Kẽm là nguyên tố gì? Vai trò trong đời sống

Kẽm là một trong những nguyên tố quan trọng không chỉ trong công nghiệp mà còn rất cần thiết cho sức khỏe con người. Kẽm là nguyên tố gì? Nó có vai trò quan trọng gì trong cuộc sống? Hãy đọc bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn về kẽm.

1. Tổng quan về kẽm

1.1. Kẽm là nguyên tố gì?

– Trong bảng tuần hoàn, kẽm là nguyên tố kim loại thuộc nhóm IIB có ký hiệu Zn, số nguyên tử 30. Trong vỏ trái đất, kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 24.

– Khối lượng nguyên tử: 65,38 g/mol.

– Về mặt sinh học: Là khoáng chất thiết yếu của nhiều phản ứng sinh hóa, tăng cường hệ miễn dịch khỏe mạnh.

Kẽm là nguyên tố gì?

1.2. Kẽm được tìm thấy ở đâu?

Trong tự nhiên, kẽm thường tồn tại dưới dạng hợp chất với đồng và chì trong quặng. Vì là nguyên tố tạo quặng nên nó có ái lực mạnh với lưu huỳnh để tạo thành sunfua. Đặc biệt, Sphalerite là loại quặng có hàm lượng cao lên tới 60-62%.

Ngoài ra, nó còn tồn tại trong smithsonite ở dạng kẽm cacbonat, hemimorphite ở dạng kẽm silicat, wurtzite (một loại kẽm sunfua khác),…

Từ xa xưa, kẽm đã được sử dụng ở dạng hợp kim đồng-kẽm (đồng thau). Đến thế kỷ 12, người Ấn Độ đã nấu chảy và cô lập được kẽm nguyên chất.

2. Tính chất đặc trưng của kẽm

2.1. Tính chất vật lý

– Tồn tại ở dạng rắn, có màu kim loại màu xám bạc hoặc trắng xanh, óng ánh.

Kẽm tồn tại ở dạng kim loại rắn, màu xám bạc

– Nhiệt độ nóng chảy: 692,68K ​tương ứng với 419,53°C và 787,15°F.

– Nhiệt độ sôi: 1180 K tương ứng với 419,53°C và 1665°F.

– Nhiệt nóng chảy: 7,32 kJ/mol.

– Nhiệt hóa hơi: 123,6 kJ/mol.

– Cấu trúc tinh thể: Hình lục giác có kết cấu lục giác không đều.

– Độ cứng theo thang Mohs là 2,5. Nó là một kim loại tương đối cứng và giòn. Ở nhiệt độ 100-150 độ C, nó dẻo hơn, nhưng khi đạt tới 210 độ C, nó trở nên giòn và có thể bị nghiền nát bằng lực.

– Có tính dẫn điện tốt.

2.2. Tính chất hóa học

– Phản ứng với một số phi kim: Cháy trong không khí tạo ngọn lửa màu xanh.

2Zn + O2 → 2ZnO

Zn + Cl2 → ZnCl2

– Phản ứng với axit (HCl, H2SO4, HNO3,…): Tạo muối và giải phóng khí.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Zn + 4HNO3 → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

– Phản ứng với bazơ mạnh: NaOH, KOH,…

Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4] + H2

– Kẽm không tan trong nước vì được bảo vệ bởi màng Hydrozincite Zn5(OH)6(CO3)2

3. Điều chế kẽm như thế nào?

– Do kẽm tồn tại nhiều ở dạng quặng nên được điều chế bằng phương pháp khai thác theo quy trình nghiền quặng, tách khoáng và tinh chế sau đây. Kẽm thu được ở công đoạn cuối sẽ chiếm 50% và 50% còn lại sẽ chứa các nguyên tố bổ sung bao gồm,

– Quá trình sẽ chuyển hóa kẽm sunfua thành kẽm oxit

2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2

– Tiếp theo có thể sử dụng phương pháp xử lý nhiệt để tạo ra kẽm.

+ Phương pháp nhiệt trọng lượng là quá trình khử kẽm oxit bằng cacbon hoặc CO ở nhiệt độ 950 độ, thu được kim loại kẽm bay hơi. Hơi kẽm sẽ ngưng tụ.

2 ZnO + C → 2 Zn + CO2

2 ZnO + 2 CO → 2 Zn + 2 CO2

+ Phương pháp điện phân: Kẽm được tách ra khỏi quặng mịn khi phản ứng với axit sunfuric.

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

Sphalerit là khoáng chất được khai thác chủ yếu để sản xuất kẽm. Các nước như Mỹ, Canada, Australia,… là những nước có sản lượng kẽm lớn. Trên toàn thế giới, có tới 95% kẽm được khai thác từ quặng sunfua ZnS trộn với các tạp chất khác bao gồm đồng, chì, sắt sunfua.

4. Vai trò của kẽm đối với sức khỏe và cuộc sống

– Đối với sức khỏe, kẽm là dưỡng chất quan trọng tham gia vào nhiều phản ứng sinh hóa của cơ thể. Nó đảm bảo cho các cơ quan hoạt động đúng chức năng của chúng, cụ thể:

+ Tham gia vào quá trình kích thích phát triển tế bào miễn dịch, tăng cường khả năng miễn dịch.

Kẽm giúp tăng cường sức đề kháng

+ Tăng cường trao đổi chất và hấp thu các chất, tạo cảm giác ngon miệng khi ăn.

+ Tham gia vào cấu trúc của hơn 300 enzym khác nhau.

+ Cần thiết cho sự phát triển của xương, đảm bảo xương khớp chắc khỏe.

+ Đảm bảo sự phát triển trí não khỏe mạnh, thúc đẩy hoạt động dẫn truyền thần kinh.

+ Giúp da mịn màng, trẻ trung, giảm nguy cơ nổi mụn.

+ Ngăn ngừa thoái hóa điểm vàng, bổ sung dưỡng chất cho mắt.

+ Cân bằng nội tiết tố trong cơ thể, cải thiện chức năng cơ thể.

– Trong cuộc sống:

+ Đóng vai trò là lớp phủ chống ăn mòn trên bề mặt thép. Dùng để mạ các bộ phận kim loại, làm pin kẽm và đồng thau.

+ Dùng trong đúc chống ăn mòn cực tốt trên tàu thủy nhằm ngăn chặn sự phá hủy bởi các tác nhân oxy hóa.

+ Có trong chất khử mùi, sơn huỳnh quang, dầu gội trị gàu.

+ Ngoài ra nó còn là nguyên liệu để điều chế các chất khác trong cuộc sống.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về nguyên tố Kẽm, vui lòng liên hệ với chúng tôi hoặc theo dõi website labvietchem.com.vn để cập nhật những thông tin hữu ích về hóa chất và mẹo vặt trong cuộc sống.