет на загриженоста за олово, цинк се појавува за различни апликации кои се движат од риболов до баланси на гуми и замаеници.

Кадмиум цинк телурид (CZT) е полупроводничка легура која може да се подели во низа мали уреди за мерење. Овие уреди се слични на интегрираното коло и можат да ја детектираат енергијата на дојдовните гама-зраци. Кога зад маска за апсорбирање, низата на сензорот CZT може да ја одреди правецот на зраците.

Други индустриски цели

Бел прав на стаклена чинија Цинк оксидот се користи како бел пигмент во бои. Приближно една четвртина од сите извори на цинк во САД во 2009 година беа потрошени во соединенија на цинк, различни од нив се користат за индустриска цел. Цинк оксидот е широко користен како бел пигмент во бои и како катализатор во производството на гума. Цинк оксидот се користи за заштита на гумени полимери и пластика од ултравиолетово зрачење (УВ). Полупроводничките својства на цинк оксидот го прават тоа корисни во варистори и фотокопирачки производи. Цинкот, цинк-оксидниот циклус е термохемиски процес од два чекори врз основа на цинк и цинк оксид за производство на водород.

Цинк хлоридот често се додава на граѓа како огноотпорен , а понекогаш и како конзерванс за дрво Се користи во производството на други хемикалии. [127] Цинк метил (Zn (CH3)2) се користи во голем број на органски синтези. Цинк сулфид (ZnS) се користи во луминисцентните пигменти како што се стрелките на часовници, рендген и телевизиски екрани и светлосни бои. Кристалите на ZnS се користат во ласерите кои работат во средишниот инфрацрвен дел на спектарот. Цинк сулфат е хемикалија во бои и пигменти. Цинк пиритион се користи како бои против нечистотии.

Правта од цинк понекогаш се користи како гориво во модели од ракети. Кога компресираната мешавина од 70% цинк и 30% сулфур во прав се запали, постои насилна хемиска реакција. Ова произведува цинк сулфид, заедно со големи количини на топол гас, топлина и светлина. Цинк лимот се користи за производство на цинкови прачки.

64Zn, најзастапен изотоп на цинк, е многу осетлив на активирање на неутрон, кој се трансмитира во високорадиоактивен 65Zn, која има полуживот од 244 дена и предизвикува интензивно гама-зрачење. Поради тоа, цинк оксидот кој се користи во јадрените реактори како средство за заштита од корозија е намален на 64Zn пред употреба, ова се нарекува осиромашен цинк оксид. Од истата причина, цинк е предложен како солев материјал за јадрено оружје (кобалт е уште еден, попознат материјал за солење). Група на изотопично збогатени 64Zn би била озрачен од интензивниот висок енергетски неутронски флукс од експлодирачко термојадрено оружје, формирајќи голема количина од 65Zn кои значително ја зголемуваат радиоактивноста на последиците од оружјето. За таквото оружје не е познато дека некогаш било изградено, тестирано или употребено. 65Zn се користи како трагач за проучување како се лепат легурите што содржат цинк или патот и улогата на цинкот во организмите.

Комплексите на цинкот дитиокарбамат се користат како земјоделски фунгициди; овие вклучуваат Зинеб, Метирам, Пропинеб и Зирам. Цинк нафтенат се користи како дрвен конзерванс. Цинкот во форма на ZDDP, се користи како додаток против распаѓање за метални делови во моторното масло.

Органска хемија

Додавање на дифенилцин во алдехид Органската хемија на цинкот (органоцинк) е наука за соединенија кои содржат јаглерод-цинкови врски и ги опишува физичките својства, синтезата и хемиските реакции. Многу варијации на органоцинк се важни. Меѓу важните се

