Cynk – Zn

Cynk (Zn) to niebieskawobiały metal stosowany do ochrony stali przed korozją oraz do produkcji stopów, baterii i chemikaliów przemysłowych. Jest też niezbędnym składnikiem odżywczym, choć nadmierne narażenie na cynk może szkodzić ludziom i ekosystemom. Jego zachowanie w wodzie zależy od postaci chemicznej i składu chemicznego wody.

Właściwości chemiczne · Zastosowanie i występowanie · Wpływ na zdrowie · Wpływ na środowisko · Cynk w wodzie i jej uzdatnianiu

Właściwości chemiczne cynku

Wybrane właściwości cynku
Symbol / liczba atomowa	Zn / 30
Grupa / okres / blok	12 / 4 / d
Standardowa masa atomowa	65.38(2)
Konfiguracja elektronowa	[Ar] 3d¹⁰ 4s²
Typowy stopień utlenienia	+2
Gęstość (w temperaturze zbliżonej do pokojowej)	7,134 g cm⁻³
Temperatura topnienia	419,527 °C
Temperatura wrzenia	907 °C
Elektroujemność (skala Paulinga)	1.65
Promień atomowy niewiążący	0,201 nm
Promień kowalencyjny	0,120 nm
Pierwsza energia jonizacji	906,4 kJ mol⁻¹
Izotopy występujące naturalnie	⁶⁴Zn, ⁶⁶Zn, ⁶⁷Zn, ⁶⁸Zn, ⁷⁰Zn
Numer rejestrowy CAS	7440-66-6

Masa atomowa jest podana według CIAAW; liczba w nawiasie oznacza niepewność ostatnich cyfr. Właściwości fizyczne podano według Royal Society of Chemistry. Promienie atomowe zależą od przyjętej definicji i nie należy stosować ich zamiennie.

Próbka minerału o pasmowej strukturze przedstawiona na stronie Lenntech poświęconej cynkowi — Ilustracja minerału ze strony Lenntech poświęconej cynkowi; nie jest to fotografia czystego cynku metalicznego.

Cynk należy do grupy 12 układu okresowego pierwiastków. Atomy cynku oraz jego typowe jony Zn²⁺ mają zapełnione podpowłoki d. Cynk reaguje z tlenem i rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach nieutleniających, wydzielając wodór. Metal i jego związki różnią się właściwościami i zagrożeniami, jakie stwarzają.

Zastosowanie, występowanie i historia

Jednym z głównych zastosowań cynku jest cynkowanie, czyli nakładanie powłoki ochronnej na żelazo i stal. Inne zastosowania obejmują elementy odlewane ciśnieniowo, pokrycia dachowe, baterie i stopy, takie jak mosiądz, będący stopem cynku z miedzią. Tlenek cynku stosuje się w produkcji gumy oraz w produktach takich jak farby i kosmetyki. Suplementy diety zawierają związki cynku, a nie kawałki cynku metalicznego.

Główną rudą cynku jest sfaleryt, minerał będący siarczkiem cynku. Cynk pozyskuje się z wydobywanych rud oraz odzyskuje z surowców wtórnych. Dane o produkcji, zasobach i recyklingu zmieniają się w czasie; aktualne statystyki udostępnia amerykańska służba geologiczna US Geological Survey.

Związków cynku i mosiądzu używano na długo przed powstaniem współczesnej chemii. Cynk metaliczny produkowano w Indiach, zanim wyodrębniono go w Europie. Prace Andreasa Marggrafa z 1746 roku są ważnym etapem w historii europejskiej chemii cynku, a nie pierwszym zastosowaniem tego metalu na świecie.

Wpływ cynku na zdrowie

Cynk wspomaga aktywność enzymów, funkcjonowanie układu odpornościowego, syntezę DNA i białek, wzrost oraz gojenie ran. Niedobór może zaburzać wzrost, apetyt, odczuwanie smaku i gojenie ran. Do źródeł cynku w diecie należą mięso, skorupiaki i mięczaki, produkty mleczne, rośliny strączkowe oraz produkty pełnoziarniste; ilość przyswajanego cynku zależy od diety.

