Zinek je důležitý kov. Nachází uplatnění ve většině průmyslových odvětví. Je bílý, namodralý a silný. V horkém stavu se však dá snadno tvarovat. Teplota tání zinku je jednou z nejvýznamnějších vlastností tohoto prvku. Teplota tání nám říká, jak se mění chování zinku při zahřívání. Uvádí také důvod, proč se zinek spotřebovává v mnoha předmětech v globálním světě.

Zinek je velmi rozmanitý a běžný kov s velkým průmyslovým a biologickým významem. Je to kovová sloučenina modrobílé barvy, která je při pokojové teplotě středně tvrdá a křehká, ale zahřátím měkká a snadno tvarovatelná. Zinek má teplotu tání 419,5 °C (787 °F) a teplotu varu 907 °C (1565 °F), a proto se snadno zpracovává a tvaruje, a proto je velmi výhodný při výrobě a odlévání.

Zinek je užitečný kov v mnoha průmyslových odvětvích, protože je odolný proti korozi a díky své nízké ceně se může používat při výrobě slitin. Běžně se používá k pozinkování oceli, výrobě slitin, jako je mosaz, a k výrobě baterií a tlakových odlitků. Kromě průmyslového využití hraje zinek zásadní roli pro blaho člověka, protože pomáhá při imunitě, růstu a hojení ran. Zinek je díky kombinaci svých fyzikálních a chemických schopností jedinečným kovem ve stavebnictví, automobilovém, elektronickém a zdravotnickém průmyslu na celém světě.

Co je zinek?

Zinek je chemický prvek, který má symbol Zn a atomové číslo 30. Je to středně tvrdý, křehký, modrobílý kov, který je při pokojové teplotě křehký. Zinek našel mnoho využití v průmyslu díky tomu, že je odolný vůči korozi a snadno se odlévá. V každodenním životě je to klíčový kov. Zinek se obecně používá při galvanickém zinkování oceli, slitin mosazi a v bateriích. Je také velmi důležitý pro lidské zdraví, protože se jedná o kritický stopový prvek v těle.

Zinek se v obrovském množství nachází v zemské kůře a těží se ve formě rud, například sfaleritu. Mírně se taví při 419,5 °C a vře při 907 °C, a proto se při použití v průmyslu snadno taví a formuje do jakéhokoli tvaru. Zinek lze vyrábět ve slitinách s většinou ostatních kovů, čímž se zvyšuje pevnost, trvanlivost a odolnost proti důlkové korozi.

Vlastnosti zinku

Zinek má specifické fyzikální a chemické vlastnosti, díky nimž je v průmyslu velmi vhodný.

Fyzikální vlastnosti:

• Bod tání: 419,5 o C (787,1 °F) a lze jej snadno odlévat.
• Bod varu: 907 °C (1 665 °F).
• Hustota: 7,14 g/cm 3, což mu zajišťuje střední hmotnost a pevnost.
• Chování s teplem: Zinek je měkký a kujný při teplotě 100-150 °C a pevný při pokojové teplotě.

Chemické vlastnosti:

• Reaktivita vůči kyselinám a zásadám: Zinek je schopen reagovat s kyselými a zásaditými roztoky za vzniku plynného vodíku.
• Vytvoření ochranné vrstvy: Na vzduchu se na něm vytvoří tenká vrstva uhličitanu zinečnatého, která ho chrání před další korozí.
• Odolnost proti korozi: Zinek je vysoce odolný proti korozi, zejména pokud se pH pohybuje mezi 6 a 12, a je proto vhodný pro ochranné nátěry a pozinkování. 

Díky těmto vlastnostem se zinek velmi často používá ve výrobě, stavebnictví a chemickém průmyslu. Mírný bod tání, odolnost proti korozi a pevnost jsou hlavní vlastnosti, které z něj činí jeden z nejpoužívanějších průmyslových kovů.

Jaký je bod tání zinku?

