El zinc (del alemán Zink), también escrito cinc, es un elemento químico esencial de número atómico 30 y símbolo Zn, situado en el grupo 12 de la tabla periódica de los elementos.
Etimología
La etimología de zinc parece que viene del alemán Zink, éste de Zinken (en español pico, diente), para indicar el aspecto con filos dentados del mineral calamina, luego fue asumido para el metal obtenido a partir de él,7 cosas del zinc que quizá desconozcas https://masonnatural.pe/ aunque otras fuentes consideran que viene de la palabra persa para piedra.
En el español, las variantes gráficas «zinc» y «cinc» son ambas aceptadas como válidas. La forma con z, «zinc», es la más coherente con el origen de la palabra y, por tanto, con su símbolo químico internacional (Zn), mientras que la forma con c, «cinc», es la más coherente con los sistemas gráfico y fonético del español, en los que el sonido /zi/ suele representarse con la letra c, «ci».
Características principales
El zinc es un metal, a veces clasificado como metal de transición aunque estrictamente no lo sea, ya que tanto el metal como su ion positivo presentan el conjunto orbital completo. Este elemento presenta cierto parecido con el magnesio, y con el cadmio de su grupo, pero del mercurio se aparta mucho por las singulares propiedades físicas y químicas de éste (contracción lantánida y potentes efectos relativistas sobre orbitales de enlace). Es el 23.ºelemento más abundante en la Tierra y una de sus aplicaciones más importantes es el galvanizado del acero.
Es un metal de color blanco azulado que arde en el aire con llama verde azulada. El aire seco no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capa superficial de óxido o carbonato básico que aísla al metal y lo protege de la corrosión. Prácticamente el único estado de oxidación que presenta es el +2. En el año 2004 se publicó en la revista Science el primer y único compuesto conocido de zinc en estado de oxidación +1, basado en un complejo organometálico con el ligando pentametilciclopentadieno. Reacciona con ácidos no oxidantes pasando al estado de oxidación +2 y liberando dihidrógeno (antiguamente llamado hidrógeno) y puede disolverse en bases y ácido acético.
El metal presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frío que disminuye en caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100 °C. No se puede endurecer por acritud y presenta el fenómeno de fluencia a temperatura ambiente —al contrario que la mayoría de los metales y aleaciones— y pequeñas cargas el más importante.
Historia
Las aleaciones de zinc se han utilizado durante siglos —piezas de latón datadas en 1500-1000 a. C. se han encontrado en Canaán y otros objetos con contenidos de hasta el 87% de zinc han aparecido en la antigua región de Transilvania; sin embargo, por su bajo punto de fusión y reactividad química el metal tiende a evaporarse por lo que la verdadera naturaleza del metal no fue comprendida por los antiguos.
Se sabe que la fabricación de latón era conocida por los romanos hacia 30 a. C. Plinio y Dioscórides describen la obtención de aurichalcum (latón) por el procedimiento de calentar en un crisol una mezcla de cadmia (calamina) con cobre; el latón obtenido posteriormente era fundido o forjado para fabricar objetos.
La fundición y extracción de zinc impuro se llevó a cabo hacia el año 1000 en la India —en la obra Rasarnava (c.1200) de autor desconocido se describe el procedimiento— y posteriormente en China y a finales del los indios conocían ya la existencia del zinc como metal distinto de los siete conocidos en la Antigüedad, el octavo metal. En 1597 Andreas Libavius describe una «peculiar clase de estaño» que había sido preparada en la India y llegó a sus manos en pequeña cantidad a través de un amigo; de sus descripciones se deduce que se trataba del zinc aunque no llegó a reconocerlo como el metal procedente de la calamina.
En occidente, hacia 1248, Alberto Magno describe la fabricación de latón en Europa, y en el ya se conocía la existencia del metal. Georgius Agricola (1490-1555) observó en 1546 que podía rascarse un metal blanco condensado de las paredes de los hornos en los que se fundían minerales de zinc; añadiendo en sus notas que un metal similar denominado zincum se producía en Silesia. Paracelso fue el primero en sugerir que el zincum era un nuevo metal y que sus propiedades diferían de las de los metales conocidos sin dar, no obstante, ninguna indicación sobre su origen; en los escritos de Basilio Valentino se encuentran también menciones del zincum. A pesar de ello, en tratados posteriores las frecuentes referencias al zinc, con sus distintos nombres, se refieren generalmente al mineral no al metal libre y en ocasiones se confunde con el bismuto.
Johann Kunkel en 1677 y poco más tarde Stahl en 1702 indican que al preparar el latón con el cobre y la calamina esta última se reduce previamente al estado de metal libre, el zinc, que fue aislado por el químico Anton von Swab en 1742 y por Andreas Marggraf en 1746, cuyo exhaustivo y metódico trabajo Sobre el método de extracción del cinc de su mineral verdadero, la calamina cimentó la metalurgia del zinc y su reputación como descubridor del metal.
En 1743 se fundó en Bristol el primer establecimiento para la fundición del metal a escala industrial pero su procedimiento quedó en secreto por lo que hubo que esperar 70 años hasta que Daniel Dony desarrollara un procedimiento industrial para la extracción del metal y se estableciera la primera fábrica en el continente europeo.
Tras el desarrollo de la técnica de flotación del sulfuro de zinc se desplazó a la calamina como mena principal. El método de flotación es hoy día empleado en la obtención de varios metales.
