Кіріспе
цинк – химиялық элемент, металл элементі, символы Zn. Цинк – атомдық нөмірі 30 химиялық элемент. Бөлме температурасында ол аз шыдамды металл, тотығудан тазартылғанда жылтыр сұрғылт түске ие. Ол периодтық кестедегі 12-ші (IIB) топтағы бірінші элемент. Кейбір қасиеттері бойынша магнийге ұқсас: екі элементтің де бір ғана қалыпты тотығу күйі бар (+2), ал Zn2+ және Mg2+ иондарының мөлшері шамалас. Цинк – Жер қыртысындағы 24-ші ең көп таралған элемент, бес тұрақты изотопы бар. Цинк кенінің ең көп таралғаны – сфалерит (мырыш қоспасы), бұл мырыш сульфидінің минералы. Ең ірі пайдалы кен орындары Австралия, Азия және АҚШ-та орналасқан. Цинк кенді көбікті флотация, қуыру және соңғы экстракция (электрлендіру) арқылы тазартылады. Цинк – адам организмі үшін қажетті микроэлемент. Ол темірден кейін адам ағзасында ең көп кездесетін екінші металл және барлық фермент кластарында кездесетін жалғыз металл. Цинк тапшылығы дамытпа елдерде шамамен екі миллиард адамға әсер етеді және көптеген аурулармен байланысты. Цинктің артық мөлшерде тұтынуы атаксия, әлсіздік және мыс тапшылығын тудыруы мүмкін. Теңіз биомаларында, әсіресе полярлық аймақтарда, цинк тапшылығы негізгі балдырлардың тіршілігіне зиян келтіріп, теңіз трофикалық құрылымдарын тұрақсыздандырып, биологиялық әртүрлілікке әсер етуі мүмкін. Мырыш – мыс пен цинк қорытпасы, әртүрлі пропорцияларда, Эгей теңізі аймағында және қазіргі Ирак, Біріккен Араб Әмірліктері, Калмыкия, Түрікменстан және Грузияны қамтитын аймақта б.з.д. үшінші мыңжылдықта қолданылған. Б.з.д. екінші мыңжылдықта Батыс Үндістан, Өзбекстан, Иран, Сирия, Ирак және Израиль аймақтарында қолданылған. Раджастхан кен орындарынан алынған дәлелдер цинк өндірісінің б.з.д. 6-шы ғасырға дейін жететінін көрсетеді. Бүгінгі күнге дейін таза цинк туралы ең ерте дәлел Раджастхандағы Завардан алынған, б.з. 9-шы ғасырында дистилляция процесі арқылы таза цинк жасалған. Алхимиктер цинкті ауада жаққанда, оны «философтардың жұны» немесе «ақ қар» деп атаған. Элементті алхимик Парацельс неміс тіліндегі «Zinke» (тіс, қысқыш) сөзінен атаған. Неміс химигі Андреас Зигизмунд Маргграф 1746 жылы таза металл цинкті ашқан. Луиджи Гальвани мен Алессандро Вольтаның жұмыстары 1800 жылға дейін цинктің электрохимиялық қасиеттерін ашты. Темірді коррозиядан қорғау үшін цинкпен қаптау (ыстық түрдегі гальванизация) – цинктің негізгі қолданылуы. Басқа қолданылулары: электр батареялары, кішкентай құрылымдық емес қорытпалар және мырыш сияқты қорытпалар. Цинк қосылыстарының көптеген түрлері қолданылады, мысалы, цинк карбонаты және цинк глюконаты (қосымша тағам ретінде), цинк хлориді (дезодоранттарда), цинк пиритионы (шашқа қарсы шампуньдерде), цинк сульфиді (люминесцентті бояуларда) және органикалық зертханада диметилцинк немесе диэтилцинк.
Zinc is a chemical element; it has symbol Zn and atomic number 30. It is a slightly brittle metal at room temperature and has a shiny greyish appearance when oxidation is removed. It is the first element in group 12 (IIB) of the periodic table. In some respects, it is chemically similar to magnesium: both elements exhibit only one normal oxidation state (+2), and the Zn2+ and Mg2+ ions are of similar size. Zinc is the 24th most abundant element in Earth's crust and has five stable isotopes. The most common zinc ore is sphalerite (zinc blende), a zinc sulfide mineral. The largest workable lodes are in Australia, Asia, and the United States. Zinc is refined by froth flotation of the ore, roasting, and final extraction using electricity (electrowinning). Zinc is an essential trace element for humans, It is the second most abundant trace metal in humans after iron, and the only metal which appears in all enzyme classes. Zinc deficiency affects about two billion people in the developing world and is associated with many diseases. Consumption of excess zinc may cause ataxia, lethargy, and copper deficiency. In marine biomes, notably within polar regions, a deficit of zinc can compromise the vitality of primary algal communities, potentially destabilizing the intricate marine trophic structures and consequently impacting biodiversity. Brass, an alloy of copper and zinc in various proportions, was used as early as the third millennium BC in the Aegean area and the region which currently includes Iraq, the United Arab Emirates, Kalmykia, Turkmenistan and Georgia. In the second millennium BC it was used in the regions currently including West India, Uzbekistan, Iran, Syria, Iraq, and Israel. The mines of Rajasthan have given definite evidence of zinc production going back to the 6th century BC. To date, the oldest evidence of pure zinc comes from Zawar, in Rajasthan, as early as the 9th century AD when a distillation process was employed to make pure zinc. Alchemists burned zinc in air to form what they called "philosopher's wool" or "white snow". The element was probably named by the alchemist Paracelsus after the German word Zinke (prong, tooth). German chemist Andreas Sigismund Marggraf is credited with discovering pure metallic zinc in 1746. Work by Luigi Galvani and Alessandro Volta uncovered the electrochemical properties of zinc by 1800. Corrosion resistant zinc plating of iron (hot dip galvanizing) is the major application for zinc. Other applications are in electrical batteries, small non structural castings, and alloys such as brass. A variety of zinc compounds are commonly used, such as zinc carbonate and zinc gluconate (as dietary supplements), zinc chloride (in deodorants), zinc pyrithione (anti dandruff shampoos), zinc sulfide (in luminescent paints), and dimethylzinc or diethylzinc in the organic laboratory.