Nadmierne spożycie może powodować nudności, wymioty i dolegliwości brzuszne. Długotrwałe przyjmowanie dużych ilości cynku, zwłaszcza w suplementach, może ograniczać wchłanianie miedzi i prowadzić do jej niedoboru, w tym do niedokrwistości i problemów neurologicznych. Zapotrzebowanie zależy od wieku, płci i etapu życia. Dodatkowe informacje można znaleźć w informacjach o normach spożycia oraz w źródle NIH podanym poniżej; suplementację należy dostosować do indywidualnych potrzeb. Niezbędna rola cynku nie dowodzi, że przyjmowanie jego dodatkowych ilości działa przeciwstarzeniowo.

W miejscu pracy wdychanie dymów tlenku cynku, na przykład podczas spawania stali ocynkowanej, może wywołać gorączkę metaliczną objawiającą się gorączką, dreszczami, bólami mięśni i kaszlem. Jest to choroba związana z narażeniem inhalacyjnym, a nie zakażenie. Ważne są zapobieganie narażeniu i odpowiednie środki ochrony w miejscu pracy; objawy po narażeniu na dymy wymagają oceny medycznej.

Wpływ cynku na środowisko

Cynk występuje naturalnie w skałach, glebach, osadach i wodzie. Górnictwo, hutnictwo, zrzuty przemysłowe i spływ powierzchniowy mogą zwiększać jego lokalne stężenia. Cynk nie ulega rozkładowi na inny pierwiastek, ale może zmieniać postać chemiczną i przemieszczać się między fazą rozpuszczoną, cząstkami, osadami i organizmami.

Rośliny i zwierzęta potrzebują cynku, ale nadmierne stężenia jego form biodostępnych mogą szkodzić organizmom wodnym, wzrostowi roślin i organizmom glebowym. Toksyczność zależy od narażenia i warunków lokalnych, w tym pH, twardości wody i zawartości rozpuszczonej materii organicznej. Samo całkowite stężenie cynku nie opisuje w pełni ryzyka ekologicznego.

Organizmy wodne mogą akumulować cynk pobierany z wody i pokarmu. Tej bioakumulacji nie należy mylić z biomagnifikacją, czyli wzrostem stężenia na kolejnych poziomach łańcucha pokarmowego. Dostępne dane nie uzasadniają ogólnego twierdzenia, że cynk stale ulega biomagnifikacji w wodnych sieciach troficznych.

Cynk w wodzie i jej uzdatnianiu

Cynk może przedostawać się do wody wskutek wietrzenia minerałów, ze źródeł przemysłowych lub w wyniku korozji ocynkowanych rur, złączek i zbiorników magazynowych. WHO nie ustanowiła opartej na kryteriach zdrowotnych wartości zalecanej dla cynku w wodzie pitnej przy stężeniach zwykle spotykanych. W wytycznych WHO wskazano, że stężenia powyżej około 3 mg/L mogą wpływać na akceptowalność wody. Jest to kwestia właściwości organoleptycznych, a nie uniwersalny próg bezpieczeństwa ani dopuszczalna wartość dla ścieków odprowadzanych do środowiska. Ocenę należy prowadzić zgodnie z obowiązującymi wymaganiami lokalnymi.

Podczas badania wody pitnej należy porównać wyniki analiz wody u źródła i wody z kranu, aby ustalić, czy instalacja wodociągowa przyczynia się do obecności cynku. Ograniczenie korozji lub wymiana materiałów, których dotyczy problem, mogą usunąć jego źródło. W zależności od potrzeb należy oznaczyć cynk rozpuszczony i całkowity, aby odróżnić zanieczyszczenie w postaci rozpuszczonej od cynku związanego z cząstkami.

W oczyszczaniu ścieków przemysłowych można stosować kontrolowane strącanie chemiczne, a następnie klarowanie i filtrację w celu oddzielenia osadów zawierających metale. Wodorotlenek cynku jest amfoteryczny: może rozpuszczać się zarówno przy niskim, jak i dostatecznie wysokim pH, dlatego samo dodanie większej ilości zasady może zmniejszyć skuteczność usuwania cynku. Na proces oczyszczania wpływają również czynniki kompleksujące i inne metale. Warunki prowadzenia procesu należy ustalić na podstawie prób oczyszczania i sprawdzić jakość ścieków na odpływie; powstałym osadem należy odpowiednio gospodarować.

Więcej informacji: Cynk w wodzie (Zn + H₂O) oraz usuwanie metali ciężkich.

Ostatni przegląd strony o cynku: 24 października 2026 r. Przeglądu dokonała firma Lenntech.