روی ( Zinc )

روی عنصر فلزی براق به رنگ سفید مایل به آبی است. در دماهای معمولی به حالت شکننده و کریستالی است اما در دمای بین C°150-110 خاصیت چکش خواری و تورق دارد . این عنصر در سال توسط دانشمند کشف گردید . منابع اصلی آن معدن سولفید ، زینکبلند یا اسفالریت زینکیت (اکسید روی)، کالامین (سیلیکات روی) و اسمیت سونیت (کربنات روی) می باشند . سنگ سولفیدی تا تبدیل شدن به اکسید برشته می شود سپس با زغال تا دمای C°1200 حرارت داده می شود . تبخیر وسپس خارج از محفظه واکنش متراکم شده و در قالب هایی که اسپلتر نامیده می شود قالب گیری می شود.

روی از سالها قبل شناخته شده بود از روی و ترکیبات روس برای ساخت آلیاژ برنج استفاده می شود. آلیاژهای روی که شامل 87 درصد روی هستنداز سالهای خیلی پیش در ترانسیلوانیا شناخته شده هستند. این عنصر از 13 قرن پیش توسط هندی ها از واکنش بین کالامین و یک ترکیب الی تولید شد. این فلز دوباره توسط اروپاییان در سال 1746 کشف و تولید شد .
روش استخراج روی از سوختن و اکسید شدن سنگ معدن روی و واکنش اکسید روی با زغال یا کربن توسط تقطیر فلز حاصل می شود.
روی در طبیعت دارای 5 ایزوتوپ پایدار است. 16 عدد ایزوتوپ ناپایدار نیز برای روی شناخته شده است.
این عنصر خاصیت نیمه رسانای دارد و در هوا با شعله قرمز خیلی داغ می سوزد و براهای سفید سمی از آن ساطع می شود. خاصیت قالب پذیری این عنصر بالا است . نه فلز روی نه زیرکونیم هیچ کدام خاصیت آهنربایی ندارند. اما این ترکیب ZrZn2 در دمای زیر 350 درجه کلوین خاصیت آهنربایی دارد.
این فلز دارای آلیاژهای زیادی می باشد که شامل برنج، نقره نیکلی، برنز تجارتی، لحیم قلع، آلومینیوم لحیم شده است.
روی با کیفیت بالا برای تولید قالب استفاده می شود که از این قالب گیری برای کاربردهای اتومبیل سازی و صنایع الکتریکی و سخت افزاها مورد استفاده قرار می گیرد. یک آلیاژ روی که به نام پرزتال نامیده می شود شامل 78 درصد روی و 22 درصد آلومینیوم است که بیشتر برای صتایع فولاد و پلاستیکهای قالب گیری استفاده می شود. از این آلیاژ همچنین برای قالب گیری سرامیک و سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.
روی همچنین برای آبکاری دادن فلزاتی مثل آهن برا ی جلوگیری از خوردگی استفاده می شود. اکسید روی عنصر مفید و دنیای مدرن است. که به طور گسترده ای برا ی صنایع و ساخت رنگها، تولیدات لاستیک، وسایل آرایشی و صنایع داروسازی، پوشش کف، پلاستیک ، چاپ پارچه، صابون سازی، ذخیره باتری ها، منسوجات، تجهیزات الکتریکی و دیگر تولیدات کاربرد دارد. لیتوفون ترکیبی از سولفید روی و سولفات باریم است که برای تولید مواد و رنگدانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
سولفید روی در ساختان صفحات روشن و تابناک، صفحات اشعه ایکس و تلویزیون و نورهای فلورسانس مورد استفاده قرار می گیرد. از ترکیبات کلر و کرومات روی برای ترکیبات مهم استفاده می شود. روی عنصر حیاتی برای رشد و نمو جانوران و گیاهان است.
روی به تنهایی و به خودی خود سمی نیست اما وقتی که با اکسیژن هوا ترکیب می شود به ماده سمی تبدیل می شود که تنفس را دچار مشکل می کند که در موقع استفاده از آن باید دقت لازم را به عمل آرود. غلظت اکسید روی در موقع کار در آزمایشگا ه اگر تهویه لازم نداشته باشد برای از 5 mg/m3 تجاوز نکند.
قیمت روی در ژانویه سال 1990 حدود 0.7 دلار در یک پوند بوده است.


