Zinc (Zn): Propiedades, características y Usos
¿Qué es el zinc?
El zinc con fórmula química (Zn) es un elemento o metal nativo bastante abundante en la corteza de la tierra, que es importante debido a que tiene una infinidad de aplicaciones industriales, biológicas y medicinales, además, se considera un elemento clave para prevenir la corrosión de objetos hechos con aleaciones de zinc.
A una temperatura ambiental, el zinc se caracteriza por ser frágil y de un color o tonalidad blanco azulado, sin embargo, cuando se pule el resultado es que obtiene un aspecto brillante.
El zinc ha tenido función biológica, química, y física. Y se ha usado en piezas de aleaciones procesos de metalurgia y de galvanización.
Finalmente se puede agregar que el zinc (Zn) es el cuarto metal que más se consume en el mundo, tan solo después del hierro, aluminio y el cobre, todo ello, debido a sus propiedades anticorrosivas y que se combina muy bien con otros metales. Esto lo hace atractivo para la industria manufacturera.
Propiedades diagnósticas del zinc
| Zinc | Propiedades, Características |
|---|---|
| Fórmula química | Zn |
| Grupo | Elemento nativo |
| Color | Blanco metálico |
| Lustre | Metálico |
| Dureza de Mohs | 2 |
| Densidad o peso específico | 6.9 – 7.2 g / cm 3 (Medido) 7.135 g / cm 3 (Calculado) |
| Sistema cristalino | Hexagonal |
| Transparencia | Opaco |
| Color de raya | Ligeramente gris |
| Tenacidad | Frágil |
| Clivaje | Perfecto |
| Fractura | Áspera |
| Impurezas comunes | Sn, Pb, Cd, Fe, Mn, B, Si, Cu, Ag, Ca, Ba |
Típicamente es un material poco resistente, por lo que necesita de aleaciones con otros metales para tener mayores aplicaciones industriales que requieran carga o esfuerzos mecánicos.
Es mineral nativo frágil y blando, de hecho, su dureza en la escala de Mohs es de 2, pero cuando se lo hace con aleaciones, mejora su dureza y resistencia al impacto.
Con respecto a su conductividad eléctrica y calórica se considera que es moderada para un metal, no obstante, sus propiedades electroquímicas lo hacen interesante a ser usado en baterías alcalinas y en procesos de albanización.
¿De dónde proviene el zinc?
Este metal debe su origen principalmente de un mineral que se llama esfalerita o blenda, de hecho, la mayor producción global de zinc proviene de las extracción y procesamiento de la esfalerita.
La esfalerita es un sulfuro que tiene el 67% de zinc en su composición en estado puro.
Aprende más sobre la importancia de la esfalerita y de sus propiedades, dando clic aquí.
12 Propiedades y características del zinc
1. Propiedades físicas del zinc
| Propiedades físicas | Métrico | Imperial |
|---|---|---|
| Densidad | 7,10 g / cm 3 | 0,257 libras / pulg 3 |
| Punto de fusion | 419,58 ° C | 787.24 ° F |
| Punto de ebullición | 907 ° C | 1664 ° F |
El zinc es metal de color blanco azulado, con cierto aspecto brillante, es un poco frágil que puede ser quebrado al tacto.
Su estado ordinario bajo temperatura ambiente es sólido y su densidad es igual a 7140 kg/m3.
El zinc es en un metal diamagnético, pero cuando alcanza temperaturas superiores a 238 °C adquiere propiedades ferromagnéticas.
De igual manera tiene buena conductividad térmica y eléctrica pero a temperaturas cercanas a -272,09 °C adquiere propiedades superconductoras.
