การกำหนดดีบุก คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของดีบุก ปริมาณสำรองและการผลิต

ดีบุกเป็นโลหะที่รับใช้มนุษย์มาตั้งแต่ไหน แต่ไร คุณสมบัติทางกายภาพของดีบุกทำให้มั่นใจได้ว่ามีบทบาทพื้นฐานในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ หากไม่มีมันการดำรงอยู่ของทองสัมฤทธิ์ก็เป็นไปไม่ได้ซึ่งเป็นโลหะผสมเพียงชนิดเดียวที่ผู้คนทำเกือบทุกอย่างตั้งแต่เครื่องมือไปจนถึงเครื่องประดับเป็นเวลาหลายศตวรรษ

ดีบุกเป็นโลหะที่มนุษย์ใช้กันมาช้านาน

คุณสมบัติทางกายภาพของดีบุก

ที่ความดันปกติและอุณหภูมิ 20 ° C ดีบุกจะถูกระบุว่าเป็นโลหะที่มีความมันวาวของสีเงินขาว หรี่ในอากาศอย่างช้าๆเนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์

ดีบุกก็เหมือนโลหะทุกชนิดทึบแสง อิเล็กตรอนโลหะอิสระ ตาข่ายคริสตัล เติมช่องว่างระหว่างอะตอมและสะท้อนแสงโดยไม่ปล่อยให้ผ่าน ดังนั้นเมื่ออยู่ในสถานะผลึกโลหะจึงมีลักษณะความมันวาวและในรูปแบบผงความมันวาวนี้จะสูญเสียไป

มีความเหนียวที่ดีเยี่ยมกล่าวคือสามารถแปรรูปได้ง่ายโดยใช้แรงกด ความสามารถในการอ่อนตัวของดีบุกเกิดจากความเหนียวสูงรวมกับความต้านทานต่อการเสียรูปต่ำ ความเหนียวของโลหะช่วยให้สามารถรีดเป็นฟอยล์บาง ๆ ที่เรียกว่ากระดาษสตาเนียลหรือดีบุก ความหนาตั้งแต่ 0.008 ถึง 0.12 มม. ก่อนหน้านี้พบว่าสตาเนียลใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตกระจกและในวิศวกรรมไฟฟ้าในการผลิตตัวเก็บประจุจนกว่าจะถูกแทนที่ด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ทั้งหมด

ดีบุกมีคุณสมบัติของโลหะที่ค่อนข้างอ่อน ความแข็งในระดับ Brinell คือ 3.9-4.2 kgf / mm²

หมายถึงโลหะที่หลอมละลายต่ำ จุดหลอมเหลวของดีบุก - 231.9 ° C - ช่วยในการสกัดออกจากแร่อย่างรวดเร็ว ดีบุกเป็นโลหะผสมกับโลหะอื่น ๆ ซึ่งทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

ความหนาแน่นที่ 20 ° C เท่ากับ 7.29 g / cm³ ตามตัวบ่งชี้นี้ดีบุกหนักกว่าอลูมิเนียม 2.7 เท่า แต่เบากว่าเงินทองทองคำขาวและใกล้เคียงกับความหนาแน่นของเหล็ก (7.87 g / cm³)

โลหะเดือดที่อุณหภูมิสูง 2620 ° C ของเหลวที่เหลืออยู่เป็นเวลานานในการหลอม

ดีบุกบริสุทธิ์ทางเคมีมีความแข็งแรงเพียงเล็กน้อยที่อุณหภูมิธรรมดา เมื่อยืดออกความต้านทานแรงดึงจะอยู่ที่ 1.7 kgf / mm²เท่านั้นและการยืดตัวจะอยู่ที่ 80–90% ลักษณะเหล่านี้บ่งชี้ว่าสามารถเปลี่ยนรูปแท่งดีบุกได้โดยไม่ต้องออกแรงมากในทิศทางที่ต่างกัน ในกรณีนี้การกระจัดของชั้นตาข่ายคริสตัลของโลหะที่สัมพันธ์กันจะมาพร้อมกับรอยแตกที่เฉพาะเจาะจง

ความแตกต่างของดีบุก

Polymorphism (allotropy) เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพโดยอาศัยการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุลของสารในสถานะของแข็งซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ การปรับเปลี่ยนโพลีมอร์ฟิคแต่ละครั้งมีความเสถียรในช่วงอุณหภูมิและความกดดันที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น

โลหะใด ๆ มีตาข่ายคริสตัลเฉพาะ เมื่อสภาพร่างกายภายนอกเปลี่ยนไปโครงตาข่ายคริสตัลสามารถเปลี่ยนแปลงได้ Polymorphism ของโลหะถูกนำมาใช้ในการบำบัดความร้อนในอุตสาหกรรม

ดีบุกเป็นโลหะที่ทำปฏิกิริยาแตกต่างจากอิทธิพลทางเคมี

คุณสมบัติทางเคมีของดีบุกถูกกำหนดโดยตำแหน่งในตารางธาตุของ D.I Mendeleev และระบุความเป็นแอมโฟเทอริกนั่นคือความสามารถในการแสดงคุณสมบัติทั้งพื้นฐานและเป็นกรด คุณสมบัติทางกายภาพโดยตรงขึ้นอยู่กับความหลากหลายของดีบุก

การปรับเปลี่ยนอัลโลทรอปิกที่รู้จักกันดีมีอยู่ 3 แบบสำหรับโลหะ ได้แก่ อัลฟ่าเบต้าและแกมมา การจัดเรียงแบบโพลีมอร์ฟิคของผลึกคริสตัลเป็นไปได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสมมาตรของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิที่แตกต่างกัน

กระป๋องสีเทา (α-Sn) มีลักษณะเป็นตาข่ายคริสตัลทรงลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง ขนาดเซลล์ของแลตทิซมีขนาดใหญ่ที่นี่ สิ่งนี้สะท้อนโดยตรงในความหนาแน่น น้อยกว่าดีบุกขาว: 5.85 และ 7.29 g / cm³ตามลำดับ ในแง่ของการนำไฟฟ้าการดัดแปลงอัลฟาเป็นของเซมิคอนดักเตอร์ โดยแม่เหล็ก - ถึงไดอะแมกเนติกเนื่องจากภายใต้อิทธิพลของแม่เหล็กภายนอกมันจะทำให้แม่เหล็กต่อต้านทิศทางของสนามแม่เหล็กภายใน อัลฟาดีบุกมีอุณหภูมิสูงถึง 13.2 ° C ในรูปของผงละเอียดและไม่มีคุณค่าในทางปฏิบัติ
ดีบุกขาว (β-Sn) เป็นการดัดแปลงอัลโลทรอปิกที่เสถียรที่สุดโดยมีโครงตาข่ายคริสตัลเตตระรากอนที่มีลำตัวเป็นศูนย์กลาง มีอยู่ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 13.2 ถึง 161 ° C เป็นพลาสติกมากนุ่มกว่าทอง แต่แข็งกว่าตะกั่ว ในบรรดาโลหะอื่น ๆ มีการนำความร้อนโดยเฉลี่ย โลหะถูกจัดประเภทเป็นตัวนำแม้ว่าความสามารถในการนำไฟฟ้าของการดัดแปลงเบต้าจะค่อนข้างต่ำ คุณสมบัตินี้ใช้เพื่อลดการนำไฟฟ้าของโลหะผสมโดยการเติมดีบุก มันคือพาราแมกเนทนั่นคือในสนามแม่เหล็กภายนอกมันถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในทิศทางของสนามแม่เหล็กภายใน
การปรับเปลี่ยนแกมมา (γ-Sn) มีโครงตาข่ายคริสตัลรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนมีเสถียรภาพในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 161 ถึง 232 ° C เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความเป็นพลาสติกจะเพิ่มขึ้น แต่เมื่อถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสที่ 161 ° C โลหะจะสูญเสียคุณสมบัตินี้ไปโดยสิ้นเชิง การดัดแปลงแกมมามีความหนาแน่นสูงและมีความเปราะสูงนั่นคือมันจะสลายเป็นผงทันทีดังนั้นจึงไม่มีการนำไปใช้จริง

คุณสมบัติของการเปลี่ยนแปลงรูปแบบβ→α

กระบวนการเปลี่ยนจากการปรับเปลี่ยนรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของโลหะอย่างกะทันหัน

ที่สูงกว่า 161 ° C เบต้า - ดีบุกจะเปลี่ยนเป็นแกมมาแบบเปราะได้ ต่ำกว่าอุณหภูมิ 13 ° C การดัดแปลงเบต้าจะเปลี่ยนเป็นกระป๋องสีเทาแบบผง การเปลี่ยนรูปแบบหลายรูปแบบนี้เกิดขึ้นที่ความเร็วต่ำมาก แต่ทันทีที่ธัญพืชของการดัดแปลงอัลฟากระทบกับเบต้าดีบุกโลหะที่หนาแน่นจะสลายกลายเป็นฝุ่น ดังนั้นบางครั้งการเปลี่ยนรูปแบบβ→αจึงเรียกว่า "โรคระบาดดีบุก" ในทางกลับกันการปรับเปลี่ยนอัลฟาจะถูกแปลงเป็นการดัดแปลงเบต้าโดยการหลอมเท่านั้น

การเปลี่ยนเฟสβ→αจะถูกเร่งอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ สิ่งแวดล้อม และตามมาด้วยการเพิ่มขึ้นของปริมาตรเฉพาะของโลหะประมาณ 25% ซึ่งนำไปสู่การแตกตัวเป็นผง

ดีบุกมีปฏิกิริยาเฉพาะต่อน้ำค้างแข็ง "ดีบุกระบาด"

ในประวัติศาสตร์มีหลายกรณีที่ผลิตภัณฑ์พิวเตอร์ในความเย็นกลายเป็นผงสีเทาทำให้เจ้าของไม่พอใจ "ดีบุกระบาด" เป็นของหายากและเป็นลักษณะเฉพาะของสารบริสุทธิ์ทางเคมี ในกรณีที่มีสิ่งสกปรกเพียงเล็กน้อยการเปลี่ยนโลหะเป็นผงจะช้าลงอย่างมาก

เป็นที่น่าสนใจที่นักประวัติศาสตร์บางคนเสนอว่าชัยชนะของจักรพรรดิรัสเซียอเล็กซานเดอร์ที่ 1 เหนือกองทัพฝรั่งเศสภายใต้การบังคับบัญชาของนโปเลียนโบนาปาร์ตได้รับความช่วยเหลือจาก "กาฬโรค" ในสภาพอากาศหนาวจัดอย่างรุนแรงปุ่มบนเสื้อคลุมของฝรั่งเศสก็สลายเป็นฝุ่นและทหารที่ถูกแช่แข็งสูญเสียความสามารถในการรบ

สรุป

ดีบุกมีคุณสมบัติทางกายภาพทั่วไปของโลหะและความหลากหลายของมันก็น่าแปลกใจในแบบของมันเอง หากปราศจากความหนืดและความเหนียวที่เป็นเอกลักษณ์ของโลหะนี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงอุตสาหกรรมสมัยใหม่ เกือบครึ่งหนึ่งของการผลิตดีบุกของโลกใช้สำหรับการผลิตดีบุกอาหาร ส่วนที่เหลืออีกครึ่งใช้ไปกับการผลิตโลหะผสมและสารประกอบต่างๆที่ใช้ในภาคเศรษฐกิจทั้งหมด