• Teplota tání zinku je 419,5 °C.
• Ve Fahrenheitech je to 787 °F.

Je to teplota, při které se pevný zinek přemění na zinek kapalný. Při této teplotě je zinek stále pevný. Při této teplotě se z něj stává tekutý kov.

Tento bod tání není tak vysoký jako u většiny ostatních kovů. Díky tomu se zinek snadno taví a tvoří. To je důvod, proč je zinek oblíbený v průmyslu.

Význam bodu tání

Teplota tání alespoň není jen číslo. Ve vědě a průmyslu má zcela zásadní význam. Díky němu inženýři, výrobci a vědci vědí, jak správně používat zinek. V případě, že bod tání neznají, nemohou zinek bezpečně zahřívat.

Mohu znát bod tání a vybrat vhodné nástroje. Stroje lze ovládat a regulovat tak teplo. Můžeme se vyhnout poškození. Je také možné mít kvalitní kovové výrobky.

Nejde tedy jen o vědecký bod tání. Je to také výhodné a potřebné.

Objev bodu tání zinku: jak byl objeven?

Dříve vědci zkoumali kovy velmi intenzivně. Zahřívali je a pozorovali jejich chování. Když se kov roztavil, byly tam. Zaznamenávali teplotu. Postupem času své přístroje zdokonalovali. V dnešní době máme vyspělé teploměry a laboratorní přístroje.

Měření teploty je nyní pro vědce velmi přesné. Tímto způsobem se podařilo zjistit, že zinek taje při 419,5 °C. To je mezinárodní hodnota.

Srovnání teploty tání zinku a jiných kovů.

Zinek: Bod tání zinku je 419,5 °C. To je průměrná teplota různých jiných kovů, které jsou běžné. Není ani příliš nízká, ani příliš vysoká. Při porovnání zinku s jinými kovy se můžeme dozvědět více o jeho chování a použití.

Olovo: Teplota tání olova je nižší, tj. 327o C. To znamená, že olovo se snadněji taví a vyžaduje méně tepla. Nicméně zinek je ve srovnání s olovem méně jedovatý.

Hliník: Tavení hliníku při teplotě přibližně 660 °C, což je v porovnání se zinkem vyšší teplota. K roztavení hliníku je zapotřebí více tepla a energie. Měď se taví při 1085 °C a stříbro při přibližně 962 °C. Tyto kovy vyžadují velké množství tepla k přeměně pevné látky na kapalinu.

Iron: Železo se při teplotě přibližně 1538 °C taví ještě obtížněji. Díky tomu je železo použitelné v konstrukcích s vysokou teplotou a zatížením. Takto vysoké teploty zinek nikdy nezvládne a snáze se taví a tvaruje. Díky tomu je zinek velmi vhodný při odlévání, nanášení nátěrů a také při výrobě detailních kovových profilů.

Na základě těchto srovnání lze konstatovat, že zinek se nachází v mezipoloze. Ve srovnání s několika silnými kovy se může rychle roztavit. Ve srovnání s vysoce měkkými kovy, jako je olovo, se taví postupně. Díky této vyváženosti má zinek velké využití v různých průmyslových odvětvích.

Srovnání zinku a jiných kovů

• Zinek je srozumitelnější, když ho porovnáme s jinými kovy.
• Hliník se taví při teplotě přibližně 660 °C.
• Měď se taví při teplotě přibližně 1085 °C.
• Železo se taví při teplotě přibližně 1538 °C.
• Olovo se taví při teplotě přibližně 327 °C.

Z tohoto srovnání vyplývá zajímavá věc. Zinek se taví snadněji než hliník, měď a železo. Přesto se taví při vyšší teplotě než olovo. To činí ze zinku středně tavitelný kov.

Má nízký bod tání, takže je užitečný v mnoha ohledech. Na rozdíl od silných těžkých kovů se snadno taví. Není však tak slabý, aby nemohl sloužit v mnoha aplikacích.