Физикалық қасиеттері
Цинк – көкшіл ақ, жылтыр, диамагниттік металл. Ол темірден сәл төмен тығыздыққа ие және бұрыштық кристалдық құрылымы бар, бұрыштық тығыздықтағы бұрмаланған түрімен. Бұл құрылымда әр атом өз жазықтығында алты жақын көршіге (265,9 пм) және тағы алтысына үлкен қашықтықта (290,6 пм) ие. Металл көптеген температураларда қатты және сынғыш, бірақ 100-150°C аралығында икемді болады. Цинк электр тогын жақсы өткізеді. Оның балқу температурасы сынап пен кадмийден басқа, d-блокты металдардың арасында ең төменгісі болып табылады. Осы себептердің арасында, цинк, кадмий және сынап қалған d-блокты металдар сияқты өтпел металдар деп есептелмейді. Цинк немесе цирконийдің екеуі де ферромагниттік болмаса да, олардың қорытпасы 35 К төмен температурада ферромагнетизмді көрсетеді. Цинк әдетте мыс және қорғасын сияқты басқа металдармен бірге кендерде кездеседі. Цинк сульфидінің бір түрі – сфалерит, цинк кенінде ең көп өндірілетін кен болып табылады, себебі оның концентратында 60-62% цинк бар. Ірі кен орындары Австралияда, Канадада және АҚШ-та орналасқан, ал ең ірі қоры Иранда. Цинк қорының базалық мөлшерінің соңғы бағасы (қазіргі тау-кен және өндіріс тәжірибесіне сәйкес физикалық критерийлерді қанағаттандырады) 2009 жылы жасалды және шамамен 480 млн тоннаға бағаланды. Ал цинк қоры – геологиялық тұрғыдан анықталған кен денелері, олардың өндірілу мүмкіндігі экономикалық тұрғыдан негізделген (орналасуы, сапасы, сыныбы және мөлшері) анықтау кезінде. Цинк кенін іздеу және өндіру үздіксіз жүріп жатқан процесс болғандықтан, цинк қорының мөлшері тұрақты емес және цинк кенінің қамтамасыз етілуін бүгінгі цинк кендерінің қызмет ету мерзімін бағалау арқылы анықтауға болмайды. Бұл тұжырым АҚШ Геологиялық қызметінің (USGS) деректерімен расталған, ол 1990 мен 2010 жылдар арасында тазартылған цинк өндірісі 80%-ға өскенімен, цинк қорының пайдалану мерзімі өзгермегенін көрсетеді. 2002 жылға дейін тарих бойы шамамен 346 миллион тонна өндірілді, ал ғалымдар шамамен 109-305 миллион тоннасы қолданыста екенін есептейді.
Изотоптар
Табиғатта мырыштың бес тұрақты изотопы кездеседі, 64Zn – ең көп таралған изотоп (49,17% табиғи молдық). Табиғатта кездесетін басқа изотоптар: 66Zn (27,73%), 67Zn (4,04%), 68Zn (18,45%) және 70Zn (0,61%). Бірнеше ондаған радиоизотоптар сипатталған. 65Zn, жартылай ыдырау мерзімі 243,66 күн, ең аз белсенді радиоизотоп болып табылады, содан кейін 69mZn, 46,5 сағат жартылай ыдырау мерзімімен. Изотоптар 67Zn, 69Zn және 71Zn әрқайсысының тек бір ғана қозылған метастабильді күйі бар. Таза металдың беткі қабаты тез тозады, нәтижесінде атмосфералық көмірқышқыл газымен әрекеттесу арқылы негізгі мырыш карбонатының, ZnCO3, қорғаныш пассивтеуші қабаты пайда болады. Мырыш ауада жарқын көкшіл жасыл жалынмен жану арқылы цинк оксидінің түтінін шығарады. Өте таза мырыш бөлме температурасында қышқылдармен баяу ғана әрекеттеседі. Сулы ерітіндіде октаэдрлі кешен [Zn(H2O)6]2+ басым түр болып табылады. 285 °C жоғары температурада мырыш хлоридімен бірігіп ұшқынылуы Zn2Cl2, +1 тотығу күйі бар мырыш қосылысының пайда болуын көрсетеді. Есептеулер цинк қосылысының +4 тотығу күйімен болуы мүмкін емес екенін көрсетеді. Zn(III) күшті электронегативті трианиондардың қатысуында болуы мүмкін, бірақ бұл даулы. Мырыш химиясы соңғы бірінші қатардағы өтпелі металдардың – никель мен мыстың химиясына ұқсас, бірақ оның d қабығы толыққан және қосылыстар диамагнитті және көбінесе түссіз. Ал иондық радиус анықтауыш фактор болып табылатын басқа жағдайларда мырыш химиясы магнийге көп ұқсайды. Басқа жағынан, соңғы бірінші қатардағы өтпелі металдармен ұқсастығы аз. Мырыш коваленттілігі жоғары және N және S донорларымен тұрақты кешенді байланыстар жасайды. Мырыш кешендері көбінесе 4 немесе 6 координатты, бірақ 5 координатты кешендері де белгілі. [Zn2]2+ өзегі сынап(I) қосылыстарындағы [Hg2]2+ катионға ұқсас болады. Ионның диамагниттік табиғаты оның димерлік құрылымын растайды. Zn–Zn байланысын қамтитын алғашқы мырыш(I) қосылысы – (η5 C5Me5)2Zn2.
