Çinko

Çinko, ₃₀Zn

Çinko
Görünüm	gümüş grisi
Standart atom ağırlığı Ar, std(Zn)	7001653800000000000♠65.38(2)
Periyodik tablodaki Çinko
– ↑ Zn ↓ Cd bakır ← çinko → galyum
Atom numarası (Z)	30
Grup	12. grup
Period	periyot 4
Blok	d-blok
Element kategorisi	Geçiş sonrası metal, alternatif olarak bir geçiş metali olarak kabul edilir
Elektron konfigürasyonu	[Ar] 3d10 4s2
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 2
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	692.68 K ​(419.53 °C, ​787.15 °F)
Kaynama noktası	1180 K ​(907 °C, ​1665 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	7.14 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)	6.57 g/cm3
Isı entalpisi	7.32 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	115 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	25.470 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 610 670 750 852 990 1179
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−2, 0, +1, +2 (bir amfoterik oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.65
İyonlaşma enerjisi	1.: 906.4 kJ/mol 2.: 1733.3 kJ/mol 3.: 3833 kJ/mol (daha fazlası)
Atom yarıçapı	deneysel: 134 pm
Kovalent yarıçapı	122±4 pm
Van der Waals yarıçapı	139 pm
çinko spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​yakın altıgen paketleme (hcp)
Sesin hızı klay çubuk	3850 m/s (r.t.) (rolled)
Termal Genleşme	30.2 µm/(m·K) (25 °C)
Termal iletkenlik	116 W/(m·K)
Elektriksel direnç	59.0 nΩ·m (20 °C)
Manyetik sıralama	diyamanyetik
Manyetik alınganlık	−11.4·10−6 cm3/mol (298 K)
Young modülü	108 GPa
Kayma modülü	43 GPa
Bulk modülü	70 GPa
Poisson oranı	0.25
Mohs sertliği	2.5
Brinell sertliği	327–412 MPa
CAS Numarası	7440-66-6
Tarihçe
Keşfeden	Hint metalürji (MÖ 1000'den önce)
İlk izolasyon	Andreas Sigismund Marggraf (1746)
Eşsiz bir metal olarak tanınan	Rasaratna Samuccaya (800)
çinko ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 64Zn 49.2% kararlı 65Zn syn 244 d ε 65Cu γ – 66Zn 27.7% kararlı 67Zn 4.0% kararlı 68Zn 18.5% kararlı 69Zn syn 56 min β− 69Ga 69mZn syn 13.8 h β− 69Ga 70Zn 0.6% kararlı 71Zn syn 2.4 min β− 71Ga 71mZn syn 4 d β− 71Ga 72Zn syn 46.5 h β− 72Ga

Çinko, sembolü Zn ve atom numarası 30 olan kimyasal bir elementtir. Çinko, oda sıcaklığında hafif kırılgan bir metaldir ve oksidasyon giderildiğinde mavi-gümüşi bir görünüme sahiptir. Periyodik tablonun 12. grubundaki ilk elementtir. Bazı açılardan, çinko kimyasal olarak magnezyuma benzer: her iki eleman da sadece bir normal oksidasyon durumu (+2) sergiler ve Zn²⁺ ve Mg²⁺ iyonları benzer büyüklüktedir. Çinko, yer kabuğunda 24. en bol bulunan elementtir ve beş kararlı izotop içerir. En yaygın çinko cevheri, bir çinko sülfür minerali olan sfalerittir (çinko blende). En büyük uygulanabilir maden damarları Avustralya, Asya ve ABD'de bulunmaktadır. Çinko, cevherin köpükle yüzdürülmesi, kavurma ve elektrik kullanılarak son ekstraksiyon (elektrolizleme) ile rafine edilir.

Çeşitli oranlarda bakır ve çinko alaşımı olan pirinç, Ege, Irak, Birleşik Arap Emirlikleri, Kalmıkya, Türkmenistan ve Gürcistan'da M.Ö. üçüncü binyıl, Batı Hindistan, Özbekistan, Suriye, Irak ve İsrail / Filistin, İran'da MÖ 2. binyıl kadar erken bir tarihte kullanılmıştır. Çinko metal, antik Romalılar ve Yunanlılar tarafından bilinmesine rağmen, Hindistan'da 12. yüzyıla kadar büyük ölçekte üretilmedi. Rajasthan madenleri, MÖ 6. yüzyıla kadar uzanan çinko üretimine dair kesin kanıtlar verdi. Bugüne kadar, saf çinkonun en eski kanıtı, Rajasthan'da, saf çinko yapmak için bir damıtma işleminin kullanıldığı MS 9. yüzyılın başlarında Zawar'dan geliyor. Simyagerler, "filozofun yünü" veya "beyaz kar" olarak adlandırdıkları şeyi oluşturmak için havada çinko yaktılar.

Element muhtemelen Almanca Zinke (çatal, diş) kelimesinden sonra simyacı Paracelsus tarafından adlandırılmıştır. Alman kimyacı Andreas Sigismund Marggraf, 1746'da saf metalik çinko keşfetmesiyle ünlüdür. Luigi Galvani ve Alessandro Volta tarafından yapılan çalışmalar, çinkonun elektrokimyasal özelliklerini 1800 yılına kadar ortaya çıkardı. Demirin korozyona dayanıklı çinko kaplaması (sıcak daldırma galvanizleme) çinko için ana uygulamadır. Diğer uygulamalar elektrik pilleri, küçük yapısal olmayan dökümler ve pirinç gibi alaşımlardır. Çinko karbonat ve çinko glukonat (diyet takviyeleri olarak), çinko klorür (deodorantlarda), çinko pirition (kepek önleyici şampuanlar), çinko sülfür (ışıldayan boyalarda) ve organik laboratuvarda dimetilzinc veya dietilzinc gibi yaygın olarak çeşitli çinko bileşikleri kullanılır.

Çinko, doğum öncesi ve doğum sonrası gelişim de dahil olmak üzere önemli bir mineraldir. Çinko eksikliği gelişmekte olan dünyada yaklaşık iki milyar kişiyi etkiler ve birçok hastalıkla ilişkilidir. Çocuklarda eksiklik büyüme geriliğine, gecikmiş cinsel olgunlaşmaya, enfeksiyon duyarlılığına ve ishale neden olur. Reaktif merkezde bir çinko atomuna sahip enzimler, insanlarda alkol dehidrojenaz gibi biyokimyada yaygındır.

Aşırı çinko tüketimi ataksi, uyuşukluk ve bakır eksikliğine neden olabilir.

Özellikleri

Fiziki ozellikleri

Çinko mavimsi beyaz, parlak, diyamanyetik bir metaldir, ancak metalin en yaygın ticari sınıfları donuk bir görünüme sahiptir. Demirden biraz daha az yoğundur ve altıgen bir kristal yapıya sahiptir, çarpık bir altıgen yakın ambalaj formuna sahiptir, burada her atomun kendi düzleminde en yakın altı komşusu (265.9 pm'de) ve altı diğeri 290.6 pm daha fazla mesafede bulunur. Metal çoğu sıcaklıkta sert ve kırılgandır, ancak 100 ila 150 °C arasında dövülebilir hale gelir. 210 °C'nin üstünde, metal tekrar kırılgan hale gelir ve dövülerek toz haline getirilebilir. Çinko, adil bir elektrik iletkenidir. Bir metal için çinkonun nispeten düşük erime (419.5 °C) ve kaynama noktaları (907 °C) vardır. Erime noktası, cıva ve kadmiyum dışında tüm d-blok metallerin en düşük noktasıdır; bunun için, diğer nedenlerin yanı sıra, çinko, kadmiyum ve cıva genellikle d-blok metallerin geri kalanı gibi geçiş metalleri olarak kabul edilmez.

Birçok alaşım pirinç dahil çinko içerir. Çinko ile ikili alaşımlar oluşturduğu uzun zamandır bilinen diğer metaller alüminyum, antimon, bizmut, altın, demir, kurşun, cıva, gümüş, kalay, magnezyum, kobalt, nikel, tellür ve sodyumdur. Ne çinko ne de zirkonyum ferromanyetik olmamasına rağmen, alaşımları ZrZn₂, 35 K'nin altında ferromanyetizma sergiler.

Bir çinko çubuk, büküldüğünde ağlamaya benzer şekilde karakteristik bir ses çıkarır.

Bulunuşu

Çinko, yerkabuğunun yaklaşık 75 ppm'sini (% 0.0075) oluşturur ve onu 24. en bol element haline getirir. Toprakta 5-770 ppm'de ortalama 64 ppm ile çinko içerir. Deniz suyunda sadece 30 ppb ve atmosferde 0.1-4 µg/m³'tür. Element normal olarak cevherlerdeki bakır ve kurşun gibi diğer ana metallerle ilişkili olarak bulunur. Çinko bir kalkofildir, yani elementin, hafif kalkojen oksijen veya halojenler gibi kalkojen olmayan elektronegatif elementler yerine, kükürt ve diğer ağır kalkojenlerle birlikte minerallerde bulunması daha olasıdır. Kabuk olarak oluşan sülfitler, erken Dünya atmosferinin azaltıcı koşulları altında katılaştı. Bir çinko sülfür formu olan sfalerit, konsantresi %60-62 çinko içerdiğinden en çok maden çinko içeren cevherdir.

