Lo zinco è un metallo del blocco d, appartenente al 4° periodo e al 12° gruppo della tavola periodica, con numero atomico 30 e configurazione elettronica [Ar] 3d10, 4s2. Nonostante sia comunemente considerato un metallo di transizione, in realtà non rientra in questa categoria poiché, quando si ionizza, perde due elettroni, acquisendo una configurazione elettronica con la quale l’orbitale d è pieno.
Storicamente, lo zinco è stato utilizzato insieme al rame per produrre l’ottone, mediante il riscaldamento di rame, ossido di zinco e carbone. È interessante notare che solo nel XV secolo questo elemento è stato ottenuto per la prima volta a Zawar, in India, a partire dal minerale di calamina. Nel mondo occidentale, il chimico tedesco Andreas Sigismund Marggraf è stato il primo a ottenere lo zinco metallico nel 1746, riscaldando la calamina in presenza di carbone.
Indice Articolo
Lo zinco viene estratto principalmente da minerali come la sfalerite, contenente solfuro di zinco (ZnS), e la calamina, contenente carbonato di zinco (ZnCO3). Presenta un reticolo cristallino esagonale compatto ed è duttile e malleabile, diventando fragile in presenza di impurità.
Ottenimento
Per ottenere lo zinco metallico, il solfuro viene ossidato a ossido secondo la reazione: 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2. Allo stesso tempo, il carbonato subisce una decomposizione termica secondo la reazione: ZnCO3 → ZnO + CO2. Successivamente, l’ossido viene ridotto a metallo attraverso processi termici o elettrolitici. Il metallo appena ottenuto è di colore bianco-azzurro, ma si ossida rapidamente all’aria, assumendo il tipico colore grigio. La formazione di carbonato basico di zinco Zn5(HO)6(CO3)2 protegge lo zinco dalla corrosione atmosferica, rendendolo ideale per i trattamenti protettivi di altri metalli, soprattutto dell’acciaio, utilizzati nell’industria automobilistica tramite la zincatura.
Zincatura
La zincatura può essere effettuata in diversi modi, uno dei quali è l’elettrodeposizione elettrochimica. In questo processo, il materiale da proteggere funge da catodo, immerso in una soluzione contenente sali di zinco, con anodi composti da zinco puro. Quando il circuito viene chiuso, gli ioni di zinco si riducono a zinco metallico, depositandosi sulla superficie del materiale da proteggere, mentre gli anodi si ossidano, ripristinando la concentrazione degli ioni di zinco in soluzione. Questo processo garantisce un’adesione superficiale dello zinco che protegge efficacemente il materiale trattato.Utilizzi e Reazioni del Materia
Lo zinco è un elemento fondamentale nella produzione di numerosi materiali protettivi. Quando entra in contatto con gli acidi, reagisce formando ioni zinco e idrogeno gassoso. Inoltre, reagisce con gli alogeni producendo composti binari chiamati acidi di Lewis. L’ione zinco può reagire con le basi formando un precipitato bianco di idrossido di zinco.
Composti di Zinco
Lo zinco ha la capacità di formare diversi composti con numero di ossidazione +2. Uno di questi composti è l’ossido ZnO, utilizzato come pigmento e semiconduttore. In forma cristallina, l’ossido di zinco mostra proprietà piezoelettriche e termocromiche. Un altro composto importante è il solfuro ZnS, utilizzato come pigmento, materiale luminescente e semiconduttore.
Il cromato ZnCrO4 è un composto di colore giallo utilizzato come rivestimento protettivo su materiali come il ferro e le leghe di alluminio. La sua tossicità impedisce la crescita di materiale organico sulle superfici trattate. Il solfato ZnSO4 è principalmente impiegato come concime in quanto l’ione zinco svolge un ruolo fondamentale nella fotosintesi clorofilliana.
Infine, il molibdato ZnMoO4, di colore bianco, viene utilizzato come inibitore della corrosione nelle vernici. Questo composto aiuta a proteggere le superfici da danni dovuti alla corrosione, prolungandone la durata nel tempo.
Benefici e utilizzi dello zinco
Lo zinco è un elemento chimico presente in varie forme, come i complessi cationici e anionici. Questo elemento si trova nelle metalloproteine e forma composti zinco-organici che sono importanti per diversi processi biologici.
Ruolo dello zinco nell’organismo
Lo zinco è cruciale per diverse funzioni biologiche, tra cui la crescita, lo sviluppo del cervello, la protezione della pelle, il corretto funzionamento del sistema immunitario, la digestione, la riproduzione, il gusto e l’olfatto. Gli alimenti ricchi di zinco includono pesce, carne, cereali, frutta secca, cacao, lievito e cioccolato. Tuttavia, una dieta scorretta può portare a carenze di zinco nell’organismo.
Utilizzi dello zinco
Lo zinco viene utilizzato in medicina per trattare patologie dermatologiche sia esternamente che internamente per integrare le carenze di zinco. Inoltre, viene impiegato nell’industria tessile come parte del bagno di filatura nel processo alla viscosa per la produzione di rayon insieme al solfato di sodio e all’acido solforico.
In conclusione, lo zinco svolge un ruolo fondamentale per la salute e il benessere dell’organismo, e la sua presenza è essenziale per molteplici processi biologici e industriali.