ดีบุกเป็นหนึ่งในโลหะไม่กี่ชนิด รู้จักกับมนุษย์ ตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ ดีบุกและทองแดงถูกค้นพบเร็วกว่าเหล็กและโลหะผสมบรอนซ์เป็นวัสดุ "เทียม" ชนิดแรกซึ่งเป็นวัสดุแรกที่มนุษย์เตรียมขึ้น
ผลการขุดค้นทางโบราณคดีชี้ให้เห็นว่าแม้กระทั่งห้าพันปีก่อนคริสต์ศักราชผู้คนก็สามารถหลอมดีบุกได้เอง เป็นที่ทราบกันดีว่าชาวอียิปต์โบราณนำดีบุกสำหรับผลิตทองสัมฤทธิ์จากเปอร์เซีย
โลหะนี้ถูกอธิบายภายใต้ชื่อ "trapu" ในวรรณคดีอินเดียโบราณ ชื่อภาษาละตินสำหรับสแตนนัมดีบุกมาจากภาษาสันสกฤต "ร้อย" ซึ่งแปลว่า "ยาก"

โฮเมอร์ยังกล่าวถึงดีบุก เกือบสิบศตวรรษก่อนศักราชใหม่ชาวฟินีเซียนได้นำแร่ดีบุกมาจากเกาะอังกฤษจากนั้นเรียกว่าแคสซิเทอริดส์ ดังนั้นชื่อของ Cassiterite - แร่ธาตุดีบุกที่สำคัญที่สุด องค์ประกอบของมันคือ Sn0 2 แร่ธาตุที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งคือสแตนไนต์หรือดีบุกไพไรต์ Cu 2 FeSnS 4 แร่ธาตุที่เหลืออีก 14 ชนิดของธาตุ 50 นั้นพบได้น้อยกว่ามากและไม่มีคุณค่าทางอุตสาหกรรม
อย่างไรก็ตามบรรพบุรุษของเรามีแร่ดีบุกมากกว่าที่เราทำ เป็นไปได้ที่จะหลอมโลหะโดยตรงจากแร่ที่พบบนพื้นผิวโลกและเสริมด้วยกระบวนการทางธรรมชาติของการผุกร่อนและการชะล้าง ในยุคของเราไม่มีแร่ดังกล่าว ในสภาวะสมัยใหม่กระบวนการผลิตดีบุกมีหลายขั้นตอนและลำบาก แร่ที่หลอมดีบุก ตอนนี้มีองค์ประกอบที่ซับซ้อน: นอกเหนือจากองค์ประกอบหมายเลข 50 (ในรูปของออกไซด์หรือซัลไฟด์) พวกเขามักประกอบด้วยซิลิกอนเหล็กตะกั่วทองแดงสังกะสีสารหนูอลูมิเนียมแคลเซียมทังสเตนและองค์ประกอบอื่น ๆ แร่ดีบุกในปัจจุบันแทบจะไม่มี Sn มากกว่า 1% และมีก้ามปูน้อยกว่า: 0.01-0.02% Sn ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้ได้ดีบุกหนึ่งกิโลกรัมจำเป็นต้องสกัดและแปรรูปแร่อย่างน้อยร้อยละหนึ่ง

แร่ดีบุกได้มาจากแร่อย่างไร

การผลิตองค์ประกอบลำดับที่ 50 จากแร่และรกเริ่มต้นด้วยผลประโยชน์เสมอ วิธีการเพิ่มคุณค่าของแร่ดีบุกนั้นค่อนข้างหลากหลาย พวกเขาใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีแรงโน้มถ่วงโดยอาศัยความแตกต่างของความหนาแน่นของแร่ธาตุหลักและแร่ธาตุที่เกี่ยวข้อง ในขณะเดียวกันเราต้องไม่ลืมว่าสิ่งที่มาพร้อมกันนั้นไม่ได้เป็นเศษหินเสมอไป มักประกอบด้วยโลหะที่มีค่าเช่นทังสเตนไททาเนียมแลนทาไนด์ ในกรณีเช่นนี้จะมีการพยายามดึงส่วนประกอบที่มีค่าทั้งหมดออกจากแร่ดีบุก
องค์ประกอบของความเข้มข้นของดีบุกที่ได้รับขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและวิธีการที่จะได้รับความเข้มข้นนี้ ปริมาณดีบุกอยู่ในช่วง 40 ถึง 70% สารเข้มข้นจะถูกส่งไปยังเตาเผาเพื่อการคั่ว (ที่อุณหภูมิ 600-700 ° C) ซึ่งมีการกำจัดสารหนูและกำมะถันที่ค่อนข้างระเหยออกไป เหล็กพลวงบิสมัทและโลหะอื่น ๆ ส่วนใหญ่จะถูกชะด้วยกรดไฮโดรคลอริกหลังการเผา หลังจากเสร็จสิ้นก็ยังคงแยกดีบุกออกจากออกซิเจนและซิลิกอน ดังนั้นขั้นตอนสุดท้ายในการผลิตดีบุกหยาบคือการหลอมด้วยถ่านหินและฟลักซ์ในเตาหลอมหรือเตาไฟฟ้า จากมุมมองทางเคมีฟิสิกส์กระบวนการนี้คล้ายกับกระบวนการเตาหลอม: คาร์บอน "ดึง" ออกซิเจนออกจากดีบุกและฟลักซ์จะเปลี่ยนซิลิกอนไดออกไซด์เป็นตะกรันที่เบาเมื่อเทียบกับโลหะ
ในดีบุกหยาบยังมีสิ่งเจือปนอยู่ค่อนข้างมาก: 5–8% เพื่อให้ได้โลหะคุณภาพสูง (96.5-99.9% Sn) จะใช้ไฟหรือน้อยกว่าการกลั่นด้วยไฟฟ้า และดีบุกซึ่งเป็นที่ต้องการของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์โดยมีความบริสุทธิ์เกือบหกเก้า - 99.99985% Sn - ได้มาจากการหลอมโซนเป็นหลัก

แหล่งอื่น

เพื่อให้ได้ดีบุกหนึ่งกิโลกรัมคุณไม่จำเป็นต้องแปรรูปแร่เป็นศูนย์กลาง คุณสามารถทำได้แตกต่างกัน: "ฉีก" 2000 กระป๋องเก่า
กระป๋องละครึ่งกรัมเท่านั้น แต่คูณด้วยขนาดการผลิตครึ่งกรัมเหล่านี้กลายเป็นหลายสิบตัน ... ส่วนแบ่งของดีบุก "รอง" ในอุตสาหกรรมของประเทศทุนนิยมคิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของการผลิตทั้งหมด ในประเทศของเรามีโรงงานอุตสาหกรรมประมาณร้อยแห่งสำหรับการกู้คืนดีบุก
ดีบุกออกจากเหล็กวิลาดได้อย่างไร? แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำสิ่งนี้ด้วยวิธีทางกลดังนั้นพวกเขาจึงใช้ความแตกต่าง คุณสมบัติทางเคมี เหล็กและดีบุก ส่วนใหญ่ดีบุกจะถูกบำบัดด้วยก๊าซคลอรีน เหล็กไม่ทำปฏิกิริยากับมันในกรณีที่ไม่มีความชื้น มันรวมกับคลอรีนได้อย่างง่ายดาย ของเหลวที่มีการรมควันเกิดขึ้น - ดีบุกคลอไรด์ SnCl 4 ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเคมีและสิ่งทอหรือถูกส่งไปยังอิเล็กโทรไลเซอร์เพื่อรับดีบุกโลหะจากมัน และอีกครั้ง "พายุหมุน" จะเริ่มขึ้น: แผ่นเหล็กจะถูกปิดด้วยดีบุกนี้พวกเขาจะได้รับเหล็กวิลาด ไหจะทำจากมันไหจะเต็มไปด้วยอาหารและปิดผนึก จากนั้นพวกเขาจะถูกเปิดอาหารกระป๋องจะถูกกินกระป๋องจะถูกโยนทิ้งไป จากนั้นพวกเขา (ไม่ใช่ทั้งหมดน่าเสียดาย) จะกลับไปที่โรงงานของดีบุก "รอง" อีกครั้ง
องค์ประกอบอื่น ๆ ทำให้วงจรในธรรมชาติมีส่วนร่วมของพืชจุลินทรีย์ ฯลฯ วัฏจักรของดีบุกคือการทำงานของมือมนุษย์

ดีบุกในโลหะผสม

กระป๋องมีสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของการผลิตดีบุกของโลก อีกครึ่งหนึ่งไปที่โลหะวิทยาเพื่อหาโลหะผสมต่างๆ เราจะไม่ลงรายละเอียดเกี่ยวกับโลหะผสมดีบุกที่มีชื่อเสียงที่สุด - ทองสัมฤทธิ์โดยอ้างถึงผู้อ่านบทความเกี่ยวกับทองแดงซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของสัมฤทธิ์ ทั้งหมดนี้เป็นธรรมมากขึ้นเนื่องจากมีบรอนซ์ที่ไม่มีดีบุก แต่ไม่มี "ทองแดง" สาเหตุหลักประการหนึ่งของการสร้างสัมฤทธิ์ที่ไม่มีดีบุกคือความขาดแคลนขององค์ประกอบหมายเลข 50 อย่างไรก็ตามสำริดที่มีดีบุกยังคงเป็นวัสดุที่สำคัญทั้งสำหรับวิศวกรรมเครื่องกลและสำหรับงานศิลปะ
เทคนิคนี้ยังต้องการโลหะผสมดีบุกอื่น ๆ จริงอยู่ที่แทบไม่เคยใช้เป็นวัสดุโครงสร้างเลยเพราะไม่แข็งแรงเพียงพอและมีราคาแพงเกินไป แต่มีคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ช่วยให้คุณสามารถแก้ปัญหาที่สำคัญได้ งานด้านเทคนิค ด้วยต้นทุนวัสดุที่ค่อนข้างต่ำ
ส่วนใหญ่มักใช้โลหะผสมดีบุกเป็นวัสดุป้องกันการเสียดสีหรือบัดกรี อดีตช่วยให้คุณประหยัดเครื่องจักรและกลไกลดการสูญเสียแรงเสียดทาน ที่สองเชื่อมต่อชิ้นส่วนโลหะ
ในบรรดาโลหะผสมที่มีฤทธิ์ต้านแรงเสียดทานทั้งหมดนั้นทินบับบิทซึ่งมีดีบุกมากถึง 90% มีคุณสมบัติที่ดีที่สุด บัดกรีตะกั่วดีบุกที่อ่อนและละลายต่ำทำให้พื้นผิวของโลหะส่วนใหญ่เปียกได้ดีมีความเหนียวสูงและทนต่อความล้า อย่างไรก็ตามพื้นที่ในการใช้งานมี จำกัด เนื่องจากความแข็งแรงเชิงกลไม่เพียงพอของตัวบัดกรีเอง
ดีบุกยังเป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสมการพิมพ์ของ Gart สุดท้ายโลหะผสมที่ใช้ดีบุกมีความจำเป็นมากสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้าวัสดุที่สำคัญที่สุดสำหรับตัวเก็บประจุไฟฟ้าคือสแตนอลซึ่งเป็นดีบุกบริสุทธิ์เกือบจะกลายเป็นแผ่นบาง ๆ (สัดส่วนของโลหะอื่นในสแตนอลไม่เกิน 5%)
อย่างไรก็ตามโลหะผสมดีบุกจำนวนมากเป็นสารประกอบทางเคมีที่แท้จริงของธาตุ # 50 กับโลหะอื่น ๆ โลหะผสมดีบุกทำปฏิกิริยากับแคลเซียมแมกนีเซียมเซอร์โคเนียมไทเทเนียมและธาตุดินหายากหลายชนิด สารประกอบที่ได้นั้นมีลักษณะการหักเหของแสงค่อนข้างสูง ดังนั้นเซอร์โคเนียมสแตนไนด์ Zr 3 Sn 2 จะละลายที่ 1985 ° C เท่านั้นและไม่เพียง แต่การหักเหของเซอร์โคเนียมเท่านั้นที่เป็นโทษที่นี่ แต่ยังรวมถึงลักษณะของโลหะผสมพันธะเคมีระหว่างสารที่ก่อตัวขึ้นด้วย หรืออีกตัวอย่างหนึ่ง แมกนีเซียมเป็นตัวเลข โลหะทนไฟ 651 ° C อยู่ไกลจากจุดหลอมเหลวที่บันทึกไว้ ดีบุกละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า - 232 ° C และโลหะผสม - สารประกอบ Mg2Sn - มีจุดหลอมเหลว 778 ° C
ความจริงที่ว่าองค์ประกอบหมายเลข 50 ก่อตัวเป็นโลหะผสมประเภทนี้จำนวนมากทำให้เราพิจารณาอย่างจริงจังถึงการยืนยันว่ามีเพียง 7% ของดีบุกที่ผลิตในโลกเท่านั้นที่ถูกบริโภคในรูปของสารประกอบทางเคมี เห็นได้ชัดว่าเรากำลังพูดถึงสารประกอบที่ไม่ใช่โลหะเท่านั้น