La temperatura de punto de fusión del zinc es de 420 °C. Mientras que su punto de ebullición es a partir de los 907 °C.
| Propiedades Mecánicas | Métrico | Imperial |
|---|---|---|
| Fuerza de Tensión | 37 MPa | 5370 psi |
| Módulo de elasticidad | 96,5 GPa | 14000 ksi |
| Dureza, Vickers | 30 | 30 |
2. Propiedades químicas del zinc
| número CAS | 7440-66-6 |
| Sección transversal de neutrones térmicos | 1.06 graneros / átomo |
| Potencial de electrodo | -0,760 V |
| Radio iónico | 0,740 Å |
| Electronegatividad | 1,65 |
| Borde de absorción de rayos X | 1,283 Å |
| Equivalente electroquímico | 1.219 g / A / h |
Atómicamente, este metal posee 30 electrones igual número de protones y 35 neutrones.
El zinc tiene una reactividad moderada y como agente de reducción es muy potente.
Este metal no reacciona al oxígeno en ambientes de baja humedad. Pero tiene reacciones a bases, ácidos y otros compuestos no metálicos con mucha facilidad.
3. De dónde proviene y cómo se extrae
El zinc se encuentra con relativa frecuencia en países como Australia, Canadá, Perú, China y Estados Unidos, los cuales poseen el dominio del 70% de la producción de este metal.
La obtención es a través de la explotación minera a cielo abierto o minas subterráneas, siendo la última la mejor manera para realizar las actividades de extracción.
El procedimiento comienza obteniendo una roca y que debe ser triturada. Desde ese punto, se puede aplicar dos procesos para producir este elemento.
El primero es conocido como vía seca, que es utilizado para los minerales que contienen una alta concentración de hierro.
Este método se basa en el tostado del mineral para transformar los sulfuros en óxidos y luego aplicarle una reducción con carbón.
Mientras que la vía húmeda se basa en el tostado de los minerales para ser tratados con ácido sulfúrico y obteniendo lejías.
En tal sentido, el sulfato de zinc es sometido a una electrólisis con plomo y aluminio, donde se obtienen unas placas puras de zinc.
4. En qué lugares del planeta abunda
El zinc es abundante en los suelos de la corteza terrestres, sin embargo, para ubicarlo es necesario efectuar perforaciones profundas de 15 metros.
Este metal se encuentra en la posición 23° entre los elementos más abundantes de la corteza terrestre representando alrededor del 0,0075% de la misma.
Los minerales más conocidos con un alto contenido son la blenda, la calamina, la hemimorfita y franklinita.
Actualmente, sus reservas se ubican en más de 2000 millones de toneladas.
5. Funciones en el cuerpo humano del zinc
El zinc es un oligoelemento necesario para las reacciones bioquímicas del organismo, directamente en la creación de los tejidos óseos y musculares.
Además, tiene otras funciones importantes como mejorar el desarrollo y funcionamiento de los órganos reproductivos y regular la actividad de las glándulas sebáceas.
También combate el estrés; además de proteger el hígado.
Asimismo, el zinc es un componente de la insulina, además interviene de manera directa en el desarrollo integral del cuerpo desde el momento de de la gestación hasta la juventud.
6. Beneficios en la tecnología
En la industria de la aeronáutica, este metal junto con el carbono, es utilizado para la producción de baterías de los misiles y capsulas espaciales por su rendimiento y bajo peso.
También existen baterías de zinc y aire, elaboradas para las súper computadoras del área militar.
Además, el sulfuro de zinc es importante en la industria tecnológica, pues a partir de este compuesto se fabrican lámparas fluorescentes, tintas luminosas y dispositivos de radiografías.
7. Beneficios para el ser humano
Muchos son los beneficios de este metal a la humanidad, pero siempre se destaca su papel en la salud y vida de los seres vivos.
Sus funciones en nuestro organismo son diversas e importantes, pues participa en procesos relevantes y su ausencia puede significar graves daños en el sistema nervioso.
8. Resistencia a la corrosión
Una de sus propiedades más destacable es su alta resistencia a la corrosión que la convierte en un elemento muy valioso para la fabricación de materiales metálicos como los clavos, alambres, tubos, necesario para las tareas domesticas e industriales.
