鋅

康熙字典

化學(xué)元素解釋：

簡介

鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進一步氧化。當(dāng)溫度達到225℃后，鋅氧化激烈。燃燒時，發(fā)出藍綠色火焰。鋅易溶于酸，也易從溶液中置換金、銀、銅等。[1]

性質(zhì)

元素名稱：鋅

元素符號：Zn

元素英文名稱：Zinc

相對原子質(zhì)量：65.39

元素類型：金屬元素

原子序數(shù)：30

質(zhì)子數(shù)：30

中子數(shù)：35

摩爾質(zhì)量：65

所屬周期：4

所屬族數(shù)：IIB

核外電子排布：2-8-18-2

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞。

顏色和狀態(tài)：帶藍的淺灰色

密度：7.133g/cm3(20℃)

熔點：419.6℃

沸點：907℃

原子半徑(計算值)：135(142)pm

純鋅呈藍白色，有光澤。硬度2.5(莫氏硬度)。具有延展性。密度7.14克/厘米3。熔點419.58℃，沸點907℃。化合價2。已知鋅有十五個同位素。是很好的導(dǎo)熱體和導(dǎo)電體。電離能9.394電子伏特。休學(xué)性質(zhì)比較活潑，但在空氣中較穩(wěn)定，與酸和堿作用會放出氫氣。

用途

主要礦石是鐵閃鋅礦或閃鋅礦ZnS。將礦石在空氣中煅燒成氧化鋅，然后用炭還原即得;或用硫酸浸出成硫酸鋅后，再用電解法將鋅沉積出來。

鋅的用途

由于鋅在常溫下表面易生成一層保護膜，所以鋅最大的用途是用于鍍鋅工業(yè)。鋅能和許多有色金屬形成合金，其中鋅與鋁、銅等組成的合金，廣泛用于壓鑄件。鋅與銅、錫、鉛組成的黃銅，用于機械制造業(yè)。含少量鉛鎘等元素的鋅板可制成鋅錳干電池負極、印花鋅板、有粉腐蝕照像制板和膠印印刷板等。鋅與酸或強堿都能發(fā)生反應(yīng)，放出氫氣。鋅肥(硫酸鋅、氯化鋅)有促進植物細胞呼吸、碳水化合物的代謝等作用。鋅粉、鋅鋇白、鋅鉻黃可作顏料。氧化鋅還可用于醫(yī)藥、橡膠、油漆等工業(yè)。自然界中，鋅多以硫化物狀態(tài)存在。主要含鋅礦物是閃鋅礦。也有少量氧化礦，如菱鋅礦和異鋅礦。

影響

一、健康危害

侵入途徑：吸入、食入。從鋅詿痿味、口渴、胸部緊束感、干咳、頭痛、頭暈、高熱、寒戰(zhàn)等。粉塵對眼有刺激性。口服刺激胃腸道。長期反復(fù)接觸對皮膚有刺激性

二、毒理學(xué)資料及環(huán)境行為

遷移轉(zhuǎn)化：天然水中的鋅以可溶的絡(luò)合物狀態(tài)存在。天然水中的鋅還要向底質(zhì)沉積物遷移轉(zhuǎn)化。鋅可與天然水中的粘土礦物締合，被吸附在日格中成為吸著離子，吸持的形式為Zn2+、ZnOH+及ZnCl+。此時鋅隨同粘土礦物沉積遷移到底質(zhì)中。鋅還可形成化學(xué)沉淀物向底質(zhì)遷移。含鋅廢水排放到天然水體中后，在堿性環(huán)境生成Zn(OH)2絮狀沉積物遷移到底質(zhì)中。Zn2+與S2-有很的親合力，也可形成溶度積極小的ZnS沉積到底質(zhì)中。測定結(jié)果表明，底質(zhì)沉積物中含鋅范圍為45～2221ppm，平均110ppn，是水體中鋅含量的10,000倍。水生動植物有很強的吸收鋅的能力，致使水中的鋅向生物體內(nèi)遷移。

一般說來，水生動植物體內(nèi)鋅的濃度可比水相中鋅的濃度高出1000～100,000倍。因此鳳眼蓮、菹草、金魚草、浮萍有希望作污水中鋅的凈化植物。土壤中鋅的遷移性取決于土壤的pH值。鋅在酸性土壤中容易發(fā)生遷移。當(dāng)土壤為酸性時，被粘土礦物吸附的鋅易于解脫，土壤中不溶的氫氧化鋅可和酸作用，轉(zhuǎn)變成可溶的Zn2+狀態(tài)，土壤中鋅以Zn2+為主，容易淋失遷移或被植物吸收，因此，缺鋅現(xiàn)象常常在酸性土壤中存在。

鋅濃度為2mg/L時，水有異味，濃度為5mg/L時水呈乳濁狀。對生物降解的影響：水中濃度1-3mg/L時，廢水的生物處理受抑制。

危險特性：具有強還原性。與水、酸類或堿金屬氫氧化物接觸能放出易燃的氫氣。與氧化劑、硫黃反應(yīng)會引起燃燒或爆炸。粉末與空氣能形成爆炸性混合物，易被明火點燃引起爆炸，潮濕粉塵在空氣中易自行發(fā)熱燃燒。