สารประกอบที่ไม่ใช่โลหะ

สารเหล่านี้คลอไรด์มีความสำคัญที่สุด Tin tetrachloride SnCl 4 ละลายไอโอดีนฟอสฟอรัสกำมะถันและสารอินทรีย์หลายชนิด ดังนั้นส่วนใหญ่จะใช้เป็นตัวทำละลายที่เฉพาะเจาะจงมาก Tin dichloride SnCl 2 ใช้เป็นสมุนไพรสำหรับย้อมสีและเป็นตัวรีดิวซ์ในการสังเคราะห์สีย้อมอินทรีย์ ฟังก์ชั่นเดียวกันในอุตสาหกรรมสิ่งทอสำหรับสารประกอบอื่น ๆ ของธาตุหมายเลข 50 - โซเดียมสแตนเนต Na 2 Sn0 3 นอกจากนี้ยังทำให้ผ้าไหมมีน้ำหนักมากขึ้น
อุตสาหกรรมยังใช้ออกไซด์ของดีบุกในขอบเขตที่ จำกัด SnO ใช้ทำแก้วทับทิมและ SnO 2 ใช้สำหรับเคลือบสีขาว ผลึกสีเหลืองทองของมะกอกซัลไฟด์ SnS 2 มักเรียกว่าทองคำเปลวซึ่งใช้ในการ "ปิดทอง" ไม้และยิปซั่ม นี่คือการใช้สารประกอบดีบุกที่ "ต่อต้านสมัยใหม่" มากที่สุด และทันสมัยที่สุด?
ถ้าเราหมายถึงสารประกอบดีบุกเท่านั้นนี่คือการใช้แบเรียมสแตนเนต BaSnO 3 ในวิศวกรรมวิทยุเป็นอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยม และหนึ่งในไอโซโทปของดีบุกคือ il9Sn มีบทบาทสำคัญในการศึกษาผลของMössbauerซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจาก วิธีการใหม่ การวิจัย - สเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แกมมา และนี่ไม่ใช่กรณีเดียวเมื่อโลหะโบราณได้รับใช้วิทยาศาสตร์สมัยใหม่
ในตัวอย่างของดีบุกสีเทา - หนึ่งในการปรับเปลี่ยนองค์ประกอบหมายเลข 50 - การเชื่อมต่อถูกเปิดเผยระหว่างคุณสมบัติและลักษณะทางเคมีของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และเห็นได้ชัดว่านี่เป็นสิ่งเดียวที่สามารถจดจำดีบุกสีเทาได้ คำพูดที่ดี: มันทำอันตรายมากกว่าดี เราจะกลับไปที่องค์ประกอบหมายเลข 50 ที่หลากหลายนี้หลังจากเรื่องราวเกี่ยวกับสารประกอบดีบุกกลุ่มใหญ่และสำคัญอีกกลุ่มหนึ่ง

เกี่ยวกับออร์กาโนติน

มีสารประกอบออร์กาโนเมนทัลที่รู้จักกันดีมากมายซึ่งรวมถึงดีบุก คนแรกได้รับกลับมาในปีพ. ศ. 2395
ในตอนแรกสารในชั้นนี้ได้รับเพียงวิธีเดียวเท่านั้น - ในปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนระหว่างสารประกอบอนินทรีย์ของดีบุกและรีเอเจนต์ Grignard นี่คือตัวอย่างของปฏิกิริยาดังกล่าว:
SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl (R ในที่นี้คืออนุมูลของไฮโดรคาร์บอน X คือฮาโลเจน)
ไม่พบองค์ประกอบขององค์ประกอบ SnR4 ที่ใช้งานได้จริง แต่จากที่พวกเขาได้รับสารออร์กาโนตินอื่น ๆ ซึ่งประโยชน์ของมันนั้นไม่ต้องสงสัยเลย

เป็นครั้งแรกที่ความสนใจในออร์แกนดีบุกเกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง สารประกอบดีบุกอินทรีย์เกือบทั้งหมดที่ได้รับในเวลานั้นเป็นพิษ สารประกอบเหล่านี้ไม่ได้ใช้เป็นสารพิษความเป็นพิษต่อแมลงเชื้อราจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายจึงถูกนำมาใช้ในภายหลัง บนพื้นฐานของ triphenyltin acetate (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 การเตรียมที่มีประสิทธิภาพถูกสร้างขึ้นเพื่อต่อสู้กับโรคเชื้อราของมันฝรั่งและหัวบีทน้ำตาล ยานี้มีคุณสมบัติที่มีประโยชน์อีกอย่างหนึ่งคือช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช
เพื่อต่อต้านเชื้อราที่พัฒนาในเครื่องมือของอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษจะใช้สารอื่น - ไตรบิวทิลตินไฮดรอกไซด์ (C 4 H 9) 3SnOH สิ่งนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ได้อย่างมาก
Dibutyltin dilaurinate (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 มี "อาชีพ" มากมาย ใช้ในการปฏิบัติงานด้านสัตวแพทย์เป็นยารักษาหนอนพยาธิ (เวิร์ม) สารชนิดเดียวกันนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรมเคมี เป็นตัวปรับเสถียรภาพสำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์และวัสดุพอลิเมอร์อื่น ๆ และเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ความเร็ว
ปฏิกิริยาของการก่อตัวของยูรีเทน (โมโนเมอร์ของยางโพลียูรีเทน) ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวเพิ่มขึ้น 37,000 เท่า
ยาฆ่าแมลงที่มีประสิทธิภาพถูกสร้างขึ้นจากสารประกอบออร์กาโนติน แว่นตาออร์กาโนตินป้องกันได้อย่างน่าเชื่อถือ การฉายรังสีเอ็กซ์เรย์, ตะกั่วโพลีเมอร์และสีออร์กาโนตินครอบคลุมส่วนใต้น้ำของเรือเพื่อไม่ให้หอยเติบโตบนพวกมัน
ทั้งหมดนี้เป็นสารประกอบของดีบุกเตตราวาเลนต์ ขอบเขตที่ จำกัด ของบทความไม่อนุญาตให้เราพูดถึงสารที่มีประโยชน์อื่น ๆ อีกมากมายของคลาสนี้
ในทางตรงกันข้ามสารประกอบอินทรีย์ของสแตนนัสมีอยู่ไม่กี่ชนิดและยังไม่พบการนำไปใช้จริง

เกี่ยวกับกระป๋องสีเทา

ในฤดูหนาวที่หนาวจัดของปีพ. ศ. 2459 ถังดีบุกถูกส่งไปยัง ทางรถไฟ จาก แห่งตะวันออกไกล ไปยังส่วนยุโรปของรัสเซีย แต่ไม่ใช่แท่งสีขาวเงินที่มาถึงไซต์ แต่ส่วนใหญ่เป็นผงสีเทาละเอียด
สี่ปีก่อนหน้านี้เกิดภัยพิบัติกับการเดินทางของโรเบิร์ตสก็อตต์นักสำรวจขั้วโลก การเดินทางมุ่งหน้าไปยังขั้วโลกใต้ถูกทิ้งไว้โดยไม่มีเชื้อเพลิง: มันไหลออกมาจากภาชนะเหล็กผ่านตะเข็บบัดกรีด้วยดีบุก
ในช่วงหลายปีเดียวกันนี้ผู้บัญชาการทหารอากาศชื่อดังชาวรัสเซียชื่อ V.V.Markovnikov ได้รับการติดต่อจากผู้บังคับการตำรวจพร้อมกับขอให้อธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นกับกาน้ำชากระป๋องที่ส่งให้กับกองทัพรัสเซีย กาต้มน้ำที่ถูกนำไปที่ห้องปฏิบัติการเป็น ตัวอย่างภาพประกอบถูกปกคลุมไปด้วยจุดสีเทาและการเติบโตซึ่งพังทลายแม้จะใช้มือแตะเบา ๆ การวิเคราะห์พบว่าทั้งฝุ่นและสิ่งที่สร้างขึ้นประกอบด้วยดีบุกเท่านั้นโดยไม่มีสิ่งสกปรกใด ๆ