Çinko için diğer kaynak mineraller arasında smithsonit (çinko karbonat), hemimorfit (çinko silikat), wurtzite (başka bir çinko sülfür) ve bazen hidrozincit (bazik çinko karbonat) bulunur. Wurtzite hariç, diğer tüm mineraller primordial çinko sülfürlerin ayrışmasıyla oluşmuştur.

Tespit edilen dünya çinko kaynakları toplamda yaklaşık 1.9-2.8 milyar ton. İran'daki en büyük rezervlere sahip Büyük yataklar Avustralya, Kanada ve ABD'de bulunmaktadır. Çinko rezervine ilişkin en son tahmin (mevcut madencilik ve üretim uygulamaları ile ilgili belirlenmiş minimum fiziksel kriterleri karşılamaktadır) 2009 yılında yapılmış ve kabaca 480 Mt. Diğer taraftan çinko rezervleri, belirleme sırasında ekonomik olarak geri kazanım uygunluğu (konum, derece, kalite ve miktar) olan jeolojik olarak tanımlanmış cevher cisimleridir. Arama ve maden geliştirme devam eden bir süreç olduğundan, çinko rezervlerinin miktarı sabit bir sayı değildir ve çinko cevheri kaynaklarının sürdürülebilirliği, günümüz çinko madenlerinin birleşik maden ömrünü basitçe tahmin ederek değerlendirilemez. Bu kavram, rafine edilmiş çinko üretiminin 1990-2010 yılları arasında %80 artmasına rağmen, çinko için rezerv ömrünün değişmediğini gösteren Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'ndan (USGS) alınan verilerle desteklenmektedir. Tarih boyunca 2002 yılına kadar yaklaşık 346 milyon ton çıkarıldı ve akademisyenler yaklaşık 109-305 milyon ton kullanımda olduğunu tahmin ettiler.

izotopları

Doğada beş kararlı çinko izotopu meydana gelir, ⁶⁴Zn en bol izotoptur (%49.17 doğal bolluk). Doğada bulunan diğer izotoplar ⁶⁶Zn (% 27.73), ⁶⁷Zn (%4.04), ⁶⁸Zn (%18.45) ve ⁷⁰Zn (%0.61). En bol izotop ⁶⁴Zn ve nadir ⁷⁰Zn, enerjik zeminlerde teorik olarak kararsızdır, ancak tahmini yarı ömürleri 4.3 × 10¹⁸ yılı ve 1.3 × 10¹⁶ yılını aşar, yani radyoaktiviteleri pratik amaçlar için göz ardı edilebilir.

Birkaç düzine radyoizotop karakterize edilmiştir. 243.66 günlük yarılanma ömrüne sahip olan ⁶⁵Zn, en az aktif radyoizotop, ardından 46.5 saatlik yarılanma ömrüne sahip ⁷²Zn'dir. Çinkonun 10 nükleer izomeri vardır. ⁶⁹mZn, en uzun yarılanma ömrüne sahiptir, 13.76 saat. Üst simge m, ölçülebilir bir izotopu gösterir. Metastabil izotopun çekirdeği hararetli bir durumdadır ve bir gama ışını şeklinde bir foton yayarak yer durumuna geri dönecektir. ⁶¹Zn'de üç hararetli metastatik durum ve ⁷³Zn'de iki tane hararetli durum vardır. ⁶⁵Zn, ⁷¹Zn, ⁷⁷Zn ve ⁷⁸Zn izotoplarının her birinin sadece bir hararetli metastabil durumu vardır.

Kütle sayısı 66'dan düşük olan bir çinko radyoizotopunun en yaygın bozunma modu elektron yakalamadır. Elektron yakalama sonucu oluşan bozunma ürünü, bir bakır izotopudur.

n
30Zn
+
e−
→ n
29Cu

Kütle sayısı 66'dan yüksek olan bir çinko radyoizotopunun en yaygın bozunma modu, galyumun izotopunu üreten beta bozunmasıdır (β−).

n
30Zn
→ n
31Ga
+
e−
+ Bağlantı tanımlanmadı eklemek için tıkla

Bileşikler ve kimya

Reaktivite

Çinko [Ar]3d¹⁰4s²'nin elektron konfigürasyonuna sahiptir ve periyodik tablonun 12. grubunun bir üyesidir. Orta derecede reaktif bir metal ve güçlü bir indirgeyici maddedir. Saf metalin yüzeyi hızla kararır, sonunda atmosferik karbon dioksit ile reaksiyona girerek temel çinko karbonat Zn
5(OH)
6(CO₃)
2'nin koruyucu bir pasifleştirici tabakasını oluşturur.

Çinko, parlak mavimsi yeşil bir alevle havada yanar ve çinko oksit dumanları verir. Çinko asitler, alkaliler ve diğer metal olmayan maddelerle kolayca reaksiyona girer. Son derece saf çinko, oda sıcaklığında asitlerle sadece yavaş reaksiyona girer. Hidroklorik veya sülfürik asit gibi güçlü asitler, pasifleştirici tabakayı çıkarabilir ve daha sonra su ile reaksiyona girerek hidrojen gazı açığa çıkarabilir.

Çinko kimyasında +2 oksidasyon durumu hakimdir. Bu oksidasyon durumundaki bileşikler oluştuğunda, dış kabuğun elektronları kaybolur ve elektronik konfigürasyona sahip çıplak bir çinko iyonu verir [Ar]3d¹⁰. Sulu çözeltide oktahedral kompleks, [Zn(H
2O)₆]2+
baskın türdür. Çinkonun, 285 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda çinko klorür ile kombinasyon halinde buharlaşması, +1 oksidasyon durumuna sahip bir çinko bileşiği olan Zn
2Cl
2'nin oluşumunu gösterir. +1 veya +2 dışındaki oksidasyon durumlarında hiçbir çinko bileşiği bilinmemektedir. Hesaplamalar, oksidasyon durumu +4 olan bir çinko bileşiğinin mevcut olmadığını gösterir.

Çinko kimyası, ilk sıradaki geçiş metalleri, nikel ve bakırın kimyasına benzer, ancak dolu bir d kabuğuna sahiptir ve bileşikler diyamanyetik ve çoğunlukla renksizdir. Çinko ve magnezyumun iyonik yarıçapları neredeyse aynıdır. Bu nedenle, eşdeğer tuzların bazıları aynı kristal yapıya sahiptir ve iyonik yarıçapın belirleyici bir faktör olduğu diğer durumlarda, çinko kimyası magnezyum ile çok ortaktır. Diğer açılardan, geç birinci sıra geçiş metalleri ile çok az benzerlik vardır. Çinko, daha yüksek kovalens derecesine sahip bağlar ve N ve S donörleri ile çok daha stabil kompleksler oluşturma eğilimindedir. Çinko kompleksleri çoğunlukla 4 veya 6 koordinatlıdır, ancak 5 koordinat kompleksleri bilinir.

Çinko(I) bileşikleri

Çinko(I) bileşikleri nadirdir ve düşük oksidasyon durumunu stabilize etmek için hacimli ligandlara ihtiyaç duyar. Çoğu çinko(I) bileşiği, cıva(I) bileşiklerinde bulunan [Hg₂]²⁺ dimerik katyonuna benzer şekilde resmi olarak [Zn₂]²⁺ çekirdeğini içerir. İyonun diyamanyetik doğası, dimerik yapısını doğrular. Zn-Zn bağı içeren ilk çinko (I) bileşiği ((η⁵-C₅Me₅) ₂Zn₂, aynı zamanda ilk dimetallosendir. [Zn₂]²⁺ iyonu çinko metal ve çinko(II) içinde hızla orantısızdır ve sadece erimiş ZnCl₂ içindeki bir metalik çinko çözeltisinin soğutulmasıyla sadece sarı bir cam elde edilmiştir.

Çinko(II) bileşikleri

İkili çinko bileşikleri, metaloidlerin çoğu ve soy gazlar dışındaki tüm ametaller için bilinir. ZnO oksit, nötr sulu çözeltilerde neredeyse çözünmeyen, ancak amfoterik, hem güçlü bazik hem de asidik çözeltilerde çözünen beyaz bir tozdur. Diğer kalkojenitler (ZnS, ZnSe ve ZnTe) elektronik ve optikte çeşitli uygulamalara sahiptir. Piknikogenitler (Zn
3N
2, Zn
3P
2, Zn
3As
2 ve Zn
3Sb
2), peroksit (ZnO
2), hidrit (ZnH
2) ve karbür (ZnC
2) de bilinmektedir. Dört halojenürden ZnF
2 en iyonik karaktere sahipken, diğerleri (ZnCl
2, ZnBr
2 ve ZnI
2) nispeten düşük erime noktalarına sahiptir ve daha kovalent karaktere sahip oldukları düşünülür.

Zn2+
içeren zayıf bazik çözeltilerde iyonları, hidroksit Zn(OH)
2 beyaz bir çökelti olarak oluşur. Daha güçlü alkalin çözeltilerinde, bu hidroksit çinkoatlar ([Zn(OH)₄]2−
) oluşturmak üzere çözündürülür. Nitrat Zn(NO₃)
2, klorat Zn(ClO₃)
2, sülfat ZnSO
4, fosfat Zn
3(PO₄)
2, molibdat ZnMoO
4, siyanür Zn(CN)
2, arsenit Zn(AsO₂)
2, arsenat Zn(AsO₄)
2·8H
2O ve kromat ZnCrO
4 (birkaç renkli çinko bileşiğinden biri) çinkonun diğer yaygın inorganik bileşiklerine birkaç örnektir. Organik bir çinko bileşiğinin en basit örneklerinden biri asetattır (Zn(O
2CCH₃)
2).

Organozink bileşikleri çinko-karbon kovalent bağları içeren bileşiklerdir. Dietilzink ((C
2H₅)
2Zn) sentetik kimyada bir reaktiftir. İlk olarak 1848'de çinko ve etil iyodürün reaksiyonundan bildirildi ve metal-karbon sigma bağı içerdiği bilinen ilk bileşikti.

Çinko testi

Kobaltikiyanit kağıdı (Rinnmann'ın Zn testi) çinko için kimyasal bir gösterge olarak kullanılabilir.

4 g K₃Co(CN)₆ ve 1 g KClO₃, 100 ml su üzerinde çözündürülür. Kağıt çözeltiye batırılır ve 100 °C'de kurutulur. Numunenin bir damlası kuru kağıda düşürülür ve ısıtılır. Yeşil disk çinkonun varlığını gösterir.

Tarihçe

Eski kullanım

Eski zamanlarda saf olmayan çinko kullanımının çeşitli izole örnekleri keşfedilmiştir. Çinko cevheri, çinkonun ayrı bir element olarak bulunmasından binlerce yıl önce çinko-bakır alaşımlı pirinç yapmak için kullanıldı. MÖ 14. yüzyıldan 10. yüzyıla kadar olan Judean pirinç %23 çinko içerir.

Pirinç üretiminin nasıl yapılacağı bilgisi M.Ö. 7. yüzyılda Antik Yunanistan'a yayıldı, ancak birkaç çeşit yapıldı. Kurşun, demir, antimon ve geri kalanını oluşturan diğer metallerle %80-90 çinko içeren alaşımlardan yapılmış süslemelerin 2.500 yaşında olduğu bulunmuştur. Bir Daçya arkeolojik alanında %87.5 çinko içeren muhtemelen tarih öncesi bir heykelciği bulunmuştur.

Bilinen en eski haplar, hidrozincit ve smithsonit çinko karbonatlarından yapılmıştır. Haplar ağrılı gözler için kullanıldı ve MÖ 140 yılında yıkılan Roma gemisi Relitto del Pozzino'da bulundu.

Pirinç üretimi M.Ö. 30 civarında Romalılar tarafından biliniyordu. Toz bir kalamin (çinko silikat veya karbonat), kömür ve bakırın bir potada birlikte ısıtılmasıyla pirinç yaptılar. Elde edilen kalamin pirinci daha sonra ya silahlarda kullanılmak üzere kalıplandı ya da dövüldü. Hristiyan döneminde Romalıların vurduğu bazı madeni paralar muhtemelen kalamin pirinçten yapılmıştır.

Strabo M.Ö. 1. yüzyılda yazıyor (ancak M.Ö. 4. yüzyıl tarihçi Theopompus'un kayıp işlerinden alıntı yaparak), bakırla karıştırıldığında pirinç yapan "sahte gümüş damlalarından" bahsediyor. Bu, eritme sülfür cevherlerinin bir yan ürünü olan küçük miktarlarda çinko anlamına gelebilir. Eritme fırınlarındaki bu tür kalıntılardaki çinko genellikle değersiz olduğu düşünüldüğü için atıldı.

Bern çinko tableti, çoğunlukla çinko olan bir alaşımdan yapılmış Roman Gaul'a ait adak plaketidir.

MS 300 ve 500 yılları arasında yazıldığı düşünülen Charaka Samhita, oksitlendiğinde pushpanjan üreten, çinko oksit olduğu düşünülen bir metalden bahsediyor. Hindistan'daki Udaipur yakınlarındaki Zawar'daki çinko madenleri Mauryan döneminden beri faaliyet göstermektedir (MÖ 322 ve 187). Bununla birlikte, burada metalik çinkonun eritilmesi, MS 12. yüzyılda başlamış gibi görünmektedir. Bir tahmin, bu yerin 12. ila 16. yüzyıllar arasında tahmini milyon ton metalik çinko ve çinko oksit ürettiğidir. Bir başka tahmin, bu dönemde toplam 60.000 ton metalik çinko üretimi vermektedir. Yaklaşık MS 13. yüzyılda yazılan Rasaratna Samuccaya, iki tür çinko içeren cevherden bahseder: biri metal ekstraksiyonu için, diğeri tıbbi amaçlar için kullanılır.

Erken çalışmalar ve adlandırma

Çinko, Hindu kralı Madanapala'ya (Taka hanedanının) atfedilen ve 1374 yılı hakkında yazılan tıbbi Lexicon'da Yasada veya Jasada adı altında bir metal olarak tanındı. Hindistan'da yün ve diğer organik maddelerle kalamini azaltarak saf çinkonun eritilmesi ve çıkarılması 13. yüzyılda gerçekleştirildi. Çinliler bu tekniği 17. yüzyıla kadar öğrenemediler.

Simyacılar havada çinko metalini yaktılar ve ortaya çıkan çinko oksidi bir yoğunlaştırıcı üzerinde topladılar. Bazı simyacılar bu çinko oksit lana felsefesini Latince "filozofun yünü" olarak adlandırdılar, çünkü yünlü kümelerde toplandı, diğerleri ise beyaz kar gibi göründüğünü ve nix albümü adını verdi.

Metalin adı muhtemelen ilk olarak 16. yüzyılda metale "çinko" veya "zinken" olarak atıfta bulunan İsviçre doğumlu bir Alman simyager olan Paracelsus tarafından belgelenmiştir. Kelime muhtemelen Alman zinkinden türetilmiştir ve sözde "diş benzeri, sivri veya pürüzlü" anlamına gelir (metalik çinko kristalleri iğne benzeri bir görünüme sahiptir). Zink ayrıca, Almanca zinn ile kalay anlamına gelen ilişkisi nedeniyle "kalay benzeri" anlamına da gelebilir. Yine bir başka olasılık, kelimenin Farsça taş anlamına gelen سن kelimesinden türetilmiş olmasıdır. Metal aynı zamanda Hint teneke, tutanego, kalamin ve spinter olarak da adlandırıldı.

Alman metalürist Andreas Libavius, 1596'da Portekiz'den yakalanan bir kargo gemisinden Malabar'ın "calay" adını verdiği miktarı aldı. Libavius, çinko olabilecek numunenin özelliklerini tanımladı. Çinko, 17. ve 18. yüzyılların başlarında Doğu'dan düzenli olarak Avrupa'ya ithal edildi, ancak bazen çok pahalıydı.

İzolasyon

Metalik çinko, MS 1300 yılında, Batı'dan çok daha erken bir zamanda Hindistan'da izole edilmiştir. Avrupa'da izole edilmeden önce yaklaşık 1600 'de Hindistan'dan ithal edildi. Avrupa'da teknolojik bilgi veren çağdaş bir kaynak olan Postlewayt'in Evrensel Sözlüğü, 1751'den önce çinkodan bahsetmedi, ancak element o zamandan önce çalışıldı.

Flaman metalürjisti ve simyacı P. M. de Respour, 1668'de çinko oksitten metalik çinko çıkardığını bildirdi. 18. yüzyılın başlarında, Étienne François Geoffroy, çinko oksidin, eritilmekte olan çinko cevherinin üzerine yerleştirilmiş demir çubuklar üzerinde sarı kristaller olarak nasıl yoğunlaştığını açıkladı. İngiltere'de, John Lane'in 1726'da iflas etmeden önce muhtemelen Landore'da çinko kokusu yapmak için deneyler yaptığı söyleniyor.

1738'de İngiltere'de William Champion, dikey imbik tarzı bir izabe makinesinde kalaminden çinko çıkarma işleminin patentini aldı. Tekniği Rajasthan'daki Zawar çinko madenlerinde kullanılana benziyordu, ancak Orient'i ziyaret ettiğini gösteren hiçbir kanıt yok. Şampiyon'un süreci 1851 yılına kadar kullanıldı.

Alman kimyager Andreas Marggraf, İsveçli kimyager Anton von Swab'ın çinko kalaminden dört yıl önce damıtmasına rağmen normalde saf metalik çinko keşfettiği için kredi alıyor. 1746 deneyinde Marggraf, bir metal elde etmek için bakır içermeyen kapalı bir kapta bir kalamin ve odun kömürü karışımını ısıtıyordu. Bu prosedür 1752'ye kadar ticari olarak uygulanabilir hale geldi.

