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1、过度元素之锌与铜本讲稿第一页，共十四页铜的一些性质铜的一些性质铜（Cu）的原子序数是29，是一种过渡金属。铜呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/立方厘米。熔点1083.40.2，沸点2567。常见化合价+1和+2。铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性，导热和导电性。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。（可以用作提问：在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3，这叫铜绿。）（图片是铜锌合金 可适当从纪念币方面做介绍一至两句即可）本讲稿第二页，共十四页司母戊大方鼎司母戊大方鼎（可自己适当展开说几
2、句）（可自己适当展开说几句）本讲稿第三页，共十四页铜的用途铜的用途铜是与人类关系非常密切的有色金属，被铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。属材料的消费中仅次于铝。铜在电气、电子工业中应用最广、用铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的这种，开关电缆和导线，电机和变压器的这种，开关以及印刷线路板在机械和运输车辆制造以及印刷线路板在机械和运输车
3、辆制造中，用于制造配件、仪表、热交换器和泵中，用于制造配件、仪表、热交换器和泵等。等。在化工业中广泛应用于制造真空器、蒸在化工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅等。馏锅等。在国防工业中用以制造子弹、炮弹、在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产枪炮零件等，每生产300万发子弹，需用铜万发子弹，需用铜13-14吨。吨。在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。装饰器件等。（左图是以铜作为内芯的导线（左图是以铜作为内芯的导线）本讲稿第四页，共十四页铜与人体健康铜与人体健康 铜的吸收铜的吸收一般情况下，铜的摄入量婴幼儿期为0.41.0mg/日，成
4、人为1.53.omg/日，吸收率3040%。胃、十二指肠和小肠上部是铜的主要吸收部位，其肠吸收是主动吸收过程。膜内外铜离子的转运体为ATP酶，依靠天冬氨酸残基磷酸化供能，能将主动吸收的铜与门静脉侧枝循环中的白蛋白结合，运至肝脏进一步参与代谢。铜的排泄铜的排泄铜主要通过胆汁排泄，胆汁中含有低分子和高分子铜主要通过胆汁排泄，胆汁中含有低分子和高分子量的铜结合化合物，前者多存在肝胆汁中，后者则多在量的铜结合化合物，前者多存在肝胆汁中，后者则多在胆囊胆汁中。铜可以通过溶酶体的胞吐作用或胆囊胆汁中。铜可以通过溶酶体的胞吐作用或ATP酶的酶的铜转移作用而进入胆汁内，胆汁中的铜也可是肝细胞溶铜转移作用而进入
5、胆汁内，胆汁中的铜也可是肝细胞溶酶体对存在于胆汁中铜结合蛋白分解的结果。血浆中铜酶体对存在于胆汁中铜结合蛋白分解的结果。血浆中铜大多与铜蓝蛋白结合或存在于肾细胞内，很少滤过肾小大多与铜蓝蛋白结合或存在于肾细胞内，很少滤过肾小球，正常情况下尿液中含铜量甚微。当铜的排泄、存储球，正常情况下尿液中含铜量甚微。当铜的排泄、存储和铜蓝蛋白合成失衡时会出现铜尿。和铜蓝蛋白合成失衡时会出现铜尿。本讲稿第五页，共十四页在人体保健上的应用在人体保健上的应用 铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼
6、组织以及脑子和肝、心等内脏的发育和骨骼组织以及脑子和肝、心等内脏的发育和功能有重要影响。铜主要从日常饮食中摄入。功能有重要影响。铜主要从日常饮食中摄入。世界卫生组织建议，为了维持健康，成人每世界卫生组织建议，为了维持健康，成人每公斤体重每天应摄入公斤体重每天应摄入0.03毫克铜。孕妇和婴毫克铜。孕妇和婴幼儿应加倍。缺铜会引起各种疾病，可以服幼儿应加倍。缺铜会引起各种疾病，可以服用含铜补剂和药丸来加以补充。用含铜补剂和药丸来加以补充。铜在人体内含量约铜在人体内含量约100150mg，血清铜正，血清铜正常值常值100120g/dl，是人体中含量位居第二，是人体中含量位居第二的必需微量元素。含铜的酶