作用

鋅對人體的免疫功能起著調(diào)節(jié)作用，鋅能維持男性的正常生理機能，促進兒童的正常發(fā)育，促進潰瘍的愈合。常用于厭食、營養(yǎng)不良、生長緩慢的兒童，還可治療脫發(fā)、皮疹、口腔潰瘍、胃炎等。

鋅是人體中100多種酶的組成部分。這些酶在組織呼吸和蛋白質(zhì)、脂肪、糖、核酸等代謝中起重要作用。鋅是DNA聚合酶的必需組成部分，缺新時蛋白質(zhì)合成障礙。可導(dǎo)致侏儒癥、損傷組織愈合困難、胎兒發(fā)育受影響。鋅參加唾液蛋白構(gòu)成，鋅缺乏可導(dǎo)致味覺遲鈍，食欲減退。鋅參加維生素A還原酶和視黃醇結(jié)合蛋白的合成。促進性器官正常發(fā)育保持正常的性功能。缺鋅導(dǎo)致性成熟遲緩，性器官發(fā)育不全，性功能降低，精子減少，月經(jīng)不正常。

保護皮膚健康。缺鋅時皮膚粗糙、干燥、上皮角化和食道類角化;傷口愈合緩慢，易受感染。維護免疫功能。根據(jù)鋅在DNA合成中的作用，缺鋅時導(dǎo)致免疫細胞增殖減少，胸腺活力降低。由于鋅在抗氧化生化酶中的作用，缺鋅導(dǎo)致細胞表面受體發(fā)生變化。

鋅 - 生理功用

(1)參加人體內(nèi)許多金屬酶的組成 鋅是人機體中200多種酶的組成部分，在按功能劃分的六大酶類(氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類和合成酶類)中，每一類中均有含鋅酶。人體內(nèi)重要的含鋅酶有碳酸酐酶、胰羧肽酶、DNA聚合酶、醛脫氫酶、谷氨酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、丙酮酸氧化酶等。它們在組織呼吸以及蛋白質(zhì)、脂肪、糖和核酸等的代謝中有重要作用。

催化CO2+H2O→H2CO3反應(yīng)的碳酸酐酶以足夠的速率消除CO2而維持生命。因此，這種酶可使人免于CO2中毒，沒有這種酶就不能以足夠的速率消除CO2而維持生命。因此，這種酶對于CO2輸送的重要性有如紅細胞對氧的輸送。在人體紅細胞中，每mol的碳酸酐酶都含有1g原子的鋅。已證明在正常的病理條件下，紅細胞中鋅的含量與碳酸酐酶活力之間存在相關(guān)。

來自胰液的羧肽酶A和B，每mol蛋白質(zhì)都含有1g原子的鋅，鋅原子對這些酶的催化作用是必需的。在試管內(nèi)羧肽酶的鋅可被其它金屬如鈷、錳、鎳、鐵、鎘、汞和鉛所取代，結(jié)果顯著改變了催化作用和基質(zhì)的特異性。羧肽酶A和B兩者均隨胰液進入腸道，參加蛋白質(zhì)水解。其它含鋅酶，如堿性磷酸酶，乳酸脫氫酶、丙酮酸羧化酶、蘋果酸脫氫酶在蛋白質(zhì)、脂肪、糖的代謝中都有重要的作用。

(2)促進機體的生長發(fā)育和組織再生 鋅是調(diào)節(jié)基因表達即調(diào)節(jié)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)譯和轉(zhuǎn)錄的DNA聚合酶的必需組成部分，因此，缺鋅動物的突出的癥狀是生長、蛋白質(zhì)合成、DNA和RNA代謝等發(fā)生障礙。在人體，缺鋅兒童的生長發(fā)生到嚴重影響而出現(xiàn)缺鋅性侏儒癥。不論成人或兒童缺鋅都能使創(chuàng)傷的組織愈合困難。鋅不僅對于蛋白質(zhì)和核酸的合成而且對于細胞的生長、分裂和分化的各個過程都是必需的。因此，鋅對于正處于生長發(fā)育旺盛期的嬰兒、兒童和青少年，對于組織創(chuàng)傷的患者，是更加重要的營養(yǎng)素。鋅對于胎兒的生長發(fā)育很重要。妊娠期間甚至短時期缺鋅，也可使大鼠的后代發(fā)生先天性畸形。包括骨骼、大腦、心臟、眼、胃腸道和肺。胎兒的死亡率也增加。

(3)促進食欲 動物和人缺鋅時，出現(xiàn)食欲缺乏。口服組氨酸以造成人工缺鋅時(組氨酸可奪取體內(nèi)結(jié)合于白蛋白的鋅，使之從尿中排出，引起體內(nèi)缺鋅)，也可引起食欲顯著減退。這都證明鋅維持正常食欲中的作用。

