Úvod
Zinek (Zn) je chemický prvek s protonovým číslem 30, řazený do 12. skupiny periodické tabulky. Patří mezi přechodné kovy. Jde o modrobílý, lesklý kov, který je za běžné teploty křehký, avšak po zahřátí tvárný. V přírodě se nevyskytuje v ryzí formě, jeho hlavním zdrojem je ruda sfalerit (sulfid zinečnatý), kterou nacházíme v zemské kůře. Získává se jejím pražením a následnou redukcí. Pro svou odolnost vůči korozi se hojně využívá k pozinkování oceli a je klíčovou součástí slitiny mosaz. Je také nezbytným stopovým prvkem.
Vlastnosti
Zinek, chemická značka Zn a protonové číslo 30, je modrobílý, lesklý a středně tvrdý kov. Za normální teploty je poměrně křehký, avšak v teplotním rozmezí od 100 do 150 °C se stává velmi plastickým, kujným a tažným, což umožňuje jeho snadné válcování na plechy či tažení drátů. Na vlhkém vzduchu ztrácí svůj kovový lesk a pokrývá se tenkou, šedavou, avšak velmi pevnou vrstvou zásaditého uhličitanu zinečnatého. Tato pasivační vrstva jej účinně chrání před další korozí. Jako středně reaktivní prvek se rozpouští v kyselinách za vývoje vodíku i v silných zásadách, což dokazuje jeho amfoterní povahu.
Vznik názvu
Původ názvu „zinek“ není zcela jistý, ale nejpravděpodobněji pochází z německého slova „Zink“. Tento termín mohl být odvozen od slova „Zinke“, což znamená hrot, bodec nebo zub. Důvodem je pravděpodobně fakt, že kovový zinek při tuhnutí z taveniny vytváří ostré, zubům či hrotům podobné krystaly.
Objev
Zinek byl lidstvu znám již ve starověku, avšak ne jako čistý kov, ale především ve formě jeho slitiny s mědí – mosazi. Římané vyráběli mosaz tavením mědi spolu se zinkovou rudou zvanou kalamín, aniž by tušili, že obsahuje nový, dosud neznámý kovový prvek. Schopnost izolovat čistý zinek byla objevena mnohem dříve v Indii a Číně, zhruba ve 12. až 14. století. V Evropě byl zinek jako samostatný prvek jednoznačně identifikován a popsán až v roce 1746 německým chemikem Andreasem Sigismundem Marggrafem. Ten uspěl díky redukci kalamínu dřevěným uhlím v uzavřených nádobách, čímž zabránil okamžité reoxidaci zinkových par.
Výskyt v přírodě
V přírodě se zinek nikdy nevyskytuje v ryzí, elementární formě, nýbrž výhradně ve formě svých sloučenin. Jeho naprosto nejdůležitější a nejrozšířenější rudou je sfalerit, chemicky sulfid zinečnatý (ZnS), který se často nachází ve společnosti rud olova, kadmia a stříbra. Získávání zinku probíhá dvěma hlavními způsoby. Tradiční pyrometalurgický proces zahrnuje pražení rudy na oxid zinečnatý, který je následně za vysokých teplot redukován uhlíkem. Vzniklé zinkové páry se poté kondenzují. Modernější hydrometalurgický postup využívá loužení upražené rudy v kyselině sírové. Z čistého roztoku síranu zinečnatého se kov získává elektrolýzou.
Využití
Zinek je klíčový kov v boji proti korozi, zejména při pozinkování oceli a železa, čímž prodlužuje životnost konstrukcí a výrobků. Je nepostradatelnou součástí slitin, především mosazi, která kombinuje jeho vlastnosti s mědí. Využívá se také při výrobě baterií, v tlakovém lití a jako pigment zvaný zinková běloba. Pro živé organismy je naprosto esenciální. V přírodě funguje jako nezbytný stopový prvek pro rostliny i živočichy. Je součástí stovek enzymů, které řídí metabolické procesy, podílí se na syntéze DNA, podporuje imunitní systém a je klíčový pro správný růst a hojení ran.
Sloučeniny
V přírodě se zinek nejčastěji vyskytuje vázaný v minerálech. Klíčovou rudou je sfalerit (sulfid zinečnatý), dále pak smithsonit (uhličitan zinečnatý) a zinkit (oxid zinečnatý). Čistý kov se z těchto rud získává pražením a následnou redukcí. Člověkem vyrobené sloučeniny mají široké uplatnění. Oxid zinečnatý je bílý prášek používaný v kosmetice, zejména v krémech proti slunci a dětských zásypech, ale i v gumárenství. Síran zinečnatý se využívá v zemědělství jako hnojivo proti nedostatku zinku v půdě a jako doplněk stravy. Chlorid zinečnatý slouží jako tavidlo při pájení.
Zajímavosti
Zinek má fascinující mechanické vlastnosti, které se mění s teplotou. Za pokojové teploty je poměrně křehký, avšak po zahřátí na teplotu mezi 100 a 150 °C se stává tvárným a tažným. Při dalším zahřívání nad 210 °C opět nečekaně zkřehne. Pro člověka je tento prvek nezbytný pro správné fungování smyslů; jeho vážný nedostatek může způsobit ztrátu chuti a čichu. Jemně rozptýlený zinkový prach hoří na vzduchu jasným modrozeleným plamenem za vzniku hustého bílého dýmu oxidu zinečnatého. Některé jeho slitiny vykazují takzvanou superplasticitu.