9. En la industria del Galvanizado
El zinc es parte importante de la industria de la metalurgia moderna, pues mayormente es empleado para la galvanización del acero.
Este proceso se realiza para proteger al acero de la incidencia directa del aire que pueda generar deterioro.
El zinc es un metal muy reactivo y a la vez es noble, por lo que su oxido puede proteger la superficie ferrosa.
Usos de zinc
Usos históricos
- Desde que fue descubierto posiblemente por el químico alemán Andreas Marggraf, en 1746, el zinc y el dióxido de zinc han sido utilizados como elementos con fines medicinales, es decir que desde siempre se supo que este metal era importante en las funciones del cuerpo humano.
- Además, también se usaba para fabricar el latón que básicamente consiste en una aleación de zinc y cobre.
Usos del zinc en la actualidad
- Debido a sus excelentes propiedades anticorrosivas y a que se puede combinar fácilmente con otros metales para formar aleaciones mas resistentes, el zinc actualmente es el cuarto metal más consumido en el planeta.
- Esto hace que aproximadamente el 50% de toda la producción de este metal se utilice en la galvanización, que consiste en agregar finas capas de zinc al hierro y también al acero con el objetivo de evitar la oxidación.
- Otra aplicación primordial que tiene el zinc es la posibilidad de generar fuertes aleaciones, el zinc se combina con el cobre para producir “latón” y también con otros materiales que son usados en la industria de automóviles, componentes electrónicos y eléctricos, y accesorios para el hogar.
- Otro uso consiste en la fabricación de óxido de zinc, este compuesto químico es de suma importancia porque se utiliza en la fabricación de caucho y como aditivo en los protectores solares.
- Desde la antigüedad se sabe que el zinc es primordial en la salud humana. Este elemento es necesario para el desarrollo y crecimiento del cuerpo humano, también de animales y plantas. En un adulto es necesario alrededor de 2 y 3 gramos de zinc para que las enzimas y el sistema inmunológico funcionen bien. Además, forma parte indispensable del correcto funcionamiento del gusto, olfato e interviene en la cicatrización de las heridas. Para ello se recomienda comer alimentos como ostras, carne de res y maní, que son alimentos ricos en zinc.
Usos principales
El zinc tiene muchos usos en la industria de la construcción, pues participa en la producción de latón, un metal obtenido a través de la unión de este metal con el cobre.
Asimismo, el zinc también puede ser aleado con aluminio, magnesio y cobre para mejorar sus características mecánicas y de moldeado.
Usos médicos del zinc
El zinc es un elemento químico que en medicina se utiliza sobre todo para la prevención y el tratamiento de la deficiencia de zinc, el cual tiene como consecuencias el retraso en el crecimiento, la diarrea aguda y cicatrización lenta de las heridas. Es especialmente importante tratar estas deficiencias sobre todo en niños y adolescentes.
Usos menores
Este metal también es muy utilizado en la joyería para la fabricación de piezas de relojería. Además, a partir del zinc también se fabrican planchas de metal para tejados.
En la Industria farmacéutica
Este mineral puede ser utilizado como insumo farmacéutico, como suplemento dietético y también se elaboran medicinas.
Origen, formación y ambiente geológico
Como se mencionó, este metal es extraído del procesamiento de la esfalerita o blenda. Este mineral se encuentra en algunos depósitos que se conocen como: Sulfuros masivos volcanogénicos (VMS), Exhalativos y del tipo Mississippi.
Estos yacimientos tienen grandes cantidades de sulfuros, entre ellos los sulfuros de zinc para nuestro interés.
Depósitos Exhalativos Sedimentarios
También conocidos como tipo SEDEX, son representantes del 50% de los recursos y reservas de zinc a nivel mundial. Estos se forman debido a que los fluidos hidrotermales cargados de metales se liberan en una cuenca sedimentaria oceánica, lo que resulta en intercalaciones sedimentarias ricas en metales y sulfuros entre ellos de ZINC.
