जस्त (Zinc)

जस्त हे धातुरूप मूलद्रव्य असून याची रासायनिक संज्ञा Zn अशी आहे. याचा अणुक्रमांक ३० असून अणुभार ६५.३७ इतका आहे.

इतिहास : इ. स. पू. ४०० वर्षे प्लेटो यांनी आपल्या पूर्वीही ही धातू ज्ञात असल्याचा उल्लेख केला आहे. ही धातू (orichalcum) म्हणजे बहुधा पितळ असावे. तांबे व कॅडमिया नावाचे धातुक (ore) कोळशाबरोबर तापवून ही धातू मिळत असे. इ. स. पू. १५०० वर्षांपूर्वीचे पितळ (२३ % जस्त व १० % कथिल व इतर तांबे अशा प्रमाणाचे) पॅलेस्टाइनमध्ये गीशर या ठिकाणी आढळले. कॅडमिया या धातुकाला किमयागार ‘ट्यूशिया’ असे म्हणत. हे धातुक म्हणजे बहुधा झिंक कार्बोनेट अथवा ऑक्साइड असावे. इ. स. पू. ६५० या काळातील ॲसिरियातील विटांवर ‘टुस्कू’ असा शब्द आढळला.

ग्रीसमध्ये लॉरिअम येथील जुन्या चांदीच्या खाणीत कॅलॅमाइनाचे (सजल झिंक सिलिकेटाचे) साठे आढळले. हे धातुक कोळशाबरोबर तापवल्यास बनावट चांदी मिळते, असे स्ट्रेबो यांनी लिहून ठेवले आहे (इ. स. पू. ७). इ. स. पू. पाचव्या शतकातील जस्ताच्या बांगड्या मिळाल्या आहेत व अथेन्स येथे इ. स. पू. २५० या काळातील शुद्ध जस्ताचा पत्रा सापडला आहे. पॅरासेल्सस (१४९०–१५४१) यांनी त्याला ‘झिंक’ या नावाने प्रथम संबोधिले. ॲग्रिकोला यांच्या लिखाणात त्याचा उल्लेख ‘काँट्रेफे’ असा आढळतो. तसेच सायलीशियामध्ये आढळणाऱ्या धातुकाला ॲग्रिकोला यांनी ‘झिंकम’ असे नाव दिले होते. इ. स. १६०० मध्ये लिबॅव्हियस यांनी भारतातून जस्ताचा पत्रा म्हणजेच कॅलाएम नेल्याचा उल्लेख आहे. १६८४ साली बॉइल यांनी त्याला स्पेल्टर असे नाव दिले. १६९५ साली कॅलॅमाइनापासून ब्रिस्टल येथे जस्त काढून ते स्वीडनला पाठवले गेले.

भारतातील रसशास्त्रात रसार्णवांत जस्ताचा उल्लेख ‘यशद’ असा केलेला आढळतो. इ. स. ११०० मधील भारतीय ग्रंथांत तसेच चीनमधील १६३७ सालातील ग्रंथात जस्ताचा उल्लेख आढळतो.

आढळ : स्फॅलेराइट , कॅलॅमाइन इ. त्याची काही महत्त्वाची धातुके आहेत.

भौतिक गुणधर्म : जस्ताचा रंग रुपेरी निळसर असून याचे स्फटिक षट्कोनी व प्रचिनाकार असतात. हा धातू कठीण परंंतु ठिसूळ असून तन्य (ductile), वर्धनीय (malleable) आणि विजेचा व उष्णतेचा उत्कृष्ट वाहक आहे.

रासायनिक गुणधर्म : कोरड्या आणि कार्बन डाय-ऑक्साइड विरहित हवेचा जस्तावर परिणाम होत नाही. दमट हवेत त्यावर झिंक ऑक्साइडाचा पातळ थर तयार होऊन त्याचा मूळचा रंग जाऊन ते करडे बनते. झिंक ऑक्साइडाच्या थरामुळे त्याचे आणखी ऑक्सिडीभवन होण्यापासून संरक्षण होते. जस्त हवेत जळते तेव्हा हिरवी ज्योत मिळते. मुशीत जस्ताचा कीस तापवला म्हणजे तो लोकरीप्रमाणे दिसतो व त्याचे ऑक्साइड मिळते.

2 Zn(s) + O₂ (g)  ⟶  2 ZnO(s)

जस्त बनविताना जस्ताचा काही भाग चूर्णाच्या रूपात मिळतो. वितळलेल्या जस्तावरून हवेचा झोत जाऊ दिल्यासही पृष्ठभागावर जस्ताचे चूर्ण मिळते. वितळलेले जस्त पाण्यात ओतल्यास कणीदार जस्त मिळते. मर्क्युरिक नायट्रेटाचा विद्राव जस्ताच्या पृष्ठभागावर चोळल्यास पारदमेलित (amalgamated) जस्त मिळते.

तापविलेल्या लालभडक जस्ताची पाण्याच्या वाफेबरोबर विक्रिया होऊन झिंक ऑक्साइड व हायड्रोजन मिळतात, परंतु कोरड्या हायड्रोजनाच्या प्रवाहाने झिंक ऑक्साइडामधून ऑक्सिजन निघून जस्त व पाणी बनते.

Zn(s) + H₂O (g)  ⟶  ZnO(s) + H₂ (g)

संहत नायट्रिक अम्लामध्ये जस्त विरघळते आणि नायट्रोजन ऑक्साइड वायू मुक्त होतो.

Zn(s) + 4 HNO₃ (aq) ⟶ Zn (NO₃)₂(aq) + 2 NO₂ (g) + 2 H₂O (l)

जस्ताची सल्फ्युरिक अम्लासोबत विक्रिया झाली असता जस्ताचे आयन Zn(II) तयार होऊन हायड्रोजन वायू मुक्त होतो.

Zn(s) + H₂SO₄ (aq) ⟶ Zn²⁺ (aq) + SO₄²⁻ (aq) + H₂ (g)

जस्त उभयधर्मी (amphoteric) असल्यामुळे उष्ण क्षारीय विद्रावांचीही त्याच्यावर विक्रिया होऊन हायड्रोजन व झिंकेटे बनतात. उदा.,

Zn  +  2NaOH  ⟶   Na₂ZnO₂   +   H₂

उपयोग : जस्ताचा पत्रा शुष्क विद्युत् घटाकरिता वापरतात. सोने व चांदी यांच्या सायनाइडी विद्रावातून त्या त्या धातू वेगळ्या करण्यासाठी व पार्केस यांच्या पद्धतीने शिशात मिश्र असलेली चांदी वेगळी करण्यासाठी जस्ताचा उपयोग होतो. यांशिवाय कित्येक ठिकाणी क्षपणकारक म्हणूनही जस्ताचा उपयोग होतो.

जस्तलेपन (Galvanisation) : इतर धातूंवर संरक्षक थर देण्यासाठीही जस्त वापरले जाते. उदा., लोखंड हवेत गंजते परंतु त्यावर जस्ताचा लेप दिलेले पत्रे न गंजता दीर्घकाल टिकतात. जस्तलेपित लोखंडाला ‘गॅल्व्हनाइज्ड आयर्न’ म्हणतात. जस्तलेप वस्तूवर चांगला बसावा म्हणून लोखंडी वस्तूच्या पृष्ठभागावर असणारा लोह संयुगाचा थर प्रथम धुवून काढून पृष्ठभाग स्वच्छ करण्याकरिता जस्तलेपन करण्यापूर्वी ती वस्तू प्रथम अम्लात बुडवून काढतात. त्यानंतर ती वितळलेल्या जस्तात बुडवून काढल्याने पृष्ठभागावर जस्ताचा पातळ थर बसतो. जस्ताच्या लवणांचा उपयोग करून विद्युत विच्छेदनानेही असा थर चढविता येतो. जस्ताच्या चूर्णामध्ये वस्तू ठेवून उष्णता दिल्यानेही जस्तलेपन होते. वस्तूवर वितळलेल्या जस्ताचा फवारा मारूनही जस्ताचा थर देता येतो.

