Zinco
Lo zinco è un metallo del blocco d appartenente al 4 Periodo e al 12° Gruppo con numero atomico 30 e configurazione elettronica [Ar] 3d10, 4s2.
Viene spesso impropriamente classificato come un metallo di transizione tuttavia un metallo di transizione viene definito come un elemento che può dare uno o più ioni che presentano un orbitale d incompleto.
Tuttavia quando lo zinco ionizza perde due elettroni formando uno ione che ha configurazione elettronica [Ar] 3d10 che ha l’orbitale d pieno e pertanto non rientra nei metalli di transizione.
Sin dai tempi antichi lo zinco è stato usato, unitamente al rame per ottenere l’ottone riscaldando rame, ossido di zinco e carbone. Lo zinco formatosi per riduzione del suo ossido andava a costituire la lega e quindi il metallo non era riconosciuto come tale.
Fu solo nel XV secolo che a Zawar nel Rajasthan in India fu ottenuto per la prima volta lo zinco a partire dal minerale calamina. Nel mondo occidentale fu il chimico tedesco Andreas Sigismund Marggraf nel 1746 che ottenne lo zinco riscaldando la calamina in presenza di carbone.
I minerali da cui viene estratto lo zinco sono in prevalenza la sfalerite dove lo zinco è contenuto sotto forma di solfuro ZnS e la calamina dove è contenuto sotto forma di carbonato ZnCO3. Lo zinco che ha un reticolo cristallino esagonale compatto è duttile e malleabile, ma in presenza di impurità diventa fragile.
Ottenimento
Per ottenere lo zinco metallico il solfuro di zinco viene ossidato a ossido di zinco secondo la reazione:
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2
Mentre il carbonato di zinco subisce una decomposizione termica secondo la reazione:
ZnCO3 → ZnO + CO2
L’ossido di zinco viene successivamente ridotto a zinco metallico per via termica o per via elettrolitica.
Lo zinco metallico appena ottenuto ha un colore bianco-azzurro ma in breve tempo si ossida all’aria assumendo il tipico colore grigio. La reazione con l’aria passiva lo zinco con formazione di carbonato basico di zinco
Zn5(HO)6(CO3)2 proteggendolo a lungo. Per questo motivo lo zinco viene usato nei trattamenti protettivi di altri metalli ed in particolare per l’acciaio specie dall’industria automobilistica tramite il processo di zincatura.
Zincatura
La zincatura può essere effettuata in modi diversi: uno dei metodi è quello elettrochimico per elettrodeposizione.
Il materiale da proteggere che costituisce il catodo viene immerso in una soluzione contenente sali di zinco in cui sono poste barre di zinco puro. Alla chiusura del circuito lo ione zinco si riduce a zinco metallico depositandosi sulla superficie del materiale da proteggere mentre l’anodo di zinco si ossida andando a ripristinare la concentrazione dello ione zinco in soluzione. In questo modo si ottiene un’adesione superficiale dello zinco sul materiale da proteggere.
Reazioni
Lo zinco viene attaccato dagli acidi con formazione di ioni zinco e idrogeno gassoso:
Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq)+ H2(g)
Lo zinco reagisce con gli alogeni per dare composti binari aventi formula ZnX2 che sono degli acidi di Lewis.