ساختا بلوری عنصر روی
اثرات روی بر روی سلامتی :روی ماده ای بسیار فراوان و طبیعی است. بسیاری از غذاها، مقدار مشخصی روی دارند. آب آشامیدنی هم حاوی مقدار معینی روی است و وقتی در تانکهای فلزی ذخیره می شود، مقدار آن بیشتر می شود. منابع صنعتی یا محل زباله های سمی هم باعث ورود مقداری روی به آب آشامیدنی می شود و ممکن است به سطحی برسد که باعث بیماری می شود.
روی یکی از عناصر کمیاب است که برای سلامتی انسان حیاتی است. وقتی مقدار روی در بدن انسان کم باشد، باعث بی اشتهایی، کاهش حس چشایی و بویایی ، دیر التیام یافتن زخمها و ناراحتیهای پوستی می شود. کمبود روی حتی می تواند باعث نقصهای مادرزادی شود.
اگرچه انسان می تواند مقادیر نسبتا زیاد روی را تحمل کند، اما مقادیر بسیار زیاد روی باعث بیماریهایی مانند دل درد، تحریک پوست، استفراغ، حالت تهوع و کم خونی می شود. بالا بودن بیش از اندازه روی، به لوزالمعده آسیب می رساند و متابولیسم پروتئین ها را مختل کرده و باعث تصلب شراین می شود. قرار گرفتن در معرض کلرید روی برای مدتی طولانی سبب اختلالات تنفسی می شود. در محیط کار، انتشار روی سبب ایجاد عوارض آنفولانزا مانندی می شود که به نام تب فلز شناخته می شود. این وضعیت بعد از دو روز از بین می رود و در اثر حساسیت بیش از اندازه ایجاد می شود.
روی برای جنین و نوزادان خطرناک است. وقتی مادر مقدار روی زیادی مصرف کند، جنین یا نوزاد از طریق خون و یا شیر مادر تحت تاثیر روی قرار می گیرد.

اثرات روی بر روی محیط زیست :روی به طور طبیعی در هوا، آب و خاک وجود دارد اما گاهی اوقات غلظت روی در اثر فعالیتهای بشری، به طور غیرعادی زیاد می شود. قسمت عمده افزایش روی در اثر فعالیتهای صنعتی مانند معدنکاری، احتراق ذغالسنگ و فرآوری فولاد است.
تولی جهانی روی هنوز هم بالاست. تولید جهانی مس هنوز هم بالاست. این بدان معناست که میزان مس موجود در محیط زیست روبه روز کمتر می شود.
آب به علت بالا بودن مقدار روی در فاضلاب کارخانجات صنعتی، آلوده می شود. این فاضلاب، تصفیه نمی شود در نتیجه درساحل رودخانه ها گل و لای آلوده به روی نهشته می شود. مقدار روی در آبهای اسیدی هم بالاست.
وقتی ماهیها در آبهای آلوده به روی زندگی کنند ،مقدار روی در بدن آنها بالا می رود. وقتی روی وارد بدن این ماهیها می شود زنجیره غذایی را مختل می کند.
مقدار روی در خاک بالاست. وقتی خاک مزارع آلوده به روی شود، جانوران مقدار روی زیادی جذب می کنند که به سلامتی آنها آسیب می رساند. روی محلول در آب که در خاکها وجود دارد آبهای زیرزمینی را آلوده می کند.
روی تنها برای حیوانات خطرناک نیست بکه برای گونه های گیاهی هم خطر محسوب می شود. معمولا به علت تجمع روی در خاک، گیاهان روی زیادی جذب می کنند که برای سیستم بدنشان مضر است.
در خاکهای غنی از روی، تعداد محدودی از گیاهان شانس بقاء دارند. به همین علت است که در نزدیکی کارخانه هایی که در زباله شان روی وجود دارد، پوشش گیاهی اندکی وجود دارد. به علت اثرات منفی روی، این عنصر برای مزارع تهدید محسوب می شود. با وجود این ، کودهای روی دار هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرند.
در پایان، روی می تواند فعالیت های خاک را مختل کند زیرا روی فعالیت میکروارگانیسمها و کرمهای خاکی اثرات منفی دارد. به خاطر وجود روی، تجزیه مواد آلی به شدت کند می شود.



عنصر روی در طبیعت
تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه :
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر روی : عدد اتمی: 30
جرم اتمی:65.409
نقطه ذوب : C°419.73
نقطه جوش : C°907
شعاع اتمی : Å 1.53
ظرفیت: 2
رنگ: سفید مایل به آبی
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 12
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 9.394
شکل الکترونی: 2 1s22s2p63s23 p63d 104s
شعاع یونی : Å 0.74
الکترونگاتیوی:1.65
حالت اکسیداسیون:2
دانسیته: 7.13
گرمای فروپاشی : Kj/mol 7.322
گرمای تبخیر : Kj/mol 115.3
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.00000005964
گرمای ویژه: J/g Ko 0.39
دوره تناوبی:4

شماره سطح انرژی : 4
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 18
چهارمین انرژی : 2

ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Zn-62 9.26 ساعت
Zn-63 38.5 دقیقه
Zn-64 پایدار
Zn-65 243.8 روز
Zn-66 پایدار
Zn-67 پایدار
Zn-68 پایدار
Zn-69m 13.76 ثابت
Zn-70 پایدار
Zn-72 46.5 ساعت

اشکال دیگر : هیدرید روی ZnH2
اکسید روی ZnO
کلرید روی ZnCl2


کاربرد : به عنوان روکشی برای فلزات و محافظی برای زنگ زدن مورد استفاده قرار می گیرد . در آلیاژکاری با برنج ، نیکل و برنز به کار می رود . همچنین در جوشکاری ، لوازم آرایشی و رنگ کاری مورد استفاده قرار می گیرد . در ساخت باتری نیز کاربرد دارد .