7、有酪氨酸酶、单胺氧的必需微量元素。含铜的酶有酪氨酸酶、单胺氧化酶、超氧化酶、超氧化物歧化酶、血铜蓝蛋白化酶、超氧化酶、超氧化物歧化酶、血铜蓝蛋白等。铜对血红蛋白的形成起活化作用，促进铁的等。铜对血红蛋白的形成起活化作用，促进铁的吸收和利用，在传递电子、弹性蛋白的合成、结吸收和利用，在传递电子、弹性蛋白的合成、结缔组织的代谢、嘌呤代谢、磷脂及神经组织形成缔组织的代谢、嘌呤代谢、磷脂及神经组织形成方面有重要意义。方面有重要意义。铜缺乏可引起如下疾病：铜缺乏可引起如下疾病：1贫血贫血一般最常见的临床表现为头晕、乏力、易一般最常见的临床表现为头晕、乏力、易倦、耳鸣、眼花。皮肤黏膜及倦、耳鸣、眼花。皮肤
8、黏膜及指甲指甲等颜色苍白，等颜色苍白，体力活动体力活动后感觉气促、后感觉气促、心悸。严重贫血时，即使在休息时也出现气心悸。严重贫血时，即使在休息时也出现气短和心悸，在心尖和心底部可听到柔和的收短和心悸，在心尖和心底部可听到柔和的收缩期杂音。缩期杂音。2骨骼改变骨骼改变临床表现为临床表现为骨质疏松骨质疏松，易发生骨折。，易发生骨折。3铜与铜与冠心病冠心病4铜与铜与白癜风白癜风病病5女性不孕症女性不孕症人体缺铜可适量增加摄入含铜较高的食人体缺铜可适量增加摄入含铜较高的食物，如鱼、虾、蟹、玉米、物，如鱼、虾、蟹、玉米、豆制品豆制品等。等。本讲稿第六页，共十四页锌的基本性质锌化学符号是锌化学符号是Zn
9、，它的原子序数是，它的原子序数是30。锌是一。锌是一种蓝白色金属。密度为种蓝白色金属。密度为7.14克克/立方厘米，熔点为立方厘米，熔点为419.5。在室温下，性较脆；。在室温下，性较脆；100150时，时，变软；超过变软；超过200后，又变脆。锌的化学性质活泼，后，又变脆。锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225后，锌氧化激烈。锌在空气中很难燃烧，后，锌氧化激烈。锌在空气中很难燃烧，在氧气中发出强烈白光。锌易溶于酸，也在氧气中发出强烈白光。锌易溶
10、于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌是一种易从溶液中置换金、银、铜等。锌是一种常用有色金属，是古代铜、锡、铅、金、常用有色金属，是古代铜、锡、铅、金、银、汞、锌等银、汞、锌等7种有色金属中提炼最晚的一种，种有色金属中提炼最晚的一种，是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。锌能与是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。锌能与多种有色金属制成合金，其中最主要的是锌与铜、多种有色金属制成合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等，还可与铝、镁、铜等组锡、铅等组成的黄铜等，还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。锌主要用于钢铁、冶金、机械、电成压铸合金。锌主要用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药
11、等领域。气、化工、轻工、军事和医药等领域。本讲稿第七页，共十四页锌的一些主要用途锌的一些主要用途 （1）镀锌镀锌 锌具有优良的抗大气腐蚀性能，在常温下表面易生锌具有优良的抗大气腐蚀性能，在常温下表面易生成一层保护膜，因此锌最大的用途是用于镀锌工业。被主要用成一层保护膜，因此锌最大的用途是用于镀锌工业。被主要用于钢材和钢结构件的表面镀层于钢材和钢结构件的表面镀层(如镀锌板如镀锌板)，广泛用于汽车、建筑、，广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业。近年来西方国家开始尝试直接用锌合金板做屋顶覆船舶、轻工等行业。近年来西方国家开始尝试直接用锌合金板做屋顶覆盖材料，其使用年限可长达盖材料，其使用年限可长达1
12、20-140年，而且可回收再用，而用镀锌铁年，而且可回收再用，而用镀锌铁板作屋顶材料的使用寿命一般为板作屋顶材料的使用寿命一般为5-10年。近年来，钢带热浸镀锌量有显著年。近年来，钢带热浸镀锌量有显著增长。电镀锌也有使用，但该法一般用于较薄的镀层和不同的表面光洁度。使增长。电镀锌也有使用，但该法一般用于较薄的镀层和不同的表面光洁度。使用含锌粉的涂料是涂层的另一种方法；对于与水连续接触的物体，如用于船舶、用含锌粉的涂料是涂层的另一种方法；对于与水连续接触的物体，如用于船舶、桥梁和近海油气井架的大的钢构件，只须和大的锌块连接，便可得到保护，不桥梁和近海油气井架的大的钢构件，只须和大的锌块连接，便可
