Zinc

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cobre zinc ? ? galio
-
?
Zn
?
CD
Apariencia
de color gris plateado
Propiedades generales
Nombre , símbolo , número zinc, Zn, 30
Pronunciación / z ? N k / zingk
Elemento de categoría de metales de transición
Notas categoría Por otra parte considera un metal de transición post-
Grupo , periodo , bloque 12 , 4 , d
Peso atómico estándar 65,38 (2) (4)
Configuración electrónica [ Ar ] 3d 10 4s 2
Electrones por shell 2, 8, 18, ??2 ( imagen )
Propiedades físicas
Fase sólido
Densidad (cerca de rt ) 7,14 g · cm -3
Líquido de densidad en el punto de fusión 6,57 g · cm -3
Punto de fusión 692,68 K , 419,53 ° C, 787,15 ° F
Punto de ebullición 1180 K, 907 ° C, 1665 ° F
Calor de fusión 7,32 kJ · mol -1
Calor de vaporización 123,6 kJ mol -1
Capacidad calorífica molar 25.470 J · mol -1 · K -1
Presión de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
en T (K) 610 670 750 852 990 1179
Las propiedades atómicas
Estados de oxidación 2, 1, 0
( anfóteros óxido)
Electronegatividad 1,65 (escala de Pauling)
Energías de ionización
( más )
Primero: 906,4 kJ mol -1
Segundo: 1733,3 kJ · mol -1
3 º: 3833 kJ · mol -1
Radio atómico 134 pm
Radio covalente 122 ± 4 pm
Van der Waals radio 139 pm
Miscelánea
Estructura cristalina hexagonal
Magnética pedido diamagnética
Resistividad eléctrica (20 ° C) 59,0 n? · m
Conductividad térmica 116 W · m -1 · K -1
La expansión térmica (25 ° C) 30,2 m · m -1 · K -1
Velocidad del sonido (barra fina) ( RT ) (laminado) 3850 m · s -1
Módulo de Young 108 GPa
Módulo de corte 43 GPa
Módulo de compresibilidad 70 GPa
Poisson 0.25
Dureza de Mohs 2.5
Dureza Brinell 412 MPa
Número de registro CAS 7440-66-6
Mayoría de los isótopos estables
Artículo principal: Isótopos del zinc
iso NA la vida media DM DE ( MeV ) DP
64 Zn 48,6% 64 Zn es estable con 34 neutrones
65 Zn syn 243.8 d ? 1,3519 65 Cu
? 1,1155 -
66 Zn 27,9% 66 Zn es estable con 36 neutrones
67 Zn 4,1% 67 Zn es estable con 37 neutrones
68 Zn El 18,8% 68 Zn es estable con 38 neutrones
70 Zn 0,6% 70 Zn es estable con 40 neutrones
72 Zn syn 46,5 h ? - 0.458 72 Ga
v · d · e · r

Zinc (pronunciado / z??k / zingk , desde Alemania : Zink), o peltre (que también puede referirse a las aleaciones de zinc ), es un metal elemento químico , tiene el símbolo Zn y número atómico 30. Es el primer elemento del grupo 12 de la tabla periódica . El zinc es, en algunos aspectos, químicamente similar a la de magnesio , debido a que sus iones es de similar tamaño y su único punto en común el estado de oxidación es +2. El zinc es el elemento más abundante en la 24a corteza de la Tierra y tiene cinco estable isótopos . El zinc más explotados de mineral es la blenda , el sulfuro de zinc . Los mayores yacimientos explotables se encuentran en Australia, Asia y los Estados Unidos. La producción de zinc incluye flotación de la espuma del mineral, tostado , y final de extracción utilizando la electricidad ( electro ).

De latón , que es una aleación de cobre y zinc, se ha utilizado al menos desde el siglo 10 aC. Metal impuro zinc no se produce en gran escala hasta el siglo 13 en la India, mientras que el metal era desconocido en Europa hasta finales del siglo 16. alquimistas quemado cinc en el aire para formar lo que llamaron " lana de filósofo "o" blanco como la nieve " .

El elemento fue llamado, probablemente por el alquimista Paracelso, después de la palabra alemana Zinke. El químico alemán Andreas Segismundo Marggraf normalmente se da crédito por el descubrimiento de zinc metálico puro en 1746. El trabajo de Luigi Galvani y Alessandro Volta descubrió las propiedades electroquímicas de zinc para 1800. Corrosión resistente galvanizado de acero ( galvanizado en caliente ) es la principal aplicación del zinc. Otras aplicaciones se encuentran en las pilas y aleaciones, como el bronce . Una variedad de compuestos de zinc se utilizan comúnmente, tales como carbonato de zinc y gluconato de zinc (como suplementos dietéticos), cloruro de zinc (en desodorantes), piritiona de zinc (anti- caspa champú), sulfuro de zinc (en pinturas luminiscentes), y el metil o zinc dietil zinc en el laboratorio orgánico.

El zinc es un mineral esencial de "biológico excepcional y para la salud pública". [1] La deficiencia de zinc afecta a cerca de dos millones de personas en el mundo en desarrollo y se asocia a muchas enfermedades. [2] En los niños provoca retraso del crecimiento, retraso en la maduración sexual, susceptibilidad a las infecciones y diarrea, lo que contribuye a la muerte de alrededor de 800.000 niños en todo el mundo por año. [1] Las enzimas con un átomo de zinc en el centro reactivo se han generalizado en la bioquímica, tales como alcohol deshidrogenasa en los seres humanos. El consumo de exceso de zinc puede causar ataxia , letargo y la deficiencia de cobre .

Contenido

[ editar ] Características

[ editar ] Propiedades físicas

Zinc, también se menciona en contextos no científicos, como peltre, [3] es un blanco azulado, brillante, diamagnéticos metal, [4] , aunque los grados comerciales más comunes del metal tienen un acabado mate. [5] Es un poco menos denso que el de hierro y tiene una forma hexagonal estructura cristalina . [6]

El metal es duro y quebradizo, en la mayoría de las temperaturas, pero se vuelve maleable entre 100 y 150 ° C . [4] [5] Por encima de 210 ° C, el metal se vuelve quebradizo y de nuevo se pueden pulverizar con golpes. [7] El zinc es una feria de conductor de la electricidad . [4] Para un metal, el zinc ha de fusión relativamente bajo (419,5 º C, 787,1 F) y puntos de ebullición (907 ° C). [8] Su punto de fusión es la más baja de todos los metales de transición, además de mercurio y cadmio . [8]

Muchas aleaciones contienen zinc, como latón, una aleación de zinc y cobre . Otros metales desde hace mucho tiempo para formar aleaciones binarias con zinc son de aluminio , antimonio , bismuto , oro , hierro, plomo , mercurio , plata , estaño , magnesio , cobalto , níquel , telurio y sodio . [9] Aunque ni el zinc ni de circonio son ferromagnéticos , su aleación ZrZn dos exposiciones ferromagnetismo por debajo de 35 K . [4]

[ editar ] Ocurrencia

El zinc representa alrededor del 75 ppm (0,0075%) de la corteza de la Tierra , por lo que es el elemento más abundante 24a. El suelo contiene 5-770 ppm de zinc con un promedio de 64 ppm. El agua de mar tiene sólo 30 ppb de zinc y la atmósfera contiene 0,1-4 mg / m 3. [10]

