معلومات و حقائق عن عنصر الزنك الذي يظهر بلونه الفضي المائل إلى الزرقة، هذا العنصر الفعال، هو عنصر مهم للحياة ومهم في العديد من العمليات الصناعية التي غالبًا ما تكون غير مرئية.
يتم وضع الزنك على الجدول الدوري للعناصر مع العدد الذري 30، وكان يستخدم من قبل الإغريق والرومان في العصور القديمة، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء.
لكن الزنك لم يكن مشهورًا وقتها مثل النحاس أو الحديد، وفقًا لورقة عام 2006 في الدورية المفتوحة “Ancient Asia”، إذ يغلي الزنك في درجة حرارة أقل مما هو مطلوب لاستخراجه من المادة الخام، لذلك لم تكن تقنيات الصهر القديمة تصل إلى مهمة عزل عنصر الزنك.
ومع ذلك وجد علماء الآثار حفنةً من الزنك من صنع الإنسان، بما في ذلك ورقة من الزنك في أثينا يعود تاريخها إلى 300 عام قبل الميلاد.
اليوم، يتم استخدام المعدن في أغلب الأحيان كطلاء للصلب والحديد لمنع الصدأ، وهي عملية تسمى الجلفنة (الكلفنة).
بشكل لا يصدق، يرجع تاريخ الكلفنة إلى قرون- تشمل الأسلحة الملكية في بريطانيا العظمى مجموعةً من الدروع كانت في الهند منذ ثمانينات القرن السابع عشر والتي تم كلفنتها بغمسها في الزنك المصهور.
حقائق عن الزنك
- العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 30.
- الرمز الذري (على الجدول الدوري للعناصر): Zn.
- الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة): 65.38.
- الكثافة: 7.134 غرام لكل سنتيمتر مكعب.
- حالة العنصر في درجة حرارة الغرفة: صلب.
- درجة الانصهار: 787.15 درجة فهرنهايت، (419.53 درجة مئوية).
- درجة الغليان: 1،665 فهرنهايت (907 درجة مئوية).
- عدد النظائر (ذرات من نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات): 25؛ 5 منها مستقرة.
- النظائر الشائعة: Zn-64 (نسبة توافره في الطبيعة 48.6%)، Zn-66 (نسبة توافره في الطبيعة 27.9%)، Zn-67 (نسبة توافره في الطبيعة 4.1%)، Zn-68 (نسبة توافره في الطبيعة 18.8%)، Zn-70 (نسبة توافره في الطبيعة 0.6%).
اقرأ ايضًا:
عنصر مفيد
تم اكتشاف الزنك قبل أن يتم الإعلان عنه رسميًا.
في عام 1746، اكتشف الكيميائي الألماني أندرياس مارجراف (وهو أيضًا مخترع عملية استخراج السكر من البنجر) كيفية عزل الزنك عن طريق تسخين الكربون والكالامين (محلول الكالامين).
وقد أفاد مارجراف عن هذه النتيجة بتفصيل كبير، ما أكسبه الفضل في هذا الاكتشاف، على الرغم من أن العديد من الباحثين الأوروبيين كانوا قد أكملوا بالفعل مثل هذا العمل الفذ.
كان عالم المعادن الإنجليزي، وليام تشامبيون، قد حصل على براءة اختراع هذه العملية قبل سنوات من اكتشاف العنصر رسميًّا.
حتى الخبراء في هذا المجال اعتمدوا على تقنيات يعود تاريخها إلى العصور الوسطى، استُخدِم الزنك لأول مرة في الصين على الأقل عام 1637، وتم تعدينه واستخراجه في الهند حتى قبل ذلك- قرابة القرن التاسع قبل الميلاد، على الأقل، وفقًا لبحث نُشر عام 2006 في دورية “Ancient Asia”.
في البداية، استخدم الناس القدماء خامات الزنك في الغالب لصنع النحاس (سبيكة من النحاس مع الزنك).
ومع ذلك، تم الاعتراف بالزنك كمعدن في حد ذاته عام 1374 في الهند، وفقًا للجمعية الدولية للزنك IZA.
إذًا ما هي أهمية الزنك؟
حوالي نصف الـ 12 مليون طن المنتجة من الزنك سنويًّا تستخدم في عمليات الجلفنة، وفقًا للجمعية الدولية للزنك.
يستخدم 17% من الإنتاج السنوي للزنك في صناعة النحاس الأصفر والبرونز، و 17% أخرى تستخدم في صب القوالب، وإنتاج الأجزاء المعدنية باستخدام القوالب.
ويساهم الباقي في استخدامات صناعية أخرى، مثل إنشاء مواد التسقيف، أو في تكوين مركبات كيميائية مثل أكسيد الزنك. يظهر هذا المسحوق الأبيض في كل شيء بدءًا من واقيات الشمس إلى الخلايا الشمسية وحتى المفاعلات النووية، حيث يساعد على منع التآكل.
للزنك أيضًا دور هام في الصحة.
يُعد الزنك معدنًا أساسيًا يحافظ على إنزيمات الجسم.
يمكن لنقص الزنك إبطاء النمو وإعاقة جهاز المناعة، وفقًا للمعهد الوطني للصحة.
بعض أغرب الآثار الجانبية لنقص الزنك تتضمن تشوهات في الشم والتذوق، لأن المعدن ضروري لهذه الحواس.
الجلفنة – عملية وضع طبقة واقية من الزنك إلى الصلب أو الحديد لمنع الصدأ
هل تعلم؟
قد يكون الزنك هو العلاج الوحيد المعروف لنزلات البرد الشائعة نوعًا ما.
وفقًا للمعهد القومي للصحة، وجدت الدراسات الطبية أنه إذا تم استخدام الأقراص المحلاة المحتوية على الزنك أو الرذاذ خلال 24 ساعةً من ظهور الأعراض، تقل فترة الإصابة بنزلات البرد.
ومع ذلك، يجب استخدام العلاجات دون وصفة طبية مثل هذه بحذر، لأنه لم تُحدد الجرعات المثلى، وقد تم ربط الاستخدام الزائد للزنك من المواد الهلامية أو بخاخ الأنف بفقدان دائم لحاسة الشم.
قد يكون من المفيد حينها تحمل نزلات البرد لمدة يوم أو يومين.
يصنع الزنك 70 ميليجرامًا من كل كيلوجرام من قشرة الأرض، في المتوسط، وفقًا للجمعية الدولية للزنك.
يمكن لمركب الزنك، غلوكونات الزنك، أن يخرج السم من لسعات القناديل المميته عن طريق وقف تسرب البوتاسيوم من خلايا الدم، وفقًا لأبحاثٍ نُشرت عام 2012.
هناك زنك دائمًا في جيبك: البنسات عبارة عن 97.5% من الزنك والنحاس 2.5 % فقط.
معظم الناس يحصلون على الكثير من الزنك من خلال طعامهم.
لكن مكملات الزنك قد تكون مفيدةً للنساء اللواتي يصارعن الاكتئاب والتوتر قبل فترات طمثهن.
وجدت دراسة أجريت في عام 2013 أن المكملات المحتوية على 15 ميليجرامًا في اليوم على الأقل من الزنك ارتبطت بانخفاض خطر متلازمة ما قبل الطمث، أو الدورة الشهرية.
اقرأ ايضًا:
الدراسات الحالية
لا يمكن التقليل من دور الزنك في الحياة. في الواقع، يبدو أن الزنك عنصرًا حاسمًا في الجمع بين الحيوانات المنوية والبويضة.
أظهر مقطع فيديو نُشر إلى جانب دراسة في دورية Nature Chemistry” في ديسمبر عام 2014، أسهمًا ناريةً جراء عملية التخصيب وذلك عندما تطلق البويضة “شرارات” من الزنك بعد أن تغلف الحيوانات المنوية.
لا يزال الباحثون يستكشفون هذه الظاهرة الغريبة، لكنهم اكتشفوا أنه دون ثورانات الزنك هذه، لا يمكن للبويضة أن تتطور.
يقول الكيميائي توماس أوالوران Thomas” O’Halloran” وهو مؤلف مشارك بهذه الدراسة بجامعة نورث ويسترن في شيكاغو لمجلة لايف ساينس: «ربما يعمل الزنك كمفتاح رئيسي ليخبر الخلية متى تنقسم».
يقول أوالوران إن الخلايا تركز عادةً الزنك حتى يكون هناك عدد من ذرات الزنك في الخلية حيث توجد أزواج قاعدية في جينوم الكائنات الحية.
لكن بعض الخلايا تركز أكثر من ذلك.
في الساعات الأخيرة قبل النضج الكامل، تبدأ خلية البويضة في استيعاب الزنك، وقد لاحظ أوالوران وزملاؤه، انتقال عدد 40 مليار إلى حوالي 60 مليار ذرة من الزنك.
وينتهي حوالي 15% من إجمالي الزنك في الحويصلات، وتختبئ الحزم الصغيرة بعيدًا تحت سطح الخلية.
عندما يجتمع الحيوان المنوي والبويضة، يتم إخراج هذه الحزم.
من المحتمل أن يخلق إطلاق الزنك حاجزًا ضد دخول أكثر من حيوان منوي واحد، والذي قد يكون قاتلاً للجنين النامي.
لكن هذه الدراسة لم تثبت بعد، وذلك وفقًا للدكتورة تيريزا وودروف “Teresa Woodruff”، مؤلفة الدراسة، وهي أستاذة في التوليد وأمراض النساء والحفاظ على الخصوبة في جامعة نورث وسترن.
وتقول وودروف لـ لايف ساينس إن الأسهم النارية الناتجة عن الزنك يمكن أن يكون لها تطبيقات حقيقية للنساء اللاتي يعانين من العقم.
في التلقيح الاصطناعي (الإخصاب في المختبر)، يجب أن تكون قادرًا على اختيار البويضة التي لديها أعلى احتمال لإعطاء ذرية سليمة.
يمكن أن تشير “شرارات” الزنك إلى حيوية البيضة، ما يسمح للأطباء باختيار أفضل بويضات مخصبة من أجل زراعتها في الرحم.
ويضيف أوالوران أن الخلايا في الدماغ، ولا سيما منطقة الذاكرة المعروفة باسم “الحُصيْن”، تخزن الزنك أيضًا، كما تفعل الخلايا المطلقة للأنسولين في البنكرياس.
ويقول: «نعتقد أننا اكتشفنا في الواقع شيئًا سيكون مفيدًا على نطاق واسع في فهم كيفية عمل الخلايا».
ما هو أكثر من ذلك، يسلط البحث الضوء على كيفية استخدام الحياة للعناصر الكيميائية في الجدول الدوري من أجل الازدهار.
يختتم أوالوران: «نميل إلى التفكير في أن الأشياء غير العضوية ليست حيةً.
ولكن عندما نكتشف أنها تلعب دورًا محوريًا في طريقة عمل الحياة، فإنه حقًا أمر مثير للافتنان وللاهتمام.
فالحياة، منذ أقدم نقطة لها، كانت تتكيف وتستخدم المعادن والمكونات غير العضوية للطبيعة، وقد حافظت على ذلك حتى في أعلى مراحل التطور.
- ترجمة: علي أبو الروس
- تدقيق: أحلام مرشد
- تحرير: حسام صفاء
- المصدر