(4)鋅缺乏對味覺系統(tǒng)有不良的影響，導(dǎo)致味覺遲鈍。鋅可能通過參加構(gòu)成一種含鋅蛋白-唾液蛋白對味覺及食欲起促進作用。

(5)促進性器官和性機能的正常 缺鋅大鼠前列腺和精囊發(fā)育不全，精子之減少，給鋅后可使之恢復(fù)。已發(fā)生睪丸退變者則不能恢復(fù)。在人體，缺鋅使性成熟推遲，性器官發(fā)育不全，性機能降低，精子減少，第二性征發(fā)育不全，月經(jīng)不正常或停止，如及時給鋅治療。這些癥狀都好轉(zhuǎn)或消失。

(6)保護皮膚健康 動物和人都可因缺鋅而影響皮膚健康，出現(xiàn)皮膚粗糙、干燥等現(xiàn)象。在組織學(xué)上可見上皮角化和食道的類角化(這可能部分地與硫和粘多糖代謝異常有關(guān)，在缺鋅動物身上已發(fā)現(xiàn)了這種代謝異常)。這時皮膚創(chuàng)傷治愈變慢，對感染的易感性增加。

(7)參加免疫功能過程 鋅在保持免疫反應(yīng)中的作用近些年來已引起注意。根據(jù)它在DNA合成中的作用，推測它在參加包括免疫反應(yīng)細胞在內(nèi)的細胞復(fù)制中起著重要作用。缺鋅動物的胸腺萎縮，胸腺和脾臟重量減輕。人和動物缺鋅時T細胞功能受損，引起細胞介導(dǎo)免疫改變，使免疫力降低。同時缺鋅還可能使有免疫力的細胞增殖減少，胸腺因子活性降低，DNA合成減少，細胞表面受體發(fā)生變化。因此，機體缺鋅可削弱免疫機制，降低抵抗力，使機體易受細菌感染。1978年在牙買加的一次研究提示，鋅缺乏是蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良嬰兒免疫力缺乏的原因。[2]

鋅 - 具有鋅的食物

鋅元素主要存在于海產(chǎn)品、動物內(nèi)臟中，其它食物里含鋅量很少，水、主食類食物以及孩子們愛吃的蛋類里幾乎都沒有鋅，含有鋅的蔬菜和水果也不是很多。瘦肉、豬肝、魚類、蛋黃等。其中以牡蠣含鋅最為高。據(jù)化驗，動物性食品含鋅量普遍較多，每一百克動物性食品中大約含鋅3—5毫克，并且動物性蛋白質(zhì)分解后所產(chǎn)生的氨基酸還能促進鋅的吸收。植物性食品中鋅較少。每一百克植物性食品中大約含鋅1毫克。各種植物性食物中含鋅量比較高的有豆類、花生、小米、蘿卜、大白菜等。

鋅是微量元素的一種，在人體內(nèi)的含量以及每天所需攝入量都很少，但對機體的性發(fā)育、性功能、生殖細胞的生成卻能起到舉足輕重的作用，故有“生命的火花”與“婚姻和諧素”之稱。

人體正常含鋅量為2-3克。絕大部分組織中都有極微量的鋅分布,其中肝臟、肌肉和骨骼中含量較高。鋅是體內(nèi)數(shù)

十種酶的主要成分。鋅還與大腦發(fā)育和智力有關(guān)。美國一個大學(xué)發(fā)現(xiàn)，聰明、學(xué)習(xí)好的青少年，體內(nèi)含鋅量均比愚鈍者高。鋅還有促進淋巴細胞增殖和活動能力的作用，對維持上皮和粘膜組織正常、防御細菌、病毒侵入、促進傷口愈合、減少痤瘡等皮膚病變,及校正味覺失靈等均有妙用。

歷史

鋅和銅的合金—黃銅，早被古人利用，黃銅的生產(chǎn)可能是冶金學(xué)上最早的偶然發(fā)現(xiàn)之一。但是人們?nèi)〉娩\比較晚，碳和鋅礦共熱時，溫度很快高達1000℃，而鋅在923℃沸騰，在此溫度下成蒸汽狀態(tài)，隨煙散失，不易為古代人們察覺，只有當(dāng)人們掌握了冷凝氣體的方法后，單質(zhì)鋅才有可能被取得。因此，鋅登上歷史舞臺的時間要比銅、錫、鐵、鉛晚的多。

據(jù)國外學(xué)者們考證，中國古代勞動人民首先生產(chǎn)出鋅。中國制取鋅的方法講述最清楚的出現(xiàn)在明朝末年宋應(yīng)星著述的《天工開物》中。西方認為最早講到鋅的是德國貴族政治學(xué)家龍涅斯在1617年發(fā)表的著工人們稱它為zinck或conterfeht，這種白色金屬像是錫，但比較硬，缺乏延展性，沒有太大用途。鋅的拉丁名稱zincum和元素符號Zn由此而來。

1737年和1746年德國礦物學(xué)家亨克爾和化學(xué)家馬格拉夫先后將菱鋅礦與木炭共置陶制密閉容器中燒，得到金屬鋅。拉瓦錫在1789年發(fā)表的元素表中，首先將鋅列為元素。