Kalayning belgilanishi. Kalayning asosiy fizik xususiyatlari. Zaxiralar va ishlab chiqarish

Kalay qadimdan insonga xizmat qilib kelgan metalldir. Kalayning fizik xususiyatlari uning insoniyat tarixidagi asosiy rolini ta'minladi. Busiz bronzaning mavjudligi imkonsiz bo'lib, asrlar davomida inson deyarli hamma narsani - asboblardan tortib zargarlik buyumlarini yasagan yagona qotishma bo'lib kelgan.

Kalay - qadim zamonlardan beri inson tomonidan ishlatiladigan metall

Kalayning fizik xususiyatlari

Oddiy bosim va 20 ° C haroratda qalay oq-kumush rangga ega bo'lgan metall sifatida aniqlanadi. Oksid plyonkasi shakllanishi tufayli u havoda asta-sekin pasayadi.

Kalay, barcha metallar singari, shaffof emasligi bilan ajralib turadi. Metall kristalli panjaraning bo'sh elektronlari interatomik bo'shliqni to'ldiradi va ularni o'tkazmasdan yorug'lik nurlarini aks ettiradi. Shuning uchun, metall kristalli holatda bo'lganligi sababli, xarakterli yorqinligi bor va chang shaklida bu yorqinlikni yo'qotadi.

U juda yaxshi moslashuvchanlikka ega, ya'ni bosim yordamida oson ishlov beriladi. Qalayning egiluvchanligi past deformatsiyaga chidamliligi bilan birgalikda yuqori egiluvchanligi bilan ta'minlanadi. Metallning egiluvchanligi uni staniol yoki qalay qog'oz deb nomlangan ingichka folga ichiga yopishtirishga imkon beradi. Uning qalinligi 0,008 dan 0,12 mm gacha. Ilgari stanol nometall ishlab chiqarishda va kondensator ishlab chiqarishda elektrotexnika sohasida, alyumin folga bilan to'liq almashtirilgunga qadar ishlatilgan.

Kalay yumshoq metall xususiyatlariga ega. Brinellning qattiqligi 3,9–4,2 kgs / mm².

Eriydigan metallarga ishora qiladi. Kalayning erishi harorati - 231,9 ° S - bu rudadan tez chiqishiga yordam beradi. Kalay oddiygina boshqa metallarga qotadi, bu uning sanoatda keng qo'llanilishini ta'minlaydi.

20 ° C da zichlik 7,29 g / sm³. Ushbu indikatorga ko'ra, qalay alyuminiydan 2,7 baravar og'irroq, ammo kumush, oltin, platinadan engilroq va temir zichligiga yaqin (7,87 g / sm³).

Metall 2620 ° C yuqori haroratda qaynatiladi, eritmada uzoq vaqt suyuqlik qoladi.

Oddiy haroratda kimyoviy toza qalay ozgina kuchga ega. Siqilish kuchi atigi 1,7 kgs / mm² va cho'zish darajasi 80-90%. Ushbu xususiyatlar shuni ko'rsatadiki, kalay novda turli yo'nalishlarda ko'p harakat qilmasdan deformatsiyalanishi mumkin. Bunday holda, metallning kristall panjarasi qatlamlarining bir-biriga nisbatan siljishi ma'lum bir yoriq bilan birga keladi.

Kalay polimorfizmi

Polimorfizm (allotropiya) - bu atomlarning yoki moddalarning molekulalarining qattiq holatda qayta joylashishiga asoslanib, ularning xususiyatlarini o'zgartirishga olib keladigan fizik hodisa. Har bir polimorfik modifikatsiya faqat aniq belgilangan harorat va bosim diapazonida mavjud.

Har qanday metall o'ziga xos kristall panjaraga ega. Tashqi jismoniy sharoitlar o'zgarganda, kristall panjara o'zgarishi mumkin. Metall polimorfizm sanoatda ularni issiqlik bilan ishlov berishda qo'llaniladi.

Kalay - kimyoviy ta'sirga boshqacha reaktsiya qiluvchi metall

Qalayning kimyoviy xossalari uning D. I. Mendeleev elementlarining davriy tizimidagi mavqei bilan belgilanadi va amfoter, ya'ni asosiy va kislotali xususiyatlarni namoyish etish qobiliyatini ta'minlaydi. Jismoniy xususiyatlar qalay polimorfizmiga bevosita bog'liq.

