Desemnarea cositorului. Principalele proprietăți fizice ale staniu. Rezerve și producție

Tinul este un metal care a servit omul încă din vremuri imemoriale. Proprietățile fizice ale stanului i-au asigurat rolul fundamental în istoria omenirii. Fără el, existența bronzului este imposibilă, care a rămas multe secole singurul aliaj din care omul a făcut aproape totul - de la unelte la bijuterii.

Tin - metal folosit de om încă din cele mai vechi timpuri

Proprietățile fizice ale staniu

La presiune normală și la o temperatură de 20 ° C, cositorul este identificat ca un metal cu un luciu alb-argintiu. Se stinge încet în aer datorită formării unui film de oxid.

Conservele, ca toate metalele, se caracterizează prin opacitate. Electronii liberi ai rețelelor de cristal metalice umplu spațiul interatomic și reflectă razele de lumină fără a le trece. Prin urmare, fiind într-o stare cristalină, metalul are un luciu caracteristic, iar sub formă de pulbere, acest luciu pierde.

Are maleabilitate excelentă, adică este ușor prelucrată folosind presiune. Ductilitatea stanului este dată de ductilitatea sa mare combinată cu o rezistență redusă la deformare. Ductilitatea metalului permite rularea acestuia într-o folie subțire numită staniol sau hârtie de staniu. Grosimea sa variază între 0,008 și 0,12 mm. Anterior, stanolul a fost utilizat ca substrat la fabricarea oglinzilor și în inginerie electrică la fabricarea condensatoarelor, până când a fost înlocuit complet cu folie de aluminiu.

Tinul are proprietăți metalice destul de moi. Duritatea sa Brinell este de 3,9–4,2 kgf / mm².

Se referă la metale fuzibile. Temperatura de topire a stanului - 231,9 ° C - contribuie la extragerea rapidă a minereului. Stanul este pur și simplu aliat cu alte metale, ceea ce asigură utilizarea sa pe scară largă în industrie.

Densitatea la 20 ° C este de 7,29 g / cm³. Conform acestui indicator, stanul este de 2,7 ori mai greu decât aluminiul, dar mai ușor decât argintul, aurul, platina și este aproape de densitatea fierului (7,87 g / cm³).

Metalul fierbe la o temperatură ridicată de 2620 ° C, rămânând lichid în topitură mult timp.

Stanul chimic pur la temperatura obișnuită are o rezistență redusă. Rezistența la tracțiune este de numai 1,7 kgf / mm², iar alungirea este de 80–90%. Aceste caracteristici sugerează că tijă de staniu poate fi deformată fără eforturi mari în direcții diferite. În acest caz, deplasarea straturilor stratului de cristal ale metalului unul față de celălalt este însoțită de o fisură specifică.

Polimorfismul stanului

Polimorfismul (alotropia) este un fenomen fizic bazat pe rearanjarea atomilor sau a moleculelor de substanțe în stare solidă, care implică o schimbare a proprietăților lor. Fiecare modificare polimorfă există în mod stabil numai într-un interval strict definit de temperaturi și presiuni.

Orice metal are o grilă de cristal specifică. Când se schimbă condițiile fizice externe, zăbrele de cristal se pot schimba. Polimorfismul metalelor este utilizat în tratarea lor termică în industrie.

Tin - metal care reacționează diferit la influențele chimice

Proprietățile chimice ale stanului sunt determinate de poziția sa în sistemul periodic al elementelor lui D. I. Mendeleev și asigură amfotericitatea, adică capacitatea de a prezenta atât proprietăți de bază cât și acide. Proprietățile fizice depind direct de polimorfismul stanului.

Trei modificări alotrope sunt cunoscute pentru metal: alfa, beta și gamma. Reamenajarea polimorfă a grilelor de cristal este posibilă datorită modificărilor simetriei cojilor de electroni ale atomilor sub influența diferitelor temperaturi.

Staniu gri (α-Sn) se caracterizează printr-o rețea de cristal cubică centrată pe față. Mărimea unității celulare a zăbrelei este mare. Aceasta afectează direct densitatea. Este mai mică decât cea a stanului alb: 5,85 și respectiv 7,29 g / cm³. Modificarea alfa a conductivității se referă la semiconductori. Conform magnetismului - la diamagnete, deoarece sub acțiune magnetică externă este magnetizat împotriva direcției câmpului magnetic intern. Alfa-staniu există până la o temperatură de 13,2 ° C sub formă de pulbere fină și nu are nicio valoare practică.
Tinul alb (β-Sn) este cea mai stabilă modificare alotropă cu o rețea de cristal tetragonală centrată pe corp. Există în intervalul de temperatură între 13,2 și 161 ° C. Foarte plastic, mai moale decât aurul, dar mai greu decât plumbul. Printre alte metale, are o valoare medie a conductivității termice. Metalul este clasificat ca conductor, deși conductivitatea beta este relativ scăzută. Această proprietate este utilizată pentru a reduce conductivitatea electrică a oricărui aliaj prin adăugarea de staniu. Este un paramagnet, adică într-un câmp magnetic extern este magnetizat în direcția câmpului magnetic intern.
Modificarea gamma (γ-Sn) are o grilă rombică de cristal, este stabilă în intervalul de temperatură de la 161 la 232 ° C. Odată cu creșterea temperaturii, ductilitatea crește, dar atunci când atinge o temperatură de tranziție de fază de 161 ° C, metalul pierde complet această proprietate. Modificarea gamma are o densitate ridicată cu un grad ridicat de fragilitate, adică se prăbușește imediat în pulbere, prin urmare nu are nici o utilizare practică.

Caracteristici ale tranziției polimorfe β → α

Procesul de tranziție de la o modificare polimorfă la alta se produce atunci când temperatura se schimbă. În acest caz, se observă modificări abrupte ale proprietăților fizico-chimice ale metalului.

Peste 161 ° C, beta-tin se transformă reversibil într-o modificare gamma fragilă. Sub 13 ° C, modificarea beta se transformă ireversibil în staniu gri pudră. Această tranziție polimorfă are loc la o viteză foarte mică, dar este necesară numai obținerea de alfa-boabe de modificare beta pe beton, deoarece un metal dens se prăbușește în praf. Prin urmare, tranziția polimorfă β → α este uneori numită „ciuma de staniu”. În schimb, o modificare alfa este convertită într-o modificare beta doar prin remelting.

Tranziția de fază β → α este accelerată în mod semnificativ la temperaturi ambiante subzero și este însoțită de o creștere a volumului specific al metalului cu aproximativ 25%, ceea ce duce la împrăștierea sa în pulbere.

Tinul are o reacție unică la „ciuma de staniu”

În istorie, există cazuri când produsele din staniu în frig au devenit o pudră cenușie, descurajându-i pe proprietarii lor. „Ciuma de staniu” este rară și este caracteristică numai substanței chimice pure. În prezența chiar și a celor mai mici impurități, tranziția metalului în pulbere este încetinită.

O presupunere interesantă a unor istorici este că „ciuma de staniu” a ajutat la câștigarea împăratului rus Alexandru I asupra armatei franceze sub comanda lui Napoleon Bonaparte. În înghețurile severe, butoanele de la pardesiile franceze s-au prăbușit pur și simplu, iar soldații, înghețându-și, și-au pierdut eficacitatea în luptă.

Concluzie

Stanul are toate proprietățile fizice tipice ale metalelor, iar polimorfismul său este surprinzător în felul său. Este imposibil să ne imaginăm industria modernă fără ductilitatea și ductilitatea unică a acestui metal. Aproape jumătate din producția mondială de staniu este folosită pentru producția de staniu alimentar. Jumătatea rămasă este cheltuită pentru fabricarea aliajelor și a diferiților compuși utilizați în toate sectoarele de activitate.

Stanul este unul dintre puținele metale cunoscute omului încă din timpurile preistorice. Stanul și cuprul au fost descoperite înainte de fier, iar aliajul lor, bronzul, este, se pare, chiar primul material „artificial”, primul material pregătit de om.
Rezultatele săpăturilor arheologice sugerează că chiar și cinci milenii BC au fost în stare să fundă staniu în sine. Se știe că vechii egipteni transportau staniu pentru producerea bronzului din Persia.
Sub denumirea de „capcană” acest metal este descris în literatura antică indiană. Numele latin pentru stannum vine de la sanscrita „sută”, care înseamnă „solid”.

Mențiunea despre staniu se găsește și în Homer. Aproape zece secole î.Hr., fenicienii au livrat minereu de staniu din Insulele Britanice, numite apoi Cassiteride. De aici denumirea de casiterită - cel mai important dintre mineralele de staniu; compoziția sa este Sn0 2. Un alt mineral important este stannina sau pirita de staniu, Cu 2 FeSnS 4. Celelalte 14 minerale ale elementului nr. 50 sunt mult mai puțin obișnuite și nu au valoare industrială.
Apropo, strămoșii noștri aveau minereuri de staniu mai bogate decât noi. A fost posibil să se topească metalul direct din minereuri situate pe suprafața Pământului și îmbogățit în timpul proceselor de intemperii și al scurgerii naturale. În zilele noastre, astfel de minereuri nu mai există. În condiții moderne, procesul de obținere a staniolului necesită mai multe etape și necesită mult timp. Minereuri topite cu staniu Acum, acestea sunt complexe în compoziție: pe lângă elementul nr. 50 (sub formă de oxid sau sulfură), acestea conțin de obicei siliciu, fier, plumb, cupru, zinc, arsenic, aluminiu, calciu, tungsten și alte elemente. Minereurile actuale de staniu conțin rareori mai mult de 1% Sn, iar substanțe plasatice - chiar mai puțin: 0,01-0,02% Sn. Aceasta înseamnă că pentru a obține un kilogram de staniu, este necesar să extrageți și să prelucrați cel puțin un centru de minereu.

Cum să obțineți staniu din minereuri

Producția elementului nr. 50 din minereuri și substanțe plasatice începe întotdeauna cu îmbogățirea. Metodele de pansare a minereului de staniu sunt destul de diverse. A aplicat, în special, metoda gravitațională, bazată pe diferența de densitate a mineralelor principale și conexe. În același timp, nu trebuie să uităm că cei însoțitori sunt departe de a fi întotdeauna roca uzată. Adesea, conțin metale valoroase, de exemplu tungsten, titan, lantanide. În astfel de cazuri, ei încearcă să extragă toate componentele valoroase din minereul de staniu.
Compoziția concentratului de staniu obținut depinde de materia primă și, de asemenea, de modul în care s-a obținut acest concentrat. Conținutul de staniu cuprins între 40 și 70%. Concentratul este trimis în cuptorul (la 600-700 ° C), unde sunt îndepărtate impuritățile relativ volatile ale arsenului și sulfului. Și cea mai mare parte a fierului, antimoniu, bismut și alte metale sunt deja lixiviate cu acid clorhidric după ardere. Odată făcut acest lucru, rămâne să separați cositorul de oxigen și siliciu. Prin urmare, ultima etapă a producției de staniu dur este topirea cu cărbune și fluxuri în cuptoare reflectorizante sau electrice. Din punct de vedere fizico-chimic, acest proces este similar procesului de domeniu: carbonul „îndepărtează” oxigenul din staniu, iar fluxurile transformă dioxidul de siliciu în zgură, care este ușor în comparație cu metalul.
Există încă o mulțime de impurități în staniu dur: 5-8%. Pentru a obține metale de calitate înaltă (96,5-99,9% Sn), se folosește foc sau, mai puțin frecvent, rafinarea electrolitică. Iar cositorul cu o puritate de aproape șase noi - 99,99985% Sn - necesară industriei semiconductorilor se obține în principal prin metoda de topire a zonei.

O altă sursă

Pentru a obține un kilogram de staniu, nu este necesar să prelucrați un centru de minereu. Puteți face altfel: „coji” 2000 cutii vechi.
Doar o jumătate de gram de staniu cade pe fiecare borcan. Înmulțite însă cu scara de producție, aceste jumătate de grame se transformă în zeci de tone ... Ponderea stanei „secundare” din industria țărilor capitaliste este de aproximativ o treime din producția totală. Aproximativ o sută de instalații industriale de recuperare a stanului funcționează în țara noastră.
Cum este îndepărtat cositorul din tablă? Este aproape imposibil să faceți acest lucru prin mijloace mecanice, prin urmare, folosesc diferența de proprietăți chimice ale fierului și stanului. Cel mai adesea, stanul este tratat cu clor gazos. Fierul în absența umidității nu reacționează cu acesta. cu toate acestea, se combină cu clorul foarte ușor. Se formează un lichid de fumat - staniu clor SnCl 4, care este utilizat în industria chimică și textilă sau trimis la celula de electroliză pentru a obține staniu metalic din acesta. Și din nou va începe „jacuzziul”: foile de oțel vor fi acoperite cu acest staniu, vor primi plăcuță de tinichea. Băncile vor fi făcute din aceasta, băncile vor fi umplute cu alimente și sigilate. Apoi vor fi deschise, vor mânca conserve, băncile îl vor arunca. Și atunci ei (nu toți, din păcate) vor merge din nou la plantele cositorului „secundar”.
Alte elemente circulă în natură cu participarea plantelor, microorganismelor etc. Ciclul cositorului este opera mâinilor umane.

Tin in aliaje

Aproximativ jumătate din producția mondială de staniu merge la conserve. Cealaltă jumătate - la metalurgie, pentru a obține diverse aliaje. Nu vom vorbi în detaliu despre cele mai cunoscute dintre aliajele de staniu - bronzul, adresându-le cititorilor unui articol despre cupru - o altă componentă importantă a bronzurilor. Acest lucru este cu atât mai justificat, deoarece există bronzuri minuscule, dar nu sunt „fără cupru”. Unul dintre motivele principale pentru crearea bronzelor fără stăpân este deficitul elementului nr. 50. Cu toate acestea, bronzul care conține staniu, ca și până acum, rămâne un material important pentru inginerie și artă.
Tehnica are nevoie și de alte aliaje de staniu. Adevărat, sunt greu folosite ca materiale structurale: nu sunt suficient de puternice și prea scumpe. Dar au și alte proprietăți care fac posibilă rezolvarea unor probleme tehnice importante cu costuri materiale relativ mici.
Cel mai adesea, aliajele de staniu sunt utilizate ca materiale antifricție sau de lipit. Primul vă permite să economisiți mașini și mecanisme, reducând pierderile de frecare; a doua conecta piese metalice.
Dintre toate aliajele antifricție, iepurii de staniu au cele mai bune proprietăți, până la 90% din staniu. Lipirile moi și fuzibile din plumb umezesc bine suprafața majorității metalelor, au ductilitate ridicată și rezistență la oboseală. Cu toate acestea, domeniul lor de aplicare este limitat din cauza rezistenței mecanice insuficiente a lipitilor înșiși.
Stanul este, de asemenea, o parte din garth-ul aliajului de imprimare. În cele din urmă, aliajele pe bază de staniu sunt foarte necesare pentru inginerie electrică. Cel mai important material pentru electrocapacitoare este stanolul; este aproape pur staniu convertit în foi subțiri (proporția celorlalte metale din stanol nu depășește 5%).
De altfel, multe aliaje de staniu sunt adevărații compuși chimici ai elementului 50 cu alte metale. Rafting, staniu interacționează cu calciul, magneziul, zirconiul, titanul și multe elemente de pământ rare. Compușii formați în timpul acestui proces sunt caracterizați prin refractoritate destul de mare. Deci, stannura de zirconiu Zr 3 Sn 2 se topește doar la 1985 ° C. Și nu numai că refractaritatea zirconiului, ci și natura aliajului, legătura chimică dintre substanțele sale constitutive sunt „de vină”. Sau un alt exemplu. Magneziul nu poate fi clasificat ca un metal refractar; 651 ° C este departe de un punct de topire record. Stanul se topește la o temperatură și mai scăzută - 232 ° C. Iar aliajul lor - compusul Mg2Sn - are un punct de topire de 778 ° C.
Faptul că elementul nr. 50 formează aliaje de acest fel destul de numeroase ne face să criticăm afirmația că doar 7% din staniu din lume este consumat sub formă de compuși chimici. Aparent, vorbim doar de compuși cu nemetale.