Un bulto negro brillante de sólidos con superficie irregular.
Esfalerita (ZnS)

El elemento se encuentra normalmente en asociación con otros metales como el cobre y plomo en minerales . [11] El zinc es un chalcophile , es decir, el elemento tiene una baja afinidad por los óxidos y prefiere vincularse con sulfuros . Chalcophiles formó como corteza solidificada en la reducción de las condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva. [12] Esfalerita , que es una forma de sulfuro de zinc, es la mayor cantidad de minas de zinc que contienen minerales debido a que su concentrado contiene 60-62% de zinc. [11 ]

Otros minerales, de los cuales se extrae el zinc, son smithsonita (zinc carbonato ), hemimorfita (zinc silicato ), wurtzita (otro sulfuro de zinc) y, a veces hydrozincite (básico carbonato de zinc ). [13] Con la excepción de wurtzita, todos estos otros minerales se formaron como resultado de los procesos de meteorización en los sulfuros de zinc primordial. [12]

Identificado los recursos de zinc total mundial de 1,9 mil millones de toneladas . [14] Los grandes depósitos se encuentran en Australia, Canadá y los Estados Unidos con las mayores reservas de Irán . [12] [15] [16] Al ritmo actual de consumo, estas reservas se estima que se agotarán en algún momento entre 2027 y 2055. [17] [18] Sobre 346 millones de toneladas se han extraído a lo largo de la historia en 2002, y una estimación encontró que alrededor de 109 millones de toneladas de que esté en uso. [19]

[ editar ] Isótopos

Cinco isótopos de zinc en la naturaleza. 64 Zn es el isótopo más abundante (48,63% abundancia natural ). [20] Este isótopo tiene una larga vida media , de 4,3 × 10 18 uno , [21] que su radiactividad se puede ignorado. [22] Del mismo modo, el 70 Zn (0,6%), con una vida media de 1,3 × 10 16 una no se considera para ser radiactivos. Los otros isótopos en la naturaleza son 66 Zn (28%), 67 Zn (4%) y 68 Zn (19%).

Varias docenas de radioisótopos se han caracterizado. Zn 65, que tiene una vida media de 243,66 días, es el isótopo más longevo, seguido de 72 Zn con una vida media de 46,5 horas. [20] El zinc tiene 10 isómeros nucleares . 69m Zn tiene la más larga vida media, 13,76 h. [20] El superíndice m indica un metaestable isótopo. El núcleo de un isótopo metaestable se encuentra en un estado de excitación y volver al estado fundamental emitiendo un fotón en forma de rayos gamma . 61 Zn tiene tres estados excitados y 73 Zn tiene dos. [23] Los isótopos 65 Zn, 71 Zn, 77 Zn y Zn 78 tienen sólo un estado excitado. [20]

El más común modo de desintegración de un radioisótopo de zinc con un número de masa inferior a 66 es la captura de electrones . El producto de la desintegración resultante de la captura de electrones es un isótopo del cobre. [20]

n
30
Zn
+ e -
? n
29
Cu

El modo de decaimiento más comunes de un radioisótopo de zinc, con número de masa superior a 66 es la desintegración beta (? -), que produce un isótopo de galio . [20]

n
30
Zn
? n
31
Ga
+ e -
+ ?
e

[ editar ] Creación

El zinc es demasiado grande y pesado para formar en las estrellas con el proceso de grabación de silicio. La forma estable de zinc se crea en supernovas a través de la r-proceso .

[ editar ] Los compuestos y química

[ editar ] Reactividad

El zinc tiene una configuración electrónica de [Ar] 3d 10 4s 2 y es miembro del grupo 12 de la tabla periódica . Es un metal moderadamente reactivo y fuerte agente reductor . [24] La superficie del metal puro empaña rápidamente, formando una capa protectora pasivante capa de la base de carbonato de zinc , Zn 5 (OH) 6 (CO 3) 2, por reacción con atmosféricas de dióxido de carbono . [25] Esta capa ayuda a prevenir una mayor reacción con el aire y el agua.

Quemaduras de cinc en el aire con un brillante color verde azulado fuego, un desprendimiento de vapores de óxido de zinc . [26] El zinc reacciona fácilmente con ácidos , álcalis y otros elementos no metálicos. [27] zinc extremadamente puro reacciona muy lentamente a temperatura ambiente con los ácidos. [26] Los ácidos fuertes, como el clorhídrico o ácido sulfúrico , puede eliminar la capa de pasivación y posterior reacción con el agua desprende gas hidrógeno. [26]

La química de zinc está dominada por el estado de oxidación +2. Cuando los compuestos en este estado de oxidación se forman el exterior shell electrones s se pierden, lo que produce un ion de zinc desnudo con la configuración electrónica [Ar] 3d 10. [28] Esto permite la formación de cuatro enlaces covalentes , al aceptar cuatro pares de electrones y por lo tanto obedecer a la regla del octeto . La estereoquímica es por lo tanto, tetraédrica y los bonos se puede describir como se forman a partir de sp 3 orbitales híbridos en el ion de zinc. [29] En una solución acuosa de un complejo octaédrico, [Zn (H 2 O) 6] 2 + es la especie predominante. [30] La volatilización de zinc en combinación con cloruro de zinc a temperaturas superiores a 285 ° C indica la formación de Zn 2 Cl 2, un compuesto de zinc con un estado de oxidación +1. [26] No compuestos de zinc en los estados de oxidación que no + uno o dos se conocen. [31] Los cálculos indican que un compuesto de zinc con el estado de oxidación de +4 es improbable que exista. [32]

La química de zinc es similar a la química de la final de la primera fila de metales de transición de níquel y cobre, aunque tiene un lleno d-shell, por lo que sus compuestos son diamagnéticos e incoloro en su mayoría. [33] Los radios iónicos de zinc y el magnesio resultan ser casi idénticos. Debido a esto algunos de sus sales tienen la misma estructura cristalina [34] y en circunstancias en que el radio iónico es un factor determinante de zinc y magnesio químicas tienen mucho en común. [26] De lo contrario existe poca similitud. El zinc tiende a formar enlaces con un mayor grado de covalencia y forma mucho más estable complejos con N - y S - los donantes. [33] Los complejos de zinc son en su mayoría 4 - o 6 - coordinar . 5-a pesar de coordinar los complejos son conocidos [26 ]

Véase también la reducción de Clemmensen .

