فلز روی (Zinc) به عنوان یک عنصر مهم و پر کاربرد در حوزه های مختلف صنعت و فرآیندهای بیوشیمیایی به کار می رود. در این مقاله، قصد داریم به بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی فلز روی، کاربرد فلز روی در صنعت و موارد استفاده از آن بپردازیم. اگر برای شما سوال است که فلز روی از کجا تهیه کنیم با ما همراه باشید. برای اطلاع از قیمت آهن اینجا کلیک کنید.
فلز روی چیست؟ روی (Zinc) یکی از مهمترین و پرکاربرد ترین فلزات در صنعت و زندگی روزمره انسان ها است که بعد از آهن، آلومینیوم و مس به عنوان چهارمین فلز مورد استفاده در دنیا شناخته می شود. فلز روی در جدول تناوبی با نماد Zn نشان داده می شود و به دلیل ویژگی های منحصر خود، از جمله مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت گالوانیزه کردن و خواص الکتریکی مناسب، در صنایع مختلفی از جمله ساخت و ساز، الکترونیک، داروسازی و خودروسازی کاربرد دارد.
فلز روی (Zn) دارای ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاصی است که آن را به یک عنصر مهم در صنایع مختلف تبدیل می کند. در ادامه، به تشریح خواص فلز روی پرداخته می شود.
وضعیت ظاهری
روی یک فلز نقره ای-آبی رنگ است که در حالت خالص، براق و صیقلی به نظر می رسد، اما در دماهای بالا نرم تر می شود.
چگالی
چگالی روی حدود 7.14 گرم بر سانتی متر مکعب است که برای یک فلز سبک نشاندهنده وزن نسبتاً بالایی است.
نقطه ذوب و جوش
نقطه ذوب روی حدود 419.5 درجه سانتی گراد و نقطه جوش آن حدود 907 درجه سانتی گراد است. این ویژگی ها موجب می شود که روی در دماهای معمولی، به حالت جامد باشد.
سختی و شکنندگی
روی در دماهای پایین، فلزی شکننده به حساب می آید، اما با افزایش دما نرم تر و قابل انعطاف تر می شود. این ویژگی باعث شکل پذیری این فلز در دماهای بالا می گردد.
هدایت الکتریکی
روی با این که به اندازه مس (Cu) رسانا نیست ولی دارای هدایت الکتریکی خوبی است که آن را برای استفاده در صنایع الکتریکی مناسب می سازد.
مقاومت در برابر زنگ زدگی
آیا فلز روی زنگ می زند؟ روی به طور طبیعی در برابر زنگ زدگی مقاومت بالایی دارد، به همین دلیل از آن برای پوشش دهی فلزات دیگر استفاده می شود.
واکنش پذیری بالا
روی فلزی نسبتاً واکنش پذیر است و هم با اسیدها (مانند سولفوریک اسید و هیدروکلریک اسید) و هم با بازها واکنش نشان می دهد و هیدروژن آزاد می کند.
اکسیداسیون
روی به راحتی اکسید می شود و در معرض هوا، لایه ای از اکسید روی (ZnO) تشکیل می دهد که از خوردگی بیشتر فلزات دیگر جلوگیری می کند.
تشکیل ترکیبات مختلف
روی قادر است با عناصر مختلف ترکیب شود و ترکیبات متنوعی مانند اکسید روی (ZnO)، سولفات روی (ZnSO₄) و کلرید روی (ZnCl₂) را تشکیل دهد.
تأثیر بر محیط زیست
روی در غلظت های بالا، میتواند فلزی سمی باشد و بر محیط زیست و موجودات زنده تاثیرات منفی بگذارد.
فلز روی (Zn) به دلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاص خود، در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد که برخی از آن ها عبارت اند از:
گالوانیزه کردن
یکی از کاربردهای اصلی روی در گالوانیزه کردن فولاد و آهن است. با توجه به بالا بودن قیمت قوطی و قیمت آهن، نیاز است که با روش های علمی، تا حد امکان از فرسایش و اکسید شدن آن ها پیشگیری کرد. در فرآیند گالوانیزه کردن، به منظور جلوگیری از زنگزدگی و خوردگی این فلزات، سطح آن ها با لایه ای از روی پوشانده می شود. این پوشش محافظتی از فولاد و آهن، در برابر رطوبت و عوامل محیطی حفاظت می کند.
تولید آلیاژها
دیگر کاربرد فلز روی تولید آلیاژ برنج است که از ترکیب مس و روی ساخته می شود و به دلیل خواص مکانیکی و زیبایی ظاهری که دارد، در ساخت اشیاء زینتی، ابزارآلات موسیقی و لوازم خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. آلیاژهای دیگری مانند زاماک (Zamak) و آلیاژهای آلومینیوم نیز از جمله موارد کاربرد فلز روی در صنعت است.
صنعت شیمیایی
روی در تولید ترکیبات شیمیایی مختلف مانند اکسید روی (ZnO)، سولفات روی (ZnSO₄)، و کلرید روی (ZnCl₂) استفاده می شود. این ترکیبات در صنایع مختلف از جمله صنایع دارویی، کشاورزی و رنگسازی کاربرد دارند.
صنعت الکترونیک
روی در ساخت باتری های قلیایی و زینک-کربن به کار میرود. این باتری ها به دلیل عمر طولانی و ظرفیت بالا، در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی که به تولید انرژی پایدار نیاز دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.
داروسازی و پزشکی
روی یکی از عناصر ضروری برای سلامتی انسان است که در تولید مکمل های غذایی و داروها به منظور تقویت سیستم ایمنی بدن و بهبود مشکلات پوستی مانند سوختگی ها و اگزما استفاده می شود.