Compuși nemetalici

Dintre aceste substanțe, clorurile sunt de cea mai mare importanță. În tetraclorura de stan SnCl 4, iodul, fosforul, sulful și multe substanțe organice sunt dizolvate. Prin urmare, îl folosesc în principal ca solvent foarte specific. Dichlorura de stan SnCl 2 este folosită ca pro-iarbă pentru vopsire și ca agent reducător în sinteza coloranților organici. Aceleași funcții în industria textilă pentru un alt compus al elementului nr. 50 - stanatul de sodiu Na 2 Sn0 3. În plus, cu ajutorul său, mătasea este mai grea.
Industria utilizează oxizi de staniu într-o măsură limitată. SnO este utilizat pentru a produce sticlă cu rubin, iar Sn0 2 este o glazură albă. Cristalele galbene aurii de olyv disulfide SnS 2 sunt adesea numite frunze de aur, care „aurit” lemn, ghips. Aceasta, ca să spunem așa, este cea mai „anti-modernă” utilizare a compușilor de staniu. Și cel mai modern?
Dacă ținem cont doar de compuși de staniu, aceasta este utilizarea BaSn0 3 de bariu stannat în inginerie radio ca un excelent dielectric. Și unul dintre izotopii de staniu, il9Sn, a jucat un rol proeminent în studiul efectului Mossbauer, fenomen datorită căruia a fost creată o nouă metodă de cercetare - spectroscopia de rezonanță gamma. Și acesta nu este singurul caz când un metal antic a servit știința modernă.
Pe exemplul de staniu gri - una dintre modificările elementului nr. 50 - a fost găsită o legătură între proprietățile și natura chimică a materialului semiconductor, iar acesta, se pare, este singurul motiv pentru care staniu gri poate fi amintit cu un cuvânt amabil: a făcut mai mult rău decât bine. Vom reveni la această variație a elementului nr. 50 după povestea unui alt grup important și important de compuși de staniu.

Despre Organics Tin

Compușii cu organoelement, care includ staniu, mulți sunt cunoscuți. Primul dintre ei a fost primit în 1852.
La început, substanțele din această clasă au fost obținute într-un singur mod - în reacția de schimb între compușii anorganici de staniu și reactivi Grignard. Iată un exemplu de astfel de reacție:
SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl (R aici este radicalul hidrocarburilor, X este halogen).
Compușii din compoziția SnR4 nu au fost utilizați pe scară largă. Dar de la ei au fost obținute alte substanțe organotine, a căror utilizare este indubitabilă.

Pentru prima oară, interesul pentru organul de staniu a apărut în anii Primului Război Mondial. Aproape toți compușii organici de staniu obținuți până atunci erau toxici. Acești compuși nu au fost folosiți ca substanțe toxice, ci au fost folosiți ulterior pentru toxicitatea lor pentru insecte, mucegaiuri, microbi nocivi. Pe baza acetatului de trifeniltină (C6H5) 3 SnOOCCH 3, a fost creat un medicament eficient pentru combaterea bolilor fungice ale cartofilor și sfeclei de zahăr. Acest medicament s-a dovedit a fi o altă proprietate utilă: a stimulat creșterea și dezvoltarea plantelor.
Pentru combaterea ciupercilor care se dezvoltă în aparatul industriei de celuloză și hârtie, se folosește o altă substanță - hidroxidul de tributiltină (C 4 H 9) zSnOH. Acest lucru îmbunătățește considerabil performanțele hardware.
Dibutiltina (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 are multe „profesii”. Este utilizat în practica veterinară ca mijloc împotriva helmintelor (viermi). Aceeași substanță este utilizată pe scară largă în industria chimică ca stabilizator al clorurii de polivinil și al altor materiale polimerice și ca catalizator. Viteză
reacția de formare a uretanilor (monomeri de cauciucuri poliuretanice) în prezența unui astfel de catalizator crește de 37 de mii de ori.
S-au creat insecticide eficiente pe baza compușilor organotinici; Paharele de organotină protejează în mod fiabil împotriva iradierii cu raze X, părțile subacvatice ale navelor sunt acoperite cu plumb polimeric și vopsele organotinice, astfel încât moluștele să nu crească pe ele.
Toate acestea sunt compuși de staniu tetravalent. Domeniul limitat al articolului nu ne permite să vorbim despre multe alte substanțe utile din această clasă.
Dimpotrivă, compușii organici ai stanului divalent sunt puțini și nu găsesc aproape niciodată o aplicare practică.

Despre staniu gri

În iarna înghețată din 1916, un transport de staniu a fost expediat cu calea ferată din Extremul Orient către partea europeană a Rusiei. Dar nu au ajuns lingouri alb-argintii, ci mai ales o pudră fină gri.
Cu patru ani înainte, a avut loc un dezastru cu expediția exploratorului polar Robert Scott. Expediția care se îndrepta spre Polul Sud a rămas fără combustibil: a ieșit din vasele de fier prin cusături soldate cu staniu.
Cam în aceiași ani, cunoscutul chimist rus V. V. Markovnikov a fost solicitat din partea comisariatului să explice ce se întâmplă cu ceainele conserve furnizate de armata rusă. Ceainicul, care a fost adus în laborator ca un bun exemplu, a fost acoperit cu pete cenușii și creșteri care s-au prăbușit chiar și cu o lumină atingând cu o mână. Analiza a arătat că atât praful, cât și creșterea constau doar din staniu, fără impurități.