[ editar ] Compuestos

Hojas de acetato de cinc formada por evaporación lenta
El acetato de zinc
Blancas agrupadas en polvo en una placa de vidrio
Cloruro de cinc
Fórmula química del esqueleto de un compuesto de tres dimensiones, con un átomo de oxígeno en el centro, unido a cuatro átomos de Zn. Estos últimos son interconectados a través de oxígenos y los grupos de OCO.
El acetato de zinc

Compuestos binarios de zinc son conocidos por la mayoría de los metaloides y los metales , excepto los gases nobles . El óxido de ZnO es un polvo blanco que es casi insoluble en soluciones acuosas neutras, sino que es anfótero , disolución, tanto en soluciones fuertes básicos y ácidos. [26] El otro calcogenuros ( ZnS , ZnSe y CnTe aplicaciones) han variado en la electrónica y la óptica . [35] Pnictogenides ( Zn 3 N 2 , Zn 3 P 2 , Zn 3 A 2 y 3 Zn Sb 2 ), [36] [37] el peróxido ( ZnO 2 ), el hidruro ( ZNH 2 ), y el carburo de la (zinc-carbono 2) también se conocen. [38] De los cuatro haluros , ZnF 2 tiene el carácter más iónico, mientras que los otros ( ZnCl2 , ZnBr 2 , y 2 ZNI ) tienen puntos de fusión relativamente bajo y se considera que tienen más covalente carácter. [39]

En la debilidad de las soluciones básicas que contienen iones Zn 2 +, el hidróxido de Zn (OH) 2 formas como blanco precipitado . En soluciones alcalinas fuertes, este hidróxido se disuelve para formar zincatos ( [Zn (OH) 4] 2 - ). [26] El nitrato de Zn (NO 3) 2 , el clorato de Zn (ClO 3) 2 , sulfato de ZnSO4 , fosfato de Zn 3 (PO 4) 2 , molibdato ZnMoO 4 , cianuro de Zn (CN) 2 , Zn arsenito (AsO 2) 2, Zn arseniato (AsO 4) 2 · 8H 2 O y el cromato ZnCrO 4 (uno de los compuestos de zinc de color pocas ) son algunos ejemplos de otros compuestos inorgánicos comunes de zinc. [40] [41] Uno de los ejemplos más simples de un compuesto orgánico de zinc es el acetato de ( Zn (O 2 CCH 3) 2 ).

Organozinc compuestos son aquellos que contienen zinc-carbón enlaces covalentes. Dietilzinc ( (C 2 H 5) 2 Zn ) es un reactivo en química sintética. Fue reportada por primera vez en 1848 por la reacción de zinc y yoduro de etilo , y fue el primer compuesto se sabe que contienen un metal-carbono enlace sigma . [42] Decamethyldizincocene contiene un fuerte zinc-zinc de bonos a temperatura ambiente. [43]

[ editar ] Historia

[ editar ] El uso antiguo

En forma de cuenco negro de gran tamaño cubo sobre un soporte. El cubo tiene incrustaciones en torno a su superior.
Cubo de bronce romana tardía - la Hemmoorer Eimer de Warstade, Alemania, segundo siglo III dC

Varios ejemplos aislados de la utilización de zinc impuro en la antigüedad han sido descubiertos. Una estatuilla posiblemente prehistóricos que contiene 87,5% de zinc se encontró en un Dacian sitio arqueológico en Transilvania (Rumania moderna). [44] Adornos hechos de aleaciones que contienen un 80-90% de zinc con plomo, hierro, antimonio, metales, y otros que conforman el resto , han encontrado que son 2500 años de antigüedad. [11] La tableta de zinc de Berna es una placa votiva que data de la Galia romana hecha de una aleación que es principalmente de zinc. [45] Además, algunos antiguos escritos parecen hablar de zinc. El historiador griego Estrabón , en un pasaje tomado de un escritor de principios del siglo cuarto antes de Cristo, habla de "gotas de plata falsa", que cuando se mezcla con el cobre que de latón. Esto puede referirse a pequeñas cantidades de zinc producido como un subproducto de la fundición de sulfuros minerales. [46] El Charaka Samhita , que se cree haber sido escrito en el año 500 aC, o antes, menciona un metal que, al oxidarse, produce pushpanjan, que se cree que el óxido de zinc. [47]

Minerales de zinc se utilizan para hacer los siglos de aleación de cobre, zinc, latón muchos antes del descubrimiento de zinc como un elemento separado. Bronce palestinos de la 14o-10o siglos antes de Cristo contiene 23% de zinc. [48] El libro del Génesis, escrito entre el 10 y el quinto siglos antes de Cristo, [49] menciona (en la traducción Reina-Valera) Tubal-Caín como instructor ", en todos los artífices en bronce y de hierro "( Génesis 4:22 ), pero ya que la palabra nechosheth, traducido como "bronce", también significa "cobre", el significado de esto no está claro. El conocimiento de cómo producir propagación de bronce de la antigua Grecia por el siglo 7 aC, pero algunas variedades se hicieron. [50]

La fabricación de latón era conocida por los romanos alrededor de un 30 antes de Cristo. [51] hicieron de bronce por el calentamiento en polvo de calamina (zinc silicato o carbonato), el carbón y el cobre juntos en un crisol. [51] El resultado de bronce de calamina entonces puede moldear o clavado en la forma y se utilizó en armas. [52] Algunas monedas acuñadas por los romanos en la era cristiana se hacen de lo que es, probablemente, de latón de calamina. [53] En el oeste, impura de zinc era conocido desde la antigüedad que existen en los restos de hornos de fusión, pero se descartó por lo general, ya que se pensaba que era inútil. [54]

Minas de zinc en Zawar, cerca de Udaipur en India, han estado activos desde el periodo Maurya en los últimos años antes de Cristo primero del milenio. La fundición de zinc metálico aquí sin embargo parece haber comenzado alrededor del siglo 12. [55] [56] Una estimación es que este lugar producen aproximadamente un millón de toneladas de zinc metálico y óxido de zinc del 12 al 16 siglos. [13] Otra estimación da una producción total de 60.000 toneladas de zinc metálico en este período. [55] El Samuccaya Rasaratna , escrito aproximadamente en el siglo 14, menciona dos tipos de minerales que contienen zinc, que se utiliza para la extracción de metales y otros utilizados para fines medicinales propósitos. [56]

[ editar ] Los primeros estudios y denominación

Zinc fue reconocido claramente como un metal bajo la denominación de Fasada en el léxico médico adscrito a la hindú rey Madanapala y escrito sobre el año 1374. [57] La fundición y la extracción de zinc impuro mediante la reducción de calamina con lana y otras sustancias orgánicas se llevó a cabo en el siglo 13 en la India. [4] [58] Los chinos no tuvieron conocimiento de la técnica hasta el siglo 17. [58]

Varios alquímico símbolos atribuidos al elemento zinc

Alquimistas quemado metal de zinc en el aire y se recoge el óxido de zinc resultante en un condensador . Algunos alquimistas llamaban a este óxido de zinc lana philosophica, en latín significa "lana filósofo", ya que recoge en mechones lanudos, mientras que otros pensamos que parecía blanco como la nieve y la llamó álbum nix. [59]

El nombre del metal probablemente fue documentado por primera vez por Paracelso , un suizo de origen alemán alquimista, quien se refirió a que el metal como "Zinc" o "Zinken" en su libro Liber Mineralium II, en el siglo 16. [58] [60] La palabra se deriva probablemente de la Zinke alemán, y se supone que significa "similar al diente, punta o irregulares" (cristales metálicos de zinc tienen una apariencia en forma de aguja). [61] Zink también podría implicar "tin-como" causa de su relación al estaño alemana que significa Zinn. [62] Sin embargo, otra posibilidad es que la palabra se deriva del persa palabra ??? seng significado de piedra. [63] El metal también era llamado estaño indio, tutanego, calamina, y spinter. [11]

Metalúrgico alemán Andreas Libavius ??recibido una cantidad de lo que llamó "calay" de Malabar de un buque de carga capturado a los portugueses en 1596. [64] Libavius ??describe las propiedades de la muestra, que pudo haber sido de zinc. El zinc se ha importado regularmente a Europa desde Oriente en los siglos 18 17 y principios, [58] , pero a veces era muy caro. [nota 1]

[ editar ] El aislamiento del elemento puro

Imagen de una cabeza de anciano (perfil). La demanda tiene la cara larga, el pelo corto y la frente alta.
Andreas Segismundo Marggraf se le da crédito para aislar primero de zinc puro

El aislamiento de zinc metálico en Occidente puede haber sido alcanzado de forma independiente por varias personas. Postlewayt del Diccionario Universal, una fuente contemporánea dar información tecnológica en Europa, no hizo mención de zinc antes de 1,751 mil, pero el elemento se ha estudiado antes. [56] [65]

Flamenco metalúrgico PM de Respour informó que extrae zinc metálico de óxido de zinc en el año 1668. [13] Con el cambio de siglo, Étienne François Geoffroy describe cómo se condensa óxido de zinc en forma de cristales amarillos en las barras de hierro colocado por encima de mineral de zinc que se funde. [ 13] En Gran Bretaña, John Lane se dice que han llevado a cabo experimentos para fundir zinc, probablemente en Landore , antes de su quiebra en 1726. [66]

En 1738, William Champion patentada en Gran Bretaña un proceso de extracción de zinc a partir de calamina en posición vertical réplica fundición de estilo. [67] Su tecnología era algo similar a la utilizada en las minas de zinc Zawar en Rajastán , pero no hay evidencia de que su visita a Oriente . [68] proceso de Campeones fue utilizado a través de 1851. [58]

El químico alemán Andreas Marggraf normalmente se lleva el crédito por el descubrimiento de zinc metálico puro a pesar de que el químico sueco Anton von Swab destilada zinc de calamina cuatro años antes. [58] En 1746 su experimento, Marggraf calienta una mezcla de calamina y carbón vegetal en un recipiente cerrado sin cobre obtener un metal. [54] Este procedimiento se empezó a comercializar la práctica de 1752. [69]

[ editar ] El trabajo posterior

La pintura de un hombre de mediana edad sentados a la mesa, con una peluca, saco negro, camisa blanca y pañuelo blanco.
Galvanización fue nombrado después de Luigi Galvani .

Hermano William Champion, John, un proceso patentado en 1758 por calcinación de sulfuro de zinc en un útil de óxido en el proceso de esterilización. [11] Antes de esta calamina sólo podía ser utilizado para producir zinc. En 1798, Johann Christian Ruberg mejora en el proceso de fusión mediante la construcción de la fundición de primera réplica horizontal. [70] Jean-Jacques Daniel Dony construido un tipo diferente de fundición de zinc horizontal en Bélgica, que procesa zinc aún más. [58] médico italiano Luigi Galvani descubrió en 1780 que conecta la médula espinal de una rana recién disecados a una barra de hierro sujetas por un gancho de bronce causó la pierna de la rana a temblar. [71] Se cree incorrectamente que él había descubierto la habilidad de los nervios y los músculos para crear la electricidad y el llamado el efecto de " animales de la electricidad ". [72] La pila galvánica y el proceso de galvanización, fueron nombrados por Luigi Galvani y descubrimientos estas allanó el camino para las baterías eléctricas , galvanización y protección catódica . [72]

Amigo de Galvani, Alessandro Volta , continuó investigando este efecto y que inventó el montón de Voltaic en 1800. [71] La unidad básica de la pila de Volta es un procedimiento simplificado pila galvánica , que está hecha de una placa de cobre y una placa de zinc conectados entre sí externamente y separados por un electrolito . Estos fueron apilados en serie para que la pila voltaica, que a su vez produce electricidad por la dirección de los electrones del zinc al cobre y el zinc que permite a corroerse. [71]

El carácter no magnético de zinc y su falta de color en la solución de retraso del descubrimiento de su importancia para la bioquímica y la nutrición. [73] Esto cambió en 1940 cuando la anhidrasa carbónica , una enzima que el dióxido de carbono matorrales de la sangre, ha demostrado tener en zinc su sitio activo . [73] La enzima digestiva carboxipeptidasa se ??convirtió en el segundo conocido de zinc que contienen la enzima en 1955. [73]

[ editar ] Producción

[ editar ] Minería y tratamiento

Los principales países de salida de zinc 2010 [14]
Rango País Toneladas
1 República Popular de China China 3500000
2 Perú Perú 1520000
3 Australia Australia 1450000
4 India India 750000
5 Estados Unidos Estados Unidos 720000
6 Canadá Canadá 670000
Mapamundi reviealing que alrededor del 40% del zinc se produce en China, el 20% en Australia, el 20% en Perú, y el 5% en EE.UU., Canadá y Kazajstán cada uno.
Porcentaje de la producción de zinc en el 2006 por los países [74]

El zinc es el cuarto metal más común en uso, por detrás sólo hierro, aluminio y cobre con una producción anual de alrededor de 12 millones de toneladas. [14] El mayor productor mundial de zinc es Nyrstar , una fusión de la australiana OZ Minerals y la belga Umicore . [75] El 70% de zinc en el mundo proviene de la minería, mientras que el restante 30% proviene del reciclaje de zinc secundario. [76] zinc comercialmente puro que se conoce como de alto grado especial, a menudo abreviado SHG, y es 99.995% de pureza. [ 77]

En todo el mundo, el 95% del zinc se extrae de sulfurosos depósitos de mineral, en la que esfalerita ZnS es casi siempre mezclado con los sulfuros de cobre, plomo y hierro. [78] Hay minas de zinc en todo el mundo, con las zonas mineras principales son China , Australia y Perú. China produjo 29% de la producción mundial de zinc en el 2010. [14]

Metal de zinc se produce utilizando la metalurgia extractiva . [79] Después de la molienda del mineral, flotación de la espuma , que separa selectivamente los minerales de ganga , aprovechando las diferencias en su hidrofobicidad , se utiliza para obtener un concentrado de mineral. [79] Una concentración final de zinc de alrededor del 50% es alcanzado por este proceso con el resto del concentrado se azufre (32%), hierro (13%), y SiO 2 (5%). [79]

Tostado convierte el sulfuro de zinc concentrado producido durante el proceso de óxido de zinc: [78]

2 ZnS + 3 O 2 ? 2 ZnO + 2 SO 2

El dióxido de azufre se utiliza para la producción de ácido sulfúrico, que es necesaria para el proceso de lixiviación. Si los depósitos de carbonato de zinc, silicato de zinc o espinela de zinc, como la fuerte Skorpion en Namibia se utilizan para la producción de zinc del tostado se puede omitir. [80]

Para el procesamiento de otros dos métodos básicos se utilizan: la pirometalurgia o electro . Procesamiento de pirometalurgia reduce el óxido de zinc con carbono o monóxido de carbono a 950 ° C (1.740 ° F) en el metal, que se destila como el zinc vapor. [81] El vapor de zinc se recoge en un condensador. [78] El conjunto de ecuaciones a continuación muestra este proceso: [78]

2 ZnO + C ? 2 Zn + CO 2
2 ZnO + CO 2 ? 2 Zn + 2 CO 2

Electro-tratamiento del zinc, se filtra desde el mineral concentrado de ácido sulfúrico : [82]

ZnO + H 2 SO 4 ? ZnSO4 + H 2 O

Después de este paso de la electrólisis se utiliza para producir zinc metálico. [78]

2 ZnSO 4 + 2 H 2 O ? Zn 2 + 2 H 2 SO 4 + O 2

El ácido sulfúrico regenerado se recicla a la etapa de lixiviación.

