Zinc

El zinc es un elemento químico. Su símbolo oficial es Zn, y su número atómico es 30, lo que significa que cada átomo de zinc tiene 30 protones en su núcleo. que se encuentra en minerales como franklinita, ghanita, goslarita, hemimorfita, smithsonita, esfalerita, willemita y wurtzita. La esfalerita, que contiene sulfuro de zinc, es la fuente más abundante.

El zinc no se encuentra en su forma elemental. En cambio, se encuentra en minerales con otros elementos químicos. Por ejemplo, la esfalerita es un mineral compuesto por zinc, hierro y azufre. El mineral de esfalerita se extrae en Australia y en muchos otros países. Al tostar (calentar) la esfalerita se separa el zinc de los demás componentes.

El zinc es un elemento metálico de color blanco azulado (símbolo Zn; número atómico 30)

El zinc, un metal base, es el cuarto metal más utilizado después del hierro, el aluminio y el cobre. En 2017, el uso mundial fue de más de 14 millones de toneladas métricas.

Historia

Durante 2.500 años, los seres humanos han mezclado zinc con cobre para hacer latón, una aleación. Los antiguos romanos y otros en las regiones del Medio Oriente usaban el latón para hacer monedas y artículos ornamentales. El zinc que usaban era impuro (mezclado con otras sustancias). No fue hasta hace 800 años que los expertos en la India descubrieron cómo fundir minerales y menas para crear zinc metálico. Aunque la India reconoció el zinc como metal en 1374 y un metalúrgico inglés había patentado un proceso para destilar zinc en 1738, fue “descubierto oficialmente” en 1746 por el químico alemán Andreas Marggraf. Marggraf recibió el crédito por el descubrimiento porque publicó el proceso de destilación con mucho detalle.

Propiedades

Según el Laboratorio Nacional de Aceleradores Lineales de Jefferson, las propiedades del zinc son:

  • Número atómico (número de protones en el núcleo): 30
  • Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos): Zn
  • Peso atómico (masa media del átomo): 65,38
  • Densidad: 7.134 gramos por centímetro cúbico
  • Fase a temperatura ambiente: Sólido
  • Punto de fusión: 787,15 grados Fahrenheit (419,53 grados Celsius)
  • Punto de ebullición: 1,665 F (907 C)
  • Número de isótopos (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones): 25; 5 estable
  • Isótopos más comunes: Zn-64 (48,6 por ciento de origen natural), Zn-66 (27,9 por ciento de origen natural), Zn-67 (4,1 por ciento de origen natural), Zn-68 (18,8 por ciento de origen natural) y Zn-70 (0,6 por ciento de ocurrencia natural) de forma natural)
  • Resistencia: el zinc es un metal débil con menos de la mitad de la resistencia a la tracción del acero al carbono dulce. Por lo general, no se usa en aplicaciones de soporte de carga, aunque las piezas mecánicas económicas se pueden fundir a presión de zinc.
  • Dureza: el zinc puro tiene baja tenacidad y generalmente es quebradizo, pero las aleaciones de zinc generalmente tienen una alta resistencia al impacto en comparación con otras aleaciones de fundición a presión.
  • Ductilidad: entre 212 y 302 grados Fahrenheit, el zinc se vuelve dúctil y maleable, pero a temperaturas elevadas, vuelve a un estado quebradizo. Las aleaciones de zinc mejoran en gran medida esta propiedad sobre el metal puro, lo que permite utilizar métodos de fabricación más complejos.

Conductividad: la conductividad del zinc es moderada para un metal. Sin embargo, sus fuertes propiedades electroquímicas sirven bien en baterías alcalinas y durante el proceso de galvanizado.

Utilidad y datos interesantes

Este elemento se descubrió antes de su descubrimiento oficial. En 1746, el químico alemán Andreas Marggraf (también inventor de un proceso para extraer azúcar de la remolacha) descubrió cómo aislar el zinc calentando carbono y calamina (el material de la loción de calamina). Marggraf informó el hallazgo con gran detalle, lo que le valió el crédito por el descubrimiento, a pesar de que varios investigadores europeos ya habían completado la misma hazaña. Un metalúrgico inglés, William Champion, incluso había patentado el proceso años antes.

Sin embargo, incluso Champion se basó en técnicas que se remontan a la Edad Media. El zinc se utilizó por primera vez en China al menos en 1637 d.C., y se extrajo y fundió en la India incluso antes, al menos en el siglo IX a.C., según la investigación de 2006 publicada en la revista Ancient Asia. Al principio, los pueblos antiguos usaban minerales de zinc principalmente para fabricar latón (una aleación de cobre con zinc). Sin embargo, fue reconocido como un metal por derecho propio en 1374 en India, según la Asociación Internacional de Zinc (IZA).

Entonces, ¿para qué sirve el zinc? Aproximadamente la mitad de los 12 millones de toneladas producidas al año se destinan a la galvanización, según el IZA. El diecisiete por ciento de la producción anual de zinc se destina a latón y bronce, y otro 17 por ciento se utiliza en la fundición a presión, la producción de piezas metálicas con el uso de moldes. El resto se destina a otros usos de fabricación, como la creación de materiales para techos, o en compuestos químicos como el óxido de zinc. Este polvo blanco aparece en todo, desde protectores solares hasta células solares y reactores nucleares, donde ayuda a prevenir la corrosión.

El zinc es fundamental para toda la vida en la Tierra y se utiliza en más de 300 enzimas. La deficiencia de zinc fue reconocida como un problema clínico de salud en 1961. La Asociación Internacional de Zinc explica que el zinc es fundamental para el crecimiento celular adecuado y la mitosis, la fertilidad, la función del sistema inmunológico, el gusto, el olfato, la piel sana y la visión.

Los centavos estadounidenses están construidos con un núcleo de zinc que constituye el 98% de su peso total. El 2% restante es un recubrimiento de cobre electrolítico. La cantidad de cobre que se usa en centavos está sujeta a cambios si el Tesoro de los EE. UU. Considera que su producción es demasiado cara. Hasta 2 mil millones de centavos con núcleo de zinc están circulando en la economía de los EE. UU.

Salud

El zinc también tiene un papel en la salud. Es un mineral esencial que mantiene activas las enzimas del cuerpo. La deficiencia de zinc puede ralentizar el crecimiento y obstaculizar el sistema inmunológico, según los Institutos Nacionales de Salud. Algunos de los efectos secundarios más extraños de la deficiencia de zinc implican anomalías en el olfato y el gusto, porque el metal es crucial para estos procesos.

El zinc es un oligoelemento esencial para la mayoría de las formas de vida. Los adultos humanos, en promedio, tienen de 2 a 4 gramos de zinc en sus cuerpos. La mayoría de las personas obtienen suficiente zinc de los alimentos que comen: carne, mariscos, huevos, legumbres, semillas de calabaza y sésamo, anacardos, papas y productos lácteos son buenas fuentes de zinc. Nuestro cuerpo no almacena zinc, por lo que es importante comer una amplia variedad de alimentos todos los días para reemplazarlo.

El zinc juega un papel importante en nuestro sistema inmunológico y ayuda a curar heridas. Existe evidencia de que el zinc puede ayudar con el resfriado común si se usa dentro de las 24 horas posteriores a la aparición de los síntomas. Los expertos dicen que se necesita más investigación para determinar la dosis.

No tener suficiente zinc en nuestro cuerpo puede retrasar el crecimiento, interferir con nuestra capacidad de reproducción, disminuir nuestra inmunidad e interferir con nuestro sentido del olfato.

Uso industrial

El zinc todavía se utiliza en la producción de latón y bronce, al igual que hace miles de años. Un uso más moderno es en baterías eléctricas. Las pilas alcalinas tienen polvo de zinc en su interior. Más de la mitad del zinc que se utiliza hoy en día es para galvanizar (revestir) otros metales como el hierro y el acero. El recubrimiento protector de zinc retarda la oxidación o corrosión de los metales. Si observa de cerca los postes de metal que se usan en una cerca de tela metálica o en un pasamanos al aire libre, puede ver la capa protectora.

Compuestos de zinc

Los compuestos de zinc tienen una variedad de usos. El cloruro de zinc se agrega a menudo a la madera como retardante químico del fuego. El sulfuro de zinc se utiliza en bombillas fluorescentes: convierte la luz ultravioleta en luz visible. El óxido de zinc se utiliza como pigmento blanco en la pintura. (Si tiene un juego de pinturas al óleo, verifique si su tubo de pintura blanca tiene la palabra zinc en su nombre). El óxido de zinc se usa como protector solar. Forma una barrera en la piel y refleja o dispersa las ondas UV. Las personas que pasan mucho tiempo al sol (los jugadores de cricket, por ejemplo) pueden usar una crema espesa de zinc blanco en la nariz o los labios.

La mayoría de los protectores solares se ven blancos al principio, pero se vuelven transparentes cuando se frotan sobre la piel porque el óxido de zinc está formado por pequeñas nanopartículas. Existía la preocupación de que estas nanopartículas pudieran ser peligrosas, pero un estudio de 2018 mostró que las pequeñas partículas no penetran en la piel ni dañan las células de la piel.

En la granja, los baños de óxido de zinc se utilizan para prevenir o tratar el eccema facial en ovejas y ganado. Es una enfermedad que daña el hígado del animal. Los animales también pueden recibir este elemento en forma de pastilla o en su agua potable.

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