Daha sonra çalışmalar

William Champion'un kardeşi John, 1758'de çinko sülfürün imbik sürecinde kullanılabilen bir okside kalsinlenmesi için bir işlemin patentini aldı. Bundan önce, çinko üretmek için sadece kalamin kullanılabilirdi. 1798'de Johann Christian Ruberg, ilk yatay imbik izabe makinesini inşa ederek ergitme sürecini geliştirdi. Jean-Jacques Daniel Dony, Belçika'da daha fazla çinko işleyen farklı bir yatay çinko izabe tesisi inşa etti. İtalyan doktor Luigi Galvani, 1780'de yeni kesilmiş bir kurbağanın omuriliğini pirinç bir kanca ile tutturulmuş bir demir rayına bağlamanın kurbağa bacağının seğirmesine neden olduğunu keşfetti. Yanlışlıkla sinir ve kasların elektrik üretme yeteneğini keşfettiğini ve bu etkiyi “hayvan elektriği” olarak adlandırdığını düşündü. Galvanik hücre ve galvanizleme süreci Luigi Galvani için isimlendirildi ve keşifleri elektrik pilleri, galvanizleme ve katodik korumanın yolunu açtı.

Galvani'nin arkadaşı Alessandro Volta, etkiyi araştırmaya devam etti ve 1800'de Voltaik kazıklarını icat etti. Volta'nın pili, her biri bir bakır plaka ve bir elektrolit ile bağlanan çinkodan oluşan basitleştirilmiş galvanik hücrelerden oluşuyordu. Bu birimleri seri olarak istifleyerek, bir bütün olarak Voltaik pil, tekli hücrelerden daha kolay kullanılabilen daha yüksek bir voltaja sahipti. Elektrik üretilir, çünkü iki metal plaka arasındaki Volta potansiyeli elektronların çinkodan bakıra akmasını ve çinkonun paslanmasını sağlar.

Çinkonun manyetik olmayan karakteri ve çözeltideki renk eksikliği, biyokimya ve beslenmedeki öneminin keşfedilmesini geciktirdi. Bu, 1940 yılında, karbondioksiti kandan temizleyen bir enzim olan karbonik anhidrazın aktif bölgesinde çinko olduğu gösterildiğinde değişti. Sindirim enzimi karboksipeptidaz, 1955'te bilinen ikinci çinko içeren enzim oldu.

Üretim

Mining and processing

En iyi çinko üretimi yapılan ülkeler 2017

Sıra	Ülke	Ton
1	Çin	4,400,000
2	Peru	1,470,000
3	Avustralya	842,000
4	Hindistan	833,000
5	Amerika Birleşik Devletleri	774,000
6	Meksika	674,000

Çinko kullanımda dördüncü en yaygın metaldir ve yıllık yaklaşık 13 milyon ton üretim ile sadece demir, alüminyum ve bakır izler. Dünyanın en büyük çinko üreticisi, Avustralya OZ Mineralleri ve Belçika Umicore'sunun birleşmesi Nyrstar. Dünyadaki çinkonun yaklaşık %70'i madencilikten, geri kalan %30'u ise ikincil çinkonun geri dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Ticari olarak saf çinko Özel Yüksek Sınıf olarak bilinir, genellikle SHG olarak kısaltılır ve %99.995 saftır.

Dünya çapında, yeni çinkonun %95'i, sfaleritin (ZnS) neredeyse her zaman bakır, kurşun ve demir sülfürleri ile karıştırıldığı sülfidik cevher yataklarından çıkarılır. Çinko madenleri dünyanın dört bir yanına dağılmış, ana alanlar Çin, Avustralya ve Peru'dur. Çin, 2014 yılında küresel çinko üretiminin %38'ini üretti.

Çinko metal, ekstraktif metalurji kullanılarak üretilir. Cevher ince öğütülür, daha sonra yaklaşık 50% çinko, %32 sülfür, %13 demir ve %5 Si0₂'den oluşan bir çinko sülfür cevheri konsantresi elde etmek için mineralleri gangdan ayırmak için (hidrofobiklik özelliğinde) köpük flotasyonundan geçirilir.

Kavurma, çinko sülfür konsantresini çinko okside dönüştürür:

2 ZnS + 3 O
2 → 2 ZnO + 2 SO
2

Sülfür dioksit, liç işlemi için gerekli olan sülfürik asit üretimi için kullanılır. Çinko üretimi için çinko karbonat, çinko silikat veya çinko spinel (Namibya'daki Skorpion Depozit gibi) tortuları kullanılıyorsa, kavurma atlanabilir.

İleri işlem için iki temel yöntem kullanılır: pirometalurji veya elektroliz. Pirometalurji, karbon veya karbon monoksit ile çinko oksidi 950 °C'de (1,740 °F) metale indirger; bu sıcaklıklarda uçucu olmayan diğer metallerden ayırmak için çinko buharı olarak damıtılır. Çinko buharı bir yoğunlaştırıcıda toplanır. Aşağıdaki denklemler bu işlemi tanımlar:

2 ZnO + C → 2 Zn + CO
2

ZnO + CO → Zn + CO
2

Elektrolizlemede çinko, cevher konsantresinden sülfürik asit ile süzülür:

ZnO + H
2SO
4 → ZnSO
4 + H
2O

Son olarak, çinko elektroliz ile indirgenir.

2 ZnSO
4 + 2 H
2O → 2 Zn + 2 H
2SO
4 + O
2

Sülfürik asit yenilenir ve liç adımına geri dönüştürülür.

Galvanizli hammadde bir elektrik ark ocağına beslendiğinde, çinko tozdan ağırlıklı olarak Waelz işlemi (2014 itibariyle %90) olmak üzere bir dizi işlemle geri kazanılır.

Çevresel Etki

Sülfidik çinko cevherlerinin arıtılması büyük miktarlarda sülfür dioksit ve kadmiyum buharı üretir. Eritme cürufu ve diğer kalıntılar önemli miktarda metal içerir. 1806-1882 yılları arasında Belçika'nın La Calamine ve Plombières kasabalarında yaklaşık 1.1 milyon ton metalik çinko ve 130 bin ton kurşun çıkarıldı. Geçmiş madencilik operasyonlarının çöpleri çinko ve kadmiyum içeriyor ve Geul Nehri'nin çökeltileri önemsiz miktarda metal içeriyor. Yaklaşık iki bin yıl önce, madencilik ve ergitme kaynaklı çinko emisyonları yılda 10 bin ton olarak gerçekleşti. 1850'den 10 kat arttıktan sonra, Çinko emisyonları 1980'lerde yılda 3.4 milyon tonu zirve yaptı ve 1990'larda 2.7 milyon tona geriledi, ancak Arktik troposferin 2005 yılında yapılan bir araştırması, buradaki konsantrasyonların düşüşü yansıtmadığını buldu. Antropojenik ve doğal emisyonlar 20 ile 1 arasında meydana gelir.

Sanayi ve madencilik alanlarından akan nehirlerdeki çinko 20 ppm kadar yüksek olabilir. Etkili kanalizasyon arıtımı bunu büyük ölçüde azaltır; Ren boyunca ileştirme, örneğin çinko seviyelerini 50 ppb'ye düşürmüştür. 2 ppm kadar düşük çinko konsantrasyonları, balıkların kanlarında taşıyabilecek oksijen miktarını olumsuz etkiler.

Çinko içeren çamurla madencilik, arıtma veya gübreleme nedeniyle çinko ile kirlenmiş topraklar, kilogram kuru toprak başına birkaç gram çinko içerebilir. Toprakta 500 ppm'yi aşan çinko seviyeleri, bitkilerin demir ve manganez gibi diğer temel metalleri emme kabiliyetine müdahale eder. Bazı toprak örneklerinde 2000 ppm ila 180.000 ppm (% 18) çinko seviyeleri kaydedilmiştir.

Uygulamalar

Çinko'nun başlıca uygulamaları şunları içerir (ABD için sayılar verilmiştir).

1. Galvanizleme (% 55)
2. Pirinç ve bronz (%16)
3. Diğer alaşımlar (%21)
4. Çeşitli (%8)

Korozyon önleyici ve piller

Çinko demir veya çelikten daha reaktiftir ve bu nedenle tamamen paslanana kadar neredeyse tüm yerel oksidasyonu çekecektir. Çinko korozyonu olarak koruyucu bir hidrozincit (Zn
5(OH)
6(CO
3)
2)) yüzey tabakası oluşur. Bu koruma, çinko tabakası çizildikten sonra bile sürer, ancak çinko korozyona uğrarken zamanla bozunur. Çinko elektrokimyasal olarak veya sıcak daldırma galvanizleme veya püskürtme yoluyla erimiş çinko olarak uygulanır. Galvanizleme zincir bağlantı eskrim, korkuluklar, asma köprüler, lightposts, metal çatılar, ısı eşanjörleri ve araba gövdelerinde kullanılır.

Çinkonun bağıl reaktivitesi ve oksidasyonu kendine çekme yeteneği onu katodik korumada (CP) etkili bir kurban anot haline getirir. Örneğin, gömülü bir boru hattının katodik koruması, çinkodan yapılan anotları boruya bağlayarak elde edilebilir. Çinko, elektrik akımını çelik boru hattına geçerken yavaşça korozyona uğratarak anot (negatif terminal) görevi görür. Çinko ayrıca deniz suyuna maruz kalan metalleri katodik olarak korumak için de kullanılır. Bir geminin demir dümenine bağlı bir çinko disk, dümen sağlam kalırken yavaşça paslanır. Benzer şekilde, bir pervaneye takılan bir çinko tıpa veya geminin omurgası için metal koruyucu koruma geçici koruma sağlar.

Standart elektrot potansiyeli (SEP) −0.76 volt olduğunda, piller için anot malzemesi olarak çinko kullanılır. (Lityum pillerdeki anotlar için daha reaktif lityum (SEP −3.04 V) kullanılır). Toz çinko bu şekilde alkalin pillerde kullanılır ve çinko karbon pillerin kasası (anot olarak da kullanılır) sac çinkodan oluşur. Çinko, çinko-hava pil / yakıt hücresinin anotu veya yakıtı olarak kullanılır. Çinko-seryum redoks akışlı batarya ayrıca çinko bazlı negatif yarım hücreye dayanır.

Alaşımlar

Yaygın olarak kullanılan bir çinko alaşımı, pirincin türüne bağlı olarak bakırın %3 ila %45 çinko ile alaşımlandığı pirinçtir. Pirinç genellikle bakırdan daha sünek ve daha güçlüdür ve üstün korozyon direncine sahiptir. Bu özellikler, iletişim ekipmanı, donanım, müzik aletleri ve su vanalarında yararlıdır.

Yaygın olarak kullanılan diğer çinko alaşımları arasında nikel gümüşü, daktilo metali, yumuşak ve alüminyum lehim ve ticari bronz bulunur. Çinko ayrıca çağdaş borulu org, borulardaki geleneksel kurşun / kalay alaşımı yerine kullanılır. % 85-88 çinko, %4-10 bakır ve %2-8 alüminyum alaşımları, bazı makine rulman tiplerinde sınırlı kullanım bulur. Çinko, 1982'den beri Amerikan madini para (pennies) içindeki ana metaldir. Çinko çekirdek, bakır bir madeni para görünümü vermek için ince bir bakır tabakası ile kaplanır. 1994 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde 13.6 milyar peni üretmek için 33.200 ton (36.600 kısa ton) çinko kullanıldı.

Az miktarda bakır, alüminyum ve magnezyum içeren çinko alaşımları, özellikle otomotiv, elektrik ve donanım endüstrilerinde dökümün yanı sıra spin dökümde de faydalıdır. Bu alaşımlar Zamak adı altında pazarlanmaktadır. Bunun bir örneği çinko alüminyumdur. Düşük erime noktası, alaşımın düşük viskozitesi ile birlikte küçük ve karmaşık şekillerin üretilmesini mümkün kılar. Düşük çalışma sıcaklığı, dökme ürünlerin hızlı soğutulmasına ve montaj için hızlı üretime yol açar. Prestal markası altında pazarlanan bir başka alaşım, %78 çinko ve %22 alüminyum içerir ve neredeyse çelik kadar güçlü ancak plastik kadar dövülebilir olduğu bildirilmektedir. Alaşımın bu süper esnekliği, seramik ve çimentodan yapılmış kalıp dökümleri kullanılarak kalıplanmasına izin verir.

Az miktarda kurşun ilavesiyle benzer alaşımlar levhalara soğuk haddelenebilir. %96 çinko ve %4 alüminyum alaşımı, demirli metal kalıplarının çok pahalı olacağı düşük üretim çalışması uygulamaları için damgalama kalıpları yapmak için kullanılır. Bina cepheleri, çatı kaplamaları ve derin çekme, rulo şekillendirme veya bükme ile oluşturulan sac metal için diğer uygulamalar için titanyum ve bakır içeren çinko alaşımları kullanılır. Alaşımsız çinko bu imalat işlemleri için çok kırılgandır.

Yoğun, ucuz, kolay işlenen bir malzeme olarak kurşun yerine çinko kullanılır. Kurşun endişelerinin ardından çinko, balıkçılıktan lastik balanslarına ve volanlara kadar çeşitli uygulamalar için ağırlıklarda ortaya çıkar.

Kadmiyum çinko tellürid (CZT), bir dizi küçük algılama cihazına ayrılabilen yarı iletken bir alaşımdır. Bu cihazlar entegre bir devreye benzer ve gelen gama ışını fotonlarının enerjisini tespit edebilir. Emici bir maskenin arkasındayken, CZT sensör dizisi ışınların yönünü belirleyebilir.

Diğer endüstriyel kullanımlar

2009'da ABD'deki çinko üretiminin yaklaşık dörtte biri çinko bileşiklerinde tüketilmiştir; çeşitli endüstriyel olarak kullanılır. Çinko oksit, boyalarda beyaz bir pigment olarak ve ısıyı dağıtmak için kauçuk üretiminde bir katalizör olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Çinko oksit, kauçuk polimerleri ve plastikleri ultraviyole radyasyondan (UV) korumak için kullanılır. Çinko oksidin yarı iletken özellikleri, varistörlerde ve fotokopi ürünlerinde yararlı olmasını sağlar. Çinko çinko-oksit döngüsü, hidrojen üretimi için çinko ve çinko okside dayanan iki aşamalı bir termokimyasal işlemdir.

Çinko klorür genellikle keresteye yangın geciktirici ve bazen de ahşap koruyucu olarak eklenir. Diğer kimyasalların imalatında kullanılır. Çinko metil (Zn(CH₃)
2) bir dizi organik sentezde kullanılır. Çinko sülfür (ZnS), saatler, röntgen ve televizyon ekranları ve parlak boyalar gibi ışıldayan pigmentlerde kullanılır. ZnS kristalleri, spektrumun orta kızılötesi kısmında çalışan lazerlerde kullanılır. Çinko sülfat boyalarda ve pigmentlerde bir kimyasaldır. Çinko pirition, zehirli boyalarda kullanılır.

Çinko tozu bazen model roketlerde itici olarak kullanılır. %70 çinko ve %30 kükürt tozunun sıkıştırılmış bir karışımı tutuşturulduğunda şiddetli bir kimyasal reaksiyon meydana gelir. Bu, büyük miktarlarda sıcak gaz, ısı ve ışık ile birlikte çinko sülfür üretir.

Çinko sac yapmak için çinko sac kullanılır.

Çinkonun en bol izotopu olan ⁶⁴Zn, 244 günlük bir yarılanma ömrüne sahip olan ve yoğun gama radyasyonu üreten yüksek radyoaktif ⁶⁵Zn'ye dönüştürülen nötron aktivasyonuna karşı çok hassastır. Bu nedenle, nükleer reaktörlerde bir korozyon önleyici ajan olarak kullanılan çinko oksit, kullanımdan önce ⁶⁴Zn tüketilir, buna tükenmiş çinko oksit denir. Aynı nedenden ötürü, çinko nükleer silahlar için bir tuzlama malzemesi olarak önerilmiştir (kobalt başka, daha iyi bilinen bir tuzlama malzemesidir). İzotopik olarak zenginleştirilmiş ⁶⁴Zn'lik bir ceket, patlayan bir termonükleer silahtan gelen yoğun yüksek enerjili nötron akısı tarafından ışınlanacak ve büyük miktarda ⁶⁵Zn oluşturacak ve bu da silahın serpintisinin radyoaktivitesini önemli ölçüde artıracaktır. Böyle bir silahın inşa edilmiş, test edilmiş veya kullanılmış olduğu bilinmemektedir.

⁶⁵Zn, çinko içeren alaşımların nasıl yıprandığını veya çinkonun organizmalardaki yolunu ve rolünü incelemek için bir izleyici olarak kullanılır.

Çinko ditiyokarbamat kompleksleri tarımsal fungisitler olarak kullanılır; bunlar Zineb, Metiram, Propineb ve Ziram'ı içerir. Çinko naftenat ahşap koruyucu olarak kullanılır. ZDDP formunda çinko, motor yağındaki metal parçalar için aşınmaya karşı bir katkı maddesi olarak kullanılır.

Organik Kimya

Organozinc kimyası, karbon-çinko bağları içeren, fiziksel özellikleri, sentezi ve kimyasal reaksiyonları tanımlayan bileşikler bilimidir. Birçok organozinc bileşiği önemlidir. Önemli uygulamalar arasında

• Bir oksalat esterin (ROCOCOOR) bir alkil halojenür R'X, çinko ve hidroklorik asit ile reaksiyona girdiği Frankland-Duppa Reaksiyonu, RR-COHCOOR'u oluşturmak için
• Α-halo-esterlerin ve aldehitlerin β-hidroksi esterlere dönüştürüldüğü Reformatskii reaksiyonu için
• Karbenoid (iyodometil) çinko iyodürün alken (veya alkin) ile reaksiyona girdiği ve siklopropana dönüştürdüğü Simmons-Smith reaksiyonu için
• Karbonil bileşikleri oluşturmak için organozinc bileşiklerinin ilave reaksiyonu için
• Magnezyum Grignard reaksiyonunun çinko eşdeğeri olan ve ikisi arasında daha iyi olan Barbier reaksiyonu (1899). Suyun varlığında, organomagnezyum halidin oluşumu başarısız olurken, Barbier reaksiyonu suda gerçekleşebilir.
• Aşağı yönde, organozincler Grignards'dan çok daha az nükleofiliktir ve pahalı ve kullanımı zordur. Ticari olarak temin edilebilen diorganozink bileşikleri dimetilzink, dietilzink ve difenilzinktir. Bir çalışmada, aktif organozinc bileşiği çok daha ucuz organobromin öncüllerinden elde edilir.
• Negishi bağlantısı ayrıca alkenler, arenler ve alkinlerde doymamış karbon atomları arasında yeni karbon-karbon bağlarının oluşumu için önemli bir reaksiyondur. Katalizörler nikel ve paladyumdur. Katalitik döngüde önemli bir adım, bir çinko halojenürün organik sübstitüentini, paladyum (nikel) metal merkezi ile başka bir halojenle değiştirdiği bir translasyonudur.
• Fukuyama kuplajı başka bir kuplaj reaksiyonudur, ancak reaktif olarak bir tioester kullanır ve bir keton üretir.

