Zink
Dieser Artikel behandelt das chemische Element Zink. Für das gleichnamige Musikinstrument siehe Zink (Musik).
Zink ist ein chemisches Element. Es ist ein bläulich-weißes Metall und wird u.a. zum Verzinken von Eisen und Stahlteilen sowie für Regenrinnen verwendet. Bekannteste Legierung ist Messing (30%-50% Zink, Rest Kupfer). Der Name Zink kommt von Zinke, Zind = Zahn, Zacke, da Zink zackenförmig erstarrt.
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Name, Symbol, Ordnungszahl | Zink, Zn, 30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Übergangsmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 12 , 4 , d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte, Mohshärte | 7140 kg/m3, 2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | bläulich blassgrau | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomgewicht | 65.409 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 135 (142) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 131 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | 139 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ar]3d104s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e- 's pro Energieniveau | 2, 8, 18, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxid) | 2 (amphoter) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand (Magnetismus) | fest (diamagnetisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 692.68 K (419,5 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 1180 K (907 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 9.16 ×10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 115.3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 7.322 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 192.2 Pa bei 692.73 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 3700 m/s bei 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1.65 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 390 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 16.6 106/m Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 116 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 906.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1733.3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 3833 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 5731 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eigenschaften
In der Regel liegt Zink in seinen Verbindungen in der Oxidationsstufe +II vor, in den Salzen liegt es als Zn2+ vor. Mehrere Salze binden Kristallwasser.
Chemisch zählt Zink zu den weniger edlen Metallen. Dies kann beispielsweise dafür ausgenutzt werden, edlere Metalle aus ihren Salzen durch Reduktion elementar abzuscheiden:
CuCl2 · 2 H2O + Zn ==> Cu + ZnCl2 + 2 H2O
Dabei gibt Zn zwei Elektronen ab und wird zu Zn2+ oxidiert (Redoxpotential -0,763 Volt). Cu2+ nimmt diese Elektronen auf und wird zu elementarem Kupfer (Cu) reduziert.
Anwendungen
Zink wird häufig zur Produktion von billigen Metallgegenständen verwendet, da der Zinkdruckguss die schnelle Fertigung von großen Stückzahlen der unterschiedlichsten Produkte erlaubt. Das Spektrum der Anwendungen reicht von der KFZ - Industrie, dem Maschinen- und Apparatebau, der Feingeräte- und Elektrotechnik bis hin zu Gebrauchsgegenständen.
Rostschutz
Der unedle Charakter des Zinks wird auch beim Rostschutz durch Verzinken ausgenutzt. Der Zinküberzug bildet mit dem Eisen ein elektrochemisches Lokalelement. Da Zink ein niedrigeres Redoxpotential als Eisen hat, wird es unter oxidierenden Bedingungen (meistens O2 und H2O) leichter oxidiert als Eisen. Bei diesem Rostschutz wird das Zink langsam zu Zn2+-Ionen oxidiert und damit verbraucht. Für die Rostschutzwirkung ist es nicht nötig, dass das gesamte Eisenstück verzinkt ist. Es reicht eine so genannte Opferanode, die allerdings regelmäßig ausgetauscht werden muss.
Kohlebatterie
Aufgrund des niedrigen Redoxpotentials und der einfachen Formbarkeit wird Zink auch als negative Elektrode in galvanischen Zellen, beispielsweise der Zink-Kohle-Monozelle eingesetzt, aus denen auch Trockenbatterien aufgebaut sind.
Biologische Bedeutung
Zink zählt zu den essentiellen Spurenelementen für den Stoffwechsel von Lebewesen. Es ist Bestandteil mehrerer Enzyme, beispielsweise der RNA-Polymerase und der Glutathionperoxidase.
Wichtige Verbindungen
Zinksulfid hat gute Eigenschaften im Bereich der Phosphoreszenz.