•Реакцијата Френкленд-Дуппа, во која еден ексер на оксалат (ROCOCOOR) реагира со алкил халид R'X, цинк и хлороводородна киселина за да се формираат α-хидроксикарбоксилни естри RR'COHCOOR •Реформатскии реакцијата, во која α-халоестрите и алдехидите се претвораат во β-хидроксиестри •Реакцијата Симмонс-Смит во која карбеноидниот (јодометил) цинк јодид реагира со алкени (или алкин) и ги претвора во циклопропан •Реакција на додавање на органоцинк соединенија за да се формираат карбонилни соединенија •Барбиевата реакција (1899), која е цинк еквивалент на реакцијата на магнезиум Григнар реакцијата и е подобра од двете. Во присуство на вода, формирањето на органомагнезиум халид ќе пропадне, додека реакцијата Барбериер може да се одвива во вода. •Во надолна линија, органозините се многу помалку нуклеофилни од Григна, и тие се скапи и тешко се справуваат. Комерцијално достапните дијарганински соединенија се диметилцинц, диетилцин и дифенилцинц. Во една студија, активното соединение на органозин се добива од многу поевтини органобромински претходници •Спојувањето со Негиши е исто така важна реакција за формирање на нови јаглеродно-јаглеродни врски помеѓу незаситени јаглеродни атоми во алкени, арени и алкини. Катализаторите се никел и паладиум. Клучниот чекор во каталитичкиот циклус е трансметализација во која цинк халидот го разменува својот органски супституент за друг халоген со центарот за метал на паладиум (никел). •Спојувањето со Фукујама е друга реакција на спојување, но таа користи тиоестер како реагенс и произведува кетон. Цинкот пронајде многу примени како катализатор во органската синтеза, вклучувајќи асиметрична синтеза, е евтина и лесно достапна алтернатива на комплексите од скапоцени метали. Резултатите (принос и ee) добиени со хирални цинк катализатори се споредливи со оние постигнати со паладиум, рутениум, иридиум и други, а цинкот станува метален катализатор на избор.

Додаток во исхраната

ГНЦ цинк 50 мг таблети. Износот на таблетите го надминува она што се смета за безбедна горна граница во САД (40 mg) и Европската унија (25 mg) Скелетна хемиска формула на планарско соединение кое содржи атом на Zn во центарот, симетрично врзан за четири кислороди. Овие кислороди се дополнително поврзани со линеарни COH синџири. Цинк гликонат е едно соединение кое се користи за внесување на цинк како додаток во исхраната.

Во повеќето таблети, кои се купуваат без рецепти ,витамински и минерални додатоци, цинкот е вклучен во форми како цинк оксид, цинк ацетат или цинк гликонат. Цинкот генерално се смета за антиоксиданс. Сепак, редоксот е инертен и на тој начин неговата функција е само индиректна. Општо земено, се препорачува дополнување на цинк кога постои висок ризик од недостаток на цинк (како што се земји со низок и среден приход) како превентивна мерка.

Дефицитот на цинк е поврзан со големи депресивни нарушувања (MDD), а додатоците на цинк може да бидат делотворен третман

Цинкот служи како едноставна, евтина и критична алатка за лекување на дијареални епизоди кај децата во земјите во развој. Цинкот се осиромашува во телото за време на дијареа, но неодамнешните студии укажуваат дека обновувањето на цинкот со лек од 10 до 14 дена може да го намали траењето и сериозноста на дијареалните епизоди и исто така може да ги спречи идните епизоди до три месеци

Во кокрановскиот преглед е наведено дека луѓето кои земаат цинк додаток може да имаат помала веројатност да напреднат кон макуларна дегенерација поврзана со возраста.

Додаток на цинк е ефикасен третман за акродерматитис ентеропатица, генетско нарушување кое ја зафаќа цинковата апсорпција која претходно била фатална кај засегнатите доенчиња.

Гастроентеритисот е силно атенуиран со земање на цинк, можеби со директно антимикробно дејство на јони во гастроинтестиналниот тракт или со апсорпција на цинк и повторно ослободување од имунолошките клетки (сите гранулоцити лачат цинк) или и двете.

Во 2011 година, истражувачите објавија дека додавањето на големи количини на цинк на примерок од урина маскирало откривање на лекови. Истражувачите не проверија дали конзумирањето преку уста може да има ист ефект.

Цинкот е негативен алостеричен модулатор на GABAA рецепторот.

