Einführung in das Wissen über Zink. Wie wird metallisches Zink synthetisiert?
Zink ist ein chemisches Element. Sein chemisches Symbol ist Zn, seine Ordnungszahl 30. Es befindet sich in der vierten Periode und Gruppe IIB des Periodensystems der chemischen Elemente. Zink ist ein hellgraues Übergangsmetall und das vierte „ungewöhnliche“ Metall. In der modernen Industrie ist Zink bei der Batterieherstellung unersetzlich und ein sehr wichtiges Metall. Darüber hinaus ist Zink auch eines der essentiellen Spurenelemente für den menschlichen Körper und spielt eine äußerst wichtige Rolle.
Zink verbrennt an der Luft nur schwer und gibt in Sauerstoff ein starkes weißes Licht ab. Auf der Zinkoberfläche befindet sich eine Schicht Zinkoxid, die beim Verbrennen weißen Rauch abgibt. Der Hauptbestandteil des weißen Rauchs ist Zinkoxid, das nicht nur die Verbrennung von Zink blockiert, sondern auch die Farbe der Flamme reflektiert und so ein blasses Licht erzeugt. Zink ist leicht säurelöslich und kann Gold, Silber, Kupfer usw. aus der Lösung problemlos ersetzen. Die Oxidschicht von Zink hat einen hohen Schmelzpunkt, der Schmelzpunkt von metallischem Zink ist jedoch sehr niedrig. Daher schmilzt das Erhitzen der Zinkflocken auf einer Alkohollampe und erweicht die Zinkflocken, sie fallen jedoch nicht ab, eben wegen der Wirkung der Oxidschicht. Zink wird hauptsächlich in der Stahl-, Metallurgie-, Maschinenbau-, Elektro-, Chemie-, Leichtindustrie, im Militär- und Pharmabereich verwendet.
Lösungsauflösung:
1. 360 g metallisches Zink absaugen und langsam zu 3340 ml 15%iger Schwefelsäurelösung geben und zur Reaktion auf 70 °C erhitzen. Wenn kein H2 mehr überläuft, mit 1200 ml Wasser verdünnen, um die Zinksulfatlösung herzustellen, 50 ml entnehmen und den Rest für die spätere Verwendung verwenden. 4 g Natriumcarbonat wurden zu 50 ml der verdünnten Lösung gegeben und der ausgefallene Zinkcarbonatniederschlag wurde zur Verwendung dreimal mit Wasser (jeweils 300 ml) gewaschen. 7,5 g Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat in 500 ml Wasser lösen, mit 1 ml reiner Schwefelsäure höchster Qualität ansäuern, erhitzen und tropfenweise 30%iges Wasserstoffperoxid hinzufügen, um alle Fe2+-Ionen in der Lösung in Fe3+-Ionen umzuwandeln. Geben Sie die vorbereitete Eisensulfatlösung zu der oben erwähnten Zinksulfatlösung und geben Sie unter Rühren den vorbereiteten Zinkcarbonatniederschlag hinzu. Erhitzen Sie dann unter starkem Rühren auf 30–40 °C und lassen Sie es stehen. Wenn die Lösung klar ist, filtern Sie sie. [Entfernung von Fe(OH)3-Niederschlägen mit As, P, Sb und anderen Verunreinigungen]. Das Filtrat wird elektrolysiert und der pH-Wert wird so eingestellt, dass das Kongorot leicht blau wird. Verwenden Sie während der Elektrolyse reines Zink oder Zinkflocken höchster Güte als Kathode und Industriezink als Anode. Der Abstand zwischen den beiden Elektroden beträgt 2–3 cm, die Spannung zwischen den beiden Elektroden beträgt 6 V und die Stromdichte hängt von der Temperatur des Elektrolyten ab. Nachdem 200 g Zink ausgefällt sind, muss der Elektrolyt gemäß der oben beschriebenen Methode erneut mit Eisensulfat und Zinkcarbonat behandelt werden.
2. Die Zinkherstellung erfolgt durch Schmelzen von Zinkblende (ZnS) als Hauptrohstoff. Industriell wird ZnS üblicherweise oxidiert und zu einem reaktiven Oxid kalziniert. Anschließend wird Zink durch thermische Reduktion und Elektrolyse hergestellt. Die Charge aus Zinkröstblock und Kohlepulver wird zur Reaktion in den Zinkschmelzofen bei 1300–1350 °C gegeben. Der durch die Reduktionsreaktion entstehende metallische Zinkdampf wird über eine Leitung in den Zinkkondensator geleitet und das metallische Zink aufgefangen. Das so gewonnene metallische Zink weist einen relativ hohen Verunreinigungsgehalt auf. Um reineres Zink zu erhalten, ist eine Vakuumdestillation erforderlich.
3. Das Zinkoxid im kalzinierten Material mit Schwefelsäure auflösen, Eisen durch Oxidation entfernen, Kobalt, Kupfer, Nickel und andere Verunreinigungen mit Zinkpulver entfernen und es anschließend in eine Elektrolysezelle mit Blei als Anode und Aluminiumplatte als Kathode geben. Während der Elektrolyse lagert sich metallisches Zink auf der Aluminiumplatte ab und wird zu einem Produkt. Die Reinheit des durch Elektrolyse erzeugten metallischen Zinks kann 99,99 % erreichen.
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Beitragszeit: 06.09.2021