เกิดอะไรขึ้นกับโลหะในทุกกรณีเหล่านี้?
เช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ดีบุกมีการปรับเปลี่ยน allotropic หลายสถานะ (คำว่า "allotropy" แปลมาจากภาษากรีกว่า "another property", "another turn.") ที่อุณหภูมิบวกปกติดีบุกดูเหมือนไม่มีใครสงสัยว่ามันเป็นของโลหะประเภทใด
โลหะสีขาวเหนียวอ่อนได้ ผลึกของดีบุกขาว (เรียกอีกอย่างว่าเบต้า - ดีบุก) เป็น tetragonal ความยาวของขอบของตาข่ายคริสตัลพื้นฐานคือ 5.82 และ 3.18 A. แต่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 13.2 ° C สถานะ "ปกติ" ของดีบุกจะแตกต่างกัน ทันทีที่ถึงเกณฑ์อุณหภูมินี้การปรับโครงสร้างจะเริ่มขึ้นในโครงสร้างผลึกของแท่งดีบุก ดีบุกสีขาวจะเปลี่ยนเป็นสีเทาแป้งหรืออัลฟาดีบุกและยิ่งอุณหภูมิต่ำลงอัตราการเปลี่ยนนี้ก็จะยิ่งมาก ถึงจุดสูงสุดที่ลบ 39 ° C
ผลึกดีบุกสีเทาของการกำหนดค่าลูกบาศก์ ขนาดของเซลล์หน่วยของมันใหญ่กว่า - ความยาวขอบ 6.49 A. ดังนั้นความหนาแน่นของดีบุกสีเทาจึงน้อยกว่าสีขาวอย่างเห็นได้ชัด: 5.76 และ 7.3 g / cm3 ตามลำดับ
ผลของการเปลี่ยนดีบุกสีขาวเป็นสีเทาบางครั้งเรียกว่า "กาฬโรค" จุดและสิ่งสะสมบนกาน้ำชาของกองทัพเกวียนที่มีฝุ่นดีบุกตะเข็บที่ซึมเข้าไปในของเหลวเป็นผลมาจาก "โรค" นี้
ทำไมเรื่องราวดังกล่าวไม่เกิดขึ้นตอนนี้? ด้วยเหตุผลเดียวเท่านั้น: พวกเขาเรียนรู้ที่จะ "รักษา" กาฬโรค ธรรมชาติทางกายภาพและทางเคมีของมันได้รับการชี้แจงแล้วมีการกำหนดว่าสิ่งเหล่านี้หรือสารเติมแต่งเหล่านั้นส่งผลต่อความอ่อนแอของโลหะต่อ "กาฬโรค" อย่างไร ปรากฎว่าอลูมิเนียมและสังกะสีมีส่วนช่วยในกระบวนการนี้ในขณะที่บิสมัทตะกั่วและพลวงกลับต่อต้านมัน
นอกจากดีบุกสีขาวและสีเทาแล้วยังมีการค้นพบการดัดแปลง allotropic ขององค์ประกอบหมายเลข 50 อีก - ดีบุกแกมมาซึ่งมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงกว่า 161 ° C ลักษณะเด่นของดีบุกดังกล่าวคือความเปราะ เช่นเดียวกับโลหะทุกชนิดที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นดีบุกจะมีความเหนียวมากขึ้น แต่เฉพาะที่อุณหภูมิต่ำกว่า 161 ° C จากนั้นจะสูญเสียความเหนียวโดยสิ้นเชิงกลายเป็นดีบุกแกมมาและเปราะมากจนสามารถบดเป็นผงได้

อีกครั้งเกี่ยวกับการขาดดุลไม้กวาด

บ่อยครั้งที่บทความเกี่ยวกับองค์ประกอบต่างๆลงท้ายด้วยเหตุผลของผู้เขียนเกี่ยวกับอนาคตของ "ฮีโร่" ของเขา ตามกฎแล้วจะทาสีด้วยแสงสีชมพู ผู้เขียนบทความเกี่ยวกับดีบุกขาดโอกาสนี้: อนาคตของดีบุก - โลหะที่มีประโยชน์สูงสุดอย่างไม่ต้องสงสัย - ไม่ชัดเจน ไม่ชัดเจนด้วยเหตุผลเดียวเท่านั้น
หลายปีที่ผ่านมาสำนักการขุดของอเมริกาได้ตีพิมพ์การคำนวณซึ่งตามมาว่าปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วขององค์ประกอบลำดับที่ 50 จะเพียงพอสำหรับโลกเป็นเวลามากที่สุด 35 ปี จริงหลังจากนั้นพบเงินฝากใหม่หลายแห่งรวมทั้งเงินฝากที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปซึ่งตั้งอยู่ในดินแดนของสาธารณรัฐประชาชนโปแลนด์ อย่างไรก็ตามปัญหาการขาดแคลนดีบุกยังคงทำให้ผู้เชี่ยวชาญกังวล
ดังนั้นเมื่อจบเรื่องราวเกี่ยวกับองค์ประกอบหมายเลข 50 เราต้องการเตือนอีกครั้งเกี่ยวกับความจำเป็นในการประหยัดและประหยัดดีบุก
การขาดโลหะนี้ทำให้กังวลแม้แต่วรรณกรรมคลาสสิก จำ Andersen ได้ไหม? “ ทหารยี่สิบสี่คนเหมือนกันทุกประการและทหารที่ยี่สิบห้านั้นมีขาเดียว มันถูกหล่อครั้งสุดท้ายและดีบุกก็สั้นไปหน่อย ตอนนี้ดีบุกไม่เพียงพอ ไม่น่าแปลกใจที่แม้แต่ทหารดีบุกสองขาก็กลายเป็นของหายาก - มักพบพลาสติกมากขึ้น แต่ด้วยความเคารพต่อโพลีเมอร์จึงไม่สามารถแทนที่ดีบุกได้เสมอไป
ISOTOPES ดีบุกเป็นองค์ประกอบที่ "หลายไอโซโทป" มากที่สุด: ดีบุกธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทป 10 ตัวที่มีมวล 112, 114-120, 122 n 124 โดยที่พบมากที่สุดคือ i20Sn ซึ่งมีสัดส่วนประมาณ 33% ของดีบุกบนบกทั้งหมด น้อยกว่าดีบุก -11 เกือบ 100 เท่าซึ่งเป็นไอโซโทปที่หายากที่สุดของธาตุหมายเลข 50
ได้ไอโซโทปของดีบุกอีก 15 ไอโซโทปที่มีมวล 108-111, 113, 121, 123, 125-132 เทียม อายุการใช้งานของไอโซโทปเหล่านี้ยังห่างไกลจากเดิม ดังนั้นดีบุก -123 จึงมีอายุครึ่งชีวิต 136 วันและดีบุก -132 เพียง 2.2 นาที

ทำไมต้องเรียกบรอนซ์ทอง? คำว่า "บรอนซ์" ฟังดูเกือบเหมือนกันในหลายภาษาของยุโรป ที่มาของมันเกี่ยวข้องกับชื่อของท่าเรือขนาดเล็กของอิตาลีบนชายฝั่งทะเลเอเดรียติก - บรินดิซี ผ่านทางท่าเรือแห่งนี้ทำให้สำริดถูกส่งไปยังยุโรปในสมัยโบราณและในโรมโบราณโลหะผสมนี้เรียกว่า "es brindisi" - ทองแดงจากบรินดิซี
เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้ลงทุน คำละติน frictio หมายถึงแรงเสียดทาน ดังนั้นชื่อของวัสดุป้องกันการเสียดสีนั่นคือวัสดุป้องกันการระคายเคือง พวกเขาสึกหรอเพียงเล็กน้อยแตกต่างกันในความนุ่มนวลและความเหนียว การใช้งานหลักคือการผลิตตลับลูกปืน โลหะผสมต้านการเสียดสีตัวแรกที่ใช้ดีบุกและตะกั่วถูกเสนอในปีพ. ศ. 2382 โดยวิศวกร Babbitt ดังนั้นชื่อของโลหะผสมป้องกันการเสียดสีที่มีขนาดใหญ่และมีความสำคัญมาก - babbits
jKECTb เพื่อการอนุรักษ์ วิธีการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์อาหารในระยะยาวโดยการบรรจุกระป๋องในกระป๋องที่ทำจากเหล็กวิลาดเป็นครั้งแรกโดยเชฟชาวฝรั่งเศส F. ตอนบนในปี 1809
จากด้านล่างของมหาสมุทร ในปีพ. ศ. 2519 องค์กรที่ผิดปกติเริ่มดำเนินการซึ่งเรียกโดยย่อว่า REP ย่อมาจากสิ่งนี้: องค์กรการสำรวจและการผลิต ตั้งอยู่บนเรือเป็นหลัก เหนือ Arctic Circle ในทะเล Laptev ในพื้นที่ Vankina Bay REP ดึงทรายดีบุกออกจากก้นทะเล ที่นี่บนเรือลำหนึ่งมีโรงงานแปรรูปกำลังดำเนินการอยู่
การผลิตทั่วโลก ตามข้อมูลของอเมริกาการผลิตดีบุกของโลกในช่วงปลายศตวรรษที่แล้วอยู่ที่ 174-180,000 ตัน

แม้จะมีชื่อ - "ทน" แต่ก็ใช้ไม่ได้กับโลหะที่แข็งแกร่ง มีน้ำหนักเบาและอ่อนเกินไปที่จะใช้กับโครงสร้างรับน้ำหนักทุกประเภท แต่ความสามารถในการอ่อนตัวที่อุณหภูมิและความเป็นพลาสติกที่ค่อนข้างต่ำทำให้สารได้รับความนิยมอย่างมากในสาขาที่เกี่ยวข้อง คุณจะใช้ดีบุกได้อย่างไรหาซื้อได้ที่ไหนสำหรับการบัดกรีบัดกรีชนิดใดที่เป็นไปได้คุณจะได้เรียนรู้ทั้งหมดนี้และอีกมากมายจากบทความนี้

โลหะผสม

ในเศรษฐกิจสมัยใหม่ในกรณีส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้ดีบุก แต่เป็นโลหะผสมที่หลากหลาย

รูปทรงกลมที่เก่าแก่และมีชื่อเสียงที่สุดคือดีบุก ไม่เพียง แต่มีคุณสมบัติด้านความงามที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทางเทคนิคที่ยอดเยี่ยมอีกด้วย: ทนทานต่อการสึกหรอไม่กัดกร่อนและอื่น ๆ ความงามของโลหะผสมได้รับการชื่นชมมาเป็นเวลานานมากและตอนนี้พวกเขาถูกดึงดูดด้วยความมีชีวิตชีวาของสีและความสดใส

การใช้งานที่มีชื่อเสียงอันดับสองคือ บัดกรี... สิ่งเหล่านี้คือเงินทองแดงรวมทั้งแคดเมียมหรือบิสมัท คุณสมบัติที่โดดเด่นของโลหะผสมนี้คือมีจุดหลอมเหลวต่ำความสามารถในการสร้างพันธะกับโลหะอื่น ๆ และสารประกอบดังกล่าวมีความแข็งแรงสูง ด้วยความช่วยเหลือของบัดกรีชิ้นส่วนโลหะหลากหลายชนิดจะเชื่อมต่อกันซึ่งไม่สามารถเชื่อมต่อกันได้เช่นอุณหภูมิหลอมที่แตกต่างกันเกินไป ไม่ค่อยมีการใช้ แต่บัดกรีดีบุกบริสุทธิ์

คุณสมบัติของตัวประสานจะถูกกำหนดโดยมัน เป็นประเพณีที่ใช้ในวิศวกรรมวิทยุและไฟฟ้า แต่โลหะผสมของดีบุก 30% และตะกั่ว 70% มีการแข็งตัวที่หลากหลายมาก ลักษณะนี้ใช้เมื่อประสานท่อหลายชนิด