Настинка

Овој дел е прецртан од цинк и обичната настинка. (уреди | историја) Додатоци на цинк (често цинк ацетат или цинк гликонат лојленд) се група додатоци во исхраната кои најчесто се користат за третман на обичната настинка. Употребата на додатоци на цинк во дози над 75 mg / ден во рок од 24 часа од почетокот на симптомите покажа дека го намалуваат времетраењето на симптомите на настинка за околу 1 ден. Поради недостаток на податоци, нема доволно докази за да се утврди дали превентивната употреба на додатоци на цинк ја намалува веројатноста за појава на настинка. Несаканите ефекти со додатоци на цинк вклучуваат лош вкус и гадење. Интраназалната употреба на назални прска кои содржат цинк е поврзана со губење на чувството за мирис, па следствено, во јуни 2009 година, Управата за храна и лекови на САД (USFDA) ги предупреди потрошувачите да престанат да користат интраназални цинкови производи

Човечкиот риновирус - најчест вирусен патоген кај луѓето - е доминантна причина за обичната настинка . Хипотетизираниот механизам на дејство со кој цинк ја намалува сериозноста и / или траењето на симптоми на настинка е супресија на назалното воспаление и директна инхибиција на врзувањето на риновиралниот рецептор и реновирање на риновирала во носната мукоза.

Тематски употреба

Дополнителни информации: Цинк оксид § Медицина Тематски препарати од цинк вклучуваат оние кои се користат на кожата, често во форма на цинк оксид. Цинкот служи и за луѓето да се заштитат од изгореници во текот на летото и во зима. Ретко се применува како бебешка пудра (перинеум) со секоја промена на пелени. Бебето може да се заштити од осип од пелената.

Хелатниот цинк се користи во пастите за заби и во устата за да се спречи лош здив.

Цинк пиритион е широко вклучен во шампони за да се спречи првут.

Биолошка улога

Цинкот е елемент со ниска концентрација кај луѓето и други животни, за растенијата и за микроорганизми . Цинкот е потребен за функција на над 300 ензими и 1000 транскрипциски фактори, и се чува и пренесува во металотионеини . Тоа е втор најизразен метален што го има кај луѓето по железо и е единствениот метал кој се појавува во сите ензимски класи.

Во белковините, цинковите јони често се координираат со страничните синџири на аминокиселини од аспартинска киселина, глутаминска киселина, цистеин и хистидин. Теоретскиот и пресметковниот опис на ова врзување на цинкот во белковините (како и на другите транзициони метали) е тежок.

Околу 2-4 грама цинк се дистрибуираат низ човечкото тело. Повеќето цинк се наоѓа во мозокот, мускулите, коските, бубрезите и црниот дроб, со највисоки концентрации во простатата и делови од окото. Спермата е особено богата со цинк, клучен фактор во функцијата на простата и раст на репродуктивниот орган.

Хомеостазата на цинкот на телото главно се контролира од цревата. Овде, ZIP4 и особено TRPM7 беа поврзани со цревниот нанос на цревата кој е од суштинско значење за постнаталниот период.

Кај луѓето, биолошките улоги на цинкot се сеприсутни. Тој комуницира со "широк спектар на органски лиганди" и има улоги во метаболизмот на РНК и ДНК, трансдукција на сигналот и експресија на ген. Таа, исто така ја регулира апоптозата. Една студија од 2006 година проценува дека околу 10% од човечките белковини (2800) потенцијално се врзуваат за цинк, покрај стотици други транспортни и сообраќајни цинкови; слично во силико студија во фабриката Arabidopsis thaliana најде 2367 белковини поврзани со цинк.