Ce s-a întâmplat cu metalul în toate aceste cazuri?
Ca multe alte elemente, staniu are mai multe modificări alotrope, mai multe stări. (Cuvântul „alotropie” este tradus din greacă ca „o altă proprietate”, „o altă viraj.”) La temperatură normală plus, stanul arată astfel încât nimeni nu se poate îndoia că aparține clasei de metale.
Metal alb, ductil, maleabil. Cristalele albe de staniu (numite și staniu beta) sunt tetragonale. Lungimile marginilor rețelelor elementare de cristal sunt de 5,82 și 3,18 A. Dar la o temperatură sub 13,2 ° C, starea „normală” a stanului este diferită. Imediat ce este atins acest prag de temperatură, restructurarea începe în structura cristalină a lingoului de staniu. Conservele albe se transformă într-un cenușiu pudră sau staniu alfa, iar cu cât temperatura este mai mică, cu atât rata acestei transformări este mai mare. Ajunge la maxim la minus 39 ° C.
Cristale de configurație cubică de staniu gri; dimensiunile celulelor unității lor sunt mai mari - lungimea coastei este de 6,49 A. Prin urmare, densitatea staniuului gri este vizibil mai mică decât cea a albului, respectiv 5,76 și 7,3 g / cm3.
Rezultatul transformării stanului alb în gri este uneori numit „ciuma de staniu”. Pete și creșteri pe manechine de armată, mașini cu praf de staniu, cusături care au devenit permeabile la lichide sunt consecințele acestei „boli”.
De ce nu se întâmplă astfel de povești acum? Pentru un singur motiv: ciuma de staniu a fost învățată să „trateze”. Natura sa fizică și chimică a fost clarificată, s-a stabilit modul în care anumiți aditivi afectează susceptibilitatea metalului la „ciumă”. S-a dovedit că aluminiul și zincul contribuie la acest proces, iar bismutul, plumbul și antimoniu, dimpotrivă, îl contracarează.
În plus față de staniu alb și gri, a fost descoperită o altă modificare alotropă a elementului nr. 50 - gama-staniu, stabil la temperaturi peste 161 ° C. O caracteristică distinctivă a unei astfel de stanje este fragilitatea. La fel ca toate metalele, odată cu creșterea temperaturii, stanul devine mai plastic, dar numai la temperaturi sub 161 ° C. Atunci pierde complet plasticitatea, transformându-se în staniu gamma și devine atât de fragil încât poate fi strivit în pulbere.

Încă o dată despre deficiența băilor

Adesea, articolele despre elemente se termină cu discursul autorului despre viitorul „eroului” său. De regulă, este desenat în roz. Autorul articolului despre staniu este lipsit de această oportunitate: viitorul cositorului - metalul, fără îndoială, cel mai util - nu este clar. Nu este clar dintr-un singur motiv.
Timp de câțiva ani, Biroul American de minerit a publicat un calcul, din care a rezultat că rezervele explorate ale elementului nr. 50 vor dura cel mult 35 de ani în lume. Este adevărat, după aceasta au fost găsite mai multe depozite noi, inclusiv cele mai mari din Europa, situate pe teritoriul Republicii Populare Poloneze. Cu toate acestea, deficitul de staniu continuă să-i alarmeze pe specialiști.
Prin urmare, încheind povestea despre elementul nr. 50, dorim să reamintim încă o dată nevoia de a salva și proteja staniul.
Lipsa acestui metal a îngrijorat chiar și clasicii literaturii. Îți amintești de Andersen? „Douăzeci și patru de soldați erau exact aceiași, iar al douăzeci și cinci de soldați avea un singur picior. El a fost aruncat în ultimul rând și nu era suficient staniu. " Acum staniul nu este suficient nu puțin. Nu este de mirare că nici soldații de staniu bipedal au devenit o raritate - cei din plastic sunt mai frecventi. Dar, cu tot respectul față de polimeri, nu pot întotdeauna înlocui staniu.
IZOTOPILOR. Tinul este unul dintre cele mai „izotopice” elemente: cositorul natural este format din zece izotopi cu numere de masă 112, 114-120, 122 și 124. Cel mai comun dintre acestea este i20Sn, care reprezintă aproximativ 33% din tot stancul de pământ. Aproape 100 de ori mai puțin decât staniu-115 - cel mai rar izotop al elementului nr. 50.
Alte 15 izotopi de staniu cu numere de masă de 108-111, 113, 121, 123, 125-132 sunt obținute în mod artificial. Durata de viață a acestor izotopi este departe de aceeași. Deci, tin-123 are un timp de înjumătățire de 136 de zile, iar tin-132 este de doar 2,2 minute.

DE CE BRONZUL A PLECAT BRONZE? Cuvântul „bronz” sună aproape la fel în multe limbi europene. Originea sa este asociată cu numele unui mic port italian de pe țărmurile Mării Adriatice - Brindisi. Prin acest port, bronzul a fost livrat în Europa în antichitate, iar în Roma antică acest aliaj a fost numit "es brindisi" - cupru din Brindisi.
IN UNOR INVENTATORULUI. Cuvântul latin frictio înseamnă frecare. De aici denumirea de materiale anti-fricțiune, adică materiale anti-trapium. Nu se uzează mult, sunt moi și maleabile. Principala lor aplicație este fabricarea de cochilii. Primul aliaj antifricție pe bază de staniu și plumb a fost propus în 1839 de către inginerul Babbitt. De aici numele unui grup mare și foarte important de aliaje anti-frecare - iepuri.
jKECTb PENTRU CANNING. O metodă pentru conservarea pe termen lung a produselor alimentare prin conserve în conservele de staniu acoperite cu staniu a fost prima care a fost propusă de bucătarul francez Superioară în 1809
DIN BOTA OCEANULUI. În 1976, o întreprindere neobișnuită a început să funcționeze, care este prescurtată ca REP. Se descifrează după cum urmează: explorare și întreprindere operațională. Este localizat în principal pe nave. Dincolo de Cercul Arctic, în Marea Laptev, în zona golfului Vankina, REP produce nisip de staniu din fundul mării. Aici, la bordul uneia dintre nave funcționează o fabrică de îmbogățire.
PRODUCȚIA MONDIALĂ. Conform datelor americane, producția globală de staniu la sfârșitul secolului trecut a fost de 174-180 de mii de tone.

În ciuda numelui său - „rezistent”, nu se aplică metalelor puternice. Este prea ușor și maleabil pentru a fi utilizat pentru producerea oricărei structuri de susținere. Dar maleabilitatea la o temperatură și o ductilitate relativ scăzute fac ca substanța să fie foarte populară în câmpul corespunzător. Despre modul în care puteți utiliza staniu, de unde să-l cumpărați pentru lipit, ce elemente de lipit sunt posibile cu acesta - toate acestea și chiar mai multe veți afla din acest articol.

aliaje

În economia națională modernă, în majoritatea absolută a cazurilor, nu este folosită stanja, ci diferitele aliaje ale acesteia.

Cea mai veche și celebră sferă de utilizare este, adică staniu. Nu are numai calități estetice excelente, ci și tehnici excelente: este rezistent la uzură, nu este supus coroziunii și așa mai departe. Ei bine, frumusețea aliajului a fost apreciată cu foarte mult timp în urmă: acum este atrasă de bogăția de culoare și strălucire.

A doua cea mai faimoasă utilizare este aliaje de lipit. Este vorba despre argint, cupru, precum și cadmiu sau bismut. O caracteristică distinctivă a acestui aliaj este punctul de topire scăzut, capacitatea de a forma legături cu alte metale și rezistența ridicată a acestor compuși. Cu ajutorul lipiturilor, o mare varietate de piese metalice sunt interconectate, care nu pot fi conectate între ele - din cauza punctelor de topire prea diferite, de exemplu. Ocazional, se folosesc și lipitori de staniu pur.

Proprietățile lipitorului sunt determinate de aceasta. În mod tradițional, este utilizat în inginerie radio și electrică. Dar aliajul de 30% staniu și 70% plumb are o gamă foarte largă de solidificare. Această caracteristică este folosită la lipirea țevilor de diferite tipuri.

Și cosul în sine, și aliaje de staniu-plumb posedă o bună aderență la metal. Prin urmare, ambele sunt utilizate pentru acoperirea exterioară a pieselor pentru a proteja produsele de coroziune și pentru a le conferi un aspect atractiv. Se aplică un strat prin imersarea unui obiect într-o baie cu o topire sau prin metoda electrolitică din soluții apoase.
Un alt celebru aliaj de staniu, antimoniu și cupru cunoscut pentru calitățile sale deosebite anti-frecare. Astfel de compoziții - iepuri, sunt utilizate pentru a acoperi diferite în mișcare pentru a reduce uzura lor.
Aliaj de metal cu plumb și antimoniu utilizat la fabricarea fonturilor tipografice. Rezistența și rezistența sa la oboseală permit o perioadă îndelungată de utilizare a aceluiași set.
O altă utilizare neobișnuită compuși metalici cu plumb - conducte de organe. Tinul este cel mai tonal metal rezonant cunoscut. Cantitatea sa din aliaj determină tonul conductei.

Despre utilizările stanului, acest videoclip vă va spune:

Substanță independentă

Stanul este de asemenea utilizat ca aprovizionare cu o substanță independentă - cu o pondere de până la 97-99%.

Aproape jumătate din metalul pur ca stanul merge pentru a acoperi conservele. Obiecte bine cunoscute din staniu sunt un produs din oțel acoperit cu un strat subțire de staniu - 0,4 microni. Acesta din urmă asigură o protecție superioară la coroziune.
O mulțime de recipiente alimentare și chiar ustensile sunt fabricate din staniu, deoarece metalul are proprietăți igienice excelente și este absolut sigur, spre deosebire de „fratele” său medieval, care este un aliaj cu plumb. Bucatele din acest metal argintiu ușor sunt foarte frumoase. În plus, maleabilitatea și plasticitatea ridicată a substanței permit nu numai ștampilarea cratițelor și plăcilor, dar și pentru a produce articole cu adevărat excelente pentru servire. În consecință, cadourile din staniu sunt populare.
Datorită proprietăților excelente anti-coroziune, stanul este utilizat și la fabricarea conductei. Aceste calități sunt deosebit de valoroase în organizarea unui sistem de alimentare cu apă potabilă. Adevărat, nu obțin o distribuție largă, deoarece materialul este destul de scump și, cel mai important, este rar pe piața construcțiilor.

În ceea ce privește căldura, gradul, temperatura de topire specifică a stanului pentru fabricarea produselor și microcircuitele de lipit, despre caracteristicile utilizării industriale de alb, gri, clor, staniu lichid, proprietățile sale vor fi descrise mai jos.

Utilizarea metalului în construcții

Rezistența și duritatea scăzută limitează în mod semnificativ utilizarea stanului în industria construcțiilor. Iar majoritatea aliajelor cu metal sugerează caracteristici complet diferite.

Cu toate acestea, în această zonă, substanța a găsit un loc.

Pewter Bronze

Aliatul de staniu c este cea mai cunoscută utilizare a metalului, cu excepția posibilă a producției de plăci de tinichea. Tinul are proprietăți excelente de antifricție, este rezistent la coroziune, igienic și nu se teme de îngheț. În plus, materialul este extrem de atractiv și are maleabilitate la livrare.

Aceste proprietăți determină scopul aliajului de staniu.

Pipeline - rezistența la temperaturi ridicate și contracție foarte scăzută - mai puțin de 1%, determină utilizarea conductelor de bronz pentru orice tip de conductă: alimentare cu apă caldă și rece, încălzire etc. Datorită faptului că materialul nu este sensibil la coroziune, este extrem de durabil: conducta de bronz (nu trebuie confundată cu) a fost proiectată de secole. În plus, este mult mai ușor de întreținut. Aspectul său de-a lungul timpului devine doar mai atractiv: patina neagră potrivită oferă chiar și o eleganță simplă a țevii, materialul nu își pierde proprietățile, iar materialul nu acumulează energie electrică, ca de exemplu oțelul.
Instalatii sanitare - căzile, lavoarele, toaletele din acest aliaj nu numai că „sincer” își îndeplinesc rolul, adică sunt obiecte durabile cu proprietăți igienice excelente, dar sunt adesea și foarte frumoase. Malleabilitatea bronzului vă permite să transformați baia într-o capodoperă artistică.
Același lucru este valabil accesorii mici pentru baie, baie sau bucătărie. Robinetele din bronz, canistrele de udare, coșurile, șinele de prosop încălzite și altele vor oferi oricărui interior un aspect complet luxos.
Accesorii de alt tip - mânere, încuietori, balamale pentru uși și chiar inele de perdea, o atingere foarte sofisticată de stil clasic.
Balustrada scărilor și balustrade - Poate cea mai spectaculoasă utilizare a bronzului într-o clădire rezidențială, deoarece are o suprafață relativ mare. Balustrade din bronz forjat sau turnat - o modalitate de a face interiorul nu numai unic, ci și extrem de luxos și elegant.
și obiecte de uz casniccare poate fi confecționat din metal - umerase, bănci, suporturi, rame de oglindă și așa mai departe. Aceste articole din bronz sunt o podoabă a oricărei case și în orice stil.

Acest videoclip vă va spune ce să faceți dacă nu aveți suficient staniu pentru lipire:

Obiecte

Sfeșnice de staniu, suporturi pentru pahare, butoane și soldați s-au scufundat în vară. Astăzi, staniu pur, în ciuda costurilor mult mai mici în comparație cu secolele anterioare, are o utilizare mult mai mică, deoarece este înlocuit de aliaje mai ieftine și mai accesibile.

Cu toate acestea, iubitorii de stiluri retro și acum nu vor reuși să găsească un produs din staniu pentru decorarea interiorului.

Pewter Hardware - în principal mânerele ușilor, deși se găsesc și alte produse. Comparativ cu bronzul sau stanul, pare mai modest și are un luciu mai scăzut. Cu toate acestea, pentru stilurile country sau engleze, aceasta este o virtute. Ei bine, ductilitatea ridicată a materialului compensează semnificativ moale.
vase cositorite - De la cea mai simplă cană „bunic”, de la care „o apă atât de gustoasă”, la un tacâm rafinat. Bucatele de staniu sunt elegante și vor fi o onoare pentru orice sufragerie. Și cu un set de linguri de desert, chiar și acum puteți surprinde un iubitor de antichitate.
În secolul precedent, ștampilele ștampilate au fost utilizate pe scară largă. lumini stradale din piele. Au încetat să le mai folosească, dar încă se fabrică lămpi de staniu de diferite tipuri - de la candelabre la modele de tablă modeste.

Tinul este un metal rar, cel mai mult este cunoscut ca o componentă a bronzului și l-am găsit în construcții și în viața de zi cu zi sub forma unui aliaj de bronz. Cu toate acestea, obiectele de uz casnic și vesela sunt acum decorarea camerei de luat masa.

Te-ai decis să faci singur mici meșteșuguri din staniu? Apoi urmăriți acest videoclip înainte:

Rezultatele săpăturilor arheologice sugerează că chiar și cinci milenii BC au fost în stare să fundă staniu în sine. Se știe că vechii egipteni transportau staniu pentru producerea bronzului din Persia.

Sub denumirea de „capcană” acest metal este descris în literatura antică indiană. Numele latin pentru stannum vine de la sanscrita „sută”, care înseamnă „solid”.

