Zink

Guten Tag und herzlich willkommen! Dieser Film heißt "Zink". Das Video gehört zur Reihe: Elemente. An Vorkenntnissen solltet ihr das naturwissenschaftliche Wissen bis zum 8. Schuljahr besitzen. Ich möchte dir einen Überblick über die Eigenschaften und die Verwendung des Zinks geben.

Den Film hab ich in 6 Abschnitte unterteilt: 1. Die Stellung im PSE (Periodensystem der Elemente) 2. Eigenschaften 3. Elternlos und heimatlos 4. Zink sträubt sich 5. Eine graue Maus mit Elefantenkräften 6. Die biologische Bedeutung   1. Die Stellung im Periodensystem der Elemente Im Periodensystem der Elemente befindet sich Zink in etwa hier, es gehört zur 2. Nebengruppe des Periodensystems. Alle Nebengruppenelemente sind Metalle, Zink ist auch ein Metall. Zink hat die Wertigkeit 2. Das chemische Symbol des Zinks ist Zn.   2. Eigenschaften Zink ist ein bläulich blassgraues, unedles Metall. Sein Bruch ist weiß. Seine Dichte beträgt 7,14 g/cm³. Die Dichten des Kupfers und Eisen sind größer als die Dichte des Zinks, Zink selber hat eine bedeutend höhere Dichte als Aluminium. Zink schmilzt relativ niedrig bei 420 °C. Das Metall reagiert leicht mit Säuren, dabei bilden sich Salze. Zink bildet an der Luft eine Verbindung, die es vor weiterer Zersetzung schützt, doch dazu später.   3. Elternlos und keine Heimat Schauen wir uns einmal an, wo nachweislich erstmals Zink hergestellt wurde. Einige Quellen belegen, dass dies in Indien vor 2500 Jahren geschah. Es gibt auch Berichte darüber, dass in Rom vor 2000 Jahren Zink hergestellt wurde. Marco Polo berichtete nach seinen Reisen über die Zinkherstellung in Persien. In Europa gerieten diese Überlieferungen in Vergessenheit. Die wissenschaftlichen Arbeiten von Paracelsius und Agricola im 16. Jahrhundert lieferten einen wichtigen Beitrag zur Zinkverhüttung. Sind die beiden somit die Entdecker des Zinks? Wohl kaum und es ist vielleicht besser, das Zink zu den Elementen des Altertums zu zählen, es hat keinen Entdecker.   4. Zink sträubt sich Bei der Zinkverhüttung in Europa sträubte sich Zink zunächst vor der eigenen Herstellung. Zunächst versuchte man Zinkoxid mit Kohle zu reduzieren und tatsächlich bildet sich daraus metallisches Zink. Da es aber flüchtig ist, verbindet es sich mit dem Sauerstoff der Luft. Bei der Reaktion von beiden bildet sich wieder Zinkoxid und wir sind da angelangt, wo wir vorher waren. In einer geschlossenen Retorte kann uns das nicht passieren und man kann aus Zinkoxid und Kohle durch chemische Reduktion Zink gewinnen.   5. Eine graue Maus mit Elefantenkräften Zunächst eine einfache Frage: In welchem Zeitalter leben wir? Betrachtet man die Verwendung der Metalle, so muss man sagen, dass wir uns nach wie vor im Eisenzeitalter befinden. Wir können auch sagen, wir leben im Zeitalter des Eisens und des Rostes und damit entsteht gleichzeitig ein weiteres Problem. Dieses zentrale Problem heißt Rostschutz. Wenn man Zinkpulver mit Zinkoxid in geeigneten Verhältnissen zusammen mit Leinöl vermischt, erhält man ein billiges, effektives und gleichzeitig ansehnliches Rostschutzmittel. Diese Rostschutzfarbe ist grau, sie wird großflächig für Industrieanlagen verwendet. 