Pulberea de zinc

Pulberea de zinc

Zincul este un metal destul friabil in conditii obisnuite. Incalzit la 100 - 150sC, el devine maleabil si ductil; in schimb la o temperatura de peste 200sC el devine atat de friabil, incat in aceste conditii poate fi faramitat in pulbere. Aceasta schimbare a proprietatilor se datoreste probabil trecerii zincului obisnuit la o temperatura de peste 200sC intr-o alta stare alotropica.

Cantitati mari de zinc metalic se utilizeaza pentru zincarea fierului spre a-l feri de rugina. Stratul de oxid care se formeaza la suprafata zincului, apara metalul de o oxidare mai inaintata si de aceea obiectele din fier zincat (tabla de acoperis, galeti, conducte de apa) pot fi intrebuintate un timp mai indelungat. Zincul se mai foloseste si sub forma de aliaje cu alte metale.

In industria chimica zincul sub forma de pulbere este folosit frecvent la diferite operatii de reducere.

In contact cu aerul uscat zincul nu se modifica la temperatura obisnuita. Prin incalzire la circa 500sC, arde cu o flacara albastruie.

Reactia de oxidare a zincului dezvolta o cantitate mare de caldura (84,8 kcal/mol), ceea ce usureaza autoaprinderea pulberii de zinc. Avand in vedere caldura specifica mare a zincului (0,093 kcal/kgsC) se produce o crestere rapida a temperaturii in jurul locului unde are loc reactia. Pe de alta parte conductibilitatea termica redusa a pulberii de zinc nu permite propagarea caldurii in jur, ceea ce mareste pericolul de aprindere. O dovada a conductibilitatii termice reduse a pulberii de zinc este faptul ca ea nu poate fi topita in conditii normale.

Zincul se dizolva usor in acizi si baze, chiar diluate, cu degajare de hidrogen. Explicatia consta in faptul ca de pe suprafata metalului este indepartat stratul protector de oxid din care cauza devine posibila reactia metalului cu apa conform reactiei:

Zn + H₂O = ZnO + H₂

Reactia dintre zinc si sulf este foarte energica provocand aprinderea zincului. Pulberea de zinc nu poate fi aprinsa cu un chibrit, in schimb acest lucru este posibil daca ea este amestecata cu o cantitate mica de sulf. Un amestec de doua parti zinc si o parte sulf poate fi aprins cu ajutorul unei scantei sau chiar prin lovire puternica.

Zincul obisnuit din comert contine circa 30% zinc activ, restul fiind oxid de zinc si o serie de impuritati ca: arsen, plumb, sulf, cadmiu etc. Multe din aceste impuritati au o actiune catalitica la arderea propriu-zisa sau la aprinderea zincului.

Se mentioneaza in literatura ca eventualele urme de cloruri continute in zinc constituie catalizatorul care contribuie la reactia de oxidare si aprindere. Din cercetarile facute s-a constata ca pulberea de zinc lipsita de cloruri se aprinde la 470sC, pe cand cea care contine cloruri se aprinde prin incalzire la numai 440sC.

In general, pulberea de zinc este formata din granule cu dimensiunile de 1 - 20 μ. Avand o suprafata specifica mare, ceea ce contribuie la cresterea pericolului din punct de vedere al incendiului.

Zincul este in mediu bazic un reducator puternic. Astfel, de exemplu, sarurile acidului azotic sunt reduse de zinc pana la amoniac. In reactiile de reducere zincul fixeaza oxigenul, eventual sulful sau halogenul, daca sunt prezenti. Astfel, daca se trec vaporii de sulfura de carbon peste zinc incalzit, metalul devine incandescent, formandu-se sulfura de zinc si negru de fum. O incalzire si mai puternica cu formare de metan, se obtine trecand peste zinc incalzit un amestec de sulfura de carbon si hidrogen. Apa este descompusa la temperaturi inalte, iar in prezenta flacarii descompunerea este insotita de explozie.

Din aceasta cauza pentru stingerea zincului nu se pot folosi agenti de stingere ca apa, bioxidul de carbon, tetraclorura de carbon, bromura de etil sau carbonati. Zincul aprins se stinge cu nisip uscart, talc sau grafit.

Dintre combinatiile zincului, cloratul de zinc este o substanta foarte exploziva.

Combinatiile organice ale zincului, ca metil-zincul si etilzincul, sunt lichide cu miros neplacut, care se aprind cu usurinta in aer. Rasina de zinc ce se intrebuinteaza la lacuri si care consta din colofoniu cu 5% oxid de zinc este combustibila.

In diferite operatii chimice pulberea de zinc este folosita pentru reduceri alcaline, in prezenta unro solventi organici. Turta care se obtine la filtrarea produsului principal contine oxid de zinc, impreuna cu resturi de zinc nereactionat si substante organice inclusiv solventi intrebuintati. Aceasta turta fiind calda se autoaprinde cu multa usurinta. De aceea ea trebuie prelucrata imediat trecand-o in sulfat de zinc sau lasata sa arda intr-un loc complet izolat, unde nu exista pericol de extindere a incendiului.

Pulberea de zinc dispersata in aer formeaza cu acesta amestecuri explozive. In prezenta pulberii de sulf, pericolul creste considerabil. Aprinderea acestor nori de praf se poate produce si la descarcarile electrostatice.

Din practica se citeaza un caz de autoaprindere a unui butoi de 50 l umplut pe jumatate cu pulbere de zinc. Flacarile de culoare albastruie atingeau o inaltime de 2 m.