Sink (Zn) – grunnstoff nummer 30

Sink (Zn) er et metall med atomnummer 30 som nesten alltid har oksidasjonstall +2 i vanlig kjemi. Zn²⁺, galvanisering og Daniell-cellen gjør sink særlig viktig i redoks og elektrokjemi.

Fakta om sink

• Symbol: Zn
• Atomnummer: 30
• Atommasse: 65,382 u
• Gruppe: 12
• Periode: 4
• Blokk: d-blokk
• Kategori: overgangsmetall
• Tilstand ved romtemperatur: Fast stoff
• Smeltepunkt: 419,5 °C
• Kokepunkt: 906,9 °C
• Elektronkonfigurasjon: [Ar] 3d10 4s2
• Elektronegativitet: 1,65

Egenskaper

Sink er overgangsmetall med atomnummer 30 og atommasse 65,382 u. Ved romtemperatur er sink fast stoff. Elektronkonfigurasjonen [Ar] 3d10 4s2 plasserer grunnstoffet i d-blokken og gruppe 12.

Elektronkonfigurasjon

Elektronkonfigurasjonen til sink er [Ar] 3d¹⁰ 4s². Når de to 4s-elektronene avgis, dannes Zn²⁺ med den fylte 3d¹⁰-konfigurasjonen [Ar] 3d¹⁰.

Valenselektroner og ioner

De to 4s-elektronene er de elektronene sink vanligvis avgir i reaksjoner.

Zn²⁺ er det klart viktigste sinkionet i grunnleggende kjemi. I motsetning til mange andre d-blokkmetaller har sink vanligvis ikke flere vanlige oksidasjonstall.

Oksidasjonstall

• +2 – det dominerende oksidasjonstallet i vanlige sinkforbindelser

Reaksjoner og modeller

• Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻ – Sink oksideres ved å avgi to elektroner. Dette er anodereaksjonen i Daniell-cellen under utlading.
• Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu – Sink er mindre edelt enn kobber og kan derfor redusere Cu²⁺ til kobbermetall.
• Zn + 2 H⁺ → Zn²⁺ + H₂ – Sink reagerer med syre og danner Zn²⁺ og hydrogengass. Reaksjonen kobler spenningsrekka til metall–syre-kjemi.

Viktige forbindelser

• ZnO – sinkoksid
• ZnSO₄ – sinksulfat
• ZnCl₂ – sinkklorid
• ZnS – sinksulfid

Hva brukes sink til?

• Galvanisering mot rust
• Batterier
• Messing

Sink i Kjemi 1

Sink brukes til å forklare spenningsrekka, reaksjon mellom metall og syre og hvordan et mer reaktivt metall kan redusere ioner av et mindre reaktivt metall. Galvanisering beskytter stål både som fysisk belegg og fordi sink kan fungere som offermetall dersom belegget skades.

Sink i Kjemi 2

I Daniell-cellen er sink anode under utlading: Zn oksideres til Zn²⁺, og elektronene går gjennom den ytre kretsen til kobberelektroden. Sink er derfor et svært tydelig eksempel på sammenhengen mellom spontan redoks og elektrisk energi.

Oppgaver

1. Skriv oksidasjonshalvreaksjonen for sink i en Daniell-celle.
   Løsningsidé: Sink går fra oksidasjonstall 0 til +2 og må derfor avgi to elektroner.
2. Hvorfor kan sink beskytte stål selv om sinkbelegget får en liten ripe?
   Løsningsidé: Sink er mindre edelt enn jern og kan oksideres som offermetall. Dermed leveres elektroner som motvirker oksidasjon av jernet nær skaden.
3. Hva observerer du når sink legges i en løsning med Cu²⁺?
   Løsningsidé: Sink oksideres til Zn²⁺, mens Cu²⁺ reduseres og kan avsettes som kobber på sinkoverflaten.

Visste du at …

Sink brukes som offermetall på skipsskrog: det ruster i stedet for stålet.