Мырыш ((II) қосылыстары
Цинктің екілік қосылыстары металлоидтардың көпшілігі және асыл газдардан басқа барлық бейметалдар үшін белгілі. ZnO оксиді – бұл бейтарап сулы ерітінділерде дерлік ерімейтін ақ ұнтақ, бірақ амфотерлі, күшті сілтілік және қышқыл ерітінділерде ерітеді. Пниктигендер (, , және), пероксид, гидрид және карбидтер де белгілі. Төрт галогенидтің ішінде ең иондық сипатқа ие , ал қалғандарының (, , және) балқу температурасы салыстырмалы түрде төмен және олардың коваленттік сипаттамаға ие екені есептеледі. әлсіз сілтілік ерітінділерде құрамында иондары бар гидроксид ақ тұнба түрінде пайда болады. Күшті сілтілік ерітінділерде бұл гидроксид цинкаттарды түзету үшін ерітіледі. Органоцинк қосылыстары – бұл цинк-көміртек ковалентті байланыстарын қамтитын қосылыстар. Диэтилцинк – синтетикалық химиядағы реагент. Ол алғаш рет 1848 жылы мырыш пен этил йодидтің реакциясынан хабарланды және металл-көміртек сигма байланысын қамтитын алғашқы қосылыс болды.
Organozinc compounds are those that contain zinc–carbon covalent bonds. Diethylzinc is a reagent in synthetic chemistry. It was first reported in 1848 from the reaction of zinc and ethyl iodide, and was the first compound known to contain a metal–carbon sigma bond.
Мырыш үшін сынақ
Кобальцианидті қағаз (Риннманның мырышқа арналған сынағы) мырыштың болуын анықтау үшін химиялық индикатор ретінде қолданылуы мүмкін. 100 мл суға 4 г K3Co(CN)6 және 1 г KClO3 ерітіледі. Қағаз осы ерітіндіге батырылып, 100 °C температурада кептіріледі. Құрғақ қағазға үлгінің бір тамшысы тамшылатылып, қыздырылады. Жасыл түстің пайда болуы мырыш бар екенін көрсетеді.
Ежелгі қолданысы
Ежелгі уақытта таза емес мырыш қолданылғанының бірнеше мысалдары табылды. Мырыш рудасы мырыш-мыс қорытпасын, яғни мыс жасау үшін, мырыш жеке элемент ретінде табылғанға дейін мыңдаған жылдар бұрын қолданылған. Біздің заманымыздан бұрынғы 14-10 ғасырлардағы Яһуда мысында мырыш 23%-ды құрайды. Мыс өндіру туралы білім ежелгі Грекияға б.з.д. 7 ғасырға дейін жеткен, бірақ аз ғана түрлері жасалған. 80–90% мырыштан, ал қалғаны қорғасын, темір, антимон және басқа металдардан тұратын қорытпалардан жасалған әшекейлер 2500 жыл бұрын табылған. Дакия археологиялық қазбасында 87,5% мырыштан тұратын, мүмкін, ежелгі мүсін табылды. Б.з.д. 1 ғасырда жазған Страбон (бірақ б.з.д. 4 ғасырдың тарихшысы Теопомптың қазір жоғалған еңбегін келтіріп) «жалған күміс тамшыларынан» айтады, олар мыспен қосылғанда мыс жасап береді. Бұл сульфид кендерін балқытудың қосалқы өнімі болып табылатын, аздаған мөлшердегі мырышқа сілтеме болуы мүмкін. Мұндай қалдықтардағы мырыш көбінесе балқыту пештерінде пайдасыз деп есептеліп, тасталып кететін. Римдіктер мыс жасауды шамамен б.з.д. 30 жылға дейін білген. Содан кейін алынған каламине мысы қару-жарақ жасау үшін құю немесе соғу арқылы өңделген. Мәсіхшілер дәуірінде римдіктер соққан кейбір монеталар, ықтимал, каламине мысынан жасалған. Ең көне таблеткалар гидрозинцит және смитсонит цинк карбонаттарынан жасалған. Бұл таблеткалар көз ауруына қолданылған және б.з.д. 140 жылы сүңгіген «Релито дель Позино» рим кемесінен табылған. Берн цинк тақташасы – негізінен мырыштан тұратын, Рим Галлиясына жататын ант тақташасы. 300-500 жылдар аралығында жазылған деп есептелетін «Чарака Самхита» кітабында, тотыққанда пушпанжанды, яғни мырыш оксидін шығаратын металл туралы айтылған. Үндістанның Удайпур қаласының жанындағы Завардағы мырыш кен орындары Маури дәуірінен (б.з.д. 322-187 жж.) бері пайдаланылып келеді. Алайда, мырышты балқыту 12 ғасырдың басында басталғанға ұқсайды. Бір бағалау бойынша, бұл жерде 12-16 ғасырларда миллион тоннаға жуық мырыш пен мырыш оксиді өндірілген. Тағы бір бағалау бойынша, осы кезеңде металл мырыш өндірісі 60 000 тоннаны құрады. Индияда 13 ғасырда жүн және басқа да органикалық заттармен каламинді азайту арқылы таза емес мырыш балқыту және алу жүзеге асырылды. Қытайлықтар бұл техниканы тек 17 ғасырда ғана білген. Металлдың атын алғаш рет швейцариялық алхимик Парацельс айтқан болуы мүмкін. Ол 16 ғасырдағы «Liber Mineralium II» кітабында металлға «zincum» немесе «zinken» деп сілтеме жасаған. Сөз неміс тіліндегі «zinke» сөзінен шыққан болуы мүмкін, ол «тіс тәрізді, өткір немесе тік» деген мағынаны білдіреді (мырыштан жасалған кристалдар ине тәрізді болады). «Zink» сөзі сонымен қатар «қалайы тәрізді» дегенді білдіруі мүмкін, өйткені ол неміс тіліндегі «zinn» сөзімен байланысты, ол қалайыны білдіреді. Тағы бір мүмкіндік – бұл сөз парсы тіліндегі سنگ (seng) сөзінен шыққан, яғни тас дегенді білдіреді. Бұл металлға үнді қалайысы, тутанго, каламине және шпинтер деген аттар да берілген. Либавий үлгінің қасиеттерін сипаттаған, ол мырыш болуы мүмкін. Мырыш 17 және 18 ғасырларда Еуропаға Шығыстан тұрақты түрде тасымалданды. Фламанд металлургі және алхимик П. М. де Респур 1668 жылы мырыш оксидінен металл мырыш алғанын хабарлады. 1738 жылы Ұлыбританияда Уильям Чемпион тік реторта стиліндегі балқыту пешінде каламинен мырыш алу процесін патенттеді. Оның техникасы Раджастхандағы Завар цинк кенішінде қолданылғанға ұқсас, бірақ оның Шығысқа барғандығын көрсететін ешқандай дәлел жоқ. Чемпионның процесі 1851 жылға дейін қолданылды.
Қоршаған ортаға әсері
Сульфидті мырыш кендерін өңдеу кезінде күкірт диоксидінің және кадмий буының көп мөлшері бөлінеді. Балқыту шлагы мен басқа да қалдықтарда маңызды мөлшерде металлдар кездеседі. 1806-1882 жылдар аралығында Бельгияның Ла Каламин және Пломбиер қалаларында шамамен 1,1 миллион тонна металл мырыш және 130 мың тонна қорғасын өндіріліп, балқытылды. Өткен кен өндіру операцияларының қалдықтары мырыш пен кадмийді сіңіріп шығарады, ал Гюль өзенінің шөгінділерінде металлдардың аз емес мөлшері бар. Тиімді канализация тазалау жүйесі бұл көрсеткішті айтарлықтай төмендетеді; мысалы, Рейн бойындағы тазалау мырыш деңгейін 50 ппб-ға дейін төмендетті. Кен өндіру, өңдеу немесе мырыш бар шламмен тыңайту салдарынан мырышпен ластанған топырақтарда құрғақ топырақтың әр килограмында бірнеше грамм мырыш болуы мүмкін. Топырақтағы мырыштың 500 ppm-нен жоғары деңгейі темір және марганец сияқты басқа да қажетті металдарды сіңіруге өсімдіктердің қабілетіне кедергі келтіреді. Кейбір топырақ үлгілерінде мырыш мөлшері 2000-180000 ppm (18%) дейін анықталған.
Қолданбалар
Мырыштың негізгі қолданыстарына АҚШ-тағы пайыздық көрсеткіштермен бірге, галванизация (темір немесе болатты қаптау) ең көп таралған түрі жатады. 2009 жылы АҚШ-та цинк металлының 55%-ы немесе 893 000 тоннасы галванизацияға жұмсалды. Цинк темір мен болаттан реактивтірек болғандықтан, толығымен тотыққанға дейін жергілікті тотығудың барлығын өзіне тартады. Цинк тотыққанда оксид пен карбонаттан тұратын қорғаныш қабаты пайда болады. Бұл қорғаныс цинк қабаты сызылғаннан кейін де сақталады, бірақ цинк тотыққан сайын уақыт өте келе нашарлайды. Цинктың жоғары реактивтілігі және тотығуды өзіне тарту қабілеті оны катодтық қорғауда (КҚ) тиімді құрбандық анодқа айналдырады. Мысалы, жерге көмілген құбырдың катодтық қорғанысын цинктен жасалған анодтарды құбырға қосу арқылы жүзеге асыруға болады. Кемедегі темір рульге бекітілген цинк дискі, рульдің өзі сақталып тұрғанда, баяу тотықпақ болады. Цинк – цинк-ауа батареясы/отын жасушасының аноды немесе отыны ретінде қолданылады. Цинк-церий тоқ ағынды аккумуляторы цинк негізіндегі теріс жарты жасушаға негізделген.
Қоспалар
Кең таралған мырыш қорытпасы – мыс, онда мыс мырышпен 3%-дан 45%-ға дейін қорытылады, бұл мыстың түріне байланысты. 85–88% мырыш, 4–10% мыс және 2–8% алюминий қорытпалары белгілі бір типтегі машина подшипниктерінде шектеулі қолданылады. 1982 жылдан бері мырыш американдық бір центтік монеталардың (пеннилердің) негізгі металлы болып табылады. Мыс монетасы тәрізді көріну үшін мырыш ядросы мыс қабатымен қапталған. 1994 жылы АҚШ-та 13,6 миллиард пенни өндіру үшін мырыш қолданылды. Мыс, алюминий және магнийдің шағын мөлшерлері бар мырыш қорытпалары қалыпқа құю және спиральді құю әдістерінде пайдалы, әсіресе автомобиль, электр және аппараттық өнеркәсіптерінде. Мырыш-алюминий осыған мысал. Қорытпаның төмен балқу температурасы және төмен тұтқырлығы кішкентай және күрделі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді. Төмен жұмыс температурасы құйма өнімдердің жылдам салқындауына және құрастыру үшін жылдам өндіріске әкеледі. Prestal сауда маркасымен сатылатын тағы бір қорытпа 78% мырыш және 22% алюминийден тұрады, ол болатқа жақын беріктікте, бірақ пластиктей икемді болады. Қорытпаның осы суперпластиктігі керамика мен цементтен жасалған қалыптарды қолдану арқылы оны қалыптауға мүмкіндік береді. Ғимарат фасадтарында, шатырларда және терең тарту, роликпен пішімдеу немесе иілу арқылы жасалған металл жапырақтарында мырыш қорытпалары титан мен мыспен қолданылады. Қорытпасыз мырыш осы өндіріс процестері үшін тым қатаң. теңгерімдерге және инерциялық дөңгелектерге. Кадмий мырыш теллуриді (CZT) – жартылай өткізгіш қорытпа, оны шағын сезімтал құрылғылардың массивіне бөлуге болады.