Во мозокот цинкот се складира во специфични синаптични везикули од глутаматергичните неврони и може да ја модулира невронската ексцитабилност. Тој игра клучна улога во синаптичката пластичност и во учењето. Хомеостазата на цинк, исто така, игра клучна улога во функционалната регулација на централниот нервен систем. Се верува дека нарушувањето на хомеостазата на цинкот во централниот нервен систем, што резултира со прекумерни концентрации на синаптички цинк, предизвикува невротоксичност преку митохондријалниот оксидативен стрес (на пример, преку нарушување на одредени ензими вклучени во електронскиот транспортен синџир, вклучувајќи го и комплексот I, комплекс III и α-кетоглутарат дехидрогеназа), дисрегулација на хомеостазата на калциум, глутаматергична невронска екситотоксичност и интерференција со интранеуронална трансдукција на сигналот. L- и D-хистидин го олеснуваат навлегувањето на цинк во мозокот. SLC30A3 е примарен транспортер на цинк кој е вклучен во хомеостазата на мозочниот цинк.

Ензими

Цинкот е ефикасна Луисна киселина, што го прави корисен каталитички агенс во хидроксилација и други ензимски реакции. Металот, исто така, има флексибилна координатна геометрија, која им овозможува на белковините да ја користат за брзо менување на конформациите за да извршат биолошки реакции. Два примери на ензими кои содржат цинк се јаглеродна анхидраза и карбоксипептидаза, кои се од витално значење за процесите на јаглерод диоксид (CO2) регулација и соодветно варење на белковини.

Во рбетната крв, јаглеродната анхидраза го претвора CO2 во бикарбонат и истиот ензим го претвора бикарбонатот назад во CO2 за издишување преку белите дробови. Без овој ензим, ова претворање би се појавила околу еден милион пати побавно при нормална крвна pH вредност 7 или би барала pH од 10 или повеќе. Не-поврзаната β-карбонска анхидраза е потребна во растенијата за формирање на лист, синтезата на индол оцетна киселина (auxin) и алкохолна ферментација.

Карбоксипептидазата ги расцепува пептидните врски за време на варењето на белковините. Координатната ковалентна врска е формирана помеѓу терминалниот пептид и C = O групата прикачена на цинк, што му дава на јаглеродот позитивен полнеж. Ова помага да се создаде хидрофобни џеб на ензимот во близина на цинкот, кој го привлекува неполирачкиот дел од белковината да се вари.

Сигнализација

Цинкот е препознаен како гласник, способен да ги активира сигналните патишта. Многу од овие патишта ја активира движечката сила во растењето на туморот од рак. Тие можат да бидат насочени преку транспортери.

Други белковини

Цинкот има чисто структурна улога во цинковите прстени, пресврти и кластери. Цинковите прстени формираат делови од некои транскрипциски фактори, кои се белковини кои ги препознаваат секвенците на основа на ДНК за време на репликацијата и транскрипцијата на ДНК. Секој од девет или десет Zn2+ јони во цинк прстенот помага да се задржи структурата на прстенот со координирано врзување на четири аминокиселини во факторот на транскрипцијата. Факторот на транскрипцијата завршува околу спиралата на ДНК и ги користи прстените за прецизно да се поврзе со ДНК секвенцата.

Во крвната плазма цинк е врзан и транспортиран со албумин (60%, низок афинитет) и трансферин (10%). Бидејќи трансферинот исто така пренесува железо, прекумерното железо ја намалува апсорпцијата на цинк и обратно. Сличен антагонизам постои и со бакар. Концентрацијата на цинк во крвната плазма останува релативно константна, без оглед на количеството цинк. Клетките во плунковната жлезда, простатата, имунолошкиот систем и цревата користат цинк сигнализација за да комуницираат со други клетки.

Цинкот може да се чува во резервите на металотионеин во рамките на микроорганизмите или во цревата или црниот дроб на животните. Металотионеинот во цревните клетки е способен за прилагодување на апсорпцијата на цинкот за 15-40%. Сепак, несоодветен или прекумерен внес на цинк може да биде штетен; вишокот цинк особено ја нарушува бакалната апсорпција, бидејќи металотионеинот ги апсорбира двата метали.

Допаминскиот транспортер на човекот содржи висока површина за врзување на вонклеточниот цинк со висок афинитет која, по врзување на цинк, го инхибира допаминското повторно зафаќање и го засилува допаминскиот ефект предизвикан од амфетамин. Човечкиот транспортер на серотонин и транспортерот на норепинефрин не содржат места за врзување на цинк. Некои EF-hand калциумови врзувачки белковини, како што се S100 или NCS-1, исто така можат да ги врзуваат цинковите јони.