[ editar ] Impacto ambiental

La producción de minerales sulfurosos de zinc produce grandes cantidades de dióxido de azufre y cadmio vapor. Fundición de escoria y otros residuos del proceso también contienen cantidades significativas de metales pesados. Alrededor de 1,1 millones de toneladas de zinc metálico y 130.000 toneladas de plomo fueron minadas y se funden en las ciudades belgas de La calamina y Plombières entre 1806 y 1882. [83] Las capturas de las operaciones mineras pasadas lixiviar cantidades significativas de zinc y cadmio, y , como resultado, los sedimentos del río Geul contienen cantidades significativas de metales pesados. [83] Alrededor de dos mil años las emisiones de zinc de la minería y la fundición fue de 10 mil toneladas al año. Tras el aumento de 10 veces desde 1850, las emisiones de zinc alcanzó un máximo de 3,4 millones de toneladas por año en la década de 1980 y se redujo a 2,7 millones de toneladas en la década de 1990, aunque un estudio de 2005 de la troposfera del Ártico encontró que las concentraciones no se correspondía con la disminución. Emisiones antropogénicas y naturales se producen en una proporción de 20 a 1. [84]

. Niveles de zinc en los ríos que fluyen a través de las áreas industriales y mineras pueden ser de hasta 20 ppm [85] eficaz tratamiento de aguas residuales reduce en gran medida esta, el tratamiento a lo largo del Rhin ., por ejemplo, ha disminuido los niveles de zinc a 50 ppb [85] Las concentraciones de zinc tan bajas como 2 ppm afecta negativamente a la cantidad de oxígeno que los peces pueden llevar en su sangre. [86]

Un panorama con una gran planta industrial en un lado del mar, en frente de montañas.
Históricamente responsables de los altos niveles de metales pesados ??en el río Derwent , [87] el zinc funciona en Lutana es el mayor exportador de Tasmania, lo que genera el 2,5% del estado del PIB , y la producción de más de 250 mil toneladas de zinc por año. [88]

Suelos contaminados con el zinc a través de la minera de zinc que contienen minerales, refinación, o que el zinc que contienen lodos se utilizan como fertilizante, puede contener varios gramos de zinc por kilogramo de suelo seco. Los niveles de zinc en exceso de 500 ppm en el suelo interfiere con la capacidad de las plantas para absorber otros metales esenciales , como hierro y manganeso . Los niveles de zinc de 2.000 ppm a 180.000 ppm (18%) se han registrado en algunas muestras de suelo. [85]

[ editar ] Aplicaciones

Las principales aplicaciones de zinc son (las cifras se expresan en los EE.UU.) [89]

  1. Galvanizado (55%)
  2. Aleaciones (21%)
  3. De latón y de bronce (16%)
  4. Varios (8%)

[ editar ] Lucha contra la corrosión y las pilas

Fusionada cristales alargados de distintos tonos de gris.
Por inmersión en caliente barandilla galvanizada superficie cristalina

El metal es el más comúnmente usado como un agente anti-corrosión. [90] La galvanización, que es el recubrimiento de hierro o de acero para proteger los metales contra la corrosión , es la forma más común de la utilización de zinc de esta manera. En el año 2009 en los Estados Unidos, el 55% o 893 mil toneladas del metal de zinc se utilizan para la galvanización. [89]

El zinc es más reactivo que el hierro o acero, y por lo tanto atraerá a casi todos los locales de la oxidación hasta que se corroe por completo. [91] Una capa superficial protectora de óxido y carbonato (Zn 5 (OH) 6 (CO 3) 2) las formas como el zinc corroe. [92] Esta protección dura incluso después de la capa de zinc está rayado pero se degrada a través del tiempo como el zinc corroe. [92] El zinc se aplica por vía electroquímica o zinc fundido mediante la galvanización en caliente o pulverizar. Galvanización se utiliza en la tela metálica, barandillas, puentes colgantes, lightposts, cubiertas metálicas, intercambiadores de calor, y carrocerías de automóviles. [10]

La reactividad relativa de zinc y su capacidad para atraer a la oxidación que se convierte en un eficiente ánodo de sacrificio en la protección catódica (CP). Por ejemplo, la protección catódica de una tubería enterrada se puede lograr mediante la conexión de los ánodos de zinc a partir de la tubería. [92] el zinc actúa como ánodo (terminal negativo) lentamente corroe lejos a medida que pasa la corriente eléctrica a la tubería de acero. [92 ] [nota 2] El zinc también es utilizado para proteger catódicamente metales que están expuestas al agua de mar de la corrosión. [93] Un disco de zinc unido a timón de hierro de un barco poco a poco se corroe, mientras que el timón se mantiene atacadas. [91] usos similares Otros incluyen un tapón de zinc unido a una hélice o de la guardia metálica de protección de la quilla de la nave.

Con un potencial de electrodo estándar (SEP) de -0,76 voltios , el zinc es utilizado como material del ánodo de baterías. (Más de litio reactiva (SEP -3,04 V) se utiliza para ánodos de pilas de litio ). Zinc en polvo se utiliza de esta manera en las pilas alcalinas y las hojas de la forma de metal de zinc de los casos y actuar como ánodo en las baterías de zinc-carbón . [94] [95] se usa como ánodo de zinc o de combustible de la pila de zinc-aire / pila de combustible. [96] [97] [98]

[ editar ] Aleaciones

Una aleación ampliamente utilizado, que contiene zinc es de bronce, en las que el cobre se alea con entre 3% y el 45% de zinc, dependiendo del tipo de metal. [92] El bronce es generalmente más dúctil y más fuerte que el cobre y tiene mejores resistencia a la corrosión . [92] Estas propiedades lo hacen útil para equipos de comunicaciones, hardware, instrumentos musicales, y válvulas de agua. [92]

Un patrón Mosaica compuesto de componentes que tienen diferentes formas y tonos de marrón.
Fundido de bronce en la microestructura 400x aumentos

Otras aleaciones utilizados que contienen zinc son la alpaca , metal máquina de escribir, suave y de aluminio para soldar , comercial y de bronce . [4] El zinc también se utiliza en los órganos de tubos contemporánea como un sustituto de los tradicionales de plomo / estaño aleación en las tuberías. [99] Las aleaciones de 85-88% de zinc, 4.10% de cobre y 8.2% de aluminio encontrar un uso limitado en ciertos tipos de cojinetes de la máquina. El cinc es el metal primario utilizado en la fabricación americana céntimos desde 1982. [100] La base de zinc está recubierto con una fina capa de cobre para dar la impresión de una moneda de cobre. En 1994, 33.200 toneladas (36.600 toneladas cortas) de zinc se utilizan para producir 13.6 mil millones monedas de un centavo en los Estados Unidos. [101]