Co se stane, když se zinek roztaví?

Při zahřívání zinku se kov pomalu zahřívá. Částice zinku se začnou zrychlovat. Vysoké vazebné síly mezi částicemi se při tavení zničí. Zinek v pevném stavu se pak přemění na zinek tekutý. Zinek v kapalném stavu teče. Lze jej nalévat do forem. Může nabývat nových tvarů. To je vlastnost, která je v průmyslu velmi užitečná.

Nadměrné zahřívání zinku však může vést k jeho odpařování. Bod varu zinku je 907 °C. To je daleko za jeho bodem tání. Zinek se při této teplotě varu stává plynem.

Vlastnosti zinku

Majetek	Hodnota / popis
Chemický symbol	Zn
Atomové číslo	30
Bod tání	419,5°C (787°F)
Bod varu	907 °C (1665 °F)
Hustota	7,14 g/cm³
Krystalová struktura	Šestihranné těsně zabalené (hcp)
Barva	Modrobílý, lesklý kov
Tvrdost	Středně tvrdé a křehké při pokojové teplotě
Elektrická vodivost	Mírná
Tepelná vodivost	Dobrý
Odolnost proti korozi	Vysoká, zejména ve vzduchu a vlhkosti
Běžné použití	Galvanizace, slitiny, odlitky, baterie
Reaktivita	Reaguje s kyselinami. Na vzduchu vytváří ochrannou vrstvu oxidu.

Zinek je látka s mnoha fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Její teplota tání je střední a teplota varu velmi vysoká. Má dobrou pevnost, ale při nízkých teplotách je pravděpodobně křehká. Je dobrým tepelným a elektrickým vodičem. Díky svému oxidovému povlaku je vysoce odolný proti korozi. To je důvod, proč se zinek běžně používá při povrchové úpravě oceli a železa proti korozi. Je stabilní díky své krystalové struktuře. Zinek se také používá při výrobě slitin, jako je mosaz. Díky těmto vlastnostem je zinek důležitým průmyslovým a strojírenským kovem.

Hlavní faktory, které ovlivňují teplotu tání zinku, jsou tyto.

Teplotu tání zinku určují různé faktory. Největší význam má čistota. Je zjištěno, že zinek má pevnou teplotu tání přibližně 419,5 °C. V případě příměsí zinku je teplota tání posunuta o malý rozdíl. Nečistoty mohou způsobit snížení teploty tání nebo být zvýšení teploty tání. To je důvod, proč průmyslový zinek nemusí nutně tát při stejné teplotě jako laboratorně čistý zinek.

Dalším faktorem je tlak. Při standardní teplotě 100 °C a normálním atmosférickém tlaku se zinek taví. Chování při tání se může měnit také se změnou tlaku. Silný tlak může mít menší vliv na vazbu a tepelnou reakci částic zinku. V běžných průmyslových podmínkách je však tento vliv obvykle malý.

Významně se podílí i na tvorbě slitiny. Mísení zinku s jinými kovy, jako je měď, hliník nebo hořčík, vede ke změně teploty tání. Tavení slitin se nepodobá tavení čistých kovů. Mají tendenci se tavit, a to nikoli v jednom bodě v určitém teplotním rozsahu.

Důležité jsou také klimatické faktory a topné prostředí. Chování při tavení může být ovlivněno rychlostí ohřevu, typem použité pece a okolní atmosférou. Přesného a účinného tavení se dosahuje pomocí kontrolovaných podmínek.

To jsou důvody, proč je teplota tání zinku významná a proč se jí v průmyslu věnuje velká pozornost.

Použití zinku při tlakovém lití

Zinek patří k nejoblíbenějším kovům používaným při tlakovém lití, protože se vyznačuje nízkou teplotou tání, pevností, tvrdostí a odolností proti korozi. Tlakové lití je výrobní proces, při kterém se roztavený materiál pod vysokým tlakem vtlačuje do formy. Zinek s bodem tání 419,5 °C (787 °F) je pro tento proces nejvhodnějším materiálem, protože snadno taje a rychle chladne, a proto lze vyrábět velmi rychle.

