Zinco Zn

Storia della scoperta

Il numero è novecentosette, i gradi a cui lo zinco bolle. Per estrarlo dal minerale bisogna scaldarlo con il carbone oltre i novecentocinquanta, cioè oltre il suo punto di ebollizione: nel momento stesso in cui il metallo si forma è già vapore, esce dal forno e a contatto con l'aria si riossida in fumo bianco. Ogni fornace normale, applicata allo zinco, produce fumo e niente altro. Per averlo bisogna condensarne il vapore al riparo dall'aria, un'idea che non viene in mente a nessuno finché non serve.

L'antichità aggira l'ostacolo senza saperlo. Nella cementazione si scaldano in un crogiolo chiuso il rame e la calamina, un minerale di zinco, insieme al carbone: il vapore di zinco che si sviluppa non ha modo di scappare e viene assorbito direttamente dal rame ancora solido. Ne esce l'ottone, giallo e lucente, senza che lo zinco metallico compaia mai. È una tecnica che i Romani padroneggiano dal I secolo a.C. e che resterà dominante fino a metà Ottocento.

Oggetti in lega di rame e zinco compaiono già nel III millennio a.C. in Asia occidentale e nel Mediterraneo orientale, e leghe con un contenuto altissimo di zinco, fra l'ottanta e il novanta per cento, sono state datate a circa duemilacinquecento anni fa. Molti dei pezzi più antichi però contengono poco zinco e nascono probabilmente dalla fusione casuale di minerali di rame naturalmente zincati: distinguere il caso dall'intenzione, in archeometallurgia, è la questione difficile.

Il metallo vero nasce in India. A Zawar, in Rajasthan, i metallurgisti risolvono il problema della condensazione con la distillazione discendente: il minerale carica piccole storte di argilla disposte a rovescio su una piastra forata, il vapore di zinco scende invece di salire e si raccoglie in recipienti sottostanti, dove condensa fuori dal contatto con l'aria. I forni koshthi, descritti anche nel trattato Rasaratna Samuccaya, operavano in batterie che ne contenevano decine ciascuna. Lo zinco puro più antico prodotto dall'uomo che si conosca viene da qui e risale al IX secolo d.C.

In Europa lo zinco arriva prima come merce che come conoscenza. Il metallo indiano e cinese comincia a essere importato intorno al 1600 e per tutto il Seicento resta un articolo d'oriente, costoso e di provenienza mal compresa. Solo nel 1738 William Champion brevetta in Inghilterra un procedimento a storte, e nel 1746 Andreas Marggraf pubblica a Berlino l'isolamento dello zinco puro; lo svedese Anton von Swab lo aveva ottenuto quattro anni prima. Fra la tecnica indiana e quella europea corrono, a essere generosi, otto secoli.

Caratteristiche

La chimica dello zinco è di una monotonia sorprendente per un metallo di transizione: praticamente tutti i suoi composti lo contengono nello stato di ossidazione più due, senza le alternative colorate tipiche dei metalli di transizione vicini. Il guscio d è completamente pieno, e questo spiega insieme la scarsa varietà di valenze e il fatto che i suoi composti siano quasi sempre bianchi o incolori invece che accesi come quelli del rame o del cobalto.

Lo zinco è un metallo moderatamente reattivo e un riducente energico: cede volentieri i suoi due elettroni esterni. È esattamente ciò che lo rende utile, perché in coppia con un metallo meno reattivo diventa il pezzo che si sacrifica. Immerso in acido reagisce con vivacità liberando idrogeno, e questa reazione da manuale è stata per due secoli il modo più semplice di produrre idrogeno in laboratorio.

Usi e presenza in natura

Circa metà dello zinco prodotto al mondo va a proteggere il ferro. Nella zincatura l'acciaio riceve un rivestimento di zinco che lo difende in due modi: fa da barriera fisica, e quando la barriera si graffia il sacrificio continua per via elettrochimica, perché lo zinco si corrode al posto del ferro sottostante finché ce n'è. Un graffio su una lamiera zincata non arrugginisce, ed è la ragione per cui esistono guardrail, tralicci e carrozzerie che durano decenni all'aperto.

Il resto si divide fra le leghe e l'elettrochimica. L'ottone resta il grande classico per rubinetteria, strumenti musicali e minuteria, mentre le leghe da pressofusione a base di zinco producono in serie componenti di forma complicata a costo bassissimo. Lo zinco è inoltre l'anodo delle pile a secco tradizionali, dove il contenitore stesso della pila è il reagente che si consuma, e l'ossido di zinco entra in creme solari, pomate dermatologiche e gomma vulcanizzata.

Curiosità

Dopo il ferro, lo zinco è il metallo in traccia più abbondante nel corpo umano, e compare come cofattore in tutte le classi di enzimi conosciute: sono migliaia le proteine che senza un atomo di zinco al posto giusto non funzionano. La carenza, che nel mondo in via di sviluppo riguarda una popolazione stimata in miliardi di persone, produce nei bambini ritardo della crescita e maggiore vulnerabilità alle infezioni.

La parola zincatura in inglese si dice galvanization, dal bolognese Luigi Galvani, che con lo zinco non c'entra quasi nulla: i suoi esperimenti furono sulle rane e sulla contrazione muscolare. Il collegamento passa da Alessandro Volta, che spiegò quei fenomeni con il contatto fra metalli diversi e costruì la pila proprio impilando dischi di zinco e di rame. Il nome del fisiologo è finito sul processo industriale per una catena di malintesi produttivi.