Басқа өнеркәсіптік мақсаттар
2009 жылы АҚШ-тағы барлық мырыш өндірісінің шамамен төрттен бірі мырыш қосылыстарында қолданылды; Мырыш-мырыш оксиді циклы – сутегі өндірісі үшін мырыш пен мырыш оксиді негізіндегі екі сатылы термохимиялық процесс. Мырыш хлориді көбінесе отты баяулатушы ретінде, кейде ағаш сақтағыш ретінде ағашқа қосылады. Ол басқа химиялық заттарды өндіруде пайдаланылады. Мырыш сульфиді (ZnS) сағаттардың, рентген және теледидар экрандарының, жарықтандыратын бояулардың белгілері сияқты люминесцентті пигменттерде қолданылады. ZnS кристалдары спектрдің орташа инфрақызыл бөлігінде жұмыс істейтін лазерлерде қолданылады. Мырыш сульфаты бояулар мен пигменттердегі химиялық зат. Мырыш ұнтағы кейде модельдік ракеталарда қозғалтқыш ретінде қолданылады. Мырыш табақ металл төбелерге, қабырғаларға және үстелдерге берік жабын ретінде қолданылады, соңғысы көбінесе бистролар мен устрица барларында кездеседі, және беткі тотығудың нәтижесінде пайда болатын көк-сұр патинамен және сызылуға бейімділігімен танымал, ол рустикалық көрініс береді. Мырыштың ең көп таралған изотопы, нейтрондық активтенуге өте сезімтал, жоғары радиоактивті изотопқа айналады, оның жартылай өмірі 244 күнге созылады және қарқынды гамма сәулесін шығарады. Осы себепті ядролық реакторларда коррозияға қарсы агент ретінде қолданылатын мырыш оксиді қолдану алдында осы изотоптан тазартылады, бұл тазартылған мырыш оксиді деп аталады. Осы себеппен мырыш ядролық қаруды тұздау материалы ретінде ұсынылды (кобальт – басқа, жақсы танымал тұздау материалы). Мырыш, мырыш қорытпаларының тозуын немесе организмдердегі мырыштың жолын және рөлін зерттеу үшін іздеуші ретінде қолданылады. Мырыш дитиокарбамат кешендері ауыл шаруашылығындағы зеңге қарсы препараттар ретінде қолданылады; оларға Зинэб, Метирам, Пропинеб және Зирам жатады. Мырыш нафтеноты ағаш сақтағыш ретінде қолданылады. Мырыш ZDDP түрінде қозғалтқыш майындағы металл бөлшектерінің тозуын азайту үшін қоспа ретінде қолданылады.
Тамақ қоспасы
Зинк – өте маңызды микроэлемент, ол организмде көп мөлшерде сақталмайды, демек, денсаулықты жақсарту үшін оны тамақпен үнемі қабылдау қажет. Зинк адам денсаулығына кеңінен әсер ететіндіктен, тұрақты түрде қабылдау өте маңызды, оның ішінде жасушалық метаболизмдегі (зинк адам организміндегі 300-ден астам ферменттің жұмысына қатысады), иммундық функция, белок синтезі, ДНК синтезі және жасуша бөлінуі сияқты рөлдері бар. Көптеген бір таблеткалық, рецептсіз, күнделікті витаминдер мен минералдар құрамында зинк мырыш оксиді, мырыш ацетаты, мырыш глюконаты немесе мырыш аминокислоталық хелаты түрінде кездеседі. Әдетте, зинк тапшылығы жоғары қауіпті аймақтарда (мысалы, төмен және орташа кірісті елдерде) профилактикалық шара ретінде зинк қоспасын қабылдау ұсынылады. Мырыш сульфаты жиі қолданылатын түрі болғанымен, мырыш цитраты, глюконаты және пиколинаты да қолдануға болады. Бұл түрлер мырыш оксидіне қарағанда жақсы сіңіріледі.
Гастроэнтерит
Цинк – дамып келе жатқан елдердегі балалардың іш сүюін емдеудің арзан әрі тиімді құралы. Іш сүю кезінде организмде цинк азайып, 10-14 күндік емдеу курсы арқылы цинк қорын толықтыру іш сүю эпизодтарының ұзақтығы мен ауырлығын азайтуға, сондай-ақ үш айға дейін болашақ эпизодтардың алдын алуға көмектеседі. Гастроэнтерит цинкті қабылдау арқылы күрт жеңілдеуі мүмкін, бұл асқазан-ішек жолындағы иондардың тікелей антимикробтық әрекетіне, цинктің сіңірілуіне және иммундық жасушалардан қайта бөлінуіне (барлық гранулоциттер цинк бөліп шығарады) немесе осы екі фактордың біріктірілген әсеріне байланысты болуы мүмкін.
Салмақтың өсуі
Цинк тапшылығы тәбет жоғалтуға әкелуі мүмкін. 1979 жылдан бері анорексияны емдеуде цинк қолдану ұсынылып келеді. Кем дегенде 15 клиникалық сынақ цинк анорексия кезінде салмақ алуды жақсартатынын көрсетті. 1994 жылғы сынақ цинк нервтік анорексияны емдеуде дене массасының өсу қарқынын екі есеге арттыратынын көрсетті. Тирозин, триптофан және тиамин сияқты басқа да қоректік заттардың жетіспеушілігі "қоректік заттардың жетіспеуінен туындаған нашар тамақтану" құбылысына себеп болуы мүмкін. Көптеген елдерде цинк қосымшасын қабылдау және оның балалардың өсуіне тигізетін әсері туралы 33 алдын ала араласу сынағының мета-талдауы цинк қосымшасының сызықтық өсуге және дене салмағының артуына статистикалық тұрғыдан маңызды әсер ететінін көрсетті, бұл басқа да кемшіліктердің өсудің тежелуіне себеп болмағанын көрсетеді.