Automobilový průmysl

Slitiny zinku se používají při výrobě dílů motorů, konzol, krytů převodovek a vnitřního vybavení. Důvodem je přesné tvarování zinku, které zaručuje stejnou velikost a povrchovou úpravu, což je důležité pro výkonnost automobilů.

Součásti elektrotechniky a elektroniky

Zinek se používá v pouzdrech elektronických zařízení, konektorech a krytech. Díky své vodivosti a odolnosti vůči korozi je ideální pro použití v dlouhodobě bezpečných dílech.

Domácí a průmyslové výrobky

Kliky dveří, zámky, nářadí, hračky a kování jsou vyrobeny z tlakově litého zinku. Zinek lze snadno tvarovat do složitých tvarů a propracovávat jemné detaily, je pevný a odolný.

Široce používané postupy pro obrábění zinku

Zinek je multifunkční kov, který se snadno řeže, protože má střední tvrdost a nízký bod tání. Je obrobitelný, a proto se hodí pro použití jemných dílů v průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl, elektronika a stavebnictví. Zinek se obvykle tvaruje pomocí řady technik.

Řezání a frézování

K řezání a frézování zinku lze použít běžné řezné a frézovací nástroje. Obvykle se používají nástroje z rychlořezné oceli (HSS) a karbidu. Snížení řezných rychlostí by mělo být mírné, aby nedocházelo k přílišnému zahřívání, které by mohlo způsobit odštípnutí nebo deformaci kovu. Doporučuje se používat maziva nebo řezné kapaliny, aby se snížilo tření a zlepšila se kvalita povrchu.

Vrtání

Vrtání zinku není složité. Potřebuje ostré vrtáky a monotónní rychlost, aby nedošlo k roztržení nebo prasknutí. Zinek má nízkou teplotu tání, a proto může při přehřátí změknout; proto je nutný stálý tlak a dostatečné chlazení.

Soustružení a obrábění na soustruhu

Válcové díly lze správně tvarovat na soustruhu s použitím zinku. K udržení čistoty lze použít mírné otáčky, ostré nástroje a pravidelný posuv. Kujnost zinku zajišťuje dobrou povrchovou úpravu v případech, kdy jsou dobře dodrženy parametry obrábění.

Odlévání a následné obrábění

Slitiny zinku se často odlévají do téměř hotového tvaru. Po opracování se pak dodatečným obráběním přidává vysoká přesnost nebo detaily. Procesy, jako je ořezávání, odstraňování otřepů a mírné lehké frézování, zlepšují konečný výrobek.

Bezpečnostní aspekty

Při obrábění zinku je třeba dbát na to, aby nedošlo k jeho přehřátí. Při vysokých teplotách se může zinek uvolňovat do škodlivých výparů, a proto je nutné zajistit větrání a ochranné pomůcky.

Díky těmto metodám se zinek stal atraktivní volbou ve výrobě. Jeho obrobitelnost spolu s nízkou cenou a odolností vůči korozi umožňují průmyslovým odvětvím vyrábět vysoce kvalitní součásti s minimálními náklady.

Použití zinku ve vztahu k bodu tání

Zinek má vysoký bod tání, což je důležité pro jeho použití. Zinek se taví při přijatelné teplotě, a proto se používá v mnoha průmyslových odvětvích. Níže jsou uvedena některá klíčová použití:

Galvanizace

Železo a ocel jsou obvykle potaženy zinkem. Tento proces se označuje jako galvanizace. Aby se zabránilo rezivění kovů, nanáší se tekutý zinek. Zinek se spojuje a snadno přilne k jiným kovům. Proto je pro tuto práci ideální.