La mina representante de este tipo de depósito en zinc es la “RED DOG” que está ubicada en Alaska.
Depósitos tipo Valle del Mississippi
También se denominan depósitos MVT, debido a que ocurren y se forman en la región del Valle del Mississippi en los Estados Unidos.
Estos yacimientos de zinc se caracterizan debido a que el mineral de mena remplaza a los minerales originarios de las rocas carbonatadas y forman sulfuros entre ellos sulfuros de zinc.
Generalmente se limitan a depósitos con formas definidas por una capa estratigráfica y por lo tanto suelen ser extensos, pero con espesor más definido o corto.
Estos depósitos han sido importantes en la extracción de zinc desde el siglo XIX hasta mediados del siglo XX, pero no se descarta aun su potencial.
Sulfuros masivos volcanogénicos (VMS) ricos en zinc
Este tipo de depósitos se origina naturalmente en las aguas marinas debido a procesos volcánicos submarinos, que principalmente ocurren en las dorsales oceánicas.
Además, es importante conocer que están directamente relacionados con las estructuras geológicas que se conocen como fumarolas negras (BLACK Smockers).
Aquí los fluidos hidrotermales que son expualsdos enestas fumarolas tienen altas cantidades de metales, que, por la interacción con el agua de mar, forman concentraciones importantes alrededor de sulfuros de zinc, cobre, plomo, etc e incluso oro y plata.
La economía del zinc: Oferta y demanda
El país norteamericano ha intensificado la extracción y uso del zinc. Aunque aunado a ello ha incursionado en la importación proveniente de Canadá Centro América y México. Y también de República de Corea con diversos fines.
Además, el consumo global del zinc estuvo bastante lineal para el año 2008. Aunque para esa temporada naciones como China y también India aumentaron en exceso su consumo en zinc. Pero como la gran potencia USA disminuyó su uso, lo que ocasionó que dicha demanda no fuese alta.
Ahora bien, en estos últimos 40 años, el uso del zinc ha sido incrementado a más de un 100% por cuestiones de practicidad. Un ejemplo de eso es su uso en telecomunicaciones y transporte.
Garantías de Zinc a futuro
Norteamérica a través de sus instituciones públicas se ha encargado de hacer estudios científicos con la intención de medir las proyecciones y el futuro del zinc. Y como resultados se han hallado lugares con profunda concentración de zinc. Estos muy específicamente en las placas de la tierra.
Instituciones norteamericanas de investigación especializadas en la materia, han desarrollado métodos de análisis. Esto con la finalidad de estudiar la producción del recurso y su disponibilidad mundial.
En esa tendencia investigativa Estados Unidos descubrió más de 90 millones de toneladas de zinc en su nación. Y bajo el enfoque científico se determinó que quedan más de 200 millones de toneladas de zinc por revelar.
Reservas y producción por países
| País | Producción | Reservas |
| Estados Unidos | 720 | 12,000 |
| Australia | 1,450 | 53,000 |
| Bolivia | 430 | 6,000 |
| Canadá | 670 | 6,000 |
| China | 3,500 | 42,000 |
| India | 750 | 11,000 |
| Irlanda | 350 | 2,000 |
| Kazajstán | 480 | 16,000 |
| Mexico | 550 | 15,000 |
| Perú | 1,520 | 23,000 |
| Otros paises | 1,580 | 62,000 |
| Total (redondeado) | 12,000 | 250,000 |
¿Conoces Red Dog?
Es el depósitos de zinc más grande descubierto hasta la actualidad.
La investigación científica dio con el descubrimiento de Red Dog el cual es un almacén inmenso de zinc. Esto fue descubierto a finales de la década del 90, después de más de 9 años de investigación. Desde allí dicho depósito entró en producción hasta llegar al nivel de cooperar con la economía global.
Este descubrimiento científico ha servido de plataforma para estudios de otros depósitos con similitud en otras ubicaciones.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