Басқа
2023 жылы жасалған Кохрейн шолуында мырыш қоспасын қабылдаған адамдарда жасқа байланысты макулярлық дегенерацияның прогрессіне ұшырау ықтималдығы төмендеуі мүмкін екені көрсетілді. Мырыш қоспасы акродерматит энтеропатикасын, бұрын зардап шеккен нәрестелер үшін қатерлі болған, мырыш сіңуге әсер ететін генетикалық ауруды тиімді емдейді. Мырыш адамдарға жақсы ұйықтауға көмектеседі және өте фототұрақты саналады. Мырыш оксиді күн күйігін азайту үшін күннен қорғайтын кремдерге қосылатын ең көп қолданылатын белсенді ингредиенттердің бірі болып табылады. Цинк пиритионы шашқырықтың алдын алу үшін шампунь құрамына кеңінен қосылады. Жергілікті қолданылатын мырыш жамбас герпесін тиімді емдеуге, сондай-ақ ремиссияны ұзартуға көмектеседі.
Биологиялық рөлі
Цинк – адам, өсімдіктер және микроорганизмдер үшін қажетті іздік элемент. Цинк 300-ден астам фермент пен 1000 транскрипция факторларының жұмысы үшін қажет, және металлотионеиндерде сақталады және тасымалданады. Ол адам ағзасында темірден кейін екінші ең көп кездесетін іздік металл және барлық фермент кластарында кездесетін жалғыз металл. Адам денесінде шамамен 2–4 грамм цинк таралған. Цинк көбінесе мида, бұлшық еттерде, сүйектерде, бүйректерде және бауырда шоғырланған, ең жоғары концентрациясы простатада және көздің кейбір бөліктерінде байқалады. Сперма цинкке өте бай, бұл простата безінің жұмысы мен репродуктивті органдардың өсуі үшін маңызды фактор. Денедегі цинк гомеостазын негізінен ішек реттейді. Мұнда ZIP4 және әсіресе TRPM7 ішектегі цинк сіңірумен байланысты, бұл туғаннан кейінгі өмірге өте қажет. Адамдарда цинктың биологиялық рөлі кең таралған, одан басқа цинкті тасымалдайтын және бөліс тіндерінде тарататын жүздеген белоктар бар; ұқсас *in silico* зерттеуде *Arabidopsis thaliana* өсімдігінде 2367 цинкке қатысты белоктар табылды. Ол синапты пластикалық процесінде, демек оқуда маңызды рөл атқарады. Цинк гомеостазы орталық нерв жүйесінің функционалдық реттелуінде де маңызды рөл атқарады. L және D гистидин мидың цинкті сіңіруіне көмектеседі. SLC30A3 – мидағы цинк гомеостазындағы негізгі цинк тасымалдаушысы.
Ферменттер
Цинк – тиімді Льюис қышқылы, оны гидроксилдеу және басқа да ферменттік реакцияларда пайдалы катализатор етеді. Цинк қамтитын ферменттердің екі мысалы – көмірсулы ангидраза және карбоксипептидаза, олар көмірқышқыл газын реттеу және белоктарды қорыту процестерінде маңызды рөл атқарады. Омыртқалы жануарлардың қанында көмірсулы ангидраза көмірқышқыл газын бикарбонатқа айналдырады, ал сол фермент бикарбонатты өкпе арқылы шығарылуы үшін қайтадан көмірқышқыл газына айналдырады. Егер бұл фермент болмаса, бұл түрлену қалыпты қан pH-ы 7 болғанда шамамен бір миллион есе баяу жүреді немесе 10 немесе одан жоғары pH талап етеді. Өсімдіктерде жапырақтардың қалыптасуы, индол уксус қышқылының (ауксин) синтезі және спирттік ашыту үшін байланыссыз β-көмірсулы ангидраза қажет. Карбоксипептидаза белоктарды қорыту кезінде пептидтік байланыстарды үзеді. Терминалды пептид пен мырышқа байланысқан C=O тобы арасында координациялық ковалентті байланыс пайда болады, бұл көміртекке оң заряд береді. Бұл ферментте мырышқа жақын гидрофобтық қуысты құруға көмектеседі, ол қорытылатын белоктың полярлық емес бөлігін тартады.
Басқа ақуыздар
Мырыш цинк саусақтарында, бұрылыстарында және кластерлерінде қана құрылымдық рөл атқарады. Цинк саусақтары кейбір транскрипция факторларының құрамына кіреді, бұл ақуыздар ДНК репликациясы және транскрипциясы кезінде ДНК негіздер тізбектерін таниды. Цинк саусақтағы тоғыз немесе он ионның әрқайсысы транскрипция фактордағы төрт аминқышқылымен координациялық байланыс арқылы саусақтың құрылымын сақтауға көмектеседі. Қан плазмасындағы мырыш концентрациясы мырыш түліміне қарамастан салыстырмалы түрде тұрақты болып қалады. Мырыш микроорганизмдердегі металлотионеин қорында немесе жануарлардың ішегінде немесе бауырында сақталуы мүмкін. Ішек жасушаларындағы металлотионеин мырыштың сіңуін 15-40% дейін реттеуге қабілетті. Дегенмен, жеткіліксіз немесе артық мырыш қабылдау зиянды болуы мүмкін; артық мырыш әсіресе мыс сіңіруге кедеріл келтіреді, себебі металлотионеин екі металлдың екеуін де сіңіреді. Адамның серотонин тасымалдаушысы мен норадреналин тасымалдаушысында мырыш байланысу орындары жоқ.