जस्ताची कल्हई : जस्तलेपित लोखंडी वस्तू कथिलाची कल्हई केलेल्या वस्तूपेक्षा जास्त काळ टिकते. याचे कारण जस्त हे लोखंडापेक्षा जास्त विक्रियाशील आहे. त्यामुळे लोखंडावर हवेचा (ऑक्सिजनाचा) परिणाम होण्यापूर्वी तो जस्तावर होतो. म्हणून जस्तलेपित वस्तूवरील जस्ताच्या थराचा एखाद्या ठिकाणी भेद झाला व लोखंड उघडे पडले, तरी जोपर्यंत त्या ठिकाणी जस्त आहे तोपर्यंत ते स्वतः ऑक्सिजनाशी संयोगित होते लोखंडावर त्याची क्रिया होऊ देत नाही कथिलामुळे असे होत नाही.

पितळ, जर्मन सिल्व्हर यांसारख्या कित्येक महत्त्वाच्या मिश्रधातू बनविण्यासाठीही जस्ताचा उपयोग होतो.

जस्ताचा उपयोग वितळ तारेसाठी (fuse wire), वाद्यांच्या नळ्यांसाठी आणि तारांवर विलेपन करण्यासाठी करण्यात येतो. शुष्क स्वरूपातील जस्त चूर्णाचा उपयोग शोभेच्या दारूकामात तसेच रासायनिक उत्प्रेरक (catalyst) व क्षपणक म्हणूनही करतात.

जस्त – ६५ : जस्ताच्या चयापचयाचा (metabolism) अभ्यास करण्यासाठी जस्ताच्या ६५ अणुभाराच्या किरणोत्सर्गी समस्थानिकाचा उपयोग करतात. वनस्पती व प्राणी यांच्या वाढीसाठी जस्त आवश्यक आहे.

अभिज्ञान : (अस्तित्व ठरविणे). जस्ताचे संयुग कोळशाच्या तुकड्यावर घेऊन व सोडियम कार्बोनेटाबरोबर मिसळून तापविल्यास झिंकऑक्साइडाचे पुट कोळशावर बसते. कढत असताना त्याचा रंग पिवळा असतो व थंड झाल्यावर तो पांढरा होतो. या पुटावर कोबाल्ट नायट्रेट विद्रावाचे १-२ थेंब टाकून पुन्हा तापविले, तर त्यापासून हिरवा रंग बनतो.

जस्ताच्या संयुगाच्या क्षारीय विद्रावातून हायड्रोजन सल्फाइड प्रवाहित केले, तर जस्त असल्यास झिंक सल्फेटाचा पांढरा अवक्षेप मिळतो.

परिमाणात्मक विश्लेषण : (Quantitative analysis). अमोनियम फॉस्फेटाच्या योगाने जस्त संयुगाच्या उदासीन विद्रावापासून झिंक अमोनियम फॉस्फेट अवक्षेपित होते. तापविले असता त्याचे झिंक पायरोफॉस्फेटामध्ये (Zn₂P₂O₇) रूपांतर होते. याचे वजन करून जस्ताच्या मूळ संयुगात जस्ताचे शेकडा प्रमाण किती होते ते ठरविता येते.

विषारीपणा : शुद्ध जस्त व त्याची संयुगे विषारी नाहीत. जस्तामध्ये सूक्ष्म प्रमाणात कॅडमियम, आर्सेनिक, शिसे अथवा अँटिमनी यांच्या अशुद्धी असल्यास त्याला विषारी गुणधर्म येतात, म्हणून अन्न ठेवण्यास जस्ताची भांडी वापरीत नाहीत. प्राण्यांच्या वाढीकरिता लेशमात्र जस्ताची गरज असते.

पहा : गॅल्व्हानीकरण/जस्तलेपन, जस्त निष्कर्षण, जस्त मिश्रधातू, जस्त संयुगे, जर्मन सिल्व्हर, पितळ.