Диететски препораки

Американскиот институт за медицина (IOM) ги ажурираше проценетите просечни барања (EARs) и препорачаните дози на исхрана (RDAs) за цинк во 2001 година. Тековните EAR за цинк за жени и мажи на возраст од 14 години и повеќе, се 6,8 и 9,4 mg / ден, соодветно. RDA се 8 и 11 mg / ден. RDA се повисоки од EAR, со цел да се идентификуваат износи кои ќе ги опфатат луѓето со повисоки барања од просекот.RDA за бременост е 11 mg / ден. RDA за лактација е 12 mg / ден. За доенчиња до 12 месеци RDA е 3 мг / ден. За деца на возраст од 1-13 години RDA се зголемува со возраст од 3 до 8 мг / ден. Што се однесува до безбедноста, IOM поставува толерантни нивоа на доза (UL) за витамини и минерали кога има доволно докази. Во случај на цинк, возрасен UL е 40 mg / ден (понизок за деца). Колективно, EAR, RDA, AI и UL се нарекуваат диететски референтни зафати (DRI).

Европскиот орган за безбедност на храната (EFSA) се однесува на колективниот сет на информации како референтни вредности за исхраната, со бројот на референтниот внес на население (PRI) наместо RDA, и просечниот услов, наместо EAR. AI и UL се дефинирани и во САД. За лицата на возраст од 18 и повеќе години пресметките на PRI се сложени, бидејќи EFSA има поставено повисоки и повисоки вредности додека содржината на фитат во исхраната се зголемува. За жени, PRI се зголемуваат од 7,5 до 12,7 mg / ден, бидејќи внесот на фитат се зголемува од 300 до 1200 mg / ден; за мажи опсегот е 9.4-16.3 mg / ден. Овие PRI се повисоки од американските RDA. EFSA го разгледува истото безбедносно прашање и го поставува својот UL на 25 mg / ден, што е многу пониско од вредноста на САД.

За целите на додатокот во исхраната во САД, износот во една порција е изразен како процент од дневна вредност (% DV). За целите на етикетирање на цинк 100% од дневната вредност беше 15 mg, но на 27 мај 2016 година беше ревидиран до 11 mg. Табелата на старите и новите возрасни дневни вредности е дадена на референтниот дневен внес. Компаниите за храна и додатоци имаат до 1 јануари 2020 година да се усогласат со промената.

Дозирање во исхраната

Животнските производи како што се месото, рибата, школките, јајцата и млечните производи содржат цинк. Концентрацијата на цинк во растенијата варира со нивото во почвата. Со соодветна количина цинк во почвата, прехранбени растенија кои содржат најмногу цинк се пченицата (микроб и трици) и разни семиња, вклучувајќи го и сусамот, афионот, луцерката, целерот и сенфот. Цинкот може да се најде и во грав, ореви, бадеми, семки од тиква, семки од сончоглед и црна рибизла. Растителни фитати има особено кај житните култури и се мешаат со апсорпција на цинк.

Други извори вклучуваат храна со повеќе хранливи материи и додатоци во исхраната во различни форми. Преглед од 1998 година заклучи дека цинк оксидот, еден од најчестите додатоци во Соединетите Американски Држави, и цинк карбонат, се речиси нерастворливи и слабо се апсорбираат во телото. Овој преглед ги наведе студиите кои откриле пониски концентрации на цинк во плазмата кај субјектите кои консумирале цинк-оксид и цинк-карбонат отколку кај оние кои зеле цинк ацетат и сулфатни соли. Сепак, за утврдување, ревизијата од 2003 година препорачала житни култури (кои содржат цинк оксид) како евтин, стабилен извор кој лесно се апсорбира како поскапи работи. Студијата од 2005 година покажа дека различни соединенија на цинк, вклучувајќи оксид и сулфат, не покажуваат статистички значајни разлики во апсорпцијата кога се додаваат како зацврстувачи на пченкарни тортили.

