Что мы знаем и не знаем о цинке?

Цинк. Элемент номер 30, атомный вес 62.37, обозначается символом Zn (лат. Zincum). Металл. Оцинкованные ведра, железные оцинкованные крыши… Все это нам знакомо с детства (ну… уж наверняка — тем, кто за водой к колодцу ходил). Что же еще нам известно о цинке?

Цинковые руды очень распространены. Карбонат цинка, или каламин (римляне называли его галмеем), очень распространенный минерал. А если его прокалить, то он разложится на оксид цинка и углекислый газ. А порошок оксида цинка издавна употреблялся как лекарство для наружного употребления. Для лечения глазных воспалений, для лечения ран или язв…

Плавя цинковую руду и медь, алхимики древности обнаружили способ, как из меди получать золото. Правда, получавшаяся у них латунь не слишком долго походила на золото, она со временем тускнела и окислялась… Но этот способ получения поддельного золота фальшивомонетчики использовали вплоть до XIX века!

Сначала поддельное золото — латунь, открыли древнеегипетские алхимики. В Фивах в гробнице был найден манускрипт, в котором среди прочего был описан способ получения драгоценного золота из дешевой меди. Затем древнеримские ученые открыли уникальные свойства галмея, превращавшего простую медь в благородное золото (но, в отличие от золота, со временем тускнеющее и окисляющееся).

При этом получение «фальшивого золота» тогда было вовсе не тривиальным процессом. В большом толстостенном керамическом тигле смешивались куски цинковой руды, меди и угля. Сверху все засыпалось слоем угля. Куски руды и меди не должны были быть слишком большими, но не могли быть и маленькими. Если они были слишком большими, терялось очень много цинка (в описании процесса говорилось о сильном белом дыме — цинк испарялся, проникал через куски руды и угля наружу и, взаимодействуя с кислородом, превращался в окись цинка), а если слишком маленькими, то был возможен взрыв и выброс наружу значительной части содержимого тигля. А вот если искусный умелец правильно подбирал размеры руды, меди, угля, правильно подбирал температурный режим нагрева, то начинал частично плавиться цинк, стекал вниз, увлекая за собой медь — и на дне тигля постепенно появлялся слой латуни.

В общем, получение металла было во времена Древнего Рима весьма сложным. Зато из полученного сплава, который называли аурихалком, при императоре Августе чеканили монеты — сестерции и дупондии.

При реставрации знаменитого памятника Минину и Пожарскому на Красной площади, сделанного скульптором Мартосом, ученые с удивлением обнаружили, что сделан этот памятник был вовсе не из бронзы, как считалось ранее — он был сделан из латуни!

Китайские археологи обнаружили несколько изделий из латуни, датирующиеся третьим тысячелетием до н.э. Века и века люди использовали окисел цинка и латунь!

А сам металл в Европе промышленно научились выплавлять аж в XVIII веке! В чем дело?

Все очень просто: температура кипения цинка — около 920о, тогда как температура разложения окиси цинка — около 1200о. Даже если порошок окиси цинка раскалить в печи до нужной температуры, получаемый цинк будет просто парообразным. При этом раскаленные пары цинка на воздухе будут снова окисляться, образуя ту же самую окись цинка, с которой и начинали. Поэтому обычные плавильные печи не могли выплавлять металл из окиси цинка. Решение проблемы нашли на Востоке.

В начале второго тысячелетия с Востока, из Китая и Индии, в Европу в небольших количествах поступал металлический цинк. Там примерно в X веке обнаружили, что если смешать цинковую руду (каламин) с углем в глиняном сосуде, затем этот сосуд герметически закрыть и подвергнуть воздействию очень сильных температур, то получается металлический цинк.

Впервые так сделали в Китае. Каламин засыпали в глиняные, плотно закрытые горшки, складывали из этих горшков пирамиду, заполняя все промежутки углем. Пирамиду поджигали, горшки раскалялись докрасна. Когда огонь прогорал, горшки разбивались и из них извлекались слитки металлического цинка.

В Европе этот способ получения цинка повторно открыли в XVI веке. А много позднее, в XVIII веке, в 1746 году А. С. Маргграф разработал успешную технологию получения металлического цинка методом прокаливания смеси оксида цинка с углём без доступа воздуха в глиняных огнеупорных ретортах с последующей конденсацией паров цинка в холодильниках.

Кстати, чуть раньше, чем латунь, в 1745 году тот же А. С. Маргграф открыл и цианид калия…