Kẽm: lớp áo chịu gỉ thay cho sắt

Vì sao mạ kẽm bị trầy vẫn bảo vệ được sắt

Mạ kẽm bảo vệ sắt theo hai cách cùng lúc. Cách thứ nhất ai cũng đoán được, là lớp kẽm che kín, không cho nước và không khí chạm tới sắt. Cách thứ hai mới đáng nói.

Kẽm dễ phản ứng hơn sắt, nên khi cả hai cùng gặp nước, oxy ăn kẽm trước. Khi lớp mạ trầy tới tận sắt, chỗ sắt lộ ra vẫn không gỉ. Kẽm quanh vết trầy và sắt tạo thành một cục pin nhỏ khi có nước, và trong cục pin đó kẽm là bên bị ăn mòn. Sắt chỉ bắt đầu gỉ khi kẽm quanh đó đã mòn hết.

Kiểu che chắn đó có giới hạn. Tác dụng ấy chỉ rõ trong bán kính chừng 5 milimet quanh vết trầy, toạc rộng hơn thì phần sắt ở giữa vẫn có thể gỉ. Mạ crom hay mạ niken thì chỉ là hàng rào, thủng là hết tác dụng. So với đó, mạ kẽm khác hẳn.

Cách mạ phổ biến nhất là nhúng nóng. Người ta thả vật bằng thép vào bể kẽm nóng chảy khoảng 460 °C, chỉ cao hơn điểm nóng chảy của kẽm chừng 40 độ. Khi lớp kẽm bám trên bề mặt nguội lại, lớp ấy kết tinh thành hoa văn loang lổ như bông tuyết, đúng như trong tấm ảnh đầu bài. Hàng rào chắn đường, cột đèn, khung nhà thép tiền chế đều mang hoa văn ấy.

Khối kẽm gắn ngoài vỏ tàu

Khối kẽm gắn ngoài vỏ tàu cũng chạy theo nguyên lý ấy, chỉ khác là làm hẳn thành một món đồ riêng. Người ta bắt vít một khối kẽm lên vỏ tàu biển, lên chân giàn khoan, hoặc nhét một thanh kẽm vào bình nóng lạnh trong nhà. Khối kẽm đó ăn mòn thay cho toàn bộ phần thép.

Khối kẽm mòn dần nên phải kiểm tra và thay định kỳ, rẻ hơn nhiều so với thay cả vỏ tàu. Magie và nhôm cũng làm được việc này.

Vì sao kẽm đến muộn hơn đồng và sắt

Quặng kẽm không hiếm, nhưng luyện kẽm khó theo một kiểu rất riêng. Muốn tách kẽm khỏi oxit kẽm bằng than thì phải nung tới cỡ 1.000 °C. Nhưng kẽm sôi ở 907 °C, thấp hơn mức đó. Kim loại vừa sinh ra trong lò đã lập tức bốc thành hơi, gặp không khí là cháy thành khói trắng bay đi mất.

Cách giải quyết là một buồng kín để hứng và làm nguội hơi kẽm ngay khi thoát ra, thay vì để bay mất trong lò hở. Mẫu kẽm kim loại nhân tạo cổ nhất được biết đến từ Zawar, vùng Rajasthan của Ấn Độ, khoảng thế kỷ 9 sau Công nguyên. Châu Âu phải đợi tới năm 1746, khi Andreas Marggraf tách được kẽm nguyên chất.

Ngày nay khoảng 95% lượng kẽm đào lên đến từ một khoáng duy nhất là sphalerit. Cả thế giới đào chừng 12,0 triệu tấn kẽm một năm, riêng Trung Quốc chiếm khoảng 33%. Tỉ lệ tái chế kẽm toàn cầu ở mức hơn 30%.

Đồng thau và pin tiểu đều có kẽm

Đồng pha kẽm thành đồng thau, hợp kim màu vàng ánh kim với 5–45% kẽm tuỳ loại. Đừng lẫn với đồng điếu, vốn là đồng pha thiếc. Kèn trumpet, saxophone, ổ khoá, van nước và vỏ đạn đều là đồng thau.

Kẽm còn là cực âm của ba loại pin quen thuộc. Pin kẽm-carbon, loại rẻ nhất, lấy luôn vỏ kẽm làm cực âm và cho khoảng 1,5 vôn. Carl Gassner được cấp bằng sáng chế cho loại pin khô thương mại đầu tiên này năm 1886.

Pin kiềm dùng kẽm dạng bột. Còn pin kẽm-không khí, loại cúc áo nhỏ xíu trong máy trợ thính, lấy luôn oxy ngoài không khí làm cực dương. Cùng cỡ pin, loại này chứa được nhiều điện hơn hẳn hai loại kia.

Cơ thể cần kẽm để làm gì

Trong cơ thể người, kẽm là kim loại vi lượng nhiều thứ hai, chỉ sau sắt. Hơn 300 enzyme cần kẽm mới chạy được, cùng hơn 1.000 protein quyết định gen nào được dùng, gen nào tắt.