Тамақ ұсыныстары
АҚШ Медицина институты (IOM) 2001 жылы мырышқа қатысты шамамен орташа қажеттілікті (EAR) және ұсынылатын диеталық нормаларды (RDA) жаңартты. 14 жасқа толған әйелдер мен ерлер үшін мырыштың қазіргі EAR көрсеткіштері тиісінше 6,8 және 9,4 мг/күн. RDA – 8 және 11 мг/күн. RDA көрсеткіштері EAR-дан жоғары, себебі олар орташадан жоғары қажеттіліктері бар адамдарды қамтуға арналған. Жүктілік кезеңінде RDA – 11 мг/күн. Лактация кезеңінде RDA – 12 мг/күн. 12 айға дейінгі нәрестелер үшін RDA – 3 мг/күн. 1–13 жас аралығындағы балалар үшін RDA жасқа байланысты 3-тен 8 мг/күнге дейін артады. Қауіпсіздік тұрғысынан, IOM витаминдер мен минералдар үшін жеткілікті мәліметтер болған жағдайда қабылдаудың жол берілетін максималды деңгейін (UL) белгілейді. Мырышқа қатысты ересектер үшін UL – 40 мг/күн (тамақ пен қосымшаларды ескере отырып), балалар үшін бұл көрсеткіш төмен. EAR, RDA, AI және UL жиынтығы Диеталық қажеттіліктер (DRI) деп аталады. Еуропалық тамақ қауіпсіздігі агенттігі (EFSA) аталған ақпарат жиынтығын Диеталық анықтамалық мәндер деп атайды, онда RDA орнына Халыққа арналған анықтамалық мөлшер (PRI), ал EAR орнына орташа қажеттілік қолданылады. AI және UL АҚШ-тағыдай анықталады. 18 жасқа толған адамдар үшін PRI есептеулері күрделі, себебі EFSA тамақтағы фитаттың мөлшері артқан сайын жоғары мәндерді белгілейді. Әйелдер үшін PRI фитаттың қабылдануы 300-ден 1200 мг-ға дейін артқанда 7,5-тен 12,7 мг/күнге дейін өседі; ерлер үшін бұл көрсеткіш 9,4-тен 16,3 мг/күнге дейін. Бұл PRI көрсеткіштері АҚШ-тың RDA-сынан жоғары. EFSA да қауіпсіздік мәселесін қарастырып, UL-ді 25 мг/күн деңгейінде белгіледі, бұл АҚШ-тағы көрсеткіштен әлдеқайда төмен. АҚШ-та тағамдық өнімдер мен диеталық қосымшаларды таңбалау мақсатында порциядағы мөлшер Күнделікті құндылықтың пайызы (%DV) ретінде көрсетіледі. Мырышты таңбалау үшін Күнделікті құндылықтың 100% 15 мг болды, бірақ 2016 жылдың 27 мамырында ол 11 мг-ға түзетілді. Ескі және жаңа ересектерге арналған күнделікті құндылықтардың кестесі анықтамалық күнделікті қабылдау туралы мәліметтерде келтірілген.
Тамақпен қабылдау
Жануарлардан алынатын өнімдер, мысалы ет, балық, моллюскалар, құс, жұмыртқа және сүт өнімдері мырышқа бай. Өсімдіктердегі мырыш концентрациясы топырақтағы мырыш деңгейіне байланысты өзгереді. Топырақта жеткілікті мырыш болған жағдайда, мырышқа ең көп толыған азық өсімдіктері – бидай (көкөніс және қабығы) және әртүрлі тұқымдар, оның ішінде сусамыр, мак, люцерна, сельдерей және горчица. Мырыш бұршақ, жаңғақ, бадам, толық дәнді астықтар, қабақ тұқымы, күнбағыс тұқымы және қара құлпынайда да кездеседі. Басқа көздері – әртүрлі түрдегі байытылған тағамдар мен диеталық қосымшалар. 1998 жылғы шолу бойынша, АҚШ-та кең таралған қосымшалардың бірі – мырыш оксиді мен мырыш карбонаты нашар ериді және организмде нашар сіңіріледі. Дегенмен, 2003 жылғы шолуда байыту үшін арзан, тұрақты және қымбат түрлерімен салыстырғанда оңай сіңірілетін мырыш оксиді бар астықтар ұсынылды. 2005 жылғы зерттеуде мырыштың әртүрлі қосылыстары, оның ішінде оксид және сульфат, жүгері нанына (тортилья) қосылғанда сіңуде статистикалық айырмашылықтар көрсетілген жоқ.
Жетіспеушілік
Дамушы елдерде шамамен екі миллиард адам мырыш жетіспеушілігінен зардап шегеді. Қауіпті топқа дамушы елдердегі балалар және созылмалы аурулары бар егдеулер жатады. Балаларда бұл инфекциялар мен диареяның көбеюіне әкеліп соқтырады және әлем бойынша жыл сайын шамамен 800 000 баланың өліміне себеп болады. Мырыш қосымшалары аурулардың алдын алуға және, әсіресе, төмен салмақты немесе өсуі шектеулі балалар арасында өлім-жітімді азайтуға көмектеседі. Мырыш жетіспеушілігі көбінесе диетадағы жеткіліксіз мөлшерге байланысты болса да, сіңірудің бұзылуы, энтеропатиялық акродерматит, созылмалы бауыр ауруы, созылмалы бүйрек ауруы, серпа клеткалы анемия, қант диабеті, қатерлі ісіктер және басқа да созылмалы аурулармен байланысты болуы мүмкін. NHANES 2013–2014 сауалнамасының соңғы жаңартылған нәтижелері орташа көрсеткіштердің төмендегенін – 9,3 және 13,2 мг/күн – көрсетті, жас ұлғайған сайын тұтынудың да төмендегені байқалды. Жеңіл мырыш жетіспеушілігінің белгілері әртүрлі, бірақ мырыш мөлшерінің артық болуы да зиянды. Батыстық вегетариандық және вегандық диетамен қоректенетін адамдар ет жейтін адамдарға қарағанда мырыш жетіспеушілігінен көбірек зардап шекпейді. Мырышқа бай өсімдіктерге пісірілген кептірілген бұршақ, теңіз өсімдіктері, байытылған жармалар, соя өнімдері, жаңғақтар, бұршақ және тұқымдар жатады.
