روی

Zinc

 

عمومی نام, علامت اختصاری, شماره Zinc, Zn, 30 گروه شیمیایی فلز انتقالی گروه, تناوب, بلوک 12 , 4 , d جرم حجمی, سختی 7140 kg/m3, 2.5 رنگ خاکستری کم رنگ مایل به آبی

خواص  اتمی       وزن اتمی 65.409 amu شعاع اتمی (calc.) 135 «142» pm شعاع کووالانسی 131 pm شعاع واندروالس 139 pm ساختار الکترونی Ar]3d104s2] -e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 2 (آمفوتریک) ساختار کریستالی شش گوشه

خواص  فیزیکی       حالت ماده جامد (دیامغناطیس) نقطه ذوب 692.68 K (787.15 °F) نقطه جوش 1180 K (1665 °F) حجم مولی  ש10-6 * 9.16 متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 115.3 kJ/mol گرمای هم جوشی 7.322 kJ/mol فشار بخار 192.2 Pa at 692.73 K سرعت صوت 3700 m/s at 293.15 K

متفرقه       الکترونگاتیویته 1.65 (درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 390 J/(kg*K) رسانائی الکتریکی 16.6 106/m اهم رسانائی گرمایی 116 W/(m*K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 906.4 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1733.3 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 3833 kJ/mol 4th پتانسیل یونیزاسیون 5731 kJ/mol

پایدارترین  ایزوتوپها       iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 64Zn 48.6% Zn با 34 نوترون پایدار است 65Zn {syn.} 244.26 روز ε 1.352 65Cu 66Zn 27.9% Zn با 36 نوترون پایدار است 67Zn 4.1% Zn با 37 نوترون پایدار است 68Zn 18.8% Zn با 38 نوترون پایداراست 72Zn {syn.} 46.5 ساعت β 0.458 72Ga واحدهای SI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

 

روی یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ZN و عدد اتمی آن 30 می باشد.

ویژگیهای  قابل توجه

روی فلزی است که در Vielle Montagne و Zinkgruvan استخراج می شود و برای آبکاری فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. مانند فلزات دیگر به آرامی واکنش نشان می دهد . با اکسیژن و دیگر غیر فلزات ترکیب شده و با اسید رقیق واکنش نشان داده و گاز هیدروژن آزاد می کند. چهارمین فلز متداول و مورد استفاده بوده و بعد از آهن آلومینیوم و مس بیشترین فلزی تولیدی می باشد. حالت اکسیداسیون متداول این عنصر +2 می باشد.

کاربردهـــــــــا

روی برای آبکاری فلزات استفاده می شود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند. روی در آلیاژهایی نظیر برنج Nickel Silver فلز ماشین تحریر فرمولهای مختلف لحیم نقره آلمانی و .... بکار می رود. برنج بخاطر استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد. روی به طور گسترده در صنعت خودرو سازی در Die Castingها استفاده می شود. روی لوله ای به عنوان قسمتی از محتوی باطری ها مورد استفاده قرار می گیرد. اکسید روی به عنوان رنگ دانه های سفید در رنگهای آبی و همچنین به عنوان فعال کننده در صنعت Rubber استفاده می شود. به عنوان Over the counter ointment به صورت لایه نازکی بر روی پوست بی حفاظ صورت و بینی استفاده می شود تا از کم شدن آب پوست جلو گیری کرده و در برابر آفتاب سوختگی در تابستان و باد زدگی در زمستان از پوست محافظت کند. استفاده از آن برای کودکان در هر مرحله از عوض کردن کهنه کودک توصیه شده زیرا از تحریکات پوستی جلوگیری می کند. کرلید روی به عنوان بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار می گیرد. سولفید روی در رنگدانه های درخشان ،برای تولید عقربه های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی می درخشد استفاده می شود . محلول های ضد عفونی کننده ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate و سیلیکات است برای درمان جوش های پوستی استفاده می شود. فلز روی شامل ویتامینهای مورد مصرف روزانه و مواد معدنی نیز می باشد و با توجه به فلزات دیگر این فلز دارای خاصیت ضد اکسیداسیون است که از پیری زود رس پوست و مفصل های بدن محافظت می کند. با بررسی خواص روی به این نتیجه رسیده اند که این عنصر می تواند به بهبودی بعد از عمل جراحی سرعت بخشد. Zinc Gluconate Glycine از قرصهای مکیدنی برای درمان سرما خوردگی و التهاب دهان و لوزه ها می باشد.