Odlévání a lisování

Zinek má široké využití při odlévání. Výrobci zinek taví a lijí do forem. To jim pomáhá vytvářet četné tvary. Jedná se o strojní součásti, díly automobilů, hračky, rukojeti a kovové kování. Zinek se taví při mírné teplotě, a proto je energeticky i finančně úsporný.

Výroba slitin

Ze zinku se vyrábí mnoho slitin. Sloučenina kovů se nazývá slitina. Jednou z nejznámějších slitin zinku je mosaz. Připravuje se kombinací mědi a zinku. Zinek se taví při nízkých teplotách, a proto se snadno mísí s jinými kovy.

Elektronika a technologie

Zinek nachází v elektronice i další využití. Používá se v bateriích, malých součástkách a elektrických dílech. Má vhodnou teplotu tání pro přesné tvarování.

Baterie

Zinek hraje zásadní roli při výrobě baterií. Baterie (zinko-uhlíkové a zinko-vzduchové) se běžně používají v domácích potřebách, naslouchadlech a nouzových zdrojích energie.

Doplňky stravy

Zinek je pro lidský organismus zásadní stopový minerál. Přidává se do vitaminů a doplňků stravy jako pomocný prostředek pro imunitu, růst a hojení větrů.

Barvy a nátěry

Sloučeniny na bázi zinku, mezi něž patří oxid zinečnatý, se přidávají do barev, nátěrů a pryžových výrobků za účelem snížení koroze a zvýšení odolnosti.

Bezpečné tavení zinku

Zinek by se neměl zahřívat neopatrně. Při tavení zinku mohou vznikat výpary. Tyto plyny jsou nebezpečné i při vdechování. To je důvod, proč se v průmyslu používají speciální zařízení. Používají se ochranné pomůcky. Využívají se také ventilační systémy.

Roztavený zinek je látka, která může být bez dodržení bezpečnostních pravidel velmi nebezpečná. Pracovníci by měli nosit ochranné brýle. Měli by používat rukavice a žáruvzdorné oblečení. To pomáhá předcházet popáleninám a zraněním.

Jak se získává zinek

Zinek se těží řadou fyzikálních a chemických operací, které se provádějí na jeho rudách. Nejběžnější zinkovou rudou je sfalerit (sulfid zinečnatý, ZnS). Proces těžby má mnoho fází, aby se získal čistý kovový zinek, který lze použít v průmyslu.

Koncentrace rudy

Zinková ruda se nejprve rozdrtí a zjemní. To pomáhá izolovat zinkové minerály od nežádoucích látek, jako je kámen a zemina. Obvykle se provádí pěnovou flotací, při níž je ruda suspendována spolu s vodou a chemikáliemi tak, že částice zinku ulpívají na vzduchových bublinách. Tyto bubliny stoupají k povrchu a vytvářejí koncentrovaný zinkový materiál.

Pražení

Čistá ruda se pak praží za přítomnosti kyslíku. Tento proces se nazývá pražení a sulfid zinečnatý se při něm mění na oxid zinečnatý a vzniká plynný oxid siřičitý:

[ 2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2 ]

Tento krok je důležitý, protože je snazší redukovat oxid zinečnatý na čistý zinek.

Redukce

Do oxidu zinečnatého se v peci přidává uhlík nebo oxid uhelnatý a zahřívá se na vysokou teplotu. Tím se oxid zinečnatý rozdělí na roztavený zinek:

[ ZnO + C → Zn + CO ]

Zinek se taví a formuje na dně pece.

Čištění

Roztavený zinek se poté čistí, aby se odstranily nečistoty. To lze provést elektrolýzou a destilací nebo filtračními metodami v závislosti na požadované čistotě.

Casting

Nakonec se vyčištěný zinek odlévá do ingotů, plechů nebo jiné formy, která se používá v průmyslu.

Extrakce zinku je kombinací fyzikální separace, chemických reakcí a tepelného zpracování. Zinek má mírný bod tání, proto se s ním snadno manipuluje v kapalném stavu, a proto se hojně využívá v galvanizaci, slitinách a ve výrobním odvětví.