Недостаток

Речиси две милијарди луѓе во светот што се развива имаат недостаток на цинк. Групи изложени на ризик вклучуваат деца во земјите во развој и стари лица со хронични заболувања. Кај децата, тоа предизвикува зголемување на инфекција и дијареа и придонесува за смртта на околу 800.000 деца во светот годишно. Светската здравствена организација се залага за земање на цинк за тешка малнутриција и дијареа. Додатоци на цинк помагаат во спречувањето на болеста и намалувањето на морталитетот, особено кај децата со ниска тежина од раѓање или ограничен раст. Сепак, цинковите додатоци не треба да се администрираат сами, бидејќи многу од земјите во развој имаат неколку недостатоци, а цинкот комуницира со други микрохранливи материи. Додека недостатокот на цинк обично се должи на недоволно внесување во исхраната, може да биде поврзан со малапсорпција, акродерматитис ентеропатија, хронично заболување на црниот дроб, хронична бубрежна болест, српеста болест на клетките, дијабетес, малигнитет и други хронични заболувања.

Во Соединетите Американски Држави федерално истражување за потрошувачката на храна утврдило дека кај жените и мажите на возраст над 19 години, просечната потрошувачка била 9,7 и 14,2 мг / ден, соодветно. За жени, 17% консумирале помалку од ЕАR, за мажи 11%. Процентите под EAR се зголемиле со возраста. Најновото објавено обновување на истражувањето (NHANES 2013-2014) објави понизок просек - 9,3 и 13,2 mg / ден - повторно со намалување на дозата со возраста.

Симптомите на благиот дефицит на цинк се разновидни. Клиничките резултати вклучуваат намален раст, дијареа, импотенција и одложено сексуално созревање, алопеција, лезии на очите и кожата, оштетен апетит, променета когнитивна способност, нарушена имунолошка функција, дефекти при искористување на јагленохидратите и репродуктивна тератогенеза. Дефицитот на цинк го намалува имунитетот, но и прекумерно внесување на цинк.

И покрај некои загрижености, западните вегетаријанци и вегани повеќе не страдаат од очигледен недостиг на цинк отколку месојадите. Големи растителни извори на цинк вклучуваат варен исушен грав, морков зеленчук, зајакнати житни култури, храна од соја, ореви, грашок и семиња. Цинк хелатор фитатот, кој се наоѓа во семиња и житарици од житарици, може да придонесе за малапсорпција на цинк. Некои докази покажуваат дека повеќе од US RDA (8 mg / ден за возрасни жени, 11 mg / ден кај возрасни мажи) може да бидат потребни кај оние чија диета е висока со фитати, како што се некои вегетаријанци. Упатствата на Европската агенција за безбедност на храната (EFSA) се обидуваат да го компензираат ова со препорачување на поголем внес на цинк кога е поголем внесот на диетални фитити. Овие размислувања мора да бидат избалансирани во однос на недостатокот на соодветни биомаркери на цинк, а најраспространетиот индикатор, цинк во плазмата, има слаба чувствителност и специфичност.

Поправање на почвата

Видовите Calluna, Erica и Vaccinium можат да растат во цинк металообразни почви, бидејќи транслокација на токсични јони е спречено со дејство на ерикоидни микоризални габи.

Земјоделство

Дефицитот на цинк се чини дека е најчест недостаток на микрохранливи материи во растенијата; тоа е особено честа кај почвите со висока pH вредност. Земјата со недостаток на цинк се одгледува во Турција и Индија, една третина од Кина и поголемиот дел од Западна Австралија. Во овие области се пријавени значителни одговори за оплодување на цинкот. Растенија кои растат во почви кои се дефицитарни со цинк се повеќе подложни на болести. Цинкот се додава во почвата првенствено преку атмосферски влијанија на камењата, но луѓето додаваат цинк преку согорување на фосилни горива, рудничко отпадоци, фосфатни ѓубрива, пестициди (цинк фосфид), варовник, ѓубриво, милта од канализацијата и честички од галванизирани површини. Вишокот на цинк е токсичен за растенијата, иако токсичноста на цинкот е далеку помалку распространета.

