Tsink, mida mõnikord nimetatakse spelteriks, on keemiline element. See on üleminekumetall ja kuulub üldisesse metallide rühma; mõnikord klassifitseeritakse seda ka üleminekujärgseks metalliks. Tema keemiline sümbol perioodilisustabelis on Zn ja perioodilisustabelis on ta 30. element: aatomiarv on 30. Tsingi massinumber (keskmine aatommass) on ligikaudu 65,38 g·mol−1. Neutraalne Zn-aatom sisaldab 30 prootonit ja 30 elektroni.

Põhiomadused

  • Füüsikaline olemus: hallikas-sinine läikega metall, puhtal kujul suhteliselt rabedal temperatuuril, kuid sulatamisel muutub plastilisemaks.
  • Elektronkonfiguratsioon: [Ar] 3d10 4s2; tavapärane oksüdatsiooniastmeks on +2.
  • Tihedus: ~7,14 g·cm−3.
  • Sulamis- ja keemistemperatuur: sulamistemperatuur ≈ 419,5 °C, keemistemperatuur ≈ 907 °C.
  • Korrosioonikindlus: moodustab pindmised oksüdikihid, mis kaitsevad metalli edasise korrosiooni eest.

Isotoobid

Tsinkil on teada ligikaudu 29 erinevat isotoopi, millest looduslikult esineb peamiselt viis stabiilset isotoopi (^64Zn, ^66Zn, ^67Zn, ^68Zn ja ^70Zn). Lisaks on olemas mitmeid kunstlikke ja radioaktiivseid isotoope; mõned neist on radioaktiivsed. Nende poolväärtusaeged varieeruvad väga suurel skaalal — alates millisekunditest kuni väga pikkadeks perioodideks (mõnele teoreetilisele protsessile arvutatud väga pikk poolväärtusaeg), olenevalt isotoobist.

Esinemine ja tootmine

Tsink esineb peamiselt sulfiidi mineraalis sfaleriidis (ZnS), aga ka karbonaat- ja oksüdi‑mineraalides. Põhiviisid tsingi tootmiseks on kaevandamine ores‑kujul ja seejärel metallurgiline töötlemine — tavaliselt sisaldab see rikastamist, sulfiidi röstitamist ja seejärel kas elektro‑metallurgilist (elektrolüütilist) eraldamist või pürometallurgilist redutseerimist. Tsinki taaskasutatakse laialdaselt, eriti pinnakatete ja sulamitena.

Kasutusalad

  • Pinnakaitse ja korrosioon: Tsink on laialdaselt kasutusel galvaniseerimiseks — terase ja raua kaitseks korrosiooni eest.
  • Patareid ja elektroonika: tsinki kasutatakse mitmesugustes akutehnoloogiates, sh tsink‑süsinik ja alkaalsetes patareide tüüpides ning uuemates lahendustes.
  • Sulamitest ja valualad: messing (tsink + vask), valumetallid (die‑casting) ja mitmed tehnilised sulamid sisaldavad tsinki tugevuse ja töödeldavuse parandamiseks.
  • Keemia ja töötlus: tsinkoksiid (ZnO) leiab kasutust värvagentides, kummitoodetes, päikesekreemides, antiseptiliste ja katalüütiliste rakenduste puhul.
  • Toit ja farmaatsia: tsinkühendeid kasutatakse toidulisandites ja ravimitööstuses, sest tsink on organismile oluline mikroelement.

Bioloogiline roll ja ohutus

Tsink on oluline trace element — vajalik paljude ensüümide ja valkude normaalseks toimimiseks, immuunsüsteemi tööks, DNA sünteesiks ja haavade paranemiseks. Tsingi puudus võib põhjustada söögiisu vähenemist, haavumuse suurenemist ja immuunsüsteemi nõrgenemist. Samas võib liiga suur sissevõtmine või kontsentreeritud kokkupuude olla kahjulik: liigne tsink häirib teiste mikroelementide omastumist ja võib põhjustada iiveldust, oksendamist või rauapuuduse sümptomeid.

Tööstuslikult tuleb vältida tsingiaurude ja -tolmu sissehingamist (näiteks valukodades või tsinkimistöödel), sest see võib põhjustada ägedat hingamisteede ärritust või nn metallauru palavikku (metal fume fever). Keskkonnas võib tsink tavapäraselt olla mõõdukalt toksiline veeorganismidele suures kontsentratsioonis.

Lühike kokkuvõte

Tsink (Zn) on laialt kasutatav metall oma heades korrosioonikaitse omadustes, tehnilistes sulamites ja keemiatoodetes ning samal ajal eluliselt oluline mikroelement. Selle keemilised ja füüsikalised omadused — näiteks oksüdatsioonikäitumine, mitmed isotoobid ja suhteliselt madal sulamistemperatuur — teevad temast mitmekülgse ja olulise materjali nii tööstuses kui ka bioloogias.