锌知识与矿泉水中锌的测定

1、锌知识与矿泉水中锌的测定组员：严 斌 蔡伟鹏徐景东 宋联淑一、锌的相关知识总结1.1 锌的基本化学性质锌是银白色的金属，由于d电子没有参与金属键，故金属锌相当软，但较易与其他金属间形成合金，其最重要的合金是黄铜。锌在含有CO2的潮湿空气中生成一层碱式碳酸锌薄膜，这层膜很致密，可以起到保护作用。4Zn + 2O2 + 3H2O + CO2 = ZnCO3·3Zn(OH)2锌易溶于非氧化性酸，且在加热时直接与氧，硫，磷和卤素结合。锌具有两性，还可溶于强碱溶液与氨水中。Zn + 2NaOH +2H2O = Na2Zn(OH)4 + H21.2 锌在人体中的主要分布锌是生物体的必须微量金属元

2、素之一，成年人体中含Zn量为1.41.7g左右，其中主要分布为：皮肤和骨骼 1 / 3 1 / 4；血液：血浆，2% 20%；红细胞，75%； 白细胞，3% 80%；胰脏和眼睛等。1.3锌在人体中的作用（1） 增强创伤组织的再生能力，加速组织愈合。（2） 增强机体的免疫功能。（3） 固定视网膜。（4） 锌与利尿剂合用能增强降压作用，有利于控制冠心病的发生。1.4锌酶碳酸酐酶碳酸酐酶的生理功能是可逆地催化CO2（碳酸酐）水合反应的迅速进行，CO2 + H2OHCO3- + H+因而大大加速了生物体静脉中CO2的运送，这对呼吸作用极为重要。右图即为碳酸酐酶的示意图。1961年，科学家已提出把碳酸酐

3、酶应用于潜艇，以控制艇内人员呼吸释放CO2的浓度！1.5缺锌的症状（1） 人体缺锌，将引起锌酸活力减退而产生营养不良，嗅觉、味觉丧失，视力下降，贫血、肝脾肿大。（2） 人体缺锌，可引起心血管疾病。（3） 人体缺锌，还会损害骨骼的发育，减弱糖类和蛋白质的代谢，造成发育不良，反映迟钝，智力低下等疾病。二、 实验部分：矿泉水中锌离子的测定2.1 锌测定的基本知识原子吸收法 催化极谱法 双硫腙法 实验条件的限制，并未考虑实验室测定水中锌的主要方法地面水中的锌有时是天然来源（从岩石进入水体），但更为常见的来源则为遭受金属冶炼及加工，化工，电镀等工业废水的污染。化学上检测锌离子浓度的方法有以下几种： 在我

4、们的实验中将采用双硫腙法。 双硫腙（H2DZ或DZ见右图），又称打萨宗，微溶于水，在有机相中形成互变异构体。双硫腙分子中含有活泼的氢原子，能以一元酸或二元酸的形式与金属离子Me n+反应形成难溶于水的螯合物见下图：双硫腙在强酸溶液中它可萃取Pt2+、Pd2+、Au3+、Ag+、Hg2+、Cu2+离子；在微酸性溶液中它可以萃取Bi3+、Zn2+、In3+和Sn2+离子；在中性或碱性溶液中可萃取Co2+，Ni2+，Pb2+和Cd2+等离子。生成的螯合物可用惰性溶剂CCl4或CHCl3萃取。2.2双硫腙分光光度法实验原理在微酸性（pH4.0-5.0）的水溶液中，锌粒子与双硫腙生成红色螯合物,用四氯化

5、碳萃取后，比色定量。水中存在少量其他金属离子，对此法均有干扰，但可用足量硫代硫酸钠作掩蔽剂并控制pH值而予以消除.2.3实验结果标准曲线如下所示： 标准溶液的锌浓度为1.00mg/ml，样品溶液10ml吸光度为0.012，对应的体积为0.20ml，从校准曲线查得Zn的含量为0.20mg，所以样品溶液Zn的浓度为C=M/V=0.02mg/L。2.4 实验反思（1）如何控制实验过程的pH值?实验所需的环境是在pH4.05.0之间，pH过高生成Zn(OH)2沉淀，pH偏低使配合反应向分解方向进行。故用乙酸和乙酸钠组成的缓冲溶液调节pH值。（2）测定的结果为什么会比理论值偏低？双硫腙由于少量分解，并未

6、与Zn2+形成配合物，而且微量的Zn2+ 以Zn(S2O3)22-形式存在,故实验测量结果偏低。三、社会调查及锌的应用通过我们的调查发现人们对锌的作用还是略知一二的，但是并不很注重补Zn，只是通过平时的蔬菜、水果和饮用水等加以补充而已。因此由于缺锌而引起的疾病正日益影响着人们的生活，甚至危害人们的生命安全。所以我们希望通过这次研究性实验和社会调查能帮助大家对锌有新的认识。不过我们还发现锌在其他领域的应用日益升温，下面我们将着重介绍锌的应用。锌有着广泛的应用领域，我们主要讨论以下四个方面的应用:（1） 锌合金产品锌基合金ZA27和ZA303是80年代宇航金属材料研究开发成功并业已获得广泛应用的新

7、型有色金属耐磨材料，用于替代传统的铜合金制造轴瓦、轴套、蜗轮、丝母、轧机、滑块、滑板等减摩材料。近几年来，后在锻压机床、水泵、橡胶塑料、造纸、轧钢、石油、矿山、水泥、起重、阀门等行业应用，均取得成功并得到人们的充分肯定，而且具有明显的经济效益，将对改善我国目前不合理的轴承合金用材结构，发挥巨大作用。（2） 锌在医学上的应用 治疗下肢溃疡 有人发现慢性静脉性下肢溃疡病人血浆锌浓度显著低于正常，经采用口服锌补充后取得良好反应。 治疗类风湿性关节炎。补充锌能提高局部组织的含锌量，可能促进机体对疾病的抵抗能力。补充锌可抑制炎症过程，从而改善疾病。 治疗肠病性肢端皮炎。 治疗痤疮。 治疗小人症。 治疗异

8、食癖。 治疗肢体动脉硬化性跛行。 治疗小儿厌食症。 治疗干槽症 治疗性机能障碍等。（3） 有机锌的应用 有机锌分为络合锌、螯合锌、蛋白质锌盐和多糖锌复合体等几种。它们在瘤胃和真胃环境中保持稳定，可防止形成络合物，到达小肠后更易吸收。蛋氨酸锌 提高生产性能；在放牧情况下，蛋氨酸锌还可预防腐蹄病等。氨基酸锌螯合物，牛的氨基酸锌螯合物是多种微量元素或常量元素螯合物的复合体，而不是单一金属的螯合物所以，在一定条件下，牛对一定的锌的络合或螯合物有反应，如增加生长、产奶量、繁殖和免疫反应等。（4）锌在电池上的应用 关于锌的电池有很多种，我们将着重介绍其中的一种锌空气燃料电池。DQFC系列超级锌空气燃料电池，是以锌为阳极，空气为阴极。空气中的氧通过电解液与锌板起化学反应产生电流。它与铅蓄电池相比，具有锌燃料可再生使用、体积小、重量轻、能量大、成本低、功率大及无二次污染等特点。目前，锌空气燃料电池已用于助动车、轿车及大巴上。另外，将这种新型的电池作为游艇的动力源是完全可行的，尤