Çinko, asimetrik sentez dahil olmak üzere organik sentezde katalizör olarak, değerli metal komplekslerine ucuz ve kolayca bulunabilen bir alternatif olarak birçok uygulama buldu. Kiral çinko katalizörleri ile elde edilen sonuçlar (verim ve enantiyomerik fazlalık) paladyum, rutenyum, iridyum ve diğerleri ile elde edilenlerle karşılaştırılabilir ve çinko tercih edilen bir metal katalizörü haline gelir.

Diyet takviyesi

Çoğu tek tablet, tezgah üstü, günlük vitamin ve mineral takviyesinde çinko, çinko oksit, çinko asetat veya çinko glukonat gibi formlara dahil edilir. Çinko genellikle bir antioksidan olarak kabul edilir. Bununla birlikte, redoks etkisizdir ve bu nedenle böyle bir işleve sadece dolaylı olarak hizmet edebilir. Genel olarak, koruyucu önlem olarak yüksek çinko eksikliği riski (düşük ve orta gelirli ülkeler gibi) olduğunda çinko takviyesi önerilir.

Çinko eksikliği majör depresif bozukluk (MDB) ile ilişkilendirilmiştir ve çinko takviyeleri etkili bir tedavi olabilir.

Çinko, gelişmekte olan ülkelerdeki çocuklar arasında diyare ataklarını tedavi etmek için basit, ucuz ve kritik bir araç olarak hizmet eder. Çinko, ishal sırasında vücutta tükenir, ancak son çalışmalar çinkonun 10-14 günlük bir tedavi süreci ile yenilenmesinin ishal ataklarının süresini ve şiddetini azaltabileceğini ve gelecekteki olayları üç ay kadar önleyebileceğini düşündürmektedir.

Bir Cochrane incelemesi, çinko takviyesi alan kişilerin yaşa bağlı maküler dejenerasyona ilerleme olasılığının daha düşük olabileceğini belirtti.

Çinko takviyesi, daha önce etkilenen bebekler için ölümcül olan çinko emilimini etkileyen genetik bir bozukluk olan akrodermatit enteropati için etkili bir tedavidir.

Gastroenterit, muhtemelen gastrointestinal sistemdeki iyonların doğrudan antimikrobiyal etkisi ile çinkonun yutulması veya çinkonun emilmesi ve bağışıklık hücrelerinden yeniden salınması (tüm granülositler çinko salgılar) veya her ikisi ile güçlü bir şekilde zayıflatılır.

2011 yılında araştırmacılar, idrar örneğine büyük miktarlarda çinko eklenmesinin, ilaçları maskelediğini bildirdi. Araştırmacılar, oral olarak bir çinko diyet takviyesi tüketmenin aynı etkiye sahip olup olmadığını test etmediler.

Çinko, GABAA reseptörünün negatif bir allosterik modülatörüdür.

Absorpsiyonu

Çinko sülfat yaygın olarak kullanılan bir çinko formu olmasına rağmen, çinko sitrat, glukonat ve pikolinat da geçerli seçenekler olabilir. Bu formlar çinko oksitten daha iyi emilir.

Soğuk algınlığı

Çinko takviyeleri (sıklıkla çinko asetat veya çinko glukonat pastilleri) soğuk algınlığının tedavisi için yaygın olarak kullanılan bir grup diyet takviyesidir. Semptomların başlamasından sonraki 24 saat içinde 75 mg / gün'ü aşan dozlarda çinko takviyelerinin kullanılmasının, yetişkinlerde soğuk semptomların süresini yaklaşık 1 gün azalttığı gösterilmiştir. Ağızdan çinko takviyeleri ile olumsuz etkiler arasında kötü tat ve mide bulantısı bulunur. Çinko içeren burun spreylerinin burun içi kullanımı, koku duyusunun kaybı ile ilişkilendirilmiştir; sonuç olarak, Haziran 2009'da Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç İdaresi (USFDA) tüketicileri burun içi çinko ürünlerini kullanmayı bırakmaları konusunda uyardı.

İnsan rinovirüsü - insanlarda en yaygın viral patojen - soğuk algınlığının baskın nedenidir. Çinkonun soğuk algınlığı semptomlarının şiddetini ve / veya süresini azalttığı varsayılmış etki mekanizması, burun iltihabının baskılanması ve burun mukozasında rinoviral reseptör bağlanmasının ve rinoviral replikasyonun doğrudan inhibisyonudur.

Topikal kullanım

Topikal çinko preparatları arasında, genellikle çinko oksit formunda kullanılanlar bulunur. Çinko preparatları yaz aylarında güneş yanığına ve kışın rüzgar yanıklarına karşı koruyabilir. Her bebek bezi değişikliği ile bebeğin bebek bezi bölgesine (perine) ince uygulanır, bebek bezi döküntülerine karşı koruma sağlayabilir.

Şelatlı çinko diş macunlarında ve ağız gargaralarında ağız kokusunu önlemek için kullanılır.

Çinko pirition, kepeği önlemek için şampuanlara yaygın olarak dahil edilir.

topikal çinkonun etkili bir şekilde tedavi edildiği ve genital herpeste uzun süreli remisyon gösterdiği gösterilmiştir.

Biyolojik rolü

Çinko, insanlar ve diğer hayvanlar, bitkiler ve mikroorganizmalar için önemli bir eser elementtir. Çinko, 300'den fazla enzimin ve 1000 transkripsiyon faktörünün çalışması için gereklidir ve metallothioninlerde depolanır ve aktarılır. Demirden sonra insanlarda en bol bulunan ikinci iz metaldir ve tüm enzim sınıflarında ortaya çıkan tek metaldir.

Proteinlerde, çinko iyonları genellikle aspartik asit, glutamik asit, sistein ve histidinin amino asit yan zincirleri ile koordine edilir. Proteinlerde (diğer geçiş metallerinin yanı sıra) bu çinko bağlanmasının teorik ve hesaplamalı açıklaması zordur.

Kabaca 2-4 gram çinko insan vücuduna dağılmıştır. Çinkonun çoğu beyin, kas, kemik, böbrek ve karaciğerde olup, prostatta ve gözün en yüksek konsantrasyonlarındadır. Semen özellikle prostat bezi fonksiyonu ve üreme organı büyümesinde önemli bir faktör olan çinko bakımından zengindir.

Vücudun çinko homeostazı esas olarak bağırsak tarafından kontrol edilir. Burada ZIP4 ve özellikle TRPM7, doğum sonrası sağkalım için gerekli olan bağırsak çinko alımına bağlanmıştır.

İnsanlarda çinkonun biyolojik rolleri her yerde bulunur. "Çok çeşitli organik ligandlar" ile etkileşime girer ve RNA ve DNA'nın metabolizmasında, sinyal transdüksiyonunda ve gen ekspresyonunda rolleri vardır. Ayrıca apoptozu düzenler. 2015'teki bir gözden geçirme, insan proteinlerinin yaklaşık %10'unun (~ 3000) çinkoyu bağladığını, ayrıca yüzlerce nakil ve trafik çinkosuna eklediğini; benzer bir silico çalışmasında Arabidopsis thaliana bitki 2367 çinko ile ilgili protein bulundu.

Beyinde, çinko glutamaterjik nöronlar tarafından spesifik sinaptik veziküllerde depolanır ve nöronal uyarılabilirliği modüle edebilir. Sinaptik plastisitede ve böylece öğrenmede anahtar bir rol oynar. Çinko homeostazı ayrıca merkezi sinir sisteminin fonksiyonel düzenlenmesinde kritik bir rol oynar. Merkezi sinir sisteminde aşırı sinaptik çinko konsantrasyonları ile sonuçlanan çinko homeostazının düzensizliğinin, mitokondriyal oksidatif stres (örn. Kompleks I, kompleks III ve a-ketoglutarat, dehidrojenaz dahil olmak üzere) elektron taşıma zincirinde yer alan bazı enzimleri bozarak nörotoksisiteyi indüklediğine inanılmaktadır. kalsiyum homeostazının düzensizliği, glutamaterjik nöronal eksitotoksisite ve intranuronal sinyal transdüksiyonuna müdahale. L- ve D-histidin beyin çinko alımını kolaylaştırır. SLC30A3, serebral çinko homeostazına karışan birincil çinko taşıyıcıdır.