 

تاریخچه

آلیاژهای روی از قرنها پیش استفاده می شده است. کالاهای برنجی که به 1000-1400 سال پیش باز می گردند در فلسطین پیدا شده اند و اشیاء رویی با 87% روی در Transylvania ما قبل تاریخ یافت شده اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز (روی جدا شده دود شده و قابل دست یابی نبود) خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود. ساخت برنج به رومی ها نسبت داده شده و مربوط به 30 سال پیش از میلاد می باشد. آنها Calamine و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت می دادند که در این عمل اکسید روی در Calamine کاهش می یافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته می شد و به شکل آلیاژ در می آمد. برنج بدست آمده یا در قالب ریخته می شد یا با چکش به شکلهای مختلف در می آمد. استخراج و تصفیه روی نا خالص در 1000 سال پیش از میلاد مسیح در هند و چین صورت می گرفته است. در غرب نیز کشف فلز روی به Andreas Marggraf آلمانی در سال 1746 بر می گردد. شرح تولید برنج در اروپای غربی در کتابهای Albertus Magnus در سال 1284 به چشم می خورد. این فلز در قرن 16 به میزان قابل توجه شناخته شد. Agricola در سال 1546 اعلام کرد که وقتی که سنگ معدن روی گداخته می شود فلز سفید می تواند منقبض شود و دیواره کوره را بتراشد. او در نوشته های خود به این مسئله نیز اشاره کرد که فلزی شبیه آن به نام Zincum در Silesia تولید می شده است. پاراسلیوس (متوفی به سال 1541) اولین کسی در غرب بود که گفت Zircum فلزی جدید است که در مقایسه با فلزات دیگر خواص شیمیایی جداگانه ای دارد. نتیجه آن است که فلز روی زمانی شناخته شده که Margaraf کشفیاتش را شروع کرد و در حقیقت فلز روی دو سال زودتر توسط شیمیدان دیگری به نام Anton Von Swab تجزیه شده و بدست آمده بود. اما تحقیقاتMargraaf جامع تر بود و بخاطر تحقیقاتش به عنوان کاشف روی شناخته شد. قبل از کشف تکنیک غوطه وری سولفید روی Calamine تنها منبع معدنی فلز روی بوده است.

 

نقش  بیولوژیکی

روی از عناصر ضروری زندگی انسان است که برای بقاء و زندگی انسان لازم است. کمبود روی در حیوانات موجب افزایش وزن می شود. روی در انسولین Zinc Finger Proteins و آنزیم هایی مانند Super Oxide Dismutase وجود دارد. بر اساس بسیاری از منابع مصرف قرصهای حاوی روی می تواند در برابر سرما خوردگی و آنفولانزا ایمنی ایجاد کند. با این حال هنوز بر سر این مساله اختلاف نظر وجود دارد.

 

پیدایش

روی بیست و سومین عنصر در پوسته زمین از نظر فراوانی می باشد. بسیاری از سنگهای معدنی سنگین استخراج شده حاوی 10% آهن و 40-50% روی می باشند. معادنی که از آنها روی استخراج می شود شامل Sphakrite, Zinc Blende, Smith sonite, Calamine, Franklinite می شوند.

 

ترکیبات

اکسید روی معروفترین ترکیبی است که به طور گسترده در ترکیبات روی مورد استفاده قرار می گیرد و به عنوان رنگ دانه سفید در رنگها استفاده می شود. همچنین در صنعت Rubber کاربرد داشته و به عنوان Opaque Sunscreen فروخته می شود. دیگر ترکیبات روی به استفاده غیر صنعتی می رسند مانند: کلرید روی در بو گیر سولفید روی در رنگهای شب تاب و متیل روی در آزمایشگاه شیمی آلی. تقریبا یک چهارم فراورده های روی به صورت ترکیبات روی مورد مصرف قرار می گیرد.

 

ایزوتوپها

روی طبیعی در 4 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: Zn64 Zn-66, Zn-67, Zn-68 که در این میان Zn64 فراوانترین آنها (48.6% فراوانی طبیعی) می باشد. برای این عنصر 22 رادیو ایزوتوپ اکتیو شناسایی شده است که در میان آنها Zn-65 با نیمه عمر 244.26 روز و Zn-72 با نیمه عمر 46.5 ساعت پایدارترین و فراوانترین ایزوتوپ می باشند. دیگر ایزوتوپهای رادیو اکتیو این عنصر نیمه عمرهای کمتر از 14 ساعت هستند و بیشتر آنها نیمه عمری کمتر از یک دقیقه دارند. این عنصر همچنین 4 حالت متا دارد.

 

هشدارهـــــــا

فلز روی سمی نیست اما حالتهایی به نام Zinc Shakes و یا Zinc Chills وجود دارند که با استنشاق اکسید روی تازه و خالص تحریک می شوند.