עמוד הבית > מדעים > פיסיקה ומבנה החומר [כימיה] > חומרים: תכונות ותהליכים
מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


תקציר
מידע על היסוד אבץ ושימושיו.



אבץ
מחבר: שילה קם


היסוד: אבץ (Zn).

מידע כללי:

האבץ הוא מתכת מעבר (כמו ברזל) פעילה מאד בעלת גוון לבן-כחלחל. ניתן לזהות את יוני האבץ בתמיסה ע"י יצירת משקע עם נתרן הידרוקסידי או תמיסת אמוניה. האבץ מוליך חשמל וכאשר הוא נשרף הוא מאיר באור אדום עם עננים לבנים של חמצן. האבץ אינו רעיל וחיוני בתהליך הגדילה והצמיחה של צמחים ובע"ח. מקור השם אבץ הוא מהמילה הגרמנית Zink.

מס' אטומי

מסה אטומית

נקודת התכה

נקודת רתיחה

מצב צבירה בטמפ' החדר

צפיפות

30 65.38

420°C

908°C

מוצק 7.1 גר' לליטר

היסטוריה:

האבץ התגלה לראשונה ע"י ארנסט מרגרף מגרמניה בשנת 1500. אולם אלפי שנים קודם לכן כבר השתמשו באבץ להכנת פליז מתערובת של אבץ ונחושת. כלי נשיפה התגלו כאן, בא"י, ולפי הערכה הם מהשנים 1400 – 1000 לפנה"ס. סגסוגות המכילות אבץ בכמות גדולה התגלו בהריסות קדומות בטרנסילבניה. מחצבים של אבץ ונחושת התגלו בקפריסין ושמשו בתקופה מאוחרת יותר את הרומאים. אבץ מוצק הופק כבר במאה ה- 13 בהודו, אך כאמור זוהה לראשונה ע"י מרגרף בשנת 1500. הראשון שהקים מפעל תעשייתי להפקת אבץ היה וויליאם צ'מפיון בשנות ה- 40 של המאה ה- 18, והוא הקים את המפעל שלו בעיר בריסטול שבאנגליה. מאוחר יותר הוקמו גם מפעלים בבלגיה.

האבץ בטבע:

מאחר והאבץ הוא יסוד פעיל המתרכב בקלות עם יסודות אחרים, לא ניתן למצוא יסוד זה בטבע במצב חופשי, אלא תמיד בתור תרכובת במחצב. המחצב העיקרי של האבץ הוא תרכובת של אבץ וגופרית הנקרא "ברק האבץ". המחצב השני בחשיבותו הוא הקאלאמין המכיל בעיקר אבץ פחמתי, והשלישי הוא מחצב הנקרא המימורפיט. מאחר ושלושת המחצבים האלה קשורים בטבע בד"כ עם מחצבי עופרת, במקומות שבהם כורים אבץ כורים בד"כ גם עופרת. מחצבי האבץ העיקריים נמצאים בארה"ב ובקנדה שכנתה, במדינות שהרכיבו את ברה"מ, באוסטרליה ובמקסיקו.

דוגמאות לתרכובות האבץ:

  • אבץ סולפידי (ZnS) – זוהי תרכובת המתקבלת בתגובה בין אבץ לגופרית והיא שכיחה בטבע כמחצב העיקרי של אבץ ("ברק האבץ"). ניתן לקבל תרכובת זו גם ע"י הוספת אמוניום סולפידי לתמיסת מלח אבץ מסיס. תרכובת זו נמסה בחומצות מהולות תוך כדי שחרור מימן סולפידי.
  • אבץ חמצני (ZnO) – זוהי אבקה שצבעה לבן בטמפ' החדר וצהובה כאשר מחממים אותה. תרכובת זו אינה מסיסה במים ונמסה היטב בבסיסים ובחומצות. ניתן להפיק מאבץ חמצני אבץ מתכתי אם מערבבים חומר זה ביחד עם פחמן אבקתי בטמפ' גבוהה, וכך מתרחש תהליך חיזור שבסופו מתקבלים דו תחמוצת הפחמן ואבץ מתכתי. אבץ חמצני משמש בתעשיות הצבעים, הגומי, הקוסמטיקה, הקרמיקה והרפואה.
  • אבץ גופרתי (ZnSO4) – כאשר חומצה גופרתית מגיבה עם אבץ חמצני או פחמתי מקבלים אבץ גופרתי, שהוא מוצק גבישי שצבעו לבן, קל תמס (חומר שנמס טוב נקרא חומר קל תמס). משתמשים באבץ גופרתי בתעשיית הטקסטיל. כמו כן הוא משמש בשימור עורות, בייצור דבק וחומרי צביעה וכן ברפואה.
  • אבץ כלורי (ZnCl2) – מוצק גבישי שצבעו לבן שסופג לחות וקל תמס במים, המתקבל כתוצאה מתגובת כלור ואבץ. משמש ברפואת שיניים.

שימושי האבץ:

  • לציפוי כלי פלדה וברזל – השימוש הבולט והעיקרי של האבץ הוא הגנה על כלים וחפצים עשויים ברזל או פלדה מפני החלדה. ניתן אמנם להכין כלים/חפצים/חלקים מסוימים מפלדת אל-חלד, העמידה בפני חלודה, אולם פלדת אל-חלד היא חומר יקר מאוד. לעומת זאת, אבץ הוא מתכת זולה ולכן כאשר רוצים להגן על חומר עשוי ברזל מפני החלדה מצפים אותו באבץ,כמו דליים של פחי אשפה וחומרים נוספים העשויים מברזל. בד"כ מצפים את הכלים ע"י טבילתם באבץ מותך, אולם גם ציפוי ע"י אלקטרוליזה של אבץ גופרתי או ע"י ריסוס הן דרכים לציפוי הכלים באבץ.
  • להכנת פליז (סגסוגת של אבץ ונחושת) – הפליז מכילה בין 20% ל- 45% אבץ והשאר נחושת, ויתרונותיה – נוח לעבוד איתה, מוליכות חשמל טובה והיותה זולה.
  • מעטה המתכת של "סוללות יבשות" (כמו אלה הנמצאות בפנסי חשמל) עשוי אבץ.
  • לציפוי גגות.
  • בהפקת האבץ החמצני – לאבץ החמצני ישנם שימושים רבים: בתהליך הייצור של צבעים, בהכנת גומי, בהכנת תכשירים קוסמטיים, ברפואה, בכיסוי רצפות, בהכנת דיו למדפסות, בייצור פלסטיק וסבונים, בתעשיית הטקסטיל, בהכנת ציוד אלקטרוני, במשחות ועוד.
  • בהכנת אבץ סולפידי – האבץ הסולפידי (ZnS) משמש בהכנת לוחות זוהרים, בייצור מנורות פלואורוסנט, בהכנת מסכי טלוויזיה ומסכי רנטגן, ובייצור צבעים לא רעילים.
ביבליוגרפיה:
כותר: אבץ
מחבר: קם, שילה
שם  הפרסום מקורי: יסודות הטבלה המחזורית
תאריך: 2000
הוצאה לאור: מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית