Zink - Zn

Zink (Zn) is een blauwachtig wit metaal dat wordt gebruikt om staal tegen corrosie te beschermen en om legeringen, batterijen en industriële chemicaliën te vervaardigen. Het is ook een essentiële voedingsstof, hoewel overmatige blootstelling schadelijk kan zijn voor mensen en ecosystemen. Het gedrag van zink in water hangt af van de chemische vorm en de samenstelling van het water.

Chemische eigenschappen · Toepassingen en voorkomen · Gezondheidseffecten · Milieueffecten · Zink in water en waterbehandeling

Chemische eigenschappen van zink

Geselecteerde eigenschappen van zink
Symbool / atoomnummerZn / 30
Groep / periode / blok12 / 4 / d
Standaardatoomgewicht65.38(2)
Elektronenconfiguratie[Ar] 3d10 4s2
Gebruikelijke oxidatietoestand+2
Dichtheid (rond kamertemperatuur)7,134 g cm−3
Smeltpunt419,527 °C
Kookpunt907 °C
Elektronegativiteit (Pauling)1.65
Niet-gebonden atoomstraal0,201 nm
Covalente straal0,120 nm
Eerste ionisatie-energie906,4 kJ mol−1
Natuurlijk voorkomende isotopen64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn, 70Zn
CAS-registratienummer7440-66-6

Het atoomgewicht volgt CIAAW; de haakjes geven de onzekerheid in de laatste cijfers aan. De fysische eigenschappen volgen de Royal Society of Chemistry. Atoomstralen zijn afhankelijk van hun definitie en mogen niet onderling worden verwisseld.

Afgebeeld mineraalmonster met banden op de zinkpagina van Lenntech
Afbeelding van een mineraal op de zinkpagina van Lenntech; dit is geen foto van zuiver zinkmetaal.

Zink behoort tot groep 12 van het periodiek systeem. De atomen en de gebruikelijke Zn2+-ionen hebben volledig gevulde d-subschillen. Zink reageert met zuurstof en lost op in verdunde, niet-oxiderende zuren, waarbij waterstof vrijkomt. Het metaal en zijn verbindingen hebben verschillende eigenschappen en risico's.

Toepassingen, voorkomen en geschiedenis

Een belangrijke toepassing van zink is verzinken: het aanbrengen van een beschermende laag op ijzer en staal. Andere toepassingen zijn spuitgietonderdelen, dakbedekking, batterijen en legeringen zoals messing, een legering van zink en koper. Zinkoxide wordt gebruikt bij de vervaardiging van rubber en in producten zoals verf en cosmetica. Voedingssupplementen bevatten zinkverbindingen en geen stukjes zinkmetaal.

Het belangrijkste zinkerts is sfaleriet, een zinksulfidemineraal. Zink wordt gewonnen uit gedolven ertsen en teruggewonnen uit secundaire materialen. Cijfers over productie, reserves en recycling veranderen in de loop van de tijd; actuele statistieken zijn beschikbaar bij de US Geological Survey.

Zinkverbindingen en messing werden al lang vóór de moderne scheikunde gebruikt. Zinkmetaal werd in India geproduceerd voordat het in Europa werd geïsoleerd. Het werk van Andreas Marggraf in 1746 is een belangrijke mijlpaal in de Europese zinkchemie, maar markeert niet het eerste gebruik van het metaal wereldwijd.

Gezondheidseffecten van zink

Zink ondersteunt de werking van enzymen, de immuunfunctie, de synthese van DNA en eiwitten, de groei en de wondgenezing. Een tekort kan de groei, eetlust, smaakzin en wondgenezing aantasten. Voedingsbronnen zijn onder meer vlees, schelpdieren, zuivelproducten, peulvruchten en volkorenproducten; de opgenomen hoeveelheid varieert met het voedingspatroon.