Топырақты қалпына келтіру
Каллуна, Эрика және Вакциниум түрлері мырыш кені бар топырақта өсе алады, себебі эрикоид микоризалық саңырауқұлақтардың әрекетінен улы иондардың тасымалдануы тоқтатылады.
Ауыл шаруашылығы
Цинк тапшылығы егіс дақылдарындағы ең көп кездесетін микроэлемент тапшылығы болып табылады; ол әсіресе pH деңгейі жоғары топырақта жиі кездеседі. Цинк жетіспейтін топырақ Түркия мен Үндістанның шамамен жартысы, Қытайдың үштен бірі және Батыс Австралияның көп бөлігіндегі егістік жерлерде кездеседі. Осы аймақтарда цинк тыңайтқыштарының тигізетін пайдасы туралы көптеген мәліметтер бар. Бос иондардың белсенділік моделі ғылыми әдебиетте жақсы орныққан және оның көрсетуінше, азау мөлшердегі бос иондар кейбір организмдерді өлтіруге жеткілікті. Мысалы, жақында жүргізілген зерттеуде 6 микромолярлық концентрация судағы барлық дафнияның 93% -ын жойды. Бос цинк ионы – коррозияға дейін күшті Льюис қышқылы. Асқазан сөлінде хлорлы қышқыл бар, онда металл цинк оңай еріп, коррозиялық цинк хлоридін түзетін болады. 1982 жылдан кейін шығарылған американдық бір центтік монетаны (97,5% цинк) жұту, асқазанның қышқыл ортасында цинк ионының жоғары ерігіштігіне байланысты асқазан қабырғасына зақым келтіруі мүмкін. Күн сайын 100-300 мг цинк қабылдаған адамдардың мыс тапшылығына ұшырауы мүмкін екеніне дәлелдер бар. 2007 жылы өткізілген сынақтарда, тәулігіне 80 мг цинк қабылдаған қарт еркектер плацебо қабылдағандарға қарағанда несеп жолдарының ауруларына байланысты жиі ауруханаға түскені байқалды. 100-300 мг мөлшері мыс пен темірдің сіңуіне кедергі келтіруі немесе холестеринге кері әсер етуі мүмкін. Топырақта 500 ppm-нен жоғары цинк мөлшері темір мен марганец сияқты басқа да қажетті металдардың өсімдіктерге сіңуіне бөгет жасайды. АҚШ-тың Тамақ және Дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) цинк мұрынның иіс рецепторларына зақым келтіріп, иіс сезу қабілетінің жоғалуына (аносмияға) әкелуі мүмкін екенін мәлімдеді. Аносмия туралы хабарлар 1930 жылдары да тіркелген, цинк препараттары полиомиелит инфекциясын болдырмау үшін қолданылған кезде. 2009 жылдың 16 маусымында FDA цинк негізіндегі мұрынға тамсатылатын суық титімсіздендіретін препараттерді дүкендерден алып тастауға бұйрық берді. FDA иіс сезу қабілеті нашарлаған адамдар газдың немесе түтіннің ағып жатқанын сезе алмайды, сондай-ақ тамақты жемес бұрын оның бұзылып қалғанын анықтай алмайды деді. Жақындағы зерттеулер көрсеткендей, жергілікті антимикробтық цинк пиритионы – геномдық тұтастықты бұзуға және PARP-ға тәуелді энергия дағдарысын тудыруға қабілетті, адам кератиноциттері мен меланоциттерінде жылу шок жауабын күшейтетін қуатты индуктор болып табылады.
Улану
1982 жылы АҚШ монета таңқасы мыспен қапталған, бірақ құрамында негізінен мырыштан тұратын бір центтік монеталарды шығара бастады. Мырыштан жасалған бір центтік монеталар мырыштан улану қаупін тудырады, ол өлімге алып келуі мүмкін. Бір жағдайда 425 бір центтік монетаны (бір килограмнан астам мырыш) ұзақ мерзім бойы жұтқан адам асқазан-ішек бактериялық және саңырауқұлақтық сепсисінен көз жұмған. Тағы бір науқас 12 грамм мырыш жұтқанда тек шаршаңқылық және атаксия (бұлшық қозғалыстарының координациясының жоқтығы) байқалды. Мырыш монеталарды жұтқан адамдарда мырыштан уланудың тағы бірнеше жағдайлары тіркелген. Иттер кейде бір центтік монеталар мен басқа да кішкентай монеталарды жұтып қояды, оларды ветеринарлық дәрігер алып тастауы қажет. Кейбір монеталардың құрамындағы мырыш мөлшері мырыштан улануға себеп болуы мүмкін, бұл көбінесе иттерде ауыр гемолитикалық анемия және бауыр немесе бүйрек зақымдануы арқылы өлімге әкеледі; құсу және диарея болуы мүмкін. Мырыш попугайлар үшін өте улы, ал улану көбінесе өлімге алып келеді. Гальвандалған банкаларда сақталған жеміс шырындарын ішу попугайлардың мырышпен улануына әкеп соқты.