Rozsahy teploty tání běžných slitin zinku

Slitina zinku	Složení	Rozsah bodu tání (°C)	Běžné použití
Zamak 2, 3, 5	Zinek + hliník + hořčík + měď	380 - 420	Tlakové lití, hračky, automobilové díly, železářské zboží
Zinek-hliník (ZA-8, ZA-12, ZA-27)	Zinek + hliník	430 - 500	Konstrukční díly, mechanické součásti, kování
Mosazné	Zinek + měď	900 - 940	Hudební nástroje, vodovodní armatury, dekorativní předměty
Bronz (zinek-bronz)	Měď + zinek + cín	900 - 950	Ložiska, ozubená kola, dekorativní předměty
Stříbrný nikl	Měď + zinek + nikl	980 - 1020	Šperky, příbory, dekorativní předměty
Slitina olovnatého zinku	Zinek + olovo + měď	350 - 410	Nízkoteplotní tlakové lití, malé přesné díly

Rozsahy tavení se liší, protože procento kovů ve slitině ovlivňuje snadnost tavení. Přídavek prvků, jako je hliník, měď nebo nikl, snižuje, resp. zvyšuje teplotu tání.

Podmínky, které mohou ovlivnit tání

Bod tavení zinku je předem určen. Nicméně chování při tavení může být poněkud ovlivněno různými podmínkami. Například:

• Nečistoty zinku mohou měnit jeho tavicí vlastnosti.
• Malé změny lze někdy provést pod tlakem.
• Ve směsi s jinými kovy mění zinek teplotu tání.
• Čistý zinek taje přibližně při 419,5 °C. Ve smíšených nebo průmyslových typech se však může tavit o něco dříve nebo později.

Zinek v každodenním životě

Zinek je v našem životě, i když si toho nevšímáme. Je v interiérech, oknech, domácích spotřebičích, automobilech a budovách. Používá se k ochraně mostů a zábradlí. Zpevňuje konstrukce. Díky bodu tání se z něj dá vytvarovat řada užitečných předmětů.

Závěr

Bod tání zinku je 419,5 °C. To je jedna z nejvýznamnějších vlastností zinku. Pomáhá vědcům při poznávání tohoto kovu. Pomáhá při dobrém využití zinku v průmyslu. Zinek lze tavit při mírné teplotě, a proto se snadno formuje, tvaruje a používá v různých výrobcích.

Zinek je důležitou součástí života. Zinek je nezbytný pro prevenci koroze kovů i pro výrobu strojních součástí. Mnohé z těchto aplikací jsou závislé na jeho bodu tání. Jeho znalost nám umožňuje ocenit důvody, proč je zinek tak důležitým kovem v moderním světě.

Časté dotazy o zinku

Jaký je bod tání zinku?

Zinek taje při teplotě 419,5 °C (787 °F). Má mírnou teplotu tání, což umožňuje jeho odlévání a tvarování pro průmyslové použití.

Jaké jsou hlavní způsoby použití zinku?

Zinek se používá k pozinkování, výrobě slitin, jako je mosaz, odlitků, baterií, elektroniky a doplňků stravy. Udržuje kovy proti korozi a zpevňuje slitiny.

Jak se zinek získává?

Mezi rudy používané k získávání zinku patří například sfalerit (ZnS). Zahrnuje koncentraci, pražení, redukci, čištění a lití, aby se získal čistý zinek, který se používá v průmyslu.

Jaký význam má zinek při tlakovém lití?

Zinek je ideální pro tlakové lití, protože má mírnou teplotu tání a rychle tuhne, navíc se dá přesně tvarovat. Používá se v automobilových součástkách, pouzdrech elektroniky, nástrojích a železářském zboží.

Odolává zinek korozi?

Ano, když je zinek v atmosféře, je pokryt uhličitanem zinečnatým. Je velmi antikorozní a používá se většinou v prostředí s pH mezi 6 a 12.