Мерки на претпазливост

Токсичност

Иако цинкот е суштински услов за добро здравје, вишокот цинк може да биде штетен. Прекумерната апсорпција на цинк ја потиснува апсорпцијата на бакар и железо. Слободниот цинк-јон во раствор е многу токсичен за растенијата, безрбетниците, па дури и за ’рбетните риби. [ Моделот за слободна јонска активност е добро воспоставен во литературата и покажува дека само микромоларните количини на слободниот јон убиваат некои организми. Неодамнешниот пример покажа 6 микромоларни убиства 93% од сите Daphnia во вода.

Слободниот цинк-јон е моќна Луис-киселина до тој степен што е корозивен. Стомачната киселина содржи хлороводородна киселина, во која метален цинк лесно се раствора за да даде корозивен цинк хлорид. Голтање американски центи кои се правеле по 1982 година (97,5% цинк) може да предизвика оштетување на стомакот преку високата растворливост на цинк-јон во стомакот со киселина.

Доказите покажуваат дека луѓето кои земаат 100–300 mg цинк дневно можат да страдаат од индуциран дефицит на бакар. Во 2007 година, судењето забележа дека постарите мажи кои земаат 80 mg дневно биле хоспитализирани за уринарни компликации почесто отколку оние кои земале плацебо. Нивоата од 100–300 mg може да го попречат користењето на бакар и железо или негативно да влијаат на холестеролот. Цинкот што надминува 500 ppm во почвата се меша со апсорпцијата на растенијата на други основни метали, како што се железото и манганот. Состојба наречена цинк-шејкови или "цинкова треска" може да се индуцира со вдишување на гасови од цинк при лемење или заварување на галванизирани материјали. Цинкот е честа состојка на паста за заби која може да содржи помеѓу 17 и 38 mg цинк на грам. Се тврди дека се работи за хендикеп, па дури и смртни случаи од прекумерна употреба на овие производи.

У. С. храна и лекови администрација (ФДА) се наведува дека цинкот оштетува нервни рецептори во носот, предизвикувајќи анозија. Извештаите за анозија исто така беа забележани во 1930-тите години кога биле употребени цинковите препарати при неуспешен обид да се спречат инфекции со полиомиели. На 16 јуни 2009 година, FDA нареди отстранување на интраназални ладни производи засновани на цинк од полици на продавници. ФДА соопшти дека губењето на мирисот може да биде опасно по живот, бидејќи луѓето со оштетен мирис не можат да детектираат гас или чад што протекува и не може да каже дали храната е расипана пред да ја јадат.

Неодамнешните истражувања сугерираат дека локалниот антимикробен цинк пиритион е потентен индуктор на топлински шок кој може да го наруши геномниот интегритет со индукција на енергетската криза зависна од ПАРП кај култивирани човечки кератиноцити и меланоцити.

Труење

Во 1982 година, американската нанела почнала да произведува пари обложени со бакар, но содржеле првенство цинк. Парите од цинк претставуваат ризик од токсичност на цинк, што може да биде фатално. Еден пријавен случај на хронична ингестија од 425 пени (над 1 кг цинк) резултираше со смрт поради гастроинтестинална бактериска и габична сепса. Друг пациент кој проголтал 12 грама цинк покажал само летаргија и атаксија (бруто недостаток на координација на мускулните движења). Неколку други случаи се пријавени кај луѓе кои страдаат од цинк со ингестија на цинкови монети.

Пени и други мали монети понекогаш голтаат кучиња, кои треба ветеринарите да ги отстранат подоцна. Содржината на цинк кај некои монети може да предизвика токсичност на цинк, најчесто фатална кај кучињата преку тешка хемолитична анемија и оштетување на црниот дроб или бубрезите; повраќање и дијареа се можни симптоми. Цинкот е многу токсичен кај папагалите и труењето често може да биде фатално. Потрошувачката на овошни сокови, складирани во галванизирани лименки резултирала со масовни труења со цинк.