Uchta allotropik modifikatsiyalar metallga ma'lum: alfa, beta va gamma. Kristall panjaralarini polimorf ravishda qayta tashkil etish turli harorat ta'sirida atomlarning elektron qobig'ining simmetriyasini o'zgarishi natijasida mumkin.

Kulrang qalay (a-Sn) yuzga yo'naltirilgan kubik kristall panjara bilan tavsiflanadi. To'rning birligi hujayraning kattaligi katta. Bu zichlikka bevosita ta'sir qiladi. Bu oq qalaydan kichikroq: mos ravishda 5,85 va 7,29 g / sm³. Supero'tkazuvchilar alfa modifikatsiyasi yarim o'tkazgichlarga tegishlidir. Magnitlanish bo'yicha - diagnetiklarga, chunki tashqi magnit ta'sirida u ichki magnit maydon yo'nalishiga nisbatan magnitlangan bo'ladi. Alfa-qalay nozik kukun shaklida 13,2 ° C gacha haroratga ega va amaliy ahamiyatga ega emas.
Oq qalay (β-Sn) - bu tanaga asoslangan tetragonal kristall panjarasi bo'lgan eng barqaror allotropik modifikatsiya. 13,2 dan 161 ° S gacha bo'lgan harorat oralig'ida mavjud. Juda plastik, oltindan yumshoq, ammo qo'rg'oshindan ham qiyin Boshqa metallar orasida u issiqlik o'tkazuvchanligining o'rtacha qiymatiga ega. Beta o'tkazuvchanligi nisbatan past bo'lsa ham, metall o'tkazgich sifatida tasniflanadi. Ushbu xususiyat kalay qo'shib har qanday qotishmaning elektr o'tkazuvchanligini pasaytirish uchun ishlatiladi. Bu paramagnet, ya'ni tashqi magnit maydonda u ichki magnit maydon yo'nalishi bo'yicha magnitlangan.
Gamma modifikatsiyasi (γ-Sn) rombik kristall panjaraga ega, 161 dan 232 ° S gacha bo'lgan harorat oralig'ida barqaror. Haroratning oshishi bilan süneklik kuchayadi, lekin 161 ° C fazali o'tish haroratiga etganida, metall bu xususiyatni butunlay yo'qotadi. Gamma modifikatsiyasi yuqori zichlikka ega, yuqori darajada mo'rtlik bilan, ya'ni darhol changga aylanadi, shuning uchun undan amaliy foydalanish yo'q.

Polimorf o'tishning xususiyatlari β → a

Harorat o'zgarganda bir polimorfik modifikatsiyadan boshqasiga o'tish jarayoni sodir bo'ladi. Bunday holda metallning fizik-kimyoviy xususiyatlarida keskin o'zgarishlar kuzatiladi.

161 ° C dan yuqori beta-qalay teskari tartibda mo'rt gamma modifikatsiyasiga aylanadi. 13 ° C dan pastda, beta modifikatsiyasi qaytarib bo'lmay, chang kulrang qalayga aylanadi. Ushbu polimorf o'tish juda past tezlikda sodir bo'ladi, ammo beta-qalayda beta-modifikatsiyaning alfa-donalarini olish kerak, chunki zich metall changga singib ketadi. Shuning uchun β → a polimorf o'tish ba'zan “qalay vabosi” deb ataladi. Aksincha, alfa modifikatsiyasi faqat remelting orqali beta modifikatsiyasiga aylantiriladi.

Β → a fazali o'tish subzero atrof-muhit haroratida sezilarli darajada tezlashadi va metalning o'ziga xos hajmining qariyb 25% ga ko'payishi bilan birga keladi, bu uning kukunga tarqalishiga olib keladi.

Kalay donga «qalay vabosi» ga noyob reaktsiyaga ega

Tarixda, sovuqda qalay mahsulotlari egalarini xafa qiladigan kulrang kukunga aylangan holatlar mavjud. "Kalay vabosi" kamdan-kam uchraydi va faqat kimyoviy toza moddaga xosdir. Hatto eng kichik aralashmalar mavjud bo'lganda, metalning kukunga o'tish jarayoni juda sekinlashadi.