13、得到保护，不过锌块要定期更换。过锌块要定期更换。（2）锌合金锌合金 用于汽车制造和机械行业。锌具有适用的机械性能。锌用于汽车制造和机械行业。锌具有适用的机械性能。锌本身的强度和硬度不高，但加入铝、铜等合金元素后，其强度和硬度均本身的强度和硬度不高，但加入铝、铜等合金元素后，其强度和硬度均大为提高，尤其是锌铜钛合金的出现，其综合机械性能已接近或达到铝大为提高，尤其是锌铜钛合金的出现，其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平，其抗蠕变性能也大幅度被提高。因此，锌合金、黄铜、灰铸铁的水平，其抗蠕变性能也大幅度被提高。因此，锌铜钛合金目前已被广泛应用于小五金生产中。主要为压铸件，用于汽车、
14、铜钛合金目前已被广泛应用于小五金生产中。主要为压铸件，用于汽车、建筑、部分电气设备、家用电器、玩具等的零部件生产。许多锌合金的建筑、部分电气设备、家用电器、玩具等的零部件生产。许多锌合金的加工性能都比较优良，道次加工率可达加工性能都比较优良，道次加工率可达60%-80%。中压性能优越，可。中压性能优越，可进行深拉延，并具有自润滑性，延长了模具寿命，可用钎焊或电阻焊或进行深拉延，并具有自润滑性，延长了模具寿命，可用钎焊或电阻焊或电弧焊电弧焊(需在氦气中需在氦气中)进行焊接，表面可进行电镀、涂漆处理，切进行焊接，表面可进行电镀、涂漆处理，切削加工性能良好。在一定条件下具有优越的超塑性能。锌与铜、削
15、加工性能良好。在一定条件下具有优越的超塑性能。锌与铜、锡、铅组成的黄铜，用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌锡、铅组成的黄铜，用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照相制板和胶板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照相制板和胶印印刷板等。印印刷板等。本讲稿第八页，共十四页对人体健康的危害对人体健康的危害 侵入途径：吸入、食入。吸入会引起口渴、胸部紧束感、干咳、头痛、头晕、高热、寒战等。粉尘对眼有刺激性。口服刺激胃肠道。长期反复接触对皮肤有刺激性。营养性锌缺乏病又称锌缺乏症，是由于摄入不足，需要量增加，膳食锌生物利用率低所致。锌是人体六大酶类、200
16、种金属酶的组成成份或辅酶，对全身代谢起广泛作用。锌主要含于肉类与谷物中。缺锌时，以食欲减退、生长迟缓、异食癖和皮炎为突出表现，多发生于6 岁的小儿。本讲稿第九页，共十四页锌对人体的重要作用锌对人体的重要作用 促进人体的生长发育促进人体的生长发育处于生长发育期的儿童、青少年如果缺锌，会导致发育不良。缺乏严重时，将会导致侏儒症和智力发育不良。维持人体正常食欲维持人体正常食欲缺锌会导致味觉下降，出现厌食、偏食甚至异食。增强人体免疫力增强人体免疫力锌元素是免疫器官胸腺发育的营养素，只有锌量充足才能有效保证胸腺发育，正常分化T淋巴细胞，促进细胞免疫功能。促进伤口和创伤的愈合促进伤口和创伤的愈合补锌剂最早
17、被应用于临床就是用来治疗皮肤病。影响维生素影响维生素A的代谢和正常视觉的代谢和正常视觉锌在临床上表现为对眼睛有益，就是因为锌有促进维生素A吸收的作用。维生素A的吸收离不开锌。维生素A平时储存在肝脏中，当人体需要时，将维生素A输送到血液中，这个过程是靠锌来完成“动员”工作的。本讲稿第十页，共十四页为什么北方人个头比南方人高？小问题？有研究表明，主食是造成这种情况的重要原因。习惯吃馒头的北方人长得比较高，而习惯吃米饭的南方人则相对矮一些，这是因为在米面中存在一种叫做植酸的物质，它能够与锌元素结合，形成化合物，使得人体无法正常吸收，导致缺锌。不过，存在于米面中的植酸也有一个特点，如果把它发酵，植酸就
18、会减少，不再对锌的吸收产生影响。因此，吃馒头、面包就比吃米饭更有利于锌的吸收。另据调查，吃面包的西方人，缺锌状况就相对较少。本讲稿第十一页，共十四页不同人群缺锌的常见表现不同人群缺锌的常见表现儿童儿童味觉障碍：厌食、偏食或异食；皮肤疾患：易患口腔溃疡，受损伤口不易愈合，青春期痤疮等；生长发育不良：身材矮小、瘦弱；免疫力下降，经常感冒、发烧；智力发育落后；肝脾肿大孕妇孕妇妊娠反应加重：嗜酸，呕吐加重宫内胎儿发育迟缓：导致早产儿、低体重儿分娩合并症增多：产程延长、流产、早产、胎儿畸形率增高：脑部中枢 神经系统畸形肝脾肿大男性男性男性不育：少精、弱精或精液不液化、男性前列腺炎、肝脾肿大 本讲稿第十二页，共十四页含锌量最高的几种食物含锌量最高的几种食物本讲稿第十三页，共十四页谢谢观看谢谢观看本讲稿第十四页，共十四页