Las aleaciones de zinc principalmente con pequeñas cantidades de cobre, aluminio y magnesio son útiles en la fundición a presión , así como bastidor de la vuelta , sobre todo en las industrias automotriz, eléctrica, y el hardware. [4] Estas aleaciones se comercializan bajo el nombre de Zamak . [102 ] Un ejemplo de esto es de aluminio de zinc . El bajo punto de fusión, junto con la baja viscosidad de la aleación hace que la producción de formas pequeñas y complejas posible. La baja temperatura de trabajo conduce a un enfriamiento rápido de los productos de fundición y montaje rápido por lo tanto, es posible. [4] [103] Otra de aleación, comercializados bajo la marca Prestal, contiene 78% de zinc y 22% de aluminio y se informó a ser casi tan fuerte como el acero, pero tan maleable como el plástico. [4] [104] Este superplasticidad de la aleación le permite ser moldeado con moldes mueren de cerámica y cemento. [4]

Aleaciones similares con la adición de una pequeña cantidad de plomo puede ser laminado en frío en las hojas. Una aleación de 96% de zinc y 4% de aluminio se utiliza para fabricar matrices de estampado para aplicaciones de baja producción de carreras para el que muere metales ferrosos sería demasiado caro. [105] En la construcción de fachadas, techos u otras aplicaciones en las que el zinc es utilizado como metal de hoja y de métodos tales como la embutición , embutición o plegado , aleaciones de zinc con titanio y el cobre son utilizados. [106] de cinc sin alear es demasiado frágil para este tipo de procesos de fabricación. [106]

As a dense, inexpensive, easily-worked material, zinc is used as a lead replacement. In the wake of lead concerns , zinc appears in lab weights, [ 107 ] tire weights , and flywheels. [ 108 ]

Cadmium zinc telluride (CZT) is a semiconductive alloy that can be divided into an array of small sensing devices. [ 109 ] These devices are similar to an integrated circuit and can detect the energy of incoming gamma ray photons. [ 109 ] When placed behind an absorbing mask, the CZT sensor array can also be used to determine the direction of the rays. [ 109 ]

[ edit ] Other industrial uses

White powder on a glass plate
Zinc oxide is used as a white pigment in paints .

Roughly one quarter of all zinc output, in the United States (2009), is consumed in the form of zinc compounds; [ 89 ] a variety of which are used industrially. Zinc oxide is widely used as a white pigment in paints, and as a catalyst in the manufacture of rubber. It is also used as a heat disperser for the rubber and acts to protect its polymers from ultraviolet radiation (the same UV protection is conferred to plastics containing zinc oxide). [ 10 ] The semiconductor properties of zinc oxide make it useful in varistors and photocopying products. [ 110 ] The zinc zinc-oxide cycle is a two step thermochemical process based on zinc and zinc oxide for hydrogen production . [ 111 ]

Zinc chloride is often added to lumber as a fire retardant [ 112 ] and can be used as a wood preservative . [ 113 ] It is also used to make other chemicals. [ 112 ] Zinc methyl ( Zn(CH 3 ) 2 ) is used in a number of organic syntheses . [ 114 ] Zinc sulfide (ZnS) is used in luminescent pigments such as on the hands of clocks, X-ray and television screens, and luminous paints . [ 115 ] Crystals of ZnS are used in lasers that operate in the mid- infrared part of the spectrum. [ 116 ] Zinc sulfate is a chemical in dyes and pigments. [ 112 ] Zinc pyrithione is used in antifouling paints. [ 117 ]

Zinc powder is sometimes used as a propellant in model rockets . [ 118 ] When a compressed mixture of 70% zinc and 30% sulfur powder is ignited there is a violent chemical reaction. [ 118 ] This produces zinc sulfide, together with large amounts of hot gas, heat, and light. [ 118 ] Zinc sheet metal is used to make zinc bars . [ 119 ]

Zinc has been proposed as a salting material for nuclear weapons ( cobalt is another, better-known salting material). [ 120 ] A jacket of isotopically enriched 64 Zn , irradiated by the intense high-energy neutron flux from an exploding thermonuclear weapon, would transmute into the radioactive isotope 65 Zn with a half-life of 244 days and produce massive gamma radiation , significantly increasing the radioactivity of the weapon's fallout for several days. [ 120 ] Such a weapon is not known to have ever been built, tested, or used. [ 120 ] 65 Zn is also used as a tracer to study how alloys that contain zinc wear out, or the path and the role of zinc in organisms. [ 121 ]

Zinc dithiocarbamate complexes are used as agricultural fungicides ; these include Zineb , Metiram, Propineb and Ziram. [ 122 ] Zinc naphthenate is used as wood preservative. [ 123 ] Zinc, in the form of ZDDP , is also used as an anti-wear additive for metal parts in engine oil. [ 124 ]

[ editar ] Suplemento dietético

GNC zinc 50 mg tablets ( AU )

Zinc is included in most single tablet over-the-counter daily vitamin and mineral supplements. [ 125 ] Preparations include zinc oxide, zinc acetate, and zinc gluconate. [ 125 ] It is believed to possess antioxidant properties, which may protect against accelerated aging of the skin and muscles of the body; studies differ as to its effectiveness. [ 126 ] Zinc also helps speed up the healing process after an injury. [ 126 ]

The efficacy of zinc compounds when used to reduce the duration or severity of cold symptoms is controversial . [ 127 ] A 2011 systematic review concludes that supplementation yields a mild decrease in duration and severity of cold symptoms. [ 128 ]

Skeletal chemical formula of a planar compound featuring a Zn atom in the center, symmetrically bonded to four oxygens. Those oxygens are further connected to linear COH chains.
Zinc gluconate is one compound used for the delivery of zinc as a dietary supplement .

Zinc preparations can protect against sunburn in the summer and windburn in the winter. [ 51 ] Applied thinly to a baby's diaper area ( perineum ) with each diaper change, it can protect against diaper rash . [ 51 ]

The Age-Related Eye Disease Study determined that zinc can be part of an effective treatment for age-related macular degeneration . [ 129 ] Zinc supplementation is an effective treatment for acrodermatitis enteropathica , a genetic disorder affecting zinc absorption that was previously fatal to babies born with it. [ 51 ]

Zinc lactate is used in toothpaste to prevent halitosis . [ 130 ] Zinc pyrithione is widely applied in shampoos because of its anti-dandruff function. [ 131 ] Zinc ions are effective antimicrobial agents even at low concentrations. [ 132 ] Gastroenteritis is strongly attenuated by ingestion of zinc, and this effect could be due to direct antimicrobial action of the zinc ions in the gastrointestinal tract , or to the absorption of the zinc and re-release from immune cells (all granulocytes secrete zinc), or both. [ 133 ] [ 134 ] [ note 3 ] In 2011, researchers at John Jay College of Criminal Justice reported that dietary zinc supplements can mask the presence of drugs in urine. Similar claims have been made in web forums on that topic. [ 135 ]

[ editar ] papel biológico

Zinc is an essential trace element , necessary for plants, [ 84 ] animals, [ 136 ] and microorganisms . [ 137 ] Zinc is found in nearly 100 specific enzymes [ 138 ] (other sources say 300), serves as structural ions in transcription factors and is stored and transferred in metallothioneins . [ 139 ] It is "typically the second most abundant transition metal [ sic ] in organisms" after iron and it is the only metal which appears in all enzyme classes . [ 84 ]