Aplicaciones
thumb|Óxido de zinc La principal aplicación del zinc —cerca del 50% del consumo anual— es el galvanizado del acero para protegerlo de la corrosión, protección efectiva incluso cuando se agrieta el recubrimiento ya que el zinc actúa como ánodo de sacrificio. Otros usos son estos:
Baterías de Zn-C usadas en la industria aeroespacial para misiles y cápsulas espaciales por su óptimo rendimiento por unidad de peso y baterías zinc-aire para computadoras portátiles. Piezas de fundición inyectada en la industria de automoción. Metalurgia de metales preciosos y eliminación de la plata del plomo. Utilizado en fabricación de pinturas al óleo, para fabricar el color blanco de zinc, utilizado para crear transparencias en la pintura. Aleaciones: latón, alpaca, cuproníquel-zinc, aluzinc, virenium, tombac, etc. Ánodos: utilizado como elemento de sacrificio para evitar la corrosión de otras partes metálicas en depósitos de agua, barcos, etc. El zinc y sus aleaciones se utilizan recientemente en aplicaciones ortopédicas debido a su biodegradabilidad.Kong, L.; Heydari, Z.; Lami, G.H.; Saberi, A.; Baltatu, M.S.; Vizureanu, P. A Comprehensive Review of the Current Research Status of Biodegradable Zinc Alloys and Composites for Biomedical Applications. Materials 2023, 16, 4797. https://doi.org/10.3390/ma16134797 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37445111/ El zinc también se usa para la galvanización y fabricación de láminas de construcción con tramado para evitar la sobre flexión, conocidas como acanaladas u onduladas, por ser un material de ínfima calidad su costo es bajo, lo cual implica que las láminas de dicho material se empleen en construcciones de viviendas improvisadas o criaderos de animales (llamadas ranchos ).
Función biológica
miniaturadeimagen|Anhidrasa carbónica, enzima que posee un ion de zinc.
El zinc es un elemento químico esencial para los seres humanos, animales y plantas. El humano contiene alrededor de 40 mg de zinc por kg de peso corporal que es absorbido al igual que en los restantes mamíferos y aves por diversos transportadores de zinc, principalmente el ZIP4 intestinal, y muchas enzimas funcionan con su concurso como cofactor, ya que estimula la actividad de aproximadamente 300enzimas diferentes, interviene en el metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, colabora en el buen funcionamiento del sistema inmunitario, es necesario para la cicatrización de las heridas, interviene en las percepciones del gusto y el olfato y en la síntesis del ADN. El metal se encuentra en la insulina, las proteínas dedo de zinc (zinc finger) y diversas enzimas como la superóxido dismutasa.
Hay 2-4gramos de zinc distribuidos en todo el cuerpo humano. La mayoría del zinc se encuentra en los músculos (57 %), los huesos (29 %), la piel (6 %), el hígado (5 %), el cerebro (1,5 %), y el 1,5 % restante en otros tejidos biológicos y fluidos corporales, con las concentraciones más altas en la próstata y la retina del ojo. El semen es particularmente rico en zinc, siendo un factor clave en la correcta función de la glándula prostática y en el crecimiento de los órganos reproductivos.
El zinc aumenta la testosterona en sangre indirectamente, funcionando como coenzima en el metabolismo de las hormonas masculinas por medio de su formación a través de la hormona luteinizante (LH), que estimula las células de Leydig. También previene que la testosterona se transforme en dihidrotestosterona que es tres veces más activa, inhibiendo la enzima 5-alfa reductasa, ni tampoco en estrógeno por medio de la inhibición de la enzima aromatasa.
En el cerebro, el zinc se almacena en determinadas vesículas sinápticas mediante neuronas glutamatérgicas y puede "modular la excitabilidad del cerebro". Desempeña un papel clave en la plasticidad sináptica y por lo tanto en el aprendizaje. Sin embargo, ha sido llamado el "caballo oscuro del cerebro" (“the brain's dark horse”) ya que también puede comportarse como una neurotoxina, lo que sugiere que la adecuada homeostasis del zinc desempeña un papel fundamental en el funcionamiento normal del cerebro y del sistema nervioso central.
El zinc es un mineral esencial para la salud de las uñas, fundamental para la síntesis de proteínas (queratina), la división celular y el crecimiento rápido y fuerte de las uñas. Su deficiencia provoca fragilidad, uñas quebradizas, manchas blancas (leuconiquia) y problemas en la cutícula. Junto con él, los ácidos grasos omega-3 que mantienen la flexibilidad de las uñas y evitan que se sequen y se partan como si fueran de papel; y el hierro, responsable de transportar oxígeno a todas las células, de forma que cuando hay déficit, las uñas se vuelven pálidas, quebradizas y pueden desarrollar líneas verticales.
Deficiencia
La deficiencia de zinc perjudica al sistema inmunitario, genera retardo en el crecimiento y puede producir pérdida del cabello, diarrea, impotencia, lesiones oculares y de piel, pérdida de apetito, pérdida de peso, tardanza en la cicatrización de las heridas y anomalías en el sentido del olfato y el gusto. Las causas que pueden provocar una deficiencia de zinc son la deficiente ingesta y la mala absorción del mineral —caso de alcoholismo que favorece su eliminación en la orina o dietas vegetarianas en las que la absorción de zinc es un 50% menor que de las carnes— o por su excesiva eliminación debido a desórdenes digestivos.
La carencia de zinc en los períodos de rápido crecimiento afecta negativamente el desarrollo cognitivo, cerebral y sexual.
Según el CSIC, este elemento tiene un papel de suma importancia en las funciones mediadas por neurotransmisores, actuando como modulador de la excitabilidad neuronal. En este sentido la deficiencia de zinc puede causar trastornos del humor y neurodegeneración, como depresión y Alzheimer. Consultado en:
La disminución de los niveles de LH y testosterona circulantes a causa de la deficiencia de zinc afecta negativamente la actividad de las células de Leydig.
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