Enzimler

Çinko verimli bir Lewis asididir, bu da onu hidroksilasyon ve diğer enzimatik reaksiyonlarda faydalı bir katalitik ajan yapar. Metal ayrıca, biyolojik reaksiyonları gerçekleştirmek için onu kullanan proteinlerin konformasyonları hızla değiştirmesine izin veren esnek bir koordinasyon geometrisine sahiptir. Çinko içeren enzimlerin iki örneği, sırasıyla karbon dioksit (CO₂) regülasyonu ve proteinlerin sindirimi için hayati önem taşıyan karbonik anhidraz ve karboksipeptidazdır.

Omurgalı kanında karbonik anhidraz, CO₂'yi bikarbonata dönüştürür ve aynı enzim, bikarbonatı akciğerlerden ekshalasyon için tekrar CO₂'ye dönüştürür. Bu enzim olmadan, bu dönüşüm 7 normal kan pH'ında yaklaşık bir milyon kat daha yavaş gerçekleşir veya 10 veya daha yüksek bir pH gerektirir. İlişkisiz β-karbonik anhidraz, yaprak oluşumu, indol asetik asit (oksin) ve alkolik fermantasyon sentezi için bitkilerde gereklidir.

Karboksipeptidaz, proteinlerin sindirimi sırasında peptit bağlantılarını ayırır. Terminal peptit ile çinkoya bağlı bir C = O grubu arasında karbona pozitif bir yük veren bir koordinat kovalent bağı oluşur. Bu, çinkonun yakınındaki enzim üzerinde sindirilen proteinin polar olmayan kısmını çeken bir hidrofobik cep oluşturulmasına yardımcı olur.

Sinyal

Çinko, sinyal yollarını aktive edebilen bir haberci olarak kabul edilmiştir. Bu yolların birçoğu anormal kanser büyümesinde itici güç sağlar. ZIP taşıyıcıları aracılığıyla hedeflenebilirler.

Diğer proteinler

Çinko, çinko parmaklarında, bükülmelerinde ve kümelerinde tamamen yapısal bir rol oynar. Çinko parmaklar, DNA'nın replikasyonu ve transkripsiyonu sırasında DNA baz dizilerini tanıyan proteinler olan bazı transkripsiyon faktörlerinin parçalarını oluşturur. Bir çinko parmağındaki dokuz veya on Zn²⁺ iyonunun her biri, transkripsiyon faktöründeki dört amino aside koordine olarak bağlanarak parmak yapısının korunmasına yardımcı olur. Transkripsiyon faktörü DNA sarmalının etrafına sarılır ve parmaklarını DNA sekansına doğru bir şekilde bağlamak için kullanır.

Kan plazmasında, çinko albümin (%60, düşük afinite) ve transferrin (%10) ile bağlanır ve buna aktarılır. Transferrin ayrıca demiri de taşıdığından, aşırı demir çinko emilimini azaltır ve bunun tersi de geçerlidir. Bakır ile benzer bir antagonizma vardır. Kan plazmasındaki çinko konsantrasyonu, çinko alımından bağımsız olarak nispeten sabit kalır. Tükürük bezi, prostat, bağışıklık sistemi ve bağırsaktaki hücreler diğer hücrelerle iletişim kurmak için çinko sinyali kullanır.

Çinko, mikroorganizmalar içindeki metallothionein rezervlerinde veya hayvanların bağırsaklarında veya karaciğerinde tutulabilir. Bağırsak hücrelerindeki metallothionein, çinko emilimini %15-40 oranında ayarlayabilir. Bununla birlikte, yetersiz veya aşırı çinko alımı zararlı olabilir; fazla çinko özellikle bakır emilimini bozar, çünkü metallothionein her iki metali de emer.

İnsan dopamin taşıyıcısı, çinko bağlanması üzerine dopamin geri alımını inhibe eden ve amfetamin kaynaklı dopamin akışını in vitro büyüten yüksek afiniteli bir hücre dışı çinko bağlama bölgesi içerir. İnsan serotonin taşıyıcısı ve norepinefrin taşıyıcısı çinko bağlanma yerleri içermez. S100 veya NCS-1 gibi bazı EF-el kalsiyum bağlayıcı proteinler de çinko iyonlarını bağlayabilir.

Beslenme

Diyet önerileri

ABD Tıp Enstitüsü (IOM), 2001 yılında çinko için Tahmini Ortalama Gereksinimleri (EAR) ve Önerilen Diyet Ödeneklerini (RDA'lar) güncelledi. 14 yaş ve üstü kadınlar ve erkekler için çinko için mevcut EAR'lar sırasıyla 6.8 ve 9.4 mg / gündür. RDA'lar 8 ve 11 mg / gündür. Ortalama gereksinimlerden daha yüksek kişileri kapsayacak miktarları belirlemek için BKAlar EAR'lardan daha yüksektir. Hamilelik için RDA 11 mg / gündür. Laktasyon için RDA 12 mg / gündür. 12 aya kadar olan bebekler için RDA 3 mg / gündür. 1-13 yaş arası çocuklar için RDA yaşları 3 ila 8 mg / gün artar. Güvenliğe gelince, IOM, kanıt yeterli olduğunda vitaminler ve mineraller için tolere edilebilir üst alım seviyeleri (UL'ler) belirler. Çinko durumunda, yetişkin UL 40 mg / gündür (çocuklar için daha düşük). Toplu olarak EAR'lar, RDA'lar, AI'ler ve UL'ler Diyet Referans Alımları (DRI'ler) olarak adlandırılır.

Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), toplu bilgi setini RDA yerine Nüfus Referans Alımı (PRI) ve EAR yerine Ortalama Gereksinim ile Diyet Referans Değerleri olarak ifade eder. AI ve UL, ABD'dekiyle aynı olarak tanımlanır. 18 yaş ve üstü insanlar için, PRSA hesaplamaları karmaşıktır, çünkü EFSA diyetin fitat içeriği arttıkça daha yüksek ve daha yüksek değerler belirlemiştir. Kadınlar için PRI'lar, fitat alımı 300 ila 1200 mg / gün arttıkça 7.5 ila 12.7 mg / gün artar; erkekler için aralık 9.4 ila 16.3 mg / gün'dür. Bu PRI'lar ABD BKA'larından daha yüksektir. EFSA aynı güvenlik sorusunu gözden geçirdi ve UL'sini ABD değerinden çok daha düşük olan 25 mg / gün olarak ayarladı.

ABD gıda ve besin takviyesi etiketleme amaçları için, bir porsiyondaki miktar Günlük Değerin yüzdesi (%DV) olarak ifade edilir. Çinko etiketleme amaçları için Günlük Değerin %100'ü 15 mg idi, ancak 27 Mayıs 2016'da 11 mg'a revize edildi. Referans Günlük Alım'da eski ve yeni yetişkin Günlük Değerleri tablosu sunulmaktadır. Gıda ve takviye şirketleri bu değişikliğe uymak için 1 Ocak 2020'ye kadar zamanı var.

Diyet alımı

Et, balık, kabuklu deniz ürünleri, kümes hayvanı, yumurta ve süt ürünleri gibi hayvansal ürünler çinko içerir. Bitkilerdeki çinko konsantrasyonu topraktaki seviyeye göre değişir. Toprakta yeterli çinko bulunan en fazla çinko içeren gıda bitkileri buğday (tohum ve kepek) ve susam, haşhaş, yonca, kereviz ve hardal gibi çeşitli tohumlardır. Çinko ayrıca fasulye, fındık, badem, kepekli tahıllar, kabak çekirdeği, ayçiçeği çekirdeği ve frenk üzümünde bulunur. Bitki fitatları özellikle bakliyat ve tahıllarda bulunur ve çinko emilimine müdahale eder.

Diğer kaynaklar arasında güçlendirilmiş gıdalar ve çeşitli formlardaki diyet takviyeleri bulunur. 1998'de yapılan bir inceleme, Amerika Birleşik Devletleri'nde en yaygın takviyelerden biri olan çinko oksidin ve çinko karbonatın neredeyse çözünmez olduğu ve vücutta zayıf emildiği sonucuna varmıştır. Bu derleme, çinko oksit ve çinko karbonat tüketen kişilerde çinko asetat ve sülfat tuzları alanlara göre daha düşük plazma çinko konsantrasyonları bulan çalışmalara değinmiştir. Bununla birlikte, takviye için bir 2003 incelemesi, daha pahalı formlar kadar kolayca emilebilen ucuz, kararlı bir kaynak olarak tahılları (çinko oksit içeren) önerdi. 2005 yılında yapılan bir çalışmada, oksit ve sülfat dahil olmak üzere çeşitli çinko bileşiklerinin, mısır ekmeğine zenginleştirici olarak eklendiğinde emilimde istatistiksel olarak önemli farklılıklar göstermediği bulunmuştur.