Overmatige inname kan misselijkheid, braken en buikklachten veroorzaken. Langdurig hoge inname, vooral via supplementen, kan de opname van koper verminderen en leiden tot een kopertekort, waaronder bloedarmoede en neurologische problemen. De behoefte hangt af van leeftijd, geslacht en levensfase. Raadpleeg ter verduidelijking de informatie over voedingsreferentiewaarden en de onderstaande NIH-bron; suppletie moet worden afgestemd op de individuele behoefte. De essentiële rol van zink bewijst niet dat extra zink een antiverouderingseffect heeft.

Op het werk kan het inademen van zinkoxidedampen, bijvoorbeeld bij het lassen van verzinkt staal, metaaldampkoorts veroorzaken, met koorts, koude rillingen, spierpijn en hoesten. Dit is een aandoening door inademing, geen infectie. Het voorkomen van blootstelling en passende maatregelen op de werkplek zijn belangrijk; klachten na blootstelling aan dampen moeten medisch worden beoordeeld.

Milieueffecten van zink

Zink komt van nature voor in gesteenten, bodems, sedimenten en water. Mijnbouw, smelten, industriële lozingen en afstromend water kunnen plaatselijk de concentraties verhogen. Zink wordt niet afgebroken tot een ander element, maar kan van chemische vorm veranderen en zich verplaatsen tussen opgeloste stoffen, deeltjes, sedimenten en organismen.

Planten en dieren hebben zink nodig, maar te hoge biologisch beschikbare concentraties kunnen schadelijk zijn voor waterorganismen, plantengroei en bodemorganismen. De toxiciteit hangt af van de blootstelling en lokale omstandigheden, waaronder pH, hardheid en opgelost organisch materiaal. Alleen de totale zinkconcentratie beschrijft het ecologische risico niet volledig.

Waterorganismen kunnen zink uit water en voedsel ophopen. Deze bioaccumulatie mag niet worden verward met biomagnificatie, een toename van de concentratie op opeenvolgende niveaus van de voedselketen. Het bewijs ondersteunt niet de algemene bewering dat zink zich stelselmatig ophoopt naar hogere niveaus in aquatische voedselwebben.

Zink in water en waterbehandeling

Zink kan in water terechtkomen door verwering van mineralen, industriële bronnen of corrosie van gegalvaniseerde leidingen, koppelingen en opslagtanks. De WHO heeft voor zink bij normaal voorkomende concentraties geen gezondheidskundige richtwaarde voor drinkwater vastgesteld. Volgens haar richtlijnen kunnen concentraties boven ongeveer 3 mg/L de aanvaardbaarheid beïnvloeden. Dit betreft een esthetisch aspect, geen universele veiligheidsgrens of lozingslimiet. Bij de beoordeling moeten de toepasselijke lokale voorschriften worden gevolgd.

Vergelijk bij onderzoek naar drinkwater de resultaten voor het bronwater en het kraanwater om vast te stellen of het leidingwerk zink afgeeft. Corrosiebeheersing of vervanging van de betrokken materialen kan de bron aanpakken. Analyseer waar nodig zowel opgelost als totaal zink om opgeloste verontreiniging te onderscheiden van zink dat aan deeltjes is gebonden.

Bij de behandeling van industrieel afvalwater kan gecontroleerde chemische neerslag worden toegepast, gevolgd door bezinking en filtratie om de metaalhoudende vaste stoffen af te scheiden. Zinkhydroxide is amfoteer: het kan zowel bij een lage als bij een voldoende hoge pH oplossen. Daardoor kan simpelweg meer loog toevoegen de verwijdering verminderen. Complexvormers en andere metalen beïnvloeden de behandeling eveneens. Bepaal de bedrijfsomstandigheden met behandelbaarheidstests en controleer het uiteindelijke effluent; voer het ontstane slib op passende wijze af.

Meer informatie: Zink in water (Zn + H2O) en verwijdering van zware metalen.

Zinkpagina voor het laatst beoordeeld: door Lenntech.

Terug naar het periodiek systeem der elementen.

Bronnen en verder lezen