Mențiunea despre staniu se găsește și în Homer. Aproape zece secole î.Hr., fenicienii au livrat minereu de staniu din Insulele Britanice, numite apoi Cassiteride. De aici denumirea de casiterită - cel mai important dintre mineralele de staniu; compoziția sa este SnO 2. Un alt mineral important este stannina sau pirita de staniu, Cu 2 FeSnS 4. Celelalte 14 minerale ale elementului nr. 50 sunt mult mai puțin obișnuite și nu au valoare industrială. Apropo, strămoșii noștri aveau minereuri de staniu mai bogate decât noi. A fost posibil să se topească metalul direct din minereuri situate pe suprafața Pământului și îmbogățit în timpul proceselor de intemperii și al scurgerii naturale. În zilele noastre, astfel de minereuri nu mai există. În condiții moderne, procesul de obținere a staniolului necesită mai multe etape și necesită mult timp. Minereurile din care este topit cositorul acum sunt complexe în compoziție: pe lângă elementul nr. 50 (sub formă de oxid sau sulfură), acestea conțin de obicei siliciu, fier, plumb, cupru, zinc, arsen, aluminiu, calciu, tungsten și alte elemente. Minereurile actuale de staniu conțin rareori mai mult de 1% Sn, iar substanțele plasmatice - chiar mai puțin: 0,01 ... 0,02% Sn. Aceasta înseamnă că pentru a obține un kilogram de staniu, cel puțin un centru de minereu trebuie extras și prelucrat.

Cum să obțineți staniu din minereuri

Compoziția concentratului de staniu obținut depinde de materia primă și, de asemenea, de modul în care s-a obținut acest concentrat. Conținutul de staniu cuprins între 40 și 70%. Concentratul este trimis în cuptorul (la 600 ... 700 ° C), unde sunt îndepărtate impuritățile relativ volatile ale arsenului și ale sulfului. Și cea mai mare parte a fierului, antimoniu, bismut și alte metale sunt deja lixiviate cu acid clorhidric după ardere. Odată făcut acest lucru, rămâne să separați cositorul de oxigen și siliciu. Prin urmare, ultima etapă a producției de staniu dur este topirea cu cărbune și fluxuri în cuptoare reflectorizante sau electrice. Din punct de vedere fizico-chimic, acest proces este asemănător cuptorului: carbonul „îndepărtează” oxigenul din staniu, iar fluxurile transformă dioxidul de siliciu în zgură, care este ușor în comparație cu metalul.

Există încă o mulțime de impurități în staniu dur: 5 ... 8%. Pentru a obține metale de calitate înaltă (96,5 ... 99,9% Sn), se folosește rafinarea sau, mai puțin frecvent, rafinarea electrolitică. Iar cositorul cu o puritate de aproape șase noi, 99,99985% Sn, necesar industriei semiconductorilor, este obținut în principal prin metoda de topire a zonei.

O altă sursă

Pentru a obține un kilogram de staniu, nu este necesar să prelucrați un centru de minereu. Puteți face altfel: „coji” 2000 cutii vechi.

Doar o jumătate de gram de staniu cade pe fiecare borcan. Înmulțite însă cu scara de producție, aceste jumătăți de grame se transformă în zeci de tone ... Ponderea conservei „secundare” din industria țărilor capitaliste este de aproximativ o treime din producția totală. Aproximativ o sută de instalații industriale de recuperare a stanului funcționează în țara noastră.

Cum este îndepărtat cositorul din tablă? Este aproape imposibil să faceți acest lucru prin mijloace mecanice, prin urmare, folosesc diferența de proprietăți chimice ale fierului și stanului. Cel mai adesea, stanul este tratat cu clor gazos. Fierul în absența umidității nu reacționează cu acesta. Tinul se combină foarte ușor cu clorul. Se formează un lichid de fumat - staniu clor SnCl 4, care este utilizat în industria chimică și textilă sau trimis la celula de electroliză pentru a obține staniu metalic din acesta. Și din nou va începe „jacuzziul”: foile de oțel vor fi acoperite cu acest staniu, vor primi plăcuță de tinichea. Băncile vor fi făcute din aceasta, băncile vor fi umplute cu alimente și sigilate. Apoi vor fi deschise, vor mânca conserve, băncile îl vor arunca. Și atunci ei (nu toți, din păcate) vor merge din nou la plantele cositorului „secundar”.

Alte elemente circulă în natură cu participarea plantelor, microorganismelor etc. Ciclul cositorului este opera mâinilor umane.

Tin in aliaje

Tehnica are nevoie și de alte aliaje de staniu. Adevărat, sunt greu folosite ca materiale structurale: nu sunt suficient de puternice și prea scumpe. Dar au și alte proprietăți care fac posibilă rezolvarea unor probleme tehnice importante cu costuri materiale relativ mici.

Cel mai adesea, aliajele de staniu sunt utilizate ca materiale antifricție sau de lipit. Primul vă permite să economisiți mașini și mecanisme, reducând pierderile de frecare; a doua conecta piese metalice.

Dintre toate aliajele antifricție, iepurii de staniu au cele mai bune proprietăți, cu până la 90% staniu în compoziția lor. Lădițele cu plumb moale și fuzibile umezesc bine suprafața majorității metalelor, au ductilitate ridicată și rezistență la oboseală. Cu toate acestea, domeniul lor de aplicare este limitat din cauza rezistenței mecanice insuficiente a lipitilor înșiși.

Stanul este, de asemenea, o parte din garth-ul aliajului de imprimare. În cele din urmă, aliajele pe bază de staniu sunt foarte necesare pentru inginerie electrică. Cel mai important material pentru electrocapacitoare este staniolul; este staniu aproape pur transformat în foi subțiri (proporția altor metale din staniol nu depășește 5%).

Apropo, multe aliaje de staniu sunt adevărații compuși chimici ai elementului nr. 50 cu alte metale. Rafting, staniu interacționează cu calciul, magneziul, zirconiul, titanul și multe elemente de pământ rare. Compușii formați în timpul acestui proces sunt caracterizați prin refractoritate destul de mare. Deci, stannida de zirconiu Zr 3 Sn 2 se topește numai la 1985 ° C. Și „vina” aici este nu numai refractaritatea zirconiului, ci și natura aliajului, legătura chimică dintre substanțele sale constitutive. Sau un alt exemplu. Magneziul nu este un metal refractar, 651 ° C este departe de un punct de topire record. Stanul se topește la o temperatură și mai scăzută - 232 ° C. Iar aliajul lor - compusul Mg 2 Sn - are un punct de topire de 778 ° C.

Faptul că elementul nr. 50 formează aliaje destul de numeroase de acest fel ne face să criticăm afirmația că doar 7% din staniu produs în lume este consumat sub formă de compuși chimici (Brief Chemical Encyclopedia, vol. 3, p. 739). Aparent, vorbim doar de compuși cu nemetale.

Compuși nemetalici

Industria utilizează oxizi de staniu într-o măsură limitată. SnO este utilizat pentru a produce sticlă de rubin, iar SnO 2 este o glazură albă. Cristalele galbene aurii de sticlă disulfură SnS 2 sunt adesea numite frunze de aur, care „aurit” lemn, ghips. Aceasta, ca să spunem așa, este cea mai „anti-modernă” utilizare a compușilor de staniu. Și cel mai modern?

Dacă ținem cont doar de compuși de staniu, aceasta este utilizarea BaSnO 3 stanat de bariu în inginerie radio ca un excelent dielectric. Și unul dintre izotopii de staniu, 119 Sn, a jucat un rol proeminent în studiul efectului Mossbauer, fenomen datorită căruia a fost creată o nouă metodă de cercetare - spectroscopia de rezonanță gamma. Și acesta nu este singurul caz când un metal antic a servit știința modernă.

Pe exemplul staniu gri - una dintre modificările elementului nr. 50 - a fost găsită o relație între proprietățile și natura chimică a materialului semiconductor. Și acesta, se pare, este singurul motiv pentru care cositul cenușiu poate fi amintit cu un cuvânt amabil: a făcut mai mult rău, cu atât mai mult beneficiu. Vom reveni la această variație a elementului nr. 50 după povestea unui alt grup important și important de compuși de staniu.

Despre Organics Tin

Compușii cu organoelement, care includ staniu, mulți sunt cunoscuți. Primul dintre ei a fost primit în 1852.

La început, substanțele din această clasă au fost obținute într-un singur mod - în reacția de schimb între compușii anorganici de staniu și reactivi Grignard. Iată un exemplu de astfel de reacție:

SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl

(R aici este un radical hidrocarbonat, X este halogen).

Compușii SnR 4 nu au găsit o aplicare practică largă. Dar de la ei au fost obținute alte substanțe organotine, a căror utilizare este indubitabilă.

Interesul pentru organica cositorilor a apărut pentru prima dată în anii Primului Război Mondial. Aproape toți compușii organici de staniu obținuți până atunci erau toxici. Acești compuși nu au fost folosiți ca substanțe toxice, ci au fost folosiți ulterior pentru toxicitatea lor pentru insecte, mucegaiuri, microbi nocivi. Pe baza acetatului de trifeniltină (C6H5) 3 SnOOCCH 3, a fost creat un medicament eficient pentru combaterea bolilor fungice ale cartofilor și sfeclei de zahăr. Acest medicament s-a dovedit a fi o altă proprietate utilă: a stimulat creșterea și dezvoltarea plantelor.

Pentru combaterea ciupercilor care se dezvoltă în aparatul industriei de celuloză și hârtie, se folosește o altă substanță - hidroxidul de tributiltină (C 4 H 9) 3 SnOH. Acest lucru îmbunătățește considerabil performanțele hardware.

Dibutiltina (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 are multe „profesii”. Este utilizat în practica veterinară ca mijloc împotriva helmintelor (viermi). Aceeași substanță este utilizată pe scară largă în industria chimică ca stabilizator al clorurii de polivinil și al altor materiale polimerice și ca catalizator. Rata de reacție a formării uretanilor (monomeri de cauciucuri poliuretanice) în prezența unui astfel de catalizator crește de 37 de mii de ori.

S-au creat insecticide eficiente pe baza compușilor organotinici; Paharele de organotină protejează în mod fiabil împotriva iradierii cu raze X, părțile subacvatice ale navelor sunt acoperite cu plumb polimeric și vopsele organotinice, astfel încât moluștele să nu crească pe ele.

Toate acestea sunt compuși de staniu tetravalent. Domeniul limitat al articolului nu ne permite să vorbim despre multe alte substanțe utile din această clasă.

Dimpotrivă, compușii organici ai stanului divalent sunt puțini și nu găsesc aproape niciodată o aplicare practică.

Despre staniu gri

În iarna înghețată din 1916, un transport de staniu a fost expediat cu calea ferată din Extremul Orient către partea europeană a Rusiei. Dar nu au ajuns lingourile alb-argintiu, ci mai ales o pudră fină gri.

Cu patru ani înainte, a avut loc un dezastru cu expediția exploratorului polar Robert Scott. Expediția care se îndrepta spre Polul Sud a rămas fără combustibil: a ieșit din vasele de fier prin cusături soldate cu staniu.

Cam în aceiași ani, faimosului chimist rus V.V. Markovnikov a fost solicitat de la sfertul de comandă să explice ce se întâmplă cu ceainicele conserve furnizate de armata rusă. Ceainicul, care a fost adus în laborator ca un bun exemplu, a fost acoperit cu pete cenușii și creșteri care s-au prăbușit chiar și cu o lumină atingând cu o mână. Analiza a arătat că atât praful, cât și creșterea constau doar din staniu, fără impurități.

Ce s-a întâmplat cu metalul în toate aceste cazuri?

Ca multe alte elemente, staniu are mai multe modificări alotrope, mai multe stări. (Cuvântul „alotropie” este tradus din greacă ca „o altă proprietate”, „o altă viraj.”) La temperatură normală plus, stanul arată astfel încât nimeni nu se poate îndoia că aparține clasei de metale.

Metal alb, ductil, maleabil. Cristalele albe de staniu (numite și staniu beta) sunt tetragonale. Lungimile marginilor rețelelor elementare de cristal sunt de 5,82 și 3,18 Å. Dar la temperaturi sub 13,2 ° C, starea „normală” a stanului este diferită. Imediat ce este atins acest prag de temperatură, restructurarea începe în structura cristalină a lingoului de staniu. Conservele albe se transformă într-un cenușiu pudră sau staniu alfa, iar cu cât temperatura este mai mică, cu atât rata acestei transformări este mai mare. Ajunge la maxim la minus 39 ° C.

Cristale de configurație cubică de staniu gri; dimensiunile celulelor unității lor sunt mai mari - lungimea coastei este de 6,49 Å. Prin urmare, densitatea staniu gri este vizibil mai mică decât albul: 5,76 și, respectiv, 7,3 g / cm3.

Rezultatul transformării stanului alb în gri este uneori numit „ciuma de staniu”. Pete și creșteri pe manechine de armată, mașini cu praf de staniu, cusături care au devenit permeabile la lichide sunt consecințele acestei „boli”.

De ce nu se întâmplă astfel de povești acum? Pentru un singur motiv: ciuma de staniu a fost învățată să „trateze”. Natura sa fizică și chimică a fost clarificată, s-a stabilit modul în care anumiți aditivi afectează susceptibilitatea metalului la „ciumă”. S-a dovedit că aluminiul și zincul contribuie la acest proces, iar bismutul, plumbul și antimoniu, dimpotrivă, îl contracarează.

În plus față de staniu alb și gri, a fost descoperită o altă modificare alotropă a elementului nr. 50 - staniu gamma, stabil la temperaturi peste 161 ° C. O caracteristică distinctivă a unei astfel de stanje este fragilitatea. Ca toate metalele, odată cu creșterea temperaturii, stanul devine mai plastic, dar numai la temperaturi sub 161 ° C. Apoi pierde complet plasticitatea, transformându-se în staniu gamma și devine atât de fragil încât poate fi strivit în pulbere.

Încă o dată despre penurie

Adesea, articolele despre elemente se termină cu discursul autorului despre viitorul „eroului” său. De regulă, este desenat în roz. Autorul unui articol despre staniu este lipsit de această oportunitate: viitorul cositorului - un metal, fără îndoială cel mai util - nu este clar. Nu este clar dintr-un singur motiv.

Cu câțiva ani în urmă, Biroul Minier din SUA a publicat calcule, din care a rezultat că rezervele explorate ale elementului nr. 50 vor dura cel mult 35 de ani în lume. Este adevărat, după aceasta au fost găsite mai multe depozite noi, inclusiv cele mai mari din Europa, situate pe teritoriul Republicii Populare Poloneze. Cu toate acestea, deficitul de staniu continuă să-i alarmeze pe specialiști.

Prin urmare, încheind povestea despre elementul numărul 50, dorim să reamintim încă o dată nevoia de a salva și proteja staniul.

Lipsa acestui metal a îngrijorat chiar și clasicii literaturii. Îți amintești de Andersen? „Douăzeci și patru de soldați erau exact aceiași, iar al douăzeci și cinci de soldați avea un singur picior. El a fost aruncat în ultimul rând și nu era suficient staniu. " Acum staniul nu este suficient nu puțin. Nu este de mirare că nici soldații de staniu bipedal au devenit o raritate - cei din plastic sunt mai frecventi. Dar, cu tot respectul față de polimeri, nu pot întotdeauna înlocui staniu.

izotopi

Stanul este unul dintre cele mai „izotopice” elemente: staniu natural este format din zece izotopi cu numere de masă 112, 114 ... 120, 122 și 124. Cel mai comun dintre ei este 120 Sn, reprezintă aproximativ 33% din tot stancul de pământ. Aproape 100 de ori mai puțin decât staniu-115 - izotopul cel mai rar al elementului nr. 50. Alte 15 izotopi de staniu cu un număr de masă de 108 ... 111, 113, 121, 123, 125 ... 132 au fost obținute în mod artificial. Durata de viață a acestor izotopi este departe de aceeași. Deci, tin-123 are un timp de înjumătățire de 136 de zile, iar tin-132 este de doar 2,2 minute.

De ce a fost numit bronzul bronz?

Cuvântul „bronz” sună aproape la fel în multe limbi europene. Originea sa este asociată cu numele unui mic port italian de pe țărmurile Mării Adriatice - Brindisi. Prin acest port, bronzul a fost livrat în Europa în antichitate, iar în Roma antică acest aliaj a fost numit "es brindisi" - cupru din Brindisi.

În onoarea inventatorului

Cuvântul latin frictio înseamnă frecare. De aici denumirea de materiale anti-frecare, adică materiale anti-frecare. Nu se uzează mult, sunt moi și maleabile. Principala lor aplicație este fabricarea de cochilii. Primul aliaj antifricție pe bază de staniu și plumb a fost propus în 1839 de către inginerul Babbitt. De aici numele unui grup mare și foarte important de aliaje anti-frecare - iepuri.

Poate pentru staniu

O metodă pentru conservarea pe termen lung a produselor alimentare prin conserve în conservele de staniu acoperite cu staniu a fost propusă pentru prima dată de bucătarul francez F. Upper în 1809.

Din fundul oceanului

În 1976, o întreprindere neobișnuită a început să funcționeze, care este prescurtată ca REP. Se descifrează după cum urmează: explorare și întreprindere operațională. Este localizat în principal pe nave. Dincolo de Cercul Arctic, în Marea Laptev, în zona golfului Vankina, REP produce nisip de staniu din fundul mării. Aici, la bordul uneia dintre nave funcționează o fabrică de îmbogățire.

Producția mondială

Conform datelor americane, producția mondială de staniu în 1975 a fost de 174 ... 180 de mii de tone.

Tinul este un metal ușor cu număr atomic 50, care se află în grupul al 14-lea al sistemului periodic al elementelor. Acest element era cunoscut în antichitate și era considerat unul dintre cele mai rare și mai scumpe metale, astfel încât cei mai bogați locuitori ai Imperiului Roman și Greciei Antice își puteau permite produse din staniu. Un bronz special a fost făcut din staniu, care a fost folosit în mileniul al III-lea î.Hr. Atunci bronzul a fost cel mai durabil și popular aliaj, iar stancul a servit ca una dintre impurități și a fost folosit mai mult de două mii de ani.

În latină, acest metal a fost numit cuvântul "stannum", ceea ce înseamnă rezistență și rezistență, cu toate acestea, acest nume a fost desemnat anterior un aliaj de plumb și argint. Numai în secolul al IV-lea staniu însuși a început să fie numit acest cuvânt. Numele „staniu” în sine are multe versiuni de origine. În Roma antică, vasele de vin erau făcute din plumb. Se poate presupune că cositorul a fost materialul din care au fost fabricate vasele pentru depozitarea băuturii de staniu folosite de anticii slavi.

În natură, acest metal este rar, din punct de vedere al prevalenței în scoarța terestră, stanul ocupă doar locul 47 și este extras din casiterită, așa-numita piatră de staniucare conține aproximativ 80 la sută din acest metal.

cassiterite

Aplicație industrială

Întrucât stanul este un metal non-toxic și foarte rezistent, este utilizat în aliaje cu alte metale. În cea mai mare parte, este utilizat pentru fabricarea plăcii de staniu, care este folosită la fabricarea conservelor pentru conserve, la lipiturile electronice, precum și la fabricarea bronzului.

Proprietățile fizice ale staniu

Acest element este un metal alb cu un luciu argintiu.

Staniu gri și alb

Dacă încălziți cositorul, puteți auzi crăpături. Acest sunet se datorează frecării cristalelor unul față de celălalt. De asemenea, va apărea un crunch caracteristic dacă o bucată de staniu este pur și simplu îndoită.

Tinul este foarte ductil și maleabil. În condiții clasice, acest element există sub formă de „cositor alb”, care poate fi modificat în funcție de temperatură. De exemplu, în frig, staniu alb va deveni gri și va avea o structură similară cu cea a diamantului. Apropo, cositorul cenușiu este foarte fragil și literalmente se sfărâmă în pulbere în fața ochilor noștri. În acest sens, în istorie se folosește terminologia „ciuma de staniu”.

Anterior, oamenii nu știau despre această proprietate a stanului, așa că din aceasta se făceau nasturi și căni pentru soldați, precum și alte lucruri utile, care după un timp scurt în frig s-au transformat în pulbere. Unii istorici cred că din cauza acestei proprietăți de staniu armata lui Napoleon a scăzut în eficacitatea luptelor.

Obținerea staniu

Principala metodă de producere a stanului este reducerea metalului din minereu care conține oxid de staniu (IV) folosind cărbune, aluminiu sau.

SnO₂ + C \u003d Sn + CO₂

Particularitatea pură a stanului este obținută prin rafinarea electrochimică sau prin metoda topirii zonei.

Proprietățile chimice ale staniu

La temperatura camerei, staniu este destul de rezistent la sau. Acest lucru se datorează faptului că pe suprafața metalului apare o peliculă subțire de oxid.

În aer, staniu începe să se oxideze doar la temperaturi peste 150 ° C:

Sn + O₂ → SnO₂

Fibre SnO₂ pentru microscop optic

Dacă staniu este încălzit, acest element va reacționa cu majoritatea nemetalelor, formând compuși cu o stare de oxidare de +4 (este mai caracteristic pentru acest element):

Sn + 2Cl₂ → SnCl₄

Interacțiunea stanului și acidului clorhidric concentrat se desfășoară destul de lent:

Sn + 4HCl → H₂ + H₂

Tinul reacționează foarte lent cu acidul sulfuric concentrat, în timp ce nu reacționează deloc cu acid sulfuric diluat.

Reacția stanului cu acidul azotic, care depinde de concentrația soluției, este foarte interesantă. Reacția continuă cu formarea acidului staniu, H₂SnO₃, care este o pulbere albă amorfă:

3Sn + 4HNO₃ + nH₂O \u003d 3H₂SnO₃nH₂O + 4NO

Dacă este amestecat cu acid azotic diluat, acest element va prezenta proprietăți metalice cu formarea nitratului de staniu:

4Sn + 10HNO₃ \u003d 4Sn (NO₃) ₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Conservele încălzite pot reacționa termic cu alcaline cu eliberarea de hidrogen:

Sn + 2KOH + 4H₂O \u003d K₂ + 2H₂

Veți găsi experimente de staniu sigure și foarte frumoase.

Stări de oxidare a stanului

Într-o stare simplă, starea de oxidare a stanului este zero. De asemenea, Sn poate avea o stare de oxidare de +2: staniu (II) oxid SnO, SnCl₂, staniu (II) hidroxid Sn (OH) ₂. Starea de oxidare a +4 este cea mai caracteristică pentru oxidul de staniu (IV) SnO₂, halogenuri (IV), de exemplu clorura de SnCl₄, sulfa de staniu (IV) SnS₂ și nitrura de staniu (IV) Sn₃N₄.