Một trong số đó có tên rất gợi hình là ngón tay kẽm. Một hoặc vài ion kẽm giữ cho một đoạn protein gấp lại đúng hình dạng để bám được vào ADN, giống như ngón tay kẹp lấy sợi dây. Kiểu cấu trúc này có mặt trong khoảng 3% số gen của người.

Khoảng 2 tỷ người ở các nước đang phát triển thiếu kẽm. Một ước tính thận trọng cho rằng khoảng 25% dân số thế giới có nguy cơ. Ở trẻ em, thiếu kẽm làm chậm tăng trưởng, dễ nhiễm trùng, và làm những đợt tiêu chảy vừa nhiều hơn vừa nặng hơn.

Vì vậy Tổ chức Y tế Thế giới đưa viên kẽm vào phác đồ điều trị tiêu chảy ở trẻ, dùng cùng dung dịch bù nước. Cochrane là tổ chức chuyên gộp nhiều nghiên cứu độc lập lại để đánh giá.

Tổng quan Cochrane năm 2016 ghi nhận cho trẻ khoẻ mạnh trên 6 tháng tuổi uống thêm kẽm thì rút ngắn đợt tiêu chảy trung bình khoảng 11 giờ. Hiệu quả rõ nhất ở những vùng có nhiều trẻ suy dinh dưỡng hoặc thiếu kẽm.

Kẽm có chữa được cảm lạnh không

Kẽm với cảm lạnh thường bị gộp làm một, nhưng thật ra là ba chuyện riêng với ba kết luận khác nhau.

Một là uống kẽm hằng ngày để phòng cảm. Tổng quan Cochrane năm 2024 kết luận không có bằng chứng đáng kể.

Hai là ngậm viên kẽm khi vừa chớm bệnh. Vài phân tích gộp cho thấy nếu ngậm trong 24 giờ đầu kể từ lúc có triệu chứng, đợt cảm có thể ngắn lại chừng 33%. Nhưng cũng tổng quan đó đánh giá bằng chứng còn yếu và các nghiên cứu cho kết quả rất khác nhau. Nên chỉ coi đây là cách rút ngắn đợt cảm đôi chút, không phải cách chữa.

Ba là xịt kẽm vào mũi. Cách này liên quan tới nhiều ca mất khứu giác, một số vĩnh viễn, vì kẽm làm hỏng dây thần kinh khứu giác trong mũi. Ngày 16/6/2009, cơ quan quản lý dược phẩm Mỹ yêu cầu rút các sản phẩm xịt mũi chứa kẽm khỏi kệ hàng. Vì người mất khứu giác không ngửi được mùi gas rò hay mùi cháy, rất nguy hiểm.

Cảnh báo đó không áp cho viên ngậm hay siro uống.

Ở quầy thuốc cảm, kẽm được nhắc nhiều nhất mà bằng chứng lại yếu nhất. Chỗ kẽm chắc chắn có ích nằm ở viên kẽm cho trẻ tiêu chảy, và ở lớp mạ trên những cột đèn, hàng rào ngoài đường.

5 điều cần nhớ về kẽm

1. 1 Lớp mạ kẽm bị trầy thì kẽm quanh vết trầy tự ăn mòn thay cho sắt, khác hẳn mạ crom hay mạ niken.
2. 2 Khối kẽm gắn ngoài vỏ tàu và trong bình nóng lạnh chỉ để chịu ăn mòn thay cho thép.
3. 3 Kẽm sôi ở nhiệt độ thấp hơn mức cần để tách kẽm khỏi quặng, nên loài người luyện được kẽm muộn hơn đồng và sắt.
4. 4 Cơ thể cần kẽm cho hơn 300 enzyme, và thiếu kẽm ảnh hưởng tới khoảng 2 tỷ người.
5. 5 Kẽm không phòng được cảm lạnh; xịt mũi chứa kẽm còn bị rút khỏi thị trường Mỹ vì gây mất khứu giác.

Khối lượng nguyên tử theo CIAAW/IUPAC 2021; các giá trị còn lại từ PubChem (NCBI/NIH). Cơ chế mạ kẽm và anode hy sinh, lịch sử luyện kẽm ở Zawar và châu Âu, đồng thau, pin kẽm, ngón tay kẽm và số enzyme cần kẽm theo các trang tổng hợp dẫn nguồn gốc. Sản lượng và tái chế theo USGS, Mineral Commodity Summaries 2025, và British Geological Survey. Khuyến cáo bổ sung kẽm khi trẻ tiêu chảy theo Tổ chức Y tế Thế giới, mức rút ngắn đợt bệnh theo tổng quan Cochrane năm 2016. Kết luận về kẽm với cảm lạnh theo tổng quan Cochrane tháng 5 năm 2024; cảnh báo xịt mũi theo cơ quan quản lý dược phẩm Mỹ. Các nguồn cho những con số rất khác nhau về tỉ lệ kẽm dùng cho mạ, nên bài không nêu con số nào. Đối chiếu lại lần cuối 12/09/2026.