鋅離子發(fā)現(xiàn)簡史

鋅也是人類自遠(yuǎn)古時就知道其化合物的元素之一。鋅礦石和銅熔化制得合金--黃銅,早為古代人們所利用。但金屬狀鋅的獲得比銅、鐵、錫、鉛要晚得多，一般認(rèn)為這是由于碳和鋅礦共熱時，溫度很快高達(dá)1000 C以上，而金屬鋅的沸點是906C，故鋅即成為蒸氣狀態(tài)，隨煙散失，不易為古代人們所察覺，只有當(dāng)人們掌握了冷凝氣體的方法后，單質(zhì)鋅才有可能被取得。

世界上最早發(fā)現(xiàn)并使用鋅的是中國，在10~11世紀(jì)中國是首先大規(guī)模生產(chǎn)鋅的國家。明朝末年宋應(yīng)星所著的《天工開物》一書中有世界上最早的關(guān)于煉鋅技術(shù)的記載。生產(chǎn)過程非常簡單，將爐甘石(即菱鋅礦石)裝滿在陶罐內(nèi)密封，堆成錐形，罐與罐之間的空隙用木碳填充，將罐打破，就可以得到提取出來的金屬鋅錠。另外，我國化學(xué)史和分析化學(xué)研究的開拓者王鏈(1888─1966)在1956年分析了唐、宋、明、清等古錢后，發(fā)現(xiàn)宋朝的紹圣錢中含鋅量高，提出中國用鋅開始于明朝嘉慶年間的正確的科學(xué)結(jié)論。鋅的實際應(yīng)用可能比《天工開物》成書年代還早。

鋅的名稱來源于拉丁文Zincum，意思是"白色薄層"或"白色沉積物"，它的化學(xué)符號Zn也來源于此，其英文名稱是Zinc。

一種藍(lán)白色金屬。密度為7.14克/立方厘米，熔點為419.5℃。在室溫下，性較脆;100~150℃時，變軟;超過200℃后，又變脆。聲音在其中的傳播速率:3850

莫氏硬度:2.5 鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進(jìn)一步氧化。當(dāng)溫度達(dá)到225℃后，鋅氧化激烈。燃燒時，發(fā)出藍(lán)綠色火焰。鋅易溶于酸，也易從溶液中置換金、銀、銅等。

主要礦石是鐵閃鋅礦或閃鋅礦ZnS。將礦石在空氣中煅燒成氧化鋅，然后用炭還原即得;或用硫酸浸出成硫酸鋅后，再用電解法將鋅沉積出來。

侵入途徑:吸入、食入。

鋅入量過多可致中毒，如食入鋅過多可引起急性鋅中毒，有嘔吐、腹瀉等胃腸道癥狀;工廠鋅霧吸入可有低熱及感冒樣癥狀;慢性鋅中毒可有貧血等癥狀;動物實驗可致肝、腎功能及免疫力受損。有些兒童玩具的涂料含鋅，小兒喜把玩具放口內(nèi)，常食入鋅過多可致中毒。

遷移轉(zhuǎn)化:天然水中的鋅以可溶的絡(luò)合物狀態(tài)存在。天然水中的鋅還要向底質(zhì)沉積物遷移轉(zhuǎn)化。鋅可與天然水中的粘土礦物締合，被吸附在日格中成為吸著離子，吸持的形式為Zn2+、ZnOH+及ZnCl+。此時鋅隨同粘土礦物沉積遷移到底質(zhì)中。鋅還可形成化學(xué)沉淀物向底質(zhì)遷移。含鋅廢水排放到天然水體中后，在堿性環(huán)境生成Zn(OH)2絮狀沉積物遷移到底質(zhì)中。Zn2+與S2-有很的親合力，也可形成溶度積極小的ZnS沉積到底質(zhì)中。測定結(jié)果表明，底質(zhì)沉積物中含鋅范圍為45~2221ppm，平均110ppm，是水體中鋅含量的10,000倍。水生動植物有很強(qiáng)的吸收鋅的能力，致使水中的鋅向生物體內(nèi)遷移。

一般說來，水生動植物體內(nèi)鋅的濃度可比水相中鋅的濃度高出1000~100,000倍。因此鳳眼蓮、菹草、金魚草、浮萍有希望作污水中鋅的凈化植物。土壤中鋅的遷移性取決于土壤的pH值。鋅在酸性土壤中容易發(fā)生遷移。當(dāng)土壤為酸性時，被粘土礦物吸附的鋅易于解脫，土壤中不溶的氫氧化鋅可和酸作用，轉(zhuǎn)變成可溶的Zn2+狀態(tài)，土壤中鋅以Zn2+為主，容易淋失遷移或被植物吸收，因此，缺鋅現(xiàn)象常常在酸性土壤中存在。

鋅濃度為2mg/L時，水有異味，濃度為5mg/L時水呈乳濁狀。

對生物降解的影響:水中濃度1-3mg/L時，廢水的生物處理受抑制。

危險特性:具有強(qiáng)還原性。與水、酸類或堿金屬氫氧化物接觸能放出易燃的氫氣。與氧化劑、硫黃反應(yīng)會引起燃燒或爆炸。粉末與空氣能形成爆炸性混合物，易被明火點燃引起爆炸，潮濕粉塵在空氣中易自行發(fā)熱燃燒。

燃燒(分解)產(chǎn)物:氧化鋅。

鋅的最重要的用途是制造鋅合金和作為其他金屬的保護(hù)層，如電鍍鋅，以及制造黃銅、錳青銅、白鐵和干電池。鋅粉是有機(jī)合成工業(yè)的重要還原劑。

元素輔助資料:

鋅和銅的合金--黃銅，

鋅離子

早被古人利用，黃銅的生產(chǎn)可能是冶金學(xué)上最早的偶然發(fā)現(xiàn)之一。但是人們?nèi)〉娩\比較晚，碳和鋅礦共熱時，溫度很快高達(dá)1000℃，而鋅在923℃沸騰，在此溫度下成蒸汽狀態(tài)，隨煙散失，不易為古代人們察覺，只有當(dāng)人們掌握了冷凝氣體的方法后，單質(zhì)鋅才有可能被取得。因此，鋅登上歷史舞臺的時間要比銅、錫、鐵、鉛晚的多。

據(jù)國外學(xué)者們考證，我國古代勞動人民首先生產(chǎn)出鋅。我國制取鋅的方法講述最清楚的出現(xiàn)在明朝末年宋應(yīng)星著述的《天工開物》中。西方認(rèn)為最早講到鋅的是德國貴族政治學(xué)家龍涅斯在1617年發(fā)表的著述，他敘述在熔鉛的爐壁上出現(xiàn)白色的金屬，工人們稱它為 zinck或conterfeht，這種白色金屬像是錫，但比較硬，缺乏延展性，沒有太大用途。鋅的拉丁名稱 zincum和元素符號Zn由此而來。

1737年和1746年德國礦物學(xué)家亨克爾和化學(xué)家馬格拉夫先后將菱鋅礦與木炭共置陶制密閉容器中燒，得到金屬鋅。拉瓦錫在1789年發(fā)表的元素表中，首先將鋅列為元素。

樣品經(jīng)消化后，在pH4.0~4.5時，鋅離子與二硫腙生成紫紅色配合物，溶于四氯化碳，與標(biāo)準(zhǔn)系列相比較進(jìn)行定量。