และดีบุกเองและ โลหะผสมตะกั่วดีบุก ยึดเกาะกับโลหะได้ดี ดังนั้นทั้งสองจึงใช้สำหรับเคลือบภายนอกของชิ้นส่วนเพื่อป้องกันผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนและทำให้ดูน่าสนใจ ชั้นจะถูกนำไปใช้โดยการแช่วัตถุในอ่างด้วยการละลายหรือด้วยวิธีอิเล็กโทรไลต์จากสารละลายในน้ำ
ที่มีชื่อเสียงอีกแห่ง โลหะผสมดีบุกพลวงและทองแดง มีชื่อเสียงในด้านคุณสมบัติป้องกันแรงเสียดทานที่โดดเด่น องค์ประกอบดังกล่าว - ทารกใช้เพื่อปกปิดสิ่งที่เคลื่อนไหวต่าง ๆ เพื่อลดการสึกหรอ
โลหะผสมกับตะกั่วและพลวง ใช้ในการผลิตแบบอักษรตัวพิมพ์ ความแข็งแรงและความต้านทานต่อความล้าทำให้สามารถใช้ชุดเดิมได้เป็นเวลานาน
อีกแอปพลิเคชันที่ผิดปกติ สารประกอบโลหะตะกั่ว - ท่ออวัยวะ ดีบุกเป็นโลหะเรโซแนนซ์ที่มีวรรณยุกต์มากที่สุด ปริมาณในโลหะผสมจะกำหนดโทนของท่อ

วิดีโอนี้จะบอกคุณเกี่ยวกับพื้นที่การใช้ดีบุก:

สารอิสระ

ดีบุกยังใช้เป็นอาหารของสารอิสระโดยมีส่วนแบ่งสูงถึง 97–99%

เกือบครึ่งหนึ่งของโลหะที่บริสุทธิ์ที่สุดเช่นดีบุกใช้เคลือบกระป๋อง วัตถุดีบุกที่รู้จักกันดีคือผลิตภัณฑ์เหล็กที่เคลือบด้วยชั้นดีบุกที่บางที่สุด - 0.4 ไมครอน หลังให้การป้องกันการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม
ภาชนะบรรจุอาหารและเครื่องใช้ต่างๆมากมายที่ทำจากดีบุกเนื่องจากโลหะมีคุณสมบัติด้านสุขอนามัยที่ดีเยี่ยมและปลอดภัยอย่างยิ่งซึ่งแตกต่างจาก "พี่ชาย" ในยุคกลางซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีตะกั่ว เครื่องครัวที่ทำจากโลหะสีเงินอ่อนนี้สวยงามมาก นอกจากนี้ความยืดหยุ่นสูงและความเป็นพลาสติกของสารทำให้ไม่เพียง แต่ประทับตราหม้อและจานเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างรายการบนโต๊ะอาหารที่ยอดเยี่ยมได้อีกด้วย ดังนั้นของขวัญจากดีบุกจึงเป็นที่นิยม
เนื่องจากคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมจึงใช้ดีบุกในการผลิตท่อ คุณสมบัติเหล่านี้มีค่าอย่างยิ่งเมื่อจัดระบบอุปทาน น้ำดื่ม... จริงอยู่พวกเขาไม่ได้รับการกระจายอย่างกว้างขวางเนื่องจากวัสดุมีราคาค่อนข้างแพงและที่สำคัญที่สุดคือหายากในตลาดการก่อสร้าง

เกี่ยวกับความร้อนระดับจุดหลอมเหลวเฉพาะของดีบุกสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์และการบัดกรีไมโครวงจรเกี่ยวกับคุณสมบัติของการใช้งานในอุตสาหกรรมของสีขาวสีเทาคลอรีนดีบุกเหลวคุณสมบัติของมันจะอธิบายไว้ด้านล่าง

การใช้โลหะในการก่อสร้าง

ความแข็งแรงและความแข็งต่ำ จำกัด การใช้ดีบุกในอุตสาหกรรมก่อสร้างอย่างมีนัยสำคัญ และโลหะผสมส่วนใหญ่กับโลหะมีลักษณะที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

อย่างไรก็ตามในบริเวณนี้สารพบสถานที่

ดีบุกสัมฤทธิ์

โลหะผสมดีบุก c เป็นการใช้โลหะที่มีชื่อเสียงที่สุดยกเว้นเหล็กวิลาด พิวเตอร์มีคุณสมบัติในการต้านการเสียดสีที่ดีเยี่ยมทนต่อการกัดกร่อนถูกสุขอนามัยและทนต่อน้ำค้างแข็ง นอกจากนี้วัสดุยังมีลักษณะที่น่าสนใจอย่างยิ่งและมีความเหนียวในการจัดส่ง

คุณสมบัติเหล่านี้กำหนดขอบเขตของการใช้โลหะผสมดีบุก

ท่อ - ทนต่ออุณหภูมิสูงและการหดตัวต่ำมาก - น้อยกว่า 1% กำหนดการใช้ท่อบรอนซ์สำหรับท่อประเภทใดก็ได้: น้ำร้อนและน้ำเย็นเครื่องทำความร้อนและอื่น ๆ เนื่องจากวัสดุไม่ได้รับการกัดกร่อนจึงมีความทนทานสูง: ท่อทองสัมฤทธิ์ (เพื่อไม่ให้สับสน) ได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานยาวนานหลายศตวรรษ นอกจากนี้ยังดูแลรักษาง่ายกว่ามาก รูปลักษณ์ของมันจะดูน่าสนใจยิ่งขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป: คราบสีดำที่ถูกต้องให้ความสง่างามของท่อที่เรียบง่ายวัสดุไม่สูญเสียคุณสมบัตินอกจากนี้วัสดุไม่สะสมไฟฟ้าเช่นเหล็กเป็นต้น
ประปา - ห้องน้ำอ่างล้างหน้าห้องสุขาที่ทำจากโลหะผสมนี้ไม่เพียง แต่ "ซื่อสัตย์" เท่านั้นที่ตอบสนองบทบาทของพวกเขานั่นคือพวกเขาเป็นสิ่งของที่ทนทานพร้อมคุณสมบัติด้านสุขอนามัยที่ดีเยี่ยมพวกเขามักจะสวยงามมาก ความอ่อนตัวของทองสัมฤทธิ์ทำให้ห้องน้ำกลายเป็นงานศิลปะชิ้นเอกได้
เช่นเดียวกันสำหรับ อุปกรณ์ห้องน้ำขนาดเล็ก, ห้องน้ำหรือห้องครัว ก๊อกน้ำสีบรอนซ์บัวรดน้ำขาตั้งราวแขวนผ้าอุ่นและอื่น ๆ จะทำให้การตกแต่งภายในดูหรูหราอย่างแท้จริง
อุปกรณ์ที่แตกต่างกัน - มือจับล็อคบานพับประตูและแม้แต่ห่วงผ้าม่านสัมผัสสไตล์คลาสสิกที่ซับซ้อนมาก
ราวบันไดและราวบันได - อาจเป็นการใช้ทองสัมฤทธิ์อย่างมีประสิทธิภาพที่สุดในอาคารที่อยู่อาศัยเนื่องจากมีพื้นที่ค่อนข้างใหญ่ ราวบันไดทองสัมฤทธิ์ปลอมแปลงหรือหล่อเป็นวิธีที่ทำให้การตกแต่งภายในไม่เพียง แต่มีเอกลักษณ์เท่านั้น แต่ยังหรูหราและสง่างามอีกด้วย
และของใช้ในบ้านที่สามารถทำจากโลหะไม่ว่าจะเป็นไม้แขวนม้านั่งตัวยึดกรอบกระจกและอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ทำจากทองสัมฤทธิ์เป็นของตกแต่งบ้านและสไตล์ใดก็ได้

วิดีโอนี้จะบอกคุณว่าควรทำอย่างไรหากคุณมีดีบุกไม่เพียงพอสำหรับการบัดกรี:

เคหะภัณฑ์

เชิงเทียนดีบุกที่วางแก้วกระดุมและทหารจมลงสู่ฤดูร้อน ทุกวันนี้ดีบุกบริสุทธิ์แม้จะมีต้นทุนที่ต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับศตวรรษที่ผ่านมา แต่ก็มีการใช้งานน้อยกว่ามากเนื่องจากถูกแทนที่ด้วยโลหะผสมที่ราคาถูกกว่าและสามารถเข้าถึงได้มากกว่า

อย่างไรก็ตามผู้ที่ชื่นชอบสไตล์ย้อนยุคจะไม่ล้มเหลวในการหาชิ้นส่วนดีบุกเพื่อตกแต่งภายใน

อุปกรณ์ดีบุก - ลูกบิดประตูส่วนใหญ่แม้ว่าจะมีผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ก็ตาม เมื่อเทียบกับทองสัมฤทธิ์หรือดีบุกดูเหมือนว่าเจียมเนื้อเจียมตัวมากกว่าและมีความมันวาวน้อยกว่า อย่างไรก็ตามสำหรับรูปแบบประเทศหรืออังกฤษนี่เป็นข้อดี ความเหนียวสูงของวัสดุชดเชยความสลัวได้อย่างมีนัยสำคัญ
พิวเตอร์ - ตั้งแต่แก้วน้ำ "ของปู่" ที่เรียบง่ายที่สุดจาก "น้ำเปล่าแสนอร่อย" ไปจนถึงช้อนส้อมที่สวยงาม เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารดีบุกมีความหรูหราและจะเป็นเกียรติสำหรับห้องนั่งเล่นใด ๆ และตอนนี้คุณสามารถทำให้คนรักของโบราณประหลาดใจได้ด้วยช้อนขนมพิวเตอร์
ในศตวรรษก่อนประทับ ไฟถนนดีบุกออนไลน์... พวกเขาเลิกใช้มานานแล้ว แต่ยังคงมีการทำโคมไฟดีบุกหลายชนิดตั้งแต่โคมไฟระย้าไปจนถึงโคมไฟตั้งโต๊ะขนาดเล็ก

ดีบุกเป็นโลหะหายากซึ่งส่วนใหญ่รู้จักกันในนามของทองสัมฤทธิ์และพบว่ามีการประยุกต์ใช้ในงานก่อสร้างและชีวิตประจำวันในรูปของโลหะผสมบรอนซ์ อย่างไรก็ตามของใช้ในบ้านและจานดีบุกยังคงเป็นเครื่องประดับของห้องอาหาร

คุณตัดสินใจที่จะทำงานฝีมือดีบุกด้วยตัวเองหรือไม่? จากนั้นดูวิดีโอนี้ก่อน:

ดีบุกเป็นหนึ่งในโลหะไม่กี่ชนิดที่มนุษย์รู้จักมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ ดีบุกและทองแดงถูกค้นพบเร็วกว่าเหล็กและโลหะผสมทองแดงเป็นวัสดุ "เทียม" ชนิดแรกซึ่งเป็นวัสดุแรกที่มนุษย์เตรียม

ผลการขุดค้นทางโบราณคดีชี้ให้เห็นว่าเร็วที่สุดเท่าที่ห้าพันปีก่อนคริสต์ศักราชผู้คนสามารถหลอมแร่ดีบุกได้เอง เป็นที่ทราบกันดีว่าชาวอียิปต์โบราณนำดีบุกสำหรับผลิตทองสัมฤทธิ์จากเปอร์เซีย

โลหะนี้ถูกอธิบายภายใต้ชื่อ "trapu" ในวรรณคดีอินเดียโบราณ ชื่อละตินสำหรับดีบุกสแตนนัมมาจากภาษาสันสกฤต "ร้อย" ซึ่งแปลว่า "ยาก"

โฮเมอร์ยังกล่าวถึงดีบุก เกือบสิบศตวรรษก่อนศักราชใหม่ชาวฟินีเซียนได้นำแร่ดีบุกมาจากเกาะอังกฤษจากนั้นเรียกว่าแคสซิเทอริดส์ ดังนั้นชื่อของ Cassiterite - แร่ธาตุดีบุกที่สำคัญที่สุด องค์ประกอบของ SnO 2 แร่ธาตุที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งคือสแตนไนต์หรือดีบุกไพไรต์ Cu 2 FeSnS 4 แร่ธาตุที่เหลืออีก 14 ชนิดของธาตุ 50 นั้นพบได้น้อยกว่ามากและไม่มีคุณค่าทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามบรรพบุรุษของเรามีแร่ดีบุกมากกว่าที่เราทำ เป็นไปได้ที่จะหลอมโลหะโดยตรงจากแร่ที่พบบนพื้นผิวโลกและเสริมด้วยกระบวนการทางธรรมชาติของการผุกร่อนและการชะล้าง ในยุคของเราไม่มีแร่ดังกล่าว ในสภาวะสมัยใหม่กระบวนการผลิตดีบุกมีหลายขั้นตอนและลำบาก แร่ที่หลอมดีบุกในปัจจุบันมีองค์ประกอบที่ซับซ้อน: นอกเหนือจากองค์ประกอบ 50 (ในรูปของออกไซด์หรือซัลไฟด์) มักประกอบด้วยซิลิคอนเหล็กตะกั่วทองแดงสังกะสีสารหนูอลูมิเนียมแคลเซียมทังสเตนและองค์ประกอบอื่น ๆ แร่ดีบุกในปัจจุบันแทบจะไม่มี Sn มากกว่า 1% และรก - แม้แต่น้อย: 0.01 ... 0.02% Sn ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้ได้ดีบุกหนึ่งกิโลกรัมจำเป็นต้องสกัดและแปรรูปแร่อย่างน้อยหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์

แร่ดีบุกได้มาจากแร่อย่างไร

การผลิตองค์ประกอบลำดับที่ 50 จากแร่และรกเริ่มต้นด้วยการได้รับประโยชน์เสมอ วิธีการเพิ่มคุณค่าของแร่ดีบุกนั้นค่อนข้างหลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาใช้วิธีแรงโน้มถ่วงโดยอาศัยความแตกต่างของความหนาแน่นของแร่ธาตุหลักและแร่ธาตุที่เกี่ยวข้อง ในขณะเดียวกันเราต้องไม่ลืมว่าสิ่งที่มาพร้อมกันนั้นไม่ได้เป็นเศษหินเสมอไป มักประกอบด้วยโลหะที่มีค่าเช่นทังสเตนไททาเนียมแลนทาไนด์ ในกรณีเช่นนี้จะมีการพยายามดึงส่วนประกอบที่มีค่าทั้งหมดออกจากแร่ดีบุก

องค์ประกอบของความเข้มข้นของดีบุกที่ได้รับนั้นขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและวิธีการที่จะได้รับความเข้มข้นนี้ด้วย ปริมาณดีบุกอยู่ในช่วง 40 ถึง 70% สารสกัดเข้มข้นจะถูกส่งไปยังเตาเผาเพื่อการคั่ว (ที่ 600 ... 700 ° C) ซึ่งจะขจัดสิ่งสกปรกจากสารหนูและกำมะถันที่ค่อนข้างระเหยได้ เหล็กพลวงบิสมัทและโลหะอื่น ๆ ส่วนใหญ่จะถูกชะด้วยกรดไฮโดรคลอริกหลังการเผา หลังจากเสร็จสิ้นแล้วก็ยังคงแยกดีบุกออกจากออกซิเจนและซิลิกอน ดังนั้นขั้นตอนสุดท้ายในการผลิตดีบุกหยาบคือการหลอมด้วยถ่านหินและฟลักซ์ในเตาหลอมหรือเตาไฟฟ้า จากมุมมองทางเคมีฟิสิกส์กระบวนการนี้คล้ายกับกระบวนการเตาหลอม: คาร์บอน "ดึง" ออกซิเจนออกจากดีบุกและฟลักซ์จะเปลี่ยนซิลิกอนไดออกไซด์เป็นตะกรันที่เบาเมื่อเทียบกับโลหะ

ยังมีสิ่งสกปรกจำนวนมากในดีบุกหยาบ: 5 ... 8% เพื่อให้ได้โลหะคุณภาพสูง (96.5 ... 99.9% Sn) จะใช้การกลั่นด้วยไฟฟ้าหรือน้อยกว่ามาก และดีบุกซึ่งเป็นที่ต้องการของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์โดยมีความบริสุทธิ์เกือบหกเก้า - 99.99985% Sn - ได้มาจากการหลอมโซนเป็นหลัก

แหล่งอื่น

เพื่อให้ได้ดีบุกหนึ่งกิโลกรัมคุณไม่จำเป็นต้องแปรรูปแร่เป็นศูนย์กลาง คุณสามารถทำได้แตกต่างกัน: "ฉีก" 2000 กระป๋องเก่า

กระป๋องละครึ่งกรัมเท่านั้น แต่คูณด้วยขนาดการผลิตครึ่งกรัมเหล่านี้กลายเป็นหลายสิบตัน ... ส่วนแบ่งของดีบุก "รอง" ในอุตสาหกรรมของประเทศทุนนิยมคิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของการผลิตทั้งหมด ในประเทศของเรามีโรงงานอุตสาหกรรมประมาณร้อยแห่งสำหรับการกู้คืนดีบุก

ดีบุกออกจากเหล็กวิลาดได้อย่างไร? แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำโดยวิธีทางกลดังนั้นจึงใช้ความแตกต่างในคุณสมบัติทางเคมีของเหล็กและดีบุก ส่วนใหญ่ดีบุกจะถูกบำบัดด้วยก๊าซคลอรีน เหล็กไม่ทำปฏิกิริยากับมันในกรณีที่ไม่มีความชื้น ดีบุกรวมกับคลอรีนได้ง่ายมาก ของเหลวที่มีการรมควันเกิดขึ้น - ดีบุกคลอไรด์ SnCl 4 ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเคมีและสิ่งทอหรือถูกส่งไปยังเซลล์อิเล็กโทรลิซิสเพื่อให้ได้ดีบุกโลหะที่นั่น และอีกครั้ง "ลมกรด" จะเริ่มขึ้น: แผ่นเหล็กจะถูกปิดด้วยดีบุกนี้พวกเขาจะได้รับเหล็กวิลาด ไหจะทำจากมันไหจะเต็มไปด้วยอาหารและปิดผนึก จากนั้นพวกเขาจะถูกเปิดอาหารกระป๋องจะถูกกินกระป๋องจะถูกโยนทิ้งไป จากนั้นพวกเขา (ไม่ใช่ทั้งหมดน่าเสียดาย) จะกลับไปที่โรงงานของดีบุก "รอง" อีกครั้ง

องค์ประกอบอื่น ๆ หมุนเวียนในธรรมชาติโดยมีส่วนร่วมของพืชจุลินทรีย์ ฯลฯ วัฏจักรของดีบุกเป็นผลงานของมือมนุษย์

ดีบุกในโลหะผสม

เทคนิคนี้ยังต้องการโลหะผสมดีบุกอื่น ๆ จริงอยู่ที่แทบไม่เคยใช้เป็นวัสดุก่อสร้างเลยเพราะไม่แข็งแรงเพียงพอและมีราคาแพงเกินไป แต่มีคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ทำให้สามารถแก้ปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญด้วยต้นทุนวัสดุที่ค่อนข้างต่ำ

ส่วนใหญ่มักใช้โลหะผสมดีบุกเป็นวัสดุป้องกันการเสียดสีหรือบัดกรี อดีตช่วยให้คุณประหยัดเครื่องจักรและกลไกลดการสูญเสียแรงเสียดทาน หลังเชื่อมต่อชิ้นส่วนโลหะ

ในบรรดาโลหะผสมที่มีฤทธิ์ต้านการเสียดทานทั้งหมดนั้นทินบับบิทซึ่งมีดีบุกมากถึง 90% มีคุณสมบัติที่ดีที่สุด ตะกั่ว - ดีบุกละลายอ่อนและต่ำทำให้พื้นผิวของโลหะส่วนใหญ่เปียกได้ดีมีความเหนียวสูงและทนต่อความล้า อย่างไรก็ตามพื้นที่ในการใช้งานมี จำกัด เนื่องจากความแข็งแรงเชิงกลไม่เพียงพอของตัวบัดกรีเอง

ดีบุกยังเป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสมการพิมพ์ของ Gart สุดท้ายโลหะผสมที่ทำจากดีบุกมีความจำเป็นอย่างมากในวิศวกรรมไฟฟ้า วัสดุที่สำคัญที่สุดสำหรับตัวเก็บประจุไฟฟ้าคือ staniol เกือบจะเป็นดีบุกบริสุทธิ์กลายเป็นแผ่นบาง ๆ (สัดส่วนของโลหะอื่นในสตาเนียลไม่เกิน 5%)

อย่างไรก็ตามโลหะผสมดีบุกจำนวนมากเป็นสารประกอบทางเคมีที่แท้จริงของธาตุ # 50 กับโลหะอื่น ๆ โลหะผสมดีบุกทำปฏิกิริยากับแคลเซียมแมกนีเซียมเซอร์โคเนียมไทเทเนียมและธาตุดินหายากหลายชนิด สารประกอบที่ได้นั้นมีลักษณะการหักเหของแสงค่อนข้างสูง ดังนั้นเซอร์โคเนียมสแตนไนด์ Zr 3 Sn 2 จึงละลายที่ 1985 ° C เท่านั้น และไม่เพียง แต่การหักเหของเซอร์โคเนียมเท่านั้นที่ "มีตำหนิ" แต่ยังรวมถึงลักษณะของโลหะผสมพันธะเคมีระหว่างสารที่ก่อตัวขึ้นด้วย หรืออีกตัวอย่างหนึ่ง แมกนีเซียมไม่ใช่หนึ่งในโลหะทนไฟ 651 ° C อยู่ไกลจากจุดหลอมเหลวที่บันทึกไว้ ดีบุกละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า 232 ° C และโลหะผสม - สารประกอบ Mg 2 Sn - มีจุดหลอมเหลว 778 ° C

ข้อเท็จจริงที่ว่าองค์ประกอบลำดับที่ 50 ก่อตัวเป็นโลหะผสมประเภทนี้จำนวนมากทำให้เราต้องพิจารณาอย่างจริงจังถึงการยืนยันว่ามีเพียง 7% ของดีบุกที่ผลิตในโลกเท่านั้นที่บริโภคในรูปของสารประกอบทางเคมี ("สารานุกรมสารเคมีโดยย่อ", เล่ม 3, หน้า 739) เห็นได้ชัดว่าเรากำลังพูดถึงสารประกอบที่ไม่ใช่โลหะเท่านั้น

สารประกอบที่ไม่ใช่โลหะ

อุตสาหกรรมยังใช้ออกไซด์ของดีบุกในขอบเขตที่ จำกัด SnO ใช้ทำแก้วทับทิมและ SnO 2 ใช้สำหรับเคลือบสีขาว ผลึกสีเหลืองทองของดีบุกไดซัลไฟด์ SnS 2 มักเรียกว่าทองคำเปลวซึ่งใช้ในการ "ปิดทอง" ไม้และยิปซั่ม นี่คือการใช้สารประกอบดีบุกที่ "ต่อต้านสมัยใหม่" มากที่สุด และทันสมัยที่สุด?

ถ้าเราหมายถึงสารประกอบดีบุกเท่านั้นนี่คือการใช้แบเรียมสแตนเนต BaSnO 3 ในวิศวกรรมวิทยุเป็นอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยม และหนึ่งในไอโซโทปของดีบุกคือ 119 Sn มีบทบาทสำคัญในการศึกษาผลของMössbauerซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการสร้างวิธีการวิจัยใหม่ - สเปกโทรสโกปีแกมมาเรโซแนนซ์ และนี่ไม่ใช่กรณีเดียวเมื่อโลหะโบราณได้รับใช้วิทยาศาสตร์สมัยใหม่

ในตัวอย่างของดีบุกสีเทาซึ่งเป็นหนึ่งในการปรับเปลี่ยนองค์ประกอบหมายเลข 50 - การเชื่อมต่อถูกเปิดเผยระหว่างคุณสมบัติและลักษณะทางเคมีของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ และเห็นได้ชัดว่านี่เป็นสิ่งเดียวที่สามารถจดจำกระป๋องสีเทาด้วยคำพูดที่ดี: มันทำอันตรายได้มากขึ้นเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น เราจะกลับไปที่องค์ประกอบ # 50 ที่หลากหลายนี้หลังจากพูดถึงสารประกอบดีบุกกลุ่มใหญ่และสำคัญอีกกลุ่มหนึ่ง

เกี่ยวกับออร์กาโนติน

มีสารประกอบออร์กาโนเมนทัลที่รู้จักกันดีมากมายซึ่งรวมถึงดีบุก คนแรกได้รับกลับมาในปีพ. ศ. 2395

ในตอนแรกสารในชั้นนี้ได้มาเพียงวิธีเดียว - ในปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนระหว่างสารประกอบอนินทรีย์ของดีบุกและรีเอเจนต์กริกนาร์ด นี่คือตัวอย่างของปฏิกิริยาดังกล่าว:

SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl

(R ในที่นี้คืออนุมูลของไฮโดรคาร์บอน X คือฮาโลเจน)

ไม่พบองค์ประกอบขององค์ประกอบ SnR 4 ที่ใช้งานได้จริง แต่จากที่พวกเขาได้รับสารออร์กาโนตินอื่น ๆ ซึ่งประโยชน์ของมันนั้นไม่ต้องสงสัยเลย

เป็นครั้งแรกที่ความสนใจใน organotin เกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง สารประกอบดีบุกอินทรีย์เกือบทั้งหมดที่ได้รับในเวลานั้นเป็นพิษ สารประกอบเหล่านี้ไม่ได้ใช้เป็นสารพิษความเป็นพิษต่อแมลงเชื้อราและจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายจะถูกนำมาใช้ในภายหลัง บนพื้นฐานของ triphenyltin acetate (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 ยาที่มีประสิทธิภาพถูกสร้างขึ้นเพื่อต่อสู้กับโรคเชื้อราของมันฝรั่งและหัวบีท ยานี้มีคุณสมบัติที่มีประโยชน์อีกอย่างหนึ่งคือช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช

เพื่อต่อสู้กับเชื้อราที่พัฒนาในเครื่องมือของอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษจะใช้สารอื่น - tributyltin hydroxide (C 4 H 9) 3 SnOH สิ่งนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ได้อย่างมาก

Dibutyltin dilaurinate (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 มี "อาชีพ" มากมาย ใช้ในการปฏิบัติงานด้านสัตวแพทย์เป็นยารักษาหนอนพยาธิ (เวิร์ม) สารชนิดเดียวกันนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีเป็นสารทำให้คงตัวสำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์และวัสดุพอลิเมอร์อื่น ๆ และเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อัตราการเกิดปฏิกิริยาของการก่อตัวของยูรีเทน (โมโนเมอร์ของยางโพลียูรีเทน) ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวเพิ่มขึ้น 37,000 ครั้ง

ยาฆ่าแมลงที่มีประสิทธิภาพถูกสร้างขึ้นจากสารประกอบออร์กาโนติน แว่นตา Organotin สามารถป้องกันการฉายรังสีเอกซ์ได้อย่างน่าเชื่อถือตะกั่วโพลีเมอร์และสีออร์กาโนตินครอบคลุมส่วนใต้น้ำของเรือเพื่อไม่ให้หอยเติบโตขึ้น

ทั้งหมดนี้เป็นสารประกอบของดีบุกเตตราวาเลนต์ ขอบเขตที่ จำกัด ของบทความไม่อนุญาตให้เราพูดถึงสารที่มีประโยชน์อื่น ๆ อีกมากมายของคลาสนี้

ในทางตรงกันข้ามสารประกอบอินทรีย์ของ stannous มีอยู่ไม่กี่ชนิดและยังไม่พบการนำไปใช้จริง

เกี่ยวกับกระป๋องสีเทา

ในฤดูหนาวที่หนาวจัดของปี 1916 มีการส่งดีบุกทางรถไฟจากตะวันออกไกลไปยังส่วนยุโรปของรัสเซีย แต่มันไม่ใช่แท่งเงินสีขาวที่มาถึงไซต์ แต่ส่วนใหญ่เป็นผงสีเทาละเอียด

สี่ปีก่อนหน้านี้เกิดภัยพิบัติขึ้นกับการเดินทางของนักสำรวจขั้วโลก Robert Scott การเดินทางมุ่งหน้าไปยังขั้วโลกใต้นั้นถูกทิ้งไว้โดยไม่มีเชื้อเพลิง: มันรั่วไหลออกมาจากภาชนะเหล็กผ่านตะเข็บบัดกรีด้วยดีบุก

ในช่วงหลายปีเดียวกันกับนักเคมีชาวรัสเซียชื่อดัง V.V. Markovnikov ได้รับการติดต่อจากผู้บังคับการตำรวจพร้อมกับคำร้องขอให้อธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นกับกาน้ำชากระป๋องที่ส่งให้กับกองทัพรัสเซีย กาน้ำชาซึ่งถูกนำไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อเป็นตัวอย่างในการอธิบายนั้นถูกปกคลุมไปด้วยจุดสีเทาและการเติบโตซึ่งพังทลายแม้จะใช้มือแตะเบา ๆ การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าทั้งฝุ่นและสิ่งที่สร้างขึ้นประกอบด้วยดีบุกเท่านั้นโดยไม่มีสิ่งสกปรกใด ๆ

เกิดอะไรขึ้นกับโลหะในทุกกรณีเหล่านี้?

เช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ดีบุกมีการปรับเปลี่ยน allotropic หลายสถานะ (คำว่า "allotropy" แปลมาจากภาษากรีกว่า "another property", "another turn.") ที่อุณหภูมิบวกปกติดีบุกดูเหมือนไม่มีใครสงสัยว่ามันเป็นของโลหะ

โลหะสีขาวเหนียวอ่อนได้ ผลึกของดีบุกขาว (เรียกอีกอย่างว่าเบต้า - ดีบุก) เป็น tetragonal ความยาวของขอบของตาข่ายคริสตัลเบื้องต้นคือ 5.82 และ 3.18 Å แต่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 13.2 ° C สถานะ "ปกติ" ของดีบุกจะแตกต่างกัน ทันทีที่ถึงเกณฑ์อุณหภูมินี้การปรับโครงสร้างจะเริ่มขึ้นในโครงสร้างผลึกของแท่งดีบุก ดีบุกสีขาวจะเปลี่ยนเป็นสีเทาแป้งหรืออัลฟาดีบุกและยิ่งอุณหภูมิต่ำลงอัตราการเปลี่ยนนี้ก็จะยิ่งมากขึ้น ถึงจุดสูงสุดที่ลบ 39 ° C

ผลึกดีบุกสีเทาของการกำหนดค่าลูกบาศก์ ขนาดของเซลล์หน่วยจะใหญ่กว่า - ความยาวขอบ 6.49 Å ดังนั้นความหนาแน่นของดีบุกสีเทาจึงต่ำกว่าสีขาวอย่างเห็นได้ชัด: 5.76 และ 7.3 g / cm 3 ตามลำดับ

ผลของการเปลี่ยนดีบุกสีขาวเป็นสีเทาบางครั้งเรียกว่า "ดีบุกระบาด" จุดและสิ่งสะสมบนกาน้ำชาของกองทัพเกวียนที่มีฝุ่นดีบุกตะเข็บที่ซึมเข้าไปในของเหลวเป็นผลมาจาก "โรค" นี้

ทำไมเรื่องราวดังกล่าวไม่เกิดขึ้นตอนนี้? ด้วยเหตุผลเดียวเท่านั้น: พวกเขาเรียนรู้ที่จะ "รักษา" กาฬโรค ธรรมชาติทางกายภาพและทางเคมีของมันได้รับการชี้แจงแล้วมีการกำหนดว่าสิ่งเหล่านี้หรือสารเติมแต่งเหล่านี้ส่งผลต่อความอ่อนแอของโลหะต่อ "กาฬโรค" อย่างไร ปรากฎว่าอลูมิเนียมและสังกะสีมีส่วนช่วยในกระบวนการนี้ในขณะที่บิสมัทตะกั่วและพลวงกลับต่อต้านมัน

นอกเหนือจากดีบุกสีขาวและสีเทาแล้วยังมีการค้นพบการดัดแปลง allotropic ของธาตุหมายเลข 50 อีก - ดีบุกแกมมาซึ่งมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงกว่า 161 ° C คุณสมบัติที่โดดเด่นของดีบุกดังกล่าวคือความเปราะบาง เช่นเดียวกับโลหะทุกชนิดดีบุกจะมีความเหนียวมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แต่เฉพาะที่อุณหภูมิต่ำกว่า 161 ° C จากนั้นจะสูญเสียความเป็นพลาสติกโดยสิ้นเชิงกลายเป็นแกมมาดีบุกและเปราะจนสามารถบดเป็นผงได้

อีกครั้งเกี่ยวกับความขาดแคลน

หลายปีที่ผ่านมาสำนักการขุดของอเมริกาได้ตีพิมพ์การคำนวณซึ่งตามมาว่าปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วขององค์ประกอบ 50 จะเพียงพอสำหรับโลกเป็นเวลามากที่สุด 35 ปี จริงหลังจากนั้นพบเงินฝากใหม่หลายแห่งรวมถึงเงินฝากที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปซึ่งตั้งอยู่ในดินแดนของสาธารณรัฐประชาชนโปแลนด์ อย่างไรก็ตามปัญหาการขาดแคลนดีบุกยังคงทำให้ผู้เชี่ยวชาญกังวล

ดังนั้นเมื่อจบเรื่องราวเกี่ยวกับองค์ประกอบ 50 เราจึงขอเตือนอีกครั้งเกี่ยวกับความจำเป็นในการประหยัดและรักษาดีบุก

การขาดโลหะนี้เป็นห่วงแม้แต่วรรณกรรมคลาสสิก จำ Andersen ได้ไหม? “ ทหารยี่สิบสี่คนเหมือนกันทุกประการและทหารที่ยี่สิบห้านั้นมีขาเดียว มันถูกหล่อครั้งสุดท้ายและดีบุกก็สั้นเล็กน้อย ตอนนี้ดีบุกไม่เพียงพอ ไม่น่าแปลกใจที่แม้แต่ทหารดีบุกสองขาก็กลายเป็นของหายาก - มักพบพลาสติกมากขึ้น แต่ด้วยความเคารพต่อโพลีเมอร์จึงไม่สามารถแทนที่ดีบุกได้เสมอไป

ไอโซโทป

ดีบุกเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ "หลายไอโซโทป" มากที่สุด: ดีบุกธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทป 10 ไอโซโทปที่มีมวล 112, 114 ... 120, 122 และ 124 ส่วนที่พบมากที่สุดคือ 120 Sn ซึ่งคิดเป็นประมาณ 33% ของดีบุกบนบกทั้งหมด น้อยกว่าดีบุก -11 เกือบ 100 เท่าซึ่งเป็นไอโซโทปที่หายากที่สุดของธาตุ 50 อีก 15 ไอโซโทปของดีบุกที่มีมวล 108 ... 111, 113, 121, 123, 125 ... 132 ได้รับเทียม อายุการใช้งานของไอโซโทปเหล่านี้ยังห่างไกลจากเดิม ดังนั้นดีบุก -123 จึงมีอายุครึ่งชีวิต 136 วันและดีบุก -132 เพียง 2.2 นาที

ทำไมบรอนซ์จึงเรียกว่าบรอนซ์?

