A cink, amelyet néha kohónak is neveznek, egy kémiai elem. Az átmeneti fémek közé tartozik, a fémek egy csoportjába. Néha az átmenet utáni fémnek tekintik. Jelképe a periódusos rendszerben a "Zn". A cink a periódusos rendszer 30. eleme, és 30-as atomszámmal rendelkezik. A cink tömegszáma 65,38. 30 protont és 30 elektront tartalmaz. A cinknek összesen 29 izotópja ismert, és ezek közül öt fordul elő a természetben. Néhány izotóp radioaktív. Felezési idejük a 57Zn esetében70 40 milliszekundum és 5x1018 év között van.

A cink olyan fém, amelyet leginkább horganyzáshoz és akkumulátorokhoz használnak. Ez a negyedik leggyakoribb fém.

Kiegészítő, pontosító információk

A fenti bekezdésben szereplő adatok kiegészítéseként megjegyezzük, hogy a természetben előforduló stabil izotópok a 64, 66, 67, 68 és 70 tömegszámúak. A radioaktív izotópok felezési ideje nagyon széles tartományban változik: a rövid élettartamú nuklidok ezredmásodperces tartománytól kezdődnek, míg a hosszabb életű radioizotópok akár hónapokig is fennmaradhatnak (például a Zn‑65 felezési ideje körülbelül 244 nap).

Fizikai és kémiai tulajdonságok

  • Általános megjelenés: világosszürke, kékes árnyalatú fém.
  • Sűrűség: ~7,14 g/cm³.
  • Olvadáspont: 419,5 °C; forráspont: 907 °C.
  • Elektronszerkezet: [Ar] 3d10 4s2 — a cinkban a legstabilabb oxidációs állapot a +2 (Zn2+), ezért kémiai vegyületeiben jellemzően ez fordul elő.
  • Mechanikai tulajdonságok: szobahőmérsékleten rideg, de melegen jól alakítható; könnyen önthető, ezért gyakori öntvények és húzott termékek alapanyaga.

Előfordulás és előállítás

  • Ásványok: a legfontosabb cinkérc a szfalerit (ZnS), valamint smithsonit (ZnCO3), hemimorfit és cinkit.
  • Bányászat és termelés: a bányászott érceket pörköléssel, lúgos oldással vagy flotációval dolgozzák fel, majd elektrolízissel vagy olvasztással állítják elő a fémes cinket.
  • Fő termelők: jelentős termelők közé tartoznak Kína, Peru, Ausztrália, India és más országok.

Felhasználás

A cinket sokrétűen használják; itt a legfontosabb alkalmazások:

  • Galvanizálás: a cink korrózióvédő bevonatként szolgál vas- és acéltermékeken, ez a legnagyobb felhasználási terület.
  • Ötvözetek: sárgaréz (cink + réz), bronzok és különböző öntvények készítéséhez adják; die-casting ipari alkatrészekhez.
  • Akkumulátorok: hagyományos Zn–C és alkáli elemekben, valamint műszaki alkalmazásokban Zn‑légnemű (Zn–légném) cellákban használják.
  • Vegyipar: cink-oxid (ZnO) gumi- és festékipari töltőanyag, napvédő és bőrápoló készítmények alapanyaga; cink-klorid és cink-szulfát különböző ipari folyamatokban és mezőgazdaságban.
  • Agrárgazdaság: cink-szulfátot és más cinkvegyületeket trágyaként használják cink-hiány pótlására a talajban és takarmányban.
  • Orvosi/élelmiszer: cink-sókat étrendkiegészítőkben és gyógyszerekben használják (immunfunkció, sebgyógyulás).
  • Katalízis, pigmentek, foszforok: ZnO és ZnS különleges alkalmazásai az iparban és elektronikában.

Biológiai szerep és egészség

  • A cink esszenciális nyomelem: számos enzim kofaktora, fontos a fehérjeszintézisben, a sejtosztódásban, az immunműködésben és a sebgyógyulásban.
  • A felnőttek ajánlott napi beviteli értéke általában 8–11 mg körül van; a felső tolerálható határérték (UL) felnőttek számára kb. 40 mg/nap.
  • A cinkhiány növekedési zavarokhoz, immundeficienciához, ízérzékelési rendellenességekhez és bőrproblémákhoz vezethet.
  • Túladagolás esetén hányinger, hányás, hasmenés jelentkezhet, továbbá a túl sok cink gátolhatja a réz felszívódását, ami vérszegénységhez vezethet.
  • Topikálisan alkalmazott cink-oxid általában biztonságos; belsőleg alkalmazva azonban a dózisokra figyelni kell.

Környezeti és biztonsági megfontolások

  • A cink és vegyületei mérsékelten toxikusak lehetnek vízi élőlényekre nagy koncentrációban; bányászat és feldolgozás során környezetszennyezés alakulhat ki, ezért fontos a felelős bánásmód és a technológiák korszerűsítése.
  • A cink jól újrahasznosítható: a fém újrahasznosítása jelentősen csökkenti az ércbányászat szükségességét és az energiafelhasználást.

Történet

A cinket és ötvözeteit (pl. sárgaréz) már az ókorban is ismerték; a fém tiszta formájának előállítását Európában általában Andreas Marggrafhoz kötik (1746 körül), bár független eljárásokat korábban is alkalmaztak Ázsiában. A "zinc" név valószínűleg a német "Zink" szóból ered.

Összefoglalva: a cink sokoldalú, ipari és biológiai szempontból egyaránt fontos fém. Széles körű ipari felhasználása, korrózióvédő szerepe és esszenciális biológiai funkciói miatt kiemelt jelentőségű nyersanyag.