2 Fragen entstehen: Warum wird gerade Zink für den Rostschutz verwendet? Und die 2. Frage: Wie geht das überhaupt? Wie kann Zink Rostschutzmittel sein, wo es doch unedler als Eisen ist? Die 1. Frage ist relativ einfach zu beantworten: Zink wird verwendet, weil Chrom und Nickel teurer sind. Warum das unedle Zink Schutz vor Rost bietet, müssen wir etwas ausführlicher besprechen. Ein Stück Zink ist an der Luft mehreren Einflüssen ausgesetzt, und zwar dem Sauerstoff, dem Wasser und dem Kohlenstoffdioxid, alle 3 in gasförmiger Form. Alle 3 chemischen Verbindungen bilden zusammen mit dem Zink eine chemische Verbindung, diese zerstört jedoch das Zink nicht weiter, sondern bildet eine Schutzschicht um das Zinkmetall. Für die älteren von euch, man kann diese Schicht als ein Gemisch aus Zinkcarbonat und Zinkhydroxid auffassen. Andererseits habt ihr vielleicht den Begriff "Opfermetall" gehört. Wenn metallisches Zink metallisches Eisen kontaktiert, so kann das Eisen durchaus anfangen etwas zu rosten. Da Zink unedler ist als Eisen wird der Rost dieses Oxid sofort an das Zink übertragen und das Eisen bleibt erhalten. Wir haben hier eine Vorher-Nachher-Situation. Der Ausgang ist erfreulich, denn selbst wenn Zink etwas oxidiert, so schützt diese Schicht doch es selber und das Eisen vor weiterer Korrosion. Rostschutz unter Beteiligung von Zink erfolgt durch 2 prinzipielle Möglichkeiten: Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung von Zinkgegenständen. Beispiele dafür sind dieser Eimer oder auch Wannen, Armaturen oder Zinkgeschirr. Die 2. Möglichkeit ist das Verzinken. Das bedeutet das Auftragen einer Zinkschutzschicht auf das Eisen. Es gibt mehrere Möglichkeiten des Verzinkens. Dazu gehören: Zerstäubung, Tauchen, Galvanisches Verzinken und Sheradisieren. Bei der Zerstäubung wird auf die Metalloberfläche durch einen Zerstäuber Zinkstaub aufgebracht. Beim Tauchen wird der zu verzinkende Gegenstand in flüssiges Zink eingebracht. Beim Galvanischen Verzinken wird der zu verzinkende Gegenstand als Anode verwendet. Seine Oberfläche wird durch eine dünne Zinkschicht überdeckt. Beim Sheradisieren befindet sich der zu verzinkende Gegenstand zusammen mit staubförmigem Zink in einem Gefäß von erhöhter Temperatur. Durch Diffusion wandern die Zinkteilchen in die Oberfläche des Eisens ein. Es sei daran erinnert, dass Zink eine Vielzahl an nützlichen Legierungen ausbilden kann, zu nennen sind Messing und Bronze. Messing enthält außer Zink noch Kupfer. Unter anderem diese Muffen und Muttern werden aus Messing gefertigt. Bronzen, die Zink enthalten, werden für Skulpturen verwendet. Eine weitere wichtige Legierung ist Tombak, es enthält neben Kupfer bis zu 4% Zink. Tombak ist äußerlich von Gold kaum zu unterscheiden.   6. Die biologische Bedeutung des Zinks In der Medizin wird Zink in Augentropfen verwendet, als 0,25%iges Zinksulfat. Im Streupulver gegen Wundsein ist es als Zinkstearat enthalten. Es gibt auch ein Antiseptikum, das Zinkphenolsulfonat enthält. Im Stoffwechsel finden wir Carboanhydrase, ein Enzym, das Zink enthält. Interessanterweise findet man in den Schlangengiften der Kobras und Vipern das Element Zink. Man kann mit Fug und Recht sagen, dass die kleine Maus, das Zink, mit Elefantenkräften zu unser aller Nutzen wirkt. Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.