کشاورزی
یکی از وظایف مهم روی در صنعت کشاورزی، ساخت پروتئین برای گیاهان است و کمبود آن موجب کاهش مقدار پروتئین و افزایش مقدار آمینواسیدهای آزاد و آمیدها می شود. علاوه بر این، روی فلزی است که در تولید هورمون اکسین، آنزیم های مسئول فتوسنتز در گیاهان و هورمون رشد آن ها به نام اسید ایندول استیک نقش مهمی را ایفا می کند. با تولید اسید ایندول استیک میزان کلروفیل در گیاهان افزایش یافته و پیری آن ها به تأخیر می افتد.
ساختمان سازی
یکی دیگر از کاربردهای مهم فلز روی در صنعت ساخت و ساز است. در این صنعت از ورق های روی برای پوشش دادن سقف ها و دیوارها استفاده می شود و به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی ظاهری محبوبیت زیادی دارد.
تولید رنگ ها و پوشش ها
اکسید روی در تولید رنگ ها و پوشش های ضد زنگ به عنوان یک رنگدانه سفید کاربرد دارد.
فلز روی در چه وسایلی است و کجا استفاده می شود؟ روی (Zn) به دلیل ویژگی های خاص خود در طیف وسیعی از وسایل و صنایع به کار می رود. در ادامه، به برخی از وسایلی که فلز روی در آن ها به کار می رود، اشاره می شود.
باتری ها
فلز روی در باتری های قلیایی و زینک کربن به عنوان آند استفاده می شود. از باتری های قلیایی، در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مانند کنترل های از راه دور، اسباب بازی ها و چراغهای قوه کاربرد دارد. باتری های زینک کربن نیز در وسایلی مانند رادیوها و ساعتها مورد استفاده قرار می گیرند.
ساخت آلیاژها
همانطور که گفتیم، از فلز روی در ساخت آلیاژهایی مانند برنج و زاماک استفاده می شود که در تولید لوازم زینتی، ابزار آلات موسیقی، اتصالات، قطعات ریخته گری و قالب سازی به کار می روند.
پوشش های محافظ
ساخت ورق های فولادی گالوانیزه با پوشش روی از دیگر وسایل دارای روی است که برای جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی فلزات پرکاربردی مانند آهن و فولاد در ساخت و ساز، خودروها و تجهیزات صنعتی استفاده می شوند.
وسایل خانگی
فلز روی در خانه در برخی از لوازم آشپزخانه مانند قابلمه ها و تابه ها که دارای پوشش روی هستند، کاربرد دارد.
محصولات دارویی و بهداشتی
از اکسید روی در تولید کرم های ضد سوختگی و پمادهای درمانی برای مشکلات پوستی استفاده می شود.
رنگ ها و پوشش ها
از دیگر کاربردهای اکسید روی، می توان به نقش رنگدانه بودن در تولید رنگ ها و پوشش های ضد زنگ اشاره کرد.
فلز روی در وسایل مختلفی مانند پوشش های محافظ، محصولات دارویی، باتری ها و … کاربردهای گسترده ای دارد. روی در بسیاری از باتری ها، به عنوان ماده ای که آزاد کننده الکترون است و باعث تولید جریان الکتریکی می شود، به کار می رود. باتری های حاوی روی معمولاً دارای ظرفیت بالایی برای ذخیره انرژی هستند و برای دستگاه هایی که نیاز به انرژی پایداری دارند، گزینه مناسبی به حساب می آیند.
علاوه بر این، باتری های قلیایی و زینک-کربن که شامل روی هستند، نسبت به سایر انواع باتری ها معمولاً عمر طولانی تری دارند. این ویژگی باعث می شود که برای استفاده در دستگاه های مصرفی مناسب باشند.
فلز روی خود به خود دچار زنگ زدگی نمی شود اما در معرض رطوبت و هوا اکسید شده و لایه ای از اکسید روی (ZnO) را تشکیل می دهد. این لایه اکسیدی به عنوان یک پوشش محافظ عمل می کند و از خوردگی بیشتر فلز زیرین جلوگیری می نماید. از این رو، از فلز روی معمولاً برای گالوانیزه کردن فلزات پرکاربرد مانند فولاد و آهن استفاده می شود تا مانع زنگ زدگی آن ها شود.
فلز روی را می توان از منابع زیر تهیه و خریداری کرد:
نماد شیمیایی فلز روی، Zn و عدد اتمی آن 30 است که در گروه 12 جدول تناوبی قرار دارد و به عنوان یک فلز قلیایی خاکی شناخته می شود.
سخن پایانی
همانطور که در این مقاله گفته شد، فلز روی نه تنها به عنوان یک ماده صنعتی با ارزش، بلکه به عنوان عنصری حیاتی در حفظ سلامتی انسان ها نیز نقش دارد. با این حال، باید توجه داشت که استفاده نادرست یا بیش از حد از فلز روی می تواند منجر به مشکلات زیست محیطی و سلامتی شود. بنابراین، آگاهی از خواص و کاربردهای این فلز و همچنین روش های مدیریت صحیح آن ضروری به نظر می رسد.
سؤالات متداول
فلز روی در صنایع مختلفی از جمله صنعت برق و الکترونیک، داروسازی، ساخت و ساز، خودروسازی و تولید رنگها و پوشش های ضد زنگ کاربرد دارد.
برای جلوگیری از زنگ زدن فلز روی، می توان روش های گالوانیزه کردن، استفاده از رنگ ها و پوشش های ضد زنگ، کنترل رطوبت، استفاده از مواد ضد خوردگی و اجتناب از تماس مستقیم با آب و مواد شیمیایی خورنده را به کار برد.