In proteins, Zn ions are often coordinated to the amino acid side chains of aspartic acid, glutamic acid, cysteine and histidine. [ 140 ] The theoretical and computational description of this zinc binding in proteins (as well as that of other transition metals) is difficult. [ 140 ]

There are 2–4 grams of zinc [ 141 ] distributed throughout the human body. Most zinc is in the brain, muscle, bones, kidney, and liver, with the highest concentrations in the prostate and parts of the eye. [ 142 ] Semen is particularly rich in zinc, which is a key factor in prostate gland function and reproductive organ growth. [ 143 ]

In humans, zinc plays "ubiquitous biological roles". [ 1 ] It interacts with "a wide range of organic ligands ", [ 1 ] and has roles in the metabolism of RNA and DNA, signal transduction , and gene expression . It also regulates apoptosis . A 2006 study estimated that about 10% of human proteins (2800) potentially bind zinc, in addition to hundreds which transport and traffic zinc; a similar in silico study in the plant Arabidopsis thaliana found 2367 zinc-related proteins. [ 84 ]

In the brain, zinc is stored in specific synaptic vesicles by glutamatergic neurons [ 144 ] and can "modulate brain excitability". [ 1 ] It plays a key role in synaptic plasticity and so in learning. [ 145 ] However it has been called "the brain's dark horse" [ 144 ] since it also can be a neurotoxin , suggesting zinc homeostasis plays a critical role in normal functioning of the brain and central nervous system . [ 144 ]

[ edit ] Enzymes

Interconnected stripes, mostly of yellow and blue color with a few red segments.
Ribbon diagram of human carbonic anhydrase II, with zinc atom visible in the center
A twisted band, with one side painted blue and another gray. Its two ends are connected through some chemical species to a green atom (zinc).
Zinc fingers help read DNA sequences.

Zinc is an efficient Lewis acid , making it a useful catalytic agent in hydroxylation and other enzymatic reactions. [ 138 ] The metal also has a flexible coordination geometry , which allows proteins using it to rapidly shift conformations to perform biological reactions. [ 146 ] Two examples of zinc-containing enzymes are carbonic anhydrase and carboxypeptidase , which are vital to the processes of carbon dioxide ( CO 2 ) regulation and digestion of proteins, respectively. [ 147 ]

In vertebrate blood, carbonic anhydrase converts CO 2 into bicarbonate and the same enzyme transforms the bicarbonate back into CO 2 for exhalation through the lungs. [ 148 ] Without this enzyme, this conversion would occur about one million times slower [ 149 ] at the normal blood pH of 7 or would require a pH of 10 or more. [ 150 ] The non-related ?-carbonic anhydrase is required in plants for leaf formation, the synthesis of indole acetic acid (auxin) and anaerobic respiration (alcoholic fermentation). [ 151 ]

Carboxypeptidase cleaves peptide linkages during digestion of proteins. A coordinate covalent bond is formed between the terminal peptide and a C=O group attached to zinc, which gives the carbon a positive charge. This helps to create a hydrophobic pocket on the enzyme near the zinc, which attracts the non-polar part of the protein being digested. [ 147 ]

[ edit ] Other proteins

Zinc serves a purely structural role in zinc fingers , twists and clusters. [ 152 ] Zinc fingers form parts of some transcription factors , which are proteins that recognize DNA base sequences during the replication and transcription of DNA . Each of the nine or ten Zn 2+ ions in a zinc finger helps maintain the finger's structure by coordinately binding to four amino acids in the transcription factor. [ 149 ] The transcription factor wraps around the DNA helix and uses its fingers to accurately bind to the DNA sequence.

In blood plasma , zinc is bound to and transported by albumin (60%, low-affinity) and transferrin (10%). [ 141 ] Since transferrin also transports iron, excessive iron reduces zinc absorption, and vice-versa. A similar reaction occurs with copper. [ 153 ] The concentration of zinc in blood plasma stays relatively constant regardless of zinc intake. [ 154 ] Cells in the salivary gland, prostate, immune system and intestine use zinc signaling as one way to communicate with other cells. [ 155 ]

Zinc may be held in metallothionein reserves within microorganisms or in the intestines or liver of animals. [ 156 ] Metallothionein in intestinal cells is capable of adjusting absorption of zinc by 15–40%. [ 157 ] However, inadequate or excessive zinc intake can be harmful; excess zinc particularly impairs copper absorption because metallothionein absorbs both metals. [ 158 ]

Reference ranges for blood tests , showing zinc in purple at center-right

[ edit ] Dietary intake

Several plates full of various cereals, fruits and vegetables on a table.
Foods & spices containing zinc

In the US, the Recommended Dietary Allowance (RDA) is 8 mg/day for women and 11 mg/day for men. [ 159 ] Median intake in the US around 2000 was 9 mg/day for women and 14 mg/day in men. [ 160 ] Red meats, especially beef , lamb and liver have some of the highest concentrations of zinc in food. [ 143 ]

The concentration of zinc in plants varies based on levels of the element in soil. When there is adequate zinc in the soil, the food plants that contain the most zinc are wheat (germ and bran) and various seeds ( sesame , poppy , alfalfa , celery , mustard ). [ 161 ] Zinc is also found in beans , nuts , almonds , whole grains , pumpkin seeds , sunflower seeds and blackcurrant . [ 162 ]

Other sources include fortified food and dietary supplements , which come in various forms. A 1998 review concluded that zinc oxide, one of the most common supplements in the United States, and zinc carbonate are nearly insoluble and poorly absorbed in the body. [ 163 ] This review cited studies which found low plasma zinc concentrations after zinc oxide and zinc carbonate were consumed compared with those seen after consumption of zinc acetate and sulfate salts. [ 163 ] However, harmful excessive supplementation is a problem among the relatively affluent, and should probably not exceed 20 mg/day in healthy people, [ 164 ] although the US National Research Council set a Tolerable Upper Intake of 40 mg/day. [ 165 ]

For fortification, however, a 2003 review recommended zinc oxide in cereals as cheap, stable, and as easily absorbed as more expensive forms. [ 166 ] A 2005 study found that various compounds of zinc, including oxide and sulfate, did not show statistically significant differences in absorption when added as fortificants to maize tortillas. [ 167 ] A 1987 study found that zinc picolinate was better absorbed than zinc gluconate or zinc citrate. [ 168 ] However, a study published in 2008 determined that zinc glycinate is the best absorbed of the four dietary supplement types available. [ 169 ]

[ edit ] Deficiency

Zinc deficiency is usually due to insufficient dietary intake, but can be associated with malabsorption , acrodermatitis enteropathica , chronic liver disease, chronic renal disease, sickle cell disease, diabetes, malignancy, and other chronic illnesses. [ 2 ] Symptoms of mild zinc deficiency are diverse. [ 160 ] Clinical outcomes include depressed growth, diarrhea, impotence and delayed sexual maturation, alopecia , eye and skin lesions, impaired appetite, altered cognition, impaired host defense properties, defects in carbohydrate utilization, and reproductive teratogenesis. [ 154 ] Mild zinc deficiency depresses immunity, [ 170 ] although excessive zinc does also. [ 141 ] Animals with a diet deficient in zinc require twice as much food in order to attain the same weight gain as animals given sufficient zinc. [ 115 ]

Groups at risk for zinc deficiency include the elderly, and those with renal insufficiency. The zinc chelator phytate , found in seeds and cereal bran , can contribute to zinc malabsorption [ 2 ]

Despite some concerns, [ 171 ] western vegetarians and vegans have not been found to suffer from overt zinc deficiencies any more than meat-eaters. [ 172 ] Major plant sources of zinc include cooked dried beans, sea vegetables, fortified cereals, soyfoods, nuts, peas, and seeds. [ 171 ] However, phytates in many whole-grains and fiber in many foods may interfere with zinc absorption and marginal zinc intake has poorly understood effects. There is some evidence to suggest that more than the US RDA (15 mg) of zinc daily may be needed in those whose diet is high in phytates, such as some vegetarians. [ 171 ] These considerations must be balanced against the fact that there is a paucity of adequate zinc biomarkers , and the most widely used indicator, plasma zinc, has poor sensitivity and specificity . [ 173 ] Diagnosing zinc deficiency is a persistent challenge. [ 1 ]

Nearly two billion people in the developing world are deficient in zinc. [ 2 ] In children it causes an increase in infection and diarrhea, contributing to the death of about 800,000 children worldwide per year. [ 1 ] The World Health Organization advocates zinc supplementation for severe malnutrition and diarrhea. [ 174 ] Zinc supplements help prevent disease and reduce mortality, especially among children with low birth weight or stunted growth. [ 174 ] However, zinc supplements should not be administered alone, since many in the developing world have several deficiencies, and zinc interacts with other micronutrients. [ 175 ]

Zinc deficiency is crop plants' most common micronutrient deficiency; it is particularly common in high-pH soils. Zinc-deficient soil is cultivated in the cropland of about half of Turkey and India, a third of China, and most of Western Australia, and substantial responses to zinc fertilization have been reported in these areas. [ 84 ] Plants that grow in soils that are zinc-deficient are more susceptible to disease. Zinc is primarily added to the soil through the weathering of rocks, but humans have added zinc through fossil fuel combustion, mine waste, phosphate fertilizers, limestone, manure, sewage sludge, and particles from galvanized surfaces. Excess zinc is toxic to plants, although zinc toxicity is far less widespread. [ 84 ]

[ editar ] Precauciones

[ editar ] Toxicidad

Although zinc is an essential requirement for good health, excess zinc can be harmful. Excessive absorption of zinc suppresses copper and iron absorption. [ 158 ] The free zinc ion in solution is highly toxic to plants, invertebrates, and even vertebrate fish. [ 176 ] The Free Ion Activity Model is well-established in the literature, and shows that just micromolar amounts of the free ion kills some organisms. A recent example showed 6 micromolar killing 93% of all Daphnia in water. [ 177 ]

The free zinc ion is a powerful Lewis acid up to the point of being corrosive . Stomach acid contains hydrochloric acid , in which metallic zinc dissolves readily to give corrosive zinc chloride. Swallowing a post-1982 American one cent piece (97.5% zinc) can cause damage to the stomach lining due to the high solubility of the zinc ion in the acidic stomach. [ 178 ]

There is evidence of induced copper deficiency at low intakes of 100–300 mg Zn/day; a recent trial had higher hospitalizations for urinary complications compared to placebo among elderly men taking 80 mg/day. [ 179 ] The USDA RDA is 11 and 8 mg Zn/day for men and women, respectively. [ 159 ] Even lower levels, closer to the RDA, may interfere with the utilization of copper and iron or adversely affect cholesterol. [ 158 ] Levels of zinc in excess of 500 ppm in soil interfere with the ability of plants to absorb other essential metals, such as iron and manganese. [ 85 ] There is also a condition called the zinc shakes or "zinc chills" that can be induced by the inhalation of freshly formed zinc oxide formed during the welding of galvanized materials. [ 115 ]

The US Food and Drug Administration (FDA) has stated that zinc damages nerve receptors in the nose, which can cause anosmia . Reports of anosmia were also observed in the 1930s when zinc preparations were used in a failed attempt to prevent polio infections. [ 180 ] On June 16, 2009, the FDA said that consumers should stop using zinc-based intranasal cold products and ordered their removal from store shelves. The FDA said the loss of smell can be life-threatening because people with impaired smell cannot detect leaking gas or smoke and cannot tell if food has spoiled before they eat it. [ 181 ] Recent research suggests that the topical antimicrobial zinc pyrithione is a potent heat shock response inducer that may impair genomic integrity with induction of PARP -dependent energy crisis in cultured human keratinocytes and melanocytes . [ 182 ]

[ edit ] Poisoning

In 1982, the United States Mint began minting pennies coated in copper but made primarily of zinc. With the new zinc pennies, there is the potential for zinc toxicosis, which can be fatal. One reported case of chronic ingestion of 425 pennies (over 1 kg of zinc) resulted in death due to gastrointestinal bacterial and fungal sepsis , while another patient, who ingested 12 grams of zinc, only showed lethargy and ataxia (gross lack of coordination of muscle movements). [ 183 ] Several other cases have been reported of humans suffering zinc intoxication by the ingestion of zinc coins. [ 184 ] [ 185 ]

Pennies and other small coins are sometimes ingested by dogs, resulting in the need for medical treatment to remove the foreign body. The zinc content of some coins can cause zinc toxicity, which is commonly fatal in dogs, where it causes a severe hemolytic anemia , and also liver or kidney damage; vomiting and diarrhea are possible symptoms. [ 186 ] Zinc is highly toxic in parrots and poisoning can often be fatal. [ 187 ] The consumption of fruit juices stored in galvanized cans has resulted in mass parrot poisonings with zinc. [ 51 ]

[ editar ] Véase también

[ editar ] Notas

  1. ^ An East India Company ship carrying a cargo of nearly pure zinc metal from the Orient sank off the coast Sweden in 1745.( Emsley 2001 , p. 502)
  2. ^ Electric current will naturally flow between zinc and steel but in some circumstances inert anodes are used with an external DC source.
  3. ^ In clinical trials , both zinc gluconate and zinc gluconate glycine (the formulation used in lozenges) have been shown to shorten the duration of symptoms of the common cold.
    Godfrey, JC; Godfrey, NJ; Novick, SG (1996). "Zinc for treating the common cold: Review of all clinical trials since 1984". Alternative Therapies in Health and Medicine 2 (6): 63–72. PMID 8942045 .  
    The amount of glycine can vary from two to twenty moles per mole of zinc gluconate. One review of the research found that out of nine controlled experiments using zinc lozenges, the results were positive in four studies, and no better than placebo in five.
    Hulisz, Darrell T. "Zinc and the Common Cold: What Pharmacists Need to Know" . US Pharmacist . uspharmacist.com . http://www.uspharmacist.com/oldformat.asp?url=newlook/files/alte/feat2.htm . Consultado el 28/11/2008.  
    This review also suggested that the research is characterized by methodological problems, including differences in the dosage amount used, and the use of self-report data. The evidence suggests that zinc supplements may be most effective if they are taken at the first sign of cold symptoms.

[ editar ] Referencias

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