Ba'zi tarixchilarning qiziqarli taxminlari shundaki, "qalay vabosi" Napoleon Bonapartning qo'mondonligi ostida Rossiya imperatori Aleksandr Ini frantsuz armiyasi ustidan g'alaba qozonishiga yordam bergan. Kuchli sovuqlarda frantsuz paltolarining tugmachalari shunchaki changga qulab tushdi va askarlar muzlatib, jangovar samaradorligini yo'qotdilar.

Xulosa

Kalay metallarning barcha tipik fizik xususiyatlariga ega va uning polimorfizmi o'ziga xos tarzda ajablantiradi. Ushbu metallning o'ziga xos egiluvchanligi va egiluvchanligisiz zamonaviy sanoatni tasavvur qilish mumkin emas. Dunyodagi qalay ishlab chiqarishning deyarli yarmi oziq-ovqat qalaylarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Qolgan yarmi barcha biznes tarmoqlarida ishlatiladigan qotishmalar va turli xil aralashmalar ishlab chiqarishga sarflanadi.

Kalay insoniyatga tarixdan avval ma'lum bo'lgan bir necha metallardan biridir. Kalay va mis temirdan oldin topilgan va ularning qotishmasi, bronza, aftidan, eng birinchi "sun'iy" material, inson tomonidan yaratilgan birinchi materialdir.
Arxeologik qazishmalar natijalari shundan guvohlik beradiki, miloddan avvalgi besh ming yillikda ham odamlar qalayni eritishgan. Ma'lumki, qadimgi misrliklar Forsdan bronza olish uchun qalay olib yurishgan.
"Tuzoq" nomi bilan bu metall qadimgi hind adabiyotida tasvirlangan. Kalay stannumining lotincha nomi sanskrit tilidan "yuz", ya'ni "qattiq" degan ma'noni anglatadi.

Qalay haqida eslatma Gomerda ham uchraydi. Miloddan avvalgi o'n asrlar davomida Finikiyaliklar Britaniya orollaridan kalay rudalarini etkazib berishgan, keyinchalik u Kassiteridlar deb atalgan. Demak kassiterit - qalay minerallarining eng muhimlari; uning tarkibi Sn0 2 ga teng. Yana bir muhim mineral - bu stanin yoki qalay pirit, Cu 2 FeSnS 4. 50-elementning qolgan 14 ta minerallari kamroq tarqalgan va sanoat ahamiyatiga ega emas.
Aytgancha, ota-bobolarimiz bizdan ko'ra boyroq kalay rudalariga ega edilar. Tabiiy erishi va tanlab eritmaga o'tkazish jarayonida metallarni to'g'ridan-to'g'ri er yuzasida joylashgan rudalardan eritib olish mumkin edi. Hozirgi vaqtda bunday ma'danlar endi mavjud emas. Zamonaviy sharoitda qalayni olish jarayoni ko'p bosqichli va ko'p vaqt talab etadi. Kalay erigan rudalar Endi ular murakkab tarkibga ega: 50-elementga qo'shimcha ravishda (oksid yoki sulfid shaklida) ular odatda kremniy, temir, qo'rg'oshin, mis, rux, mishyak, alyuminiy, kaltsiy, volfram va boshqa elementlarni o'z ichiga oladi. Amaldagi qalay rudalari kamdan-kam hollarda 1% Sn dan ko'proq, changlatuvchilar esa undan kam: 0,01-0,02% Sn. Bu shuni anglatadiki, bir kilogramm qalay olish uchun kamida bir tsentner rudani qazib olish va qayta ishlash kerak.

Rudalardan qalayni qanday olish mumkin

50-sonli elementni rudalar va toshqog'ozlardan ishlab chiqarish har doim boyitish bilan boshlanadi. Kalay rudalarini kiyinish usullari juda xilma-xil. Amaliy, xususan, asosiy va tegishli minerallarning zichligi farqiga asoslangan tortishish usuli. Shu bilan birga, hamrohlar har doim toshni bo'shashmasligini unutmaslik kerak. Ko'pincha ular tarkibida qimmatbaho metallar, masalan, volfram, titan, lantanoidlar mavjud. Bunday hollarda, ular barcha qimmatli tarkibiy qismlarni qalay rudasidan olishga harakat qiladilar.
Olingan kalay konsentratining tarkibi xom ashyoga, shuningdek ushbu kontsentratning qay tarzda olinganiga bog'liq. Undagi qalay miqdori 40 dan 70% gacha. Konsentrat o'choqqa yuboriladi (600-700 ° C haroratda), undan mishyak va oltingugurtning nisbatan uchuvchan aralashmalari olinadi. Yonib bo'lgandan keyin temir, сурьma, vismut va boshqa metallarning ko'p qismi allaqachon xlorid kislotasi bilan eritilgan. Bu bajarilgandan so'ng, qalayni kislorod va kremniydan ajratish qoladi. Shu sababli, qo'pol qalayni ishlab chiqarishning so'nggi bosqichi aks ettiruvchi yoki elektr pechlarda ko'mir va fluxlar bilan eritishdir. Fizik-kimyoviy nuqtai nazardan, bu jarayon portlash o'chog'iga o'xshaydi: uglerod qalaydan kislorodni "tortib oladi" va fluxlar kremniy dioksidini cürufga aylantiradi, bu metallga qaraganda engilroq.
Qalay qalayda juda ko'p miqdordagi aralashmalar mavjud: 5-8%. Yuqori navli metallarni olish uchun (96,5-99,9% Sn), olov yoki kamroq, elektrolitik tozalash qo'llaniladi. Yarimo'tkazgichlar sanoatida zarur bo'lgan oltita to'rdan iborat qalay - 99.99985% Sn - asosan zona eritish usuli bilan olinadi.

Boshqa manba

Bir kilogramm qalayni olish uchun bir sentner rudani qayta ishlash kerak emas. Siz boshqa yo'l bilan qilishingiz mumkin: "eski" 2000 eski qutilarni.
Har bir idishga atigi yarim gramm qalay tushadi. Ammo ishlab chiqarish ko'lamiga ko'paytirilsa, bu yarim gramm o'nlab tonnalarga aylanadi ... Kapitalistik mamlakatlar sanoatida "ikkinchi darajali" qalayning ulushi umumiy ishlab chiqarishning uchdan bir qismini tashkil qiladi. Mamlakatimizda yuzga yaqin kalayni qayta ishlovchi sanoat korxonalari faoliyat ko'rsatmoqda.
Qalay qalaydan qanday chiqariladi? Buni mexanik usul bilan amalga oshirish deyarli mumkin emas, shuning uchun ular temir va qalayning kimyoviy xususiyatlaridagi farqni ishlatadilar. Ko'pincha kalay gazsimon xlor bilan ishlov beriladi. Namlik bo'lmaganda temir u bilan reaksiyaga kirishmaydi. ammo u xlor bilan juda oson birikadi. Chekadigan suyuqlik hosil bo'ladi - SnCl 4 xlor qalayi, u kimyoviy va to'qimachilik sanoatida ishlatiladi yoki undan metall qalay olish uchun elektroliz xujayralariga yuboriladi. Va yana "dovul" boshlanadi: po'lat choyshablar bu qalay bilan qoplanadi, ular tunuka oladilar. Banklar undan tayyorlanadi, bankalar oziq-ovqat bilan to'ldiriladi va muhrlanadi. Keyin ular ochiladi, konservalangan ovqatni iste'mol qilishadi, banklar uni tashlab yuborishadi. Va keyin ular (barchasi ham, afsuski) yana "ikkinchi darajali" qalay o'simliklariga boradilar.
Boshqa elementlar tabiatda o'simliklar, mikroorganizmlar va boshqalar ishtirokida aylanib yuradi. Kalay tsikli - bu inson qo'llarining ishi.

