设为首页收藏本页资料仓库证券大数据English Data

2021-02-26 12:10:49

资料专题:锌基本信息汇总表

(英语:zinc)是化学元素,化学符号是Zn,原子序数是30,相对原子质量是65.39,是过渡金属;锌由于形、色类似铅,故也称为亚铅,古称倭铅。锌在常温下为硬脆物质,且带有蓝银色光泽。锌为元素周期表第十二族中的第一个元素。在某些方面,锌的化学性质与镁相似:两者皆呈现单一氧化态(+2),且Zn和Mg离子大小相似。锌为地壳中含量第二十四多的元素,有五个稳定的同位素。最常见的含锌矿石为闪锌矿,是锌硫化物。最大可开采的矿脉位于澳洲、亚洲及美国。锌矿物利用泡沫浮选英语Froth flotation法精炼,并经过焙烧英语Roasting(metallurgy)电(解提)炼英语Extractive metallurgy

黄铜为依各种比例混合的铜及锌的合金,早在西元三千年前的爱琴海、伊拉克、阿拉伯联合酋长国、卡尔梅克共和国、土库曼斯坦及格鲁吉亚,和西元两千年前的印度西部、乌兹别克斯坦、伊朗、叙利亚、伊拉克及以色列/巴勒斯坦就已经被人们利用. 。尽管人们在古代罗马跟希腊时就知道锌金属,但直到十二世纪时才在印度被大规模生产。借由拉贾斯坦邦的矿物我们获得确切的证据,将锌的生产回溯至公元前六世纪。迄今,最古老的纯锌来自拉贾斯坦邦的扎瓦尔,早在西元九世纪时便利用蒸馏法来生产纯锌了。炼金术士在空气中燃烧锌,用来产生氧化锌,他们称之为“白雪”。

此元素可能是由炼金术士帕拉塞尔苏斯经德语:Zinke(叉、牙齿之意)所命名。纯金属锌在1746年被德国化学家马格拉夫发现。1800年时,路易吉·伽伐尼和亚历山德罗·伏打揭示了锌的电化学性质。锌最主要的应用为抗腐蚀的铁镀锌(热浸镀锌),在现代工业中对于碳锌电池制造上有不可磨灭的地位,最具代表性之用途为“镀锌铁板”,该技术被广泛用于汽车、电力、电子及建筑等各种产业中。其他应用在电池、小型非结构铸件及合金像是黄铜等。人们在生活中普遍的使用各种锌化合物,例如碳酸锌葡萄糖酸锌英语Zinc gluconate(膳食补充剂)、氯化锌(除臭剂)、吡硫𬭩锌(去屑洗发精)、硫化锌(萤光涂料),及有机实验室的二甲基锌或二乙基锌

锌为必需矿物质,包含产前生长及产后发育。发展中国家约有二十亿的人受到缺锌症的影响,及其连带的疾病。若孩童缺乏锌英语Zinc deficiency,将导致生长迟缓、性晚熟、免疫力下降及下痢。在生物化学中,锌为酵素中广泛存在的辅酶,例如人体的乙醇脱氢酶。

食用过量锌可能造成运动失调精神萎靡英语Lethargy缺铜症英语Copper deficiency

性质

物理性质

锌是一种青白色、光亮、具有反磁性的金属,虽然一般用作商品的锌都经过加工,这些特性已不再鲜明。其密度比铁略小,呈六边形晶体结构

在常温下锌是硬而易碎的,但在100至150°C下会变得有韧性。当温度超过210°C时,锌又重新变脆,可以用敲打来粉碎它。锌的电导率居中。在所有金属中,它的熔点(420°C)和沸点(900°C)相对较低。除了汞和镉以外,它的熔点是所有过渡金属里最低的。

化学性质

与非金属反应

锌加热至225℃后氧化激烈,燃烧时呈绿色火焰,与氧气反应生成氧化锌:

2 Zn + O2 → 2 ZnO

与卤素反应生成卤化锌:

Zn + X2 → ZnX2(X=F、Cl、Br、I)

与硫反应生成硫化锌

Zn + S → ZnS

与水反应

锌与水蒸气反应生成氧化锌:

Zn + H2O(g)→ ZnO + H2

两性金属

类似,锌也具有两性。锌能和强碱溶液生成四羟基合锌酸盐及氢气。

例如与氢氧化钠反应生成四羟基合锌酸钠

Zn+2NaOH+2H2O→ Na2[Zn(OH)4]+H2↑

化合物

在锌化合物中,锌最常见的化合价是+2。

锌(II)

锌可以和所有阴离子形成化合物。如常见的ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2等,可溶性大的锌化合物都有很强的潮解性,如氯化锌、高氯酸锌等。锌的一些二元化合物(ZnSe、ZnTe等)在光电方面有着引人注目的特性。

在锌的化合物中,ZnO、Zn(OH)2和ZnCO3是难溶于水的。

锌(II)可以形成配合物,如[Zn(NH3)4]、[Zn(OH)4]、[Zn(CN)4]等。

锌(II)也有不少有机化合物,如二乙基锌

历史

过去,锌每(约454克)的价格约一美元,属于价格较低廉的金属。故美国政府用以铸造1美分硬币(1 cent),但随着锌的价格飞涨,反而出现造价超过钱币面值的的现象。

1美分硬币含有97.5%的锌,表面再镀上铜。然因锌的价格飙涨,一枚硬币的造价已达至1.79美分,超过币值许多,更因亚洲的经济崛起,铜及锌等需求大幅增加,价格持续上扬,情况严重至有人提议废除1美分硬币。

用途

锌合金

加入其他元素组成的一种合金。根据加入的元素不同而分出不同的种类,可以形成不同种类的低温锌合金。许多合金都包含锌元素,比如黄铜就是锌和的合金。其它可与锌组成二元合金的金属包括、银、、镍、、镉、、钛和钠。虽然锌和均非铁磁材料,它们的合金ZrZn2却能在35K时表现出铁磁性。

特性

  1. 熔点低,在385℃熔化;
  2. 流动性好;
  3. 在大气中耐腐蚀;
  4. 蠕变强度低,尺寸容易在自然时效下发生变化

锌合金类别

  • 黄铜:机械性能和耐磨性能都很好;敲起来声音独特;
  • 锌镉合金:流动性好、光面好,容易进行抛光、焊接等加工;
  • 2号锌合金:机械性能最好;硬度要求达标;尺寸精度一般;
  • 3号锌合金:流动性良好;机械性能良好;适合做玩具、灯具、装饰品等;应用最为广泛;
  • 5号合金:流动性良好;机械性能良好;适合做汽车配件、机电配件等;
  • 8号合金:良好的机械性;尺寸稳定性好;流动性较差;适合做元器件;
  • Superloy:流动性最好;一般用作压铸薄壁;适合做电器元件以及盒体。

对人体的影响

人体含量和分布

人体含锌的总量约占体重的0.003%,相当于成人体内约有2公克锌。90%的锌都存在肌肉与骨骼中,其余10%在血中扮演举足轻重的角色。

建议摄取量与食物来源

含锌丰富的食物包括蚵与红蟳等海鲜、鹅肝与猪肝等内脏、牛腱等肉类、牛乳与起士等乳制品、洋菜、火麻仁麦芽南瓜籽啤酒、栗子、芝麻、芥末、腰果、豆类等。在豆科植物和全谷类植物来源中发现的锌吸收效率较低,因为其他植物化合物抑制吸收。

锌的参考摄取量(DRI)
年龄性别美国(mg/day)台湾(mg/day)
0-6个月25
7-12个月35
1-3岁310
4-8岁510
9-13岁810
14-18岁男11女9男15女12
19-50岁男11女8男15女12
51岁以上男11女8男15女12
孕妇14-18岁1215
孕妇19-50岁1115
乳妇14-18岁1315
乳妇19-50岁1215

生理功能

  1. 维持免疫功能:人体锌不足会出现淋巴球数量低落、血中免疫球蛋白降低、自然杀手细胞功能减弱、皮肤免疫测试反应降低等状况,临床的结果就是肺炎、念珠球菌感染,甚至伤风感冒。
  2. 生长与发育:促进生长、性器官的发育、伤口愈合、毛发、指甲,以及口腔黏膜等多处位置的修补作用。
  3. 运用在保养品:为控油类型的典型的成分。
  4. 调节基因表现:许多蛋白质转录因子的分子中含有锌指结构,负责与DNA结合,而改变基因的表现功能,是很重要的调控机制。
  5. 酵素组成分:已知的含锌酵素超过300多种,锌位于催化中心,或稳定酶蛋白质的立体结构,失去锌会使酵素失去活性。
  6. 维持味觉功能与促进食欲。
  7. 促进胰岛素分泌。
  8. 增强记忆力。

吸收与排泄

锌的最佳吸收部位是十二指肠。基本排泄途径是经消化道由粪便排出。肾脏具有调节功能,会将锌离子进行再吸收。

锌的吸收通道

资料专题:锌对人体的影响锌的吸收通道

锌缺乏后果

锌缺乏会导致免疫力低下、食欲不振、生长减缓、下痢、掉发、夜盲、前列腺肥大、男性生殖功能减退、动脉硬化、贫血等问题。锌缺乏导致腹泻的过程包括:肠细胞绒毛结构破坏、含锌消化酵素减少、发炎造成肠壁水肿、消化道免疫力变差。缺锌与腹泻容易形成恶性循环,腹泻更减少锌吸收,增加锌的流失,造成双重的缺锌原因,常发生在老人、婴幼儿、胰脏功能不全、肠病变或肠手术者的身上。

此外有肾脏病变者很容易有高尿锌症与低血锌症。糖尿病、肝病或慢性发炎性疾病,如风湿性关节炎患者,都会因肾病变导致体内锌慢性缺乏,免疫力会变差,形成了一个恶性循环。

支端皮肤炎

hZIP4(SLC39A4)是一在肠膜上端的二次基因表现产物,它被发现和遗传的Zn-deficiency disease acrodermatitis enteropathica(缺乏Zn的支端皮肤炎)有关,此病和第八染色体有密切关系,会减低肠道吸收Zn的效率。

经过研究证实,突变的hZIP4蛋白质也会降低肠道吸收Zn的效率,最近有另外的实验结果指出,在老鼠身上的HEK293蛋白质会增加肠道Zn的吸收效率.

锌过量后果

大量锌会引发恶心、呕吐、发烧、血液中高密度脂蛋白减少,进而提高心血管疾病发生几率。

参考文献

Thornton, C. P. Of brass and bronze in prehistoric Southwest Asia(PDF). Papers and Lectures Online(Archetype Publications). 2007. ISBN978-1-904982-19-7. (原始内容存档(PDF)于September 24, 2015).

Craddock, Paul T. The composition of copper alloys used by the Greek, Etruscan and Roman civilizations. The origins and early use of brass. Journal of Archaeological Science. 1978, 5(1): 1–16. doi:10.1016/0305-4403(78)90015-8.

Royal Society Of Chemistry. (原始内容存档于July 11, 2017).

India Was the First to Smelt Zinc by Distillation Process. Infinityfoundation.com. [April 25, 2014]. (原始内容存档于May 16, 2016).

Kharakwal, J. S. & Gurjar, L. K. Zinc and Brass in Archaeological Perspective. Ancient Asia. December 1, 2006, 1: 139–159. doi:10.5334/aa.06112.

Hambidge, K. M. & Krebs, N. F. Zinc deficiency: a special challenge. J. Nutr. 2007, 137(4): 1101–5. PMID17374687. doi:10.1093/jn/137.4.1101.

Prasad, AS. Zinc deficiency: Has been known of for 40 years but ignored by global health organisations. British Medical Journal. 2003, 326(7386): 409–410. PMC1125304. PMID12595353. doi:10.1136/bmj.326.7386.409.

Maret, Wolfgang. Chapter 14 Zinc and the Zinc Proteome.(编)Banci, Lucia. Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences 12. Springer. 2013: 479–501. ISBN978-94-007-5561-1. PMID23595681. doi:10.1007/978-94-007-5561-1_14.

锌是辅助身体生长的矿物质. [2015-05-14]. (原始内容存档于2015-05-18).

锌对人体的作用,锌的作用及缺乏表现,含锌高的食物有哪些(二). WebMD. [2018-11-14]. (原始内容存档于2018-11-15) (中文(中国大陆)‎).

《男性荷尔蒙不足》多吃含锌食物. 台湾新生报. 2013-07-31 [2013-08-14]. (原始内容存档于2018-10-03). 更年期常见男性荷尔蒙减少……医师建议,可多吃含锌食物……补肾可多吃些山药、南瓜等。

延伸阅读

外部链接

资料专题:锌外部链接