Eksiklik

Gelişmekte olan dünyada yaklaşık iki milyar insan çinko noksanlığında yetersiz. Risk altındaki gruplar arasında gelişmekte olan ülkelerdeki çocuklar ve kronik hastalıkları olan yaşlılar bulunmaktadır. Çocuklarda enfeksiyon ve ishalde artışa neden olur ve dünya çapında yılda yaklaşık 800.000 çocuğun ölümüne katkıda bulunur. Dünya Sağlık Örgütü şiddetli yetersiz beslenme ve ishal için çinko takviyesini savunuyor. Çinko takviyeleri, özellikle düşük doğum ağırlığı veya bodur büyümesi olan çocuklar arasında hastalığı önlemeye ve mortaliteyi azaltmaya yardımcı olur. Bununla birlikte, çinko takviyeleri tek başına uygulanmamalıdır, çünkü gelişmekte olan dünyadaki birçok kişinin çeşitli eksiklikleri vardır ve çinko diğer mikro besinlerle etkileşir. Çinko eksikliği genellikle yetersiz diyet alımı nedeniyle olmakla birlikte, malabsorpsiyon, akrodermatit enteropati, kronik karaciğer hastalığı, kronik böbrek hastalığı, orak hücre hastalığı, diyabet, malignite ve diğer kronik hastalıklarla ilişkili olabilir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, federal bir gıda tüketimi araştırması, 19 yaşın üzerindeki kadınlar ve erkekler için ortalama tüketimin sırasıyla 9.7 ve 14.2 mg / gün olduğunu belirlemiştir. Kadınlar için %17, EAR'dan daha az tüketim, erkekler için %11. EAR altındaki yüzdeler yaşla birlikte artmıştır. Anketin en son yayınlanan güncellemesi (NHANES 2013-2014) yine yaşla birlikte alımın azalmasıyla birlikte daha düşük ortalamalar - 9.3 ve 13.2 mg / gün - rapor etmiştir.

Hafif çinko eksikliği belirtileri çeşitlidir. Klinik sonuçlar arasında depresif büyüme, ishal, iktidarsızlık ve gecikmiş cinsel olgunlaşma, alopesi, göz ve cilt lezyonları, iştah bozukluğu, biliş bozukluğu, bağışıklık fonksiyonlarında bozulma, karbonhidrat kullanımında bozukluklar ve üreme teratogenezi bulunur. Çinko eksikliği bağışıklığı bastırır, ancak aşırı çinko da yapar.

Bazı endişelere rağmen, batı vejetaryenler ve veganlar açık çinko eksikliğinden et yiyenlerden daha fazla acı çekmiyorlar. Başlıca çinko bitki kaynakları arasında pişmiş kuru fasulye, deniz sebzeleri, güçlendirilmiş tahıllar, soya gıdaları, fındık, bezelye ve tohumlar bulunur. Bununla birlikte, birçok tam tahıl ve lif içindeki fitatlar çinko emilimini engelleyebilir ve marjinal çinko alımının etkileri yeterince anlaşılamamıştır. Tohumlarda ve tahıl kepeklerinde bulunan çinko şelatlayıcı fitat, çinko malabsorpsiyonuna katkıda bulunabilir. Bazı kanıtlar, bazı vejeteryanlar gibi diyetlerde yüksek olanlarda ABD RDA'dan (yetişkin kadınlar için 8 mg / gün; yetişkin erkekler için 11 mg / gün) daha fazlasının gerekli olabileceğini göstermektedir. Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) kılavuzları, diyet fitat alımı daha fazla olduğunda daha yüksek çinko alımı önererek bunu telafi etmeye çalışır. Bu hususlar yeterli çinko biyobelirteçlerinin azlığı ile dengelenmelidir ve en yaygın kullanılan gösterge olan plazma çinko zayıf duyarlılığa ve özgüllüğe sahiptir.

Toprak iyileştirme

Calluna, Erica ve Vaccinium türleri çinko metalik topraklarda yetişebilir, çünkü ericoid mikorizal mantarların etkisi ile toksik iyonların translokasyonu önlenir.

Tarım

Çinko eksikliği, mahsul bitkilerinde en yaygın mikro besin eksikliği gibi görünmektedir; özellikle yüksek pH'lı topraklarda yaygındır. Çinko eksikliği olan topraklar, Türkiye ve Hindistan'ın yaklaşık yarısı, Çin'in üçte biri ve Batı Avustralya'nın çoğunda ekili arazilerde yetiştirilmektedir. Bu alanlarda çinko döllenmesine önemli tepkiler bildirilmiştir. Çinko eksikliği olan topraklarda yetişen bitkiler hastalığa daha duyarlıdır. Çinko, öncelikle kayaların ayrışması yoluyla toprağa eklenir, ancak insanlar fosil yakıt yanması, maden atığı, fosfat gübreleri, böcek ilacı (çinko fosfit), kireçtaşı, gübre, kanalizasyon çamuru ve galvanizli yüzeylerden parçacıklar yoluyla çinko eklenir. Çinko toksisitesi çok daha az yaygın olmasına rağmen, fazla çinko bitkiler için toksiktir.

Önlemler

Toksisite

Her ne kadar çinko sağlık için önemli bir gereklilik olsa da, fazla çinko zararlı olabilir. Çinkonun aşırı emilimi bakır ve demir emilimini bastırır. Çözeltideki serbest çinko iyonu bitkiler, omurgasızlar ve hatta omurgalı balıklar için oldukça zehirlidir. Serbest İyon Aktivite Modeli literatürde iyi oturmuştur ve sadece serbest iyonun mikromolar miktarlarının bazı organizmaları öldürdüğünü göstermektedir. Yeni bir örnek, 6 mikromolar sudaki tüm Daphnia'nın %93'ünü öldürdüğünü gösterdi.

Serbest çinko iyonu, aşındırıcı olana kadar güçlü bir Lewis asididir. Mide asidi, metalik çinkonun aşındırıcı çinko klorür vermek için kolayca çözündüğü hidroklorik asit içerir. 1982 sonrası bir Amerikan parçasını (%97.5 çinko) yutmak, asidik midede çinko iyonunun yüksek çözünürlüğü sayesinde mide astarına zarar verebilir.

Kanıtlar, günde 100-300 mg çinko alan kişilerin indüklenmiş bakır eksikliğine maruz kalabileceğini göstermektedir. 2007 yılında yapılan bir çalışmada, günde 80 mg alan yaşlı erkeklerin, plasebo alanlardan daha sık idrar komplikasyonları nedeniyle hastaneye yatırıldığı gözlemlendi. 100-300 mg düzeyleri bakır ve demir kullanımını etkileyebilir veya kolesterolü olumsuz yönde etkileyebilir. Toprakta 500 ppm'den fazla çinko, demir ve manganez gibi diğer temel metallerin bitki emilimini engeller. Çinko sarsıntıları veya "çinko titremeleri" adı verilen bir durum, galvanizli malzemeleri lehimlerken veya kaynak yaparken çinko dumanlarının solunmasıyla kaynaklanabilir. Çinko, gram başına 17 ila 38 mg çinko içerebilen yaygın bir protez kremidir. Bu ürünlerin sakatlığı ve hatta aşırı kullanımından ölümler olduğu iddia edildi.

ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA), çinkonun buruntaki sinir reseptörlerine zarar verdiğini ve anozmiye neden olduğunu belirtir. Çocuk felci enfeksiyonlarını önlemek için başarısız bir girişimde çinko preparatlarının kullanıldığı 1930'larda anosmi raporları da gözlemlenmiştir. 16 Haziran 2009'da FDA, çinko bazlı burun içi soğuk ürünlerin mağaza raflarından çıkarılmasını emretti. FDA, koku kaybının hayatı tehdit edici olabileceğini, çünkü kokusu bozulmuş insanların sızan gaz veya dumanı tespit edemediklerini ve yiyeceklerin yemeden önce bozulup bozulmadığını söyleyemediklerini söyledi.

Son araştırmalar, topikal antimikrobiyal çinko piritionının, kültürlenmiş insan keratinositleri ve melanositlerinde PARP'ye bağlı enerji krizinin indüksiyonu ile genomik bütünlüğü bozabilecek güçlü bir ısı şoku tepki indükleyicisi olduğunu göstermektedir.

Zehirleme

1982 yılında, ABD darpanesi bakır kaplı ama esas olarak çinko içeren madeni para basmaya başladı. Çinko peni ölümcül olabilen çinko toksikozu riski taşır. Bildirilen 425 peni (1 kg'dan fazla çinko) kronik yutma olgusu gastrointestinal bakteriyel ve fungal sepsise bağlı ölümle sonuçlandı. 12 gram çinko alan başka bir hasta sadece uyuşukluk ve ataksi (kas hareketlerinin ağır koordinasyon eksikliği) gösterdi. Çinko madeni para yutulması ile çinko zehirlenmesi yaşayan insanlar hakkında başka birkaç vaka bildirilmiştir.

Flamalar ve diğer küçük paralar bazen köpekler tarafından yutulur ve yabancı nesnelerin veterinerlikle uzaklaştırılması gerekir. Bazı madeni paraların çinko içeriği, ciddi hemolitik anemi ve karaciğer veya böbrek hasarı nedeniyle köpeklerde genellikle ölümcül olan çinko toksisitesine neden olabilir; kusma ve ishal olası semptomlardır. Çinko papağanlar için oldukça zehirlidir ve zehirlenme genellikle ölümcül olabilir. Galvanizli kutularda depolanan meyve sularının tüketimi çinko ile kitle papağan zehirlenmelerine neden oldu.