คำว่า "บรอนซ์" ฟังดูเกือบเหมือนกันในหลายภาษาของยุโรป ที่มาของมันเกี่ยวข้องกับชื่อของท่าเรือขนาดเล็กของอิตาลีบนชายฝั่งทะเลเอเดรียติก - บรินดิซี ผ่านทางท่าเรือแห่งนี้ทำให้สำริดถูกส่งไปยังยุโรปในสมัยโบราณและในโรมโบราณโลหะผสมนี้เรียกว่า "es brindisi" - ทองแดงจากบรินดิซี

เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้ประดิษฐ์

คำละติน frictio หมายถึงแรงเสียดทาน ดังนั้นชื่อของวัสดุป้องกันการเสียดสีนั่นคือวัสดุ "ต้านแรงเสียดทาน" พวกเขาสึกหรอเพียงเล็กน้อยแตกต่างกันในความนุ่มนวลและความเหนียว การใช้งานหลักคือการผลิตตลับลูกปืน โลหะผสมต้านการเสียดสีตัวแรกที่ใช้ดีบุกและตะกั่วถูกเสนอในปีพ. ศ. 2382 โดยวิศวกร Babbitt ดังนั้นชื่อของโลหะผสมป้องกันแรงเสียดทานที่มีขนาดใหญ่และมีความสำคัญมาก - babbits

ดีบุกสำหรับบรรจุกระป๋อง

วิธีการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์อาหารในระยะยาวโดยการบรรจุกระป๋องในกระป๋องเคลือบด้วยดีบุกได้รับการเสนอโดยเชฟชาวฝรั่งเศส F. Apper ในปี 1809

จากก้นมหาสมุทร

ในปีพ. ศ. 2519 องค์กรที่ผิดปกติเริ่มดำเนินการซึ่งเรียกโดยย่อว่า REP ย่อมาจากสิ่งนี้: องค์กรการสำรวจและการผลิต ตั้งอยู่บนเรือเป็นหลัก เหนือ Arctic Circle ในทะเล Laptev ในพื้นที่ Vankina Bay REP ดึงทรายดีบุกออกจากก้นทะเล ที่นี่บนเรือลำหนึ่งมีโรงงานแปรรูปกำลังดำเนินการอยู่

การผลิตของโลก

ตามข้อมูลของอเมริกาการผลิตดีบุกของโลกในปี 2518 อยู่ที่ 174 ... 180,000 ตัน

ดีบุกเป็นโลหะเบาที่มีเลขอะตอม 50 ซึ่งอยู่ในกลุ่มที่ 14 ของตารางธาตุ องค์ประกอบนี้เป็นที่รู้จักในสมัยโบราณและถือเป็นหนึ่งในสิ่งที่หายากที่สุดและ โลหะราคาแพงดังนั้นผู้ที่อาศัยอยู่ในอาณาจักรโรมันและกรีกโบราณที่ร่ำรวยที่สุดสามารถหาซื้อผลิตภัณฑ์ดีบุกได้ สำริดพิเศษทำจากดีบุกซึ่งใช้ในช่วงต้นสหัสวรรษที่สามก่อนคริสต์ศักราช จากนั้นทองสัมฤทธิ์เป็นโลหะผสมที่ทนทานและเป็นที่นิยมมากที่สุดและดีบุกทำหน้าที่เป็นหนึ่งในสิ่งสกปรกและถูกใช้มานานกว่าสองพันปี

ในภาษาละตินเรียกโลหะชนิดนี้ว่า "สแตนนัม" ซึ่งหมายถึงความทนทานและความแข็งแรง แต่ก่อนหน้านี้ชื่อนี้ถูกกำหนดให้เป็นโลหะผสมของตะกั่วและเงิน เฉพาะในศตวรรษที่ 4 คำนี้เริ่มถูกเรียกว่าดีบุกเอง ชื่อเดียวกันมาก "ดีบุก" มีหลายรุ่นที่มา ในกรุงโรมโบราณภาชนะบรรจุไวน์ทำจากตะกั่ว สามารถสันนิษฐานได้ว่าดีบุกเป็นชื่อของวัสดุที่ใช้ในการจัดเก็บเครื่องดื่มดีบุกที่ชาวสลาฟโบราณใช้

ตามธรรมชาติแล้วโลหะชนิดนี้หาได้ยากในแง่ของความชุกในเปลือกโลกดีบุกใช้เพียงอันดับที่ 47 และขุดได้จากแคสซิเทอไรต์ที่เรียกว่า หินพิวเตอร์ซึ่งมีโลหะประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์

แคสซิเทอไรต์

งานอุตสาหกรรม

เนื่องจากดีบุกเป็นโลหะที่ไม่เป็นพิษและมีความทนทานสูงจึงใช้ในโลหะผสมกับโลหะอื่น ๆ ส่วนใหญ่จะใช้ในการทำเหล็กวิลาดซึ่งใช้ในการผลิตกระป๋องสำหรับอาหารกระป๋องบัดกรีในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รวมถึงการผลิตทองสัมฤทธิ์

คุณสมบัติทางกายภาพของดีบุก

องค์ประกอบนี้เป็นโลหะสีขาวที่มีเงาสีเงิน

ดีบุกสีเทาและสีขาว

หากคุณอุ่นกระป๋องคุณจะได้ยินเสียงแตก เสียงนี้เกิดจากการเสียดสีของผลึกต่อกัน นอกจากนี้จะมีลักษณะพิเศษปรากฏขึ้นหากชิ้นส่วนของดีบุกงอ

ดีบุกอ่อนและอ่อนตัวได้มาก ภายใต้เงื่อนไขคลาสสิกองค์ประกอบนี้มีอยู่ในรูปแบบของ "กระป๋องขาว" ซึ่งสามารถแก้ไขได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นดีบุกขาวในที่เย็นจะเปลี่ยนเป็นสีเทาและมีโครงสร้างคล้ายกับเพชร อย่างไรก็ตามดีบุกสีเทานั้นบอบบางมากและแตกเป็นผงต่อหน้าต่อตาเรา ในเรื่องนี้ประวัติศาสตร์มีคำศัพท์เฉพาะ "tin plague"

ก่อนหน้านี้ผู้คนไม่ทราบเกี่ยวกับคุณสมบัติของดีบุกนี้ดังนั้นกระดุมและแก้วสำหรับทหารจึงทำจากมันรวมถึงสิ่งที่มีประโยชน์อื่น ๆ ที่หลังจากความเย็นไม่นานก็กลายเป็นผง นักประวัติศาสตร์บางคนเชื่อว่าเป็นเพราะคุณสมบัติของดีบุกทำให้ประสิทธิภาพในการต่อสู้ของกองทัพนโปเลียนลดลง

รับดีบุก

วิธีการหลักในการผลิตดีบุกคือการลดโลหะจากแร่ที่มีดีบุกออกไซด์ (IV) โดยใช้ถ่านหินอลูมิเนียมหรือ.

SnO₂ + C \u003d Sn + CO₂

ดีบุกบริสุทธิ์สูงผลิตโดยการกลั่นไฟฟ้าเคมีหรือการหลอมโซน

คุณสมบัติทางเคมีของดีบุก

ที่อุณหภูมิห้องดีบุกค่อนข้างทนต่ออากาศหรือ เกิดจากการที่ฟิล์มออกไซด์บาง ๆ ก่อตัวบนผิวโลหะ

ในอากาศดีบุกจะเริ่มออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 150 ° C เท่านั้น:

Sn + O₂→SnO₂

เส้นใยSnO₂ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

หากดีบุกได้รับความร้อนองค์ประกอบนี้จะทำปฏิกิริยากับอโลหะส่วนใหญ่สร้างสารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชั่น +4 (เป็นเรื่องปกติสำหรับองค์ประกอบนี้):

Sn + 2Cl₂→SnCl₄

ปฏิสัมพันธ์ของดีบุกและกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นค่อนข้างช้า:

Sn + 4HCl →H₂ + H₂

ด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นดีบุกจะทำปฏิกิริยาช้ามากในขณะที่เมื่อเจือจางแล้วจะไม่ทำปฏิกิริยาเลย

ปฏิกิริยาของดีบุกกับกรดไนตริกซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลายนั้นน่าสนใจมาก ปฏิกิริยาเกิดขึ้นพร้อมกับการสร้างกรดสแตนนิกH₂SnO₃ซึ่งเป็นผงอสัณฐานสีขาว:

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

หากผสมกับกรดไนตริกเจือจางองค์ประกอบนี้จะแสดงคุณสมบัติของโลหะด้วยการก่อตัวของไนเตรตดีบุก:

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

ดีบุกที่อุ่นสามารถทำปฏิกิริยากับด่างเพื่อผลิตไฮโดรเจน:

Sn + 2KOH + 4H₂O \u003d K₂ + 2H₂

คุณจะพบการทดลองที่ปลอดภัยและสวยงามมากด้วยดีบุก

สถานะออกซิเดชันของดีบุก

ในสภาวะธรรมดาสถานะออกซิเดชันของดีบุกเป็นศูนย์ Sn ยังสามารถมีสถานะออกซิเดชันเป็น +2: ดีบุก (II) ออกไซด์ SnO, SnCl₂, ดีบุก (II) ไฮดรอกไซด์ Sn (OH) ₂ สถานะออกซิเดชัน +4 เป็นเรื่องปกติมากที่สุดสำหรับดีบุก (IV) ออกไซด์SnO₂เฮไลด์ (IV) ตัวอย่างเช่นคลอไรด์SnCl₄ดีบุก (IV) ซัลไฟด์SnS₂ดีบุก (IV) ไนไตรด์Sn₃N₄