Qotishmalarda qalay

Dunyo bo'yicha kalay ishlab chiqarishning yarmi qutilarga tushadi. Qolgan yarmi - metallurgiya, turli xil qotishmalar olish. Biz eng mashhur qalay qotishmalari - bronza haqida batafsil gaplashmaymiz, bronzalarning yana bir muhim tarkibiy qismi - mis haqida maqolaga o'quvchilarga murojaat qiladilar. Bularning barchasi yanada oqlanadi, chunki cheksiz bronzalar mavjud, ammo "missiz" lar yo'q. Oltin bronza hosil bo'lishining asosiy sabablaridan biri bu 50-elementning tanqisligi. Shunga qaramay, bronza o'z ichiga olgan bronza, avvalgidek, muhandislik va san'at uchun muhim material bo'lib qolmoqda.
Texnik boshqa kalay qotishmalariga ham muhtoj. To'g'ri, ular strukturaviy materiallar sifatida deyarli ishlatilmaydi: ular etarlicha kuchli va juda qimmat emas. Ammo ular boshqa texnik xususiyatlarga ega bo'lib, ular muhim texnik muammolarni nisbatan past moddiy xarajatlar bilan hal qilishga imkon beradi.
Ko'pincha kalay qotishmalari antifriktsiya materiallari yoki sotuvchilar sifatida ishlatiladi. Birinchisi, ishqalanish yo'qotishlarini kamaytirgan holda, mashina va mexanizmlarni tejashga imkon beradi; ikkinchisi metall qismlarga ulanadi.
Antifritsiyali qotishmalardan kalay babbits eng yaxshi xususiyatlarga ega, qalayning 90% gacha. Qo'rg'oshin-qalayni yumshoq va eriydigan sotuvchilar ko'pgina metallarning sirtini yaxshi namlaydi, yuqori egiluvchanlik va charchoq qarshilikka ega. Biroq, sotuvchilarning o'zlarining mexanik kuchi etarli emasligi sababli ularning ko'lami cheklangan.
Kalay, shuningdek, bosma qotishma garth tarkibiga kiradi. Va nihoyat, kalay asosidagi qotishmalar elektrotexnika uchun juda zarurdir, elektrokapasitorlar uchun eng muhim material stanol bo'lib, u deyarli toza sof qalay bo'lib, yupqa qatlamga aylantiriladi (stanoldagi boshqa metallarning ulushi 5% dan oshmaydi).
Aytganday, ko'p qalay qotishmalari 50-elementning boshqa metallar bilan haqiqiy kimyoviy birikmalaridir. Rafting, qalay kaltsiy, magniy, tsirkonyum, titan va ko'plab noyob tuproq elementlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ushbu jarayon davomida hosil bo'lgan birikmalar ancha yuqori refrakterlik bilan ajralib turadi. Shunday qilib, tsirkonyum stanidi Zr 3 Sn 2 faqat 1985 ° S da eriydi va nafaqat tsirkonyumning refraktsionligi, balki qotishma tabiati, uning tarkibiy moddalari orasidagi kimyoviy bog'lanish ham "aybdor". Yoki boshqa bir misol. Magniyni o'tga tutash metall deb tasniflash mumkin emas, 651 ° S esa erish erishdan ancha uzoqdir. Kalay yanada past haroratda eriydi - 232 ° S va ularning qotishmasi - Mg2Sn aralashmasi 778 ° S ga erish nuqtasiga ega.
50-sonli element juda ko'p miqdordagi qotishmalarni hosil qilishi bizni dunyodagi qalayning atigi 7% kimyoviy birikmalar shaklida iste'mol qilinadi degan fikrni tanqid qilishga majbur qiladi. Ko'rinishidan, biz faqat metall bo'lmagan birikmalar haqida gapirayapmiz.

Metall bo'lmagan birikmalar

Ushbu moddalardan xloridlar katta ahamiyatga ega. SnCl 4 kalay tetrakloridida yod, fosfor, oltingugurt va ko'plab organik moddalar eritiladi. Shuning uchun ular uni asosan juda o'ziga xos hal qiluvchi sifatida ishlatadilar. Kalay diklorid SnCl 2 bo'yash uchun maysa sifatida va organik bo'yoqlar sintezida kamaytiruvchi vosita sifatida ishlatiladi. To'qimachilik sanoatida yana bir element - 50-element - natriy stanat Na 2 Sn0 3 uchun ham xuddi shunday vazifalarni bajaradi. Bundan tashqari, uning yordami bilan ipakni og'irroq qiling.
Sanoat qalay oksidlaridan cheklangan darajada foydalanadi. SnO yoqut oynalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, va Sn0 2 - oq sir. Olyv disulfid SnS 2 ning oltin-sariq rangli kristallari ko'pincha "zargarlangan" yog'och, gipsli oltin barglar deb nomlanadi. Bu, aytganda, qalay birikmalaridan eng zamonaviy "anti-anti" foydalanish hisoblanadi. Va eng zamonaviymi?
Agar biz faqat kalay birikmalarini yodda tutsak, bu BaSn0 3 bariy stanatidan radiotexnikada zo'r dielektrik sifatida foydalanish. Kalay izotoplaridan biri il9Sn Mossbauer effektini o'rganishda muhim rol o'ynadi, buning natijasida yangi tadqiqot usuli - gamma-rezonans spektroskopiyasi yaratildi. Va bu qadimiy metall zamonaviy fanga xizmat qilgan yagona holat emas.
Kulrang qalay misolida - 50-sonli modifikatsiyaning biri - yarimo'tkazgich materialining xossalari va kimyoviy tabiati o'rtasida aloqa mavjud edi va, aftidan, kulrang qalayni yaxshi so'z bilan yodda tutadigan yagona narsa: bu yaxshilikdan ko'ra ko'proq zarar keltirdi. 50-elementning bunday o'zgarishiga yana bir katta va muhim kalay birikmalari guruhi haqidagi hikoyadan keyin qaytamiz.

Kalay organiklari haqida

Organoelement aralashmalari, ularning ichida qalay bor, ularning ko'pi ma'lum. Ulardan birinchisi 1852 yilda olingan.
Dastlab, ushbu sinfdagi moddalar faqat bitta usulda - noorganik qalay birikmalari va Grignard reagentlari o'rtasidagi almashinish reaktsiyasida olingan. Mana bunday reaktsiyaning namunasi:
SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl (R bu uglevodorod radikalidir, X esa halogendir).
SnR4 tarkibidagi aralashmalar keng qo'llanilmagan. Ammo ulardan boshqa organotin moddalari olinganligi, ulardan foydalanish shubhasizdir.

Qalay organiga qiziqish birinchi marta birinchi jahon urushi yillarida paydo bo'lgan. O'sha paytda olingan deyarli barcha organik birikmalar zaharli bo'lgan. Ushbu birikmalar zaharli moddalar sifatida ishlatilmadi, keyinchalik ular hasharotlarga, mog'orlarga, zararli mikroblarga zaharliligi uchun ishlatilgan. Trifeniltin asetat (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 asosida kartoshka va qand lavlagi qo'ziqorin kasalliklariga qarshi samarali dori yaratildi. Ushbu dori yana bir foydali xususiyatga aylandi: bu o'simliklarning o'sishi va rivojlanishiga turtki bo'ldi.
Pulpa va qog'oz sanoatining apparatlarida paydo bo'ladigan qo'ziqorinlarga qarshi kurashish uchun yana bir modda - tributiltin gidroksidi (C 4 H 9) zSnOH ishlatiladi. Bu apparat ishini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Dibutiltin (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 ko'plab "kasblarga" ega. U veterinariya amaliyotida gelmintlarga (qurtlarga) qarshi vosita sifatida ishlatiladi. Xuddi shu modda polivinilxlorid va boshqa polimer materiallarning stabilizatori va katalizator sifatida kimyo sanoatida keng qo'llaniladi. Tezlik
bunday katalizator ishtirokida uretan (poliuretan kauchuklari monomerlari) hosil bo'lish reaktsiyasi 37 ming marta oshadi.
Organotin birikmalari asosida samarali insektitsidlar yaratildi; Organotinli ko'zoynaklar rentgen nurlanishidan ishonchli himoya qiladi, kemalarning suv osti qismlari polimer qo'rg'oshin va organotin bo'yoqlari bilan qoplangan, shunda mollyuskalar o'smaydi.
Bularning barchasi tetravalent kalayning birikmalaridir. Maqolaning cheklangan doirasi bizga ushbu sinfning boshqa ko'plab foydali moddalari haqida gapirishga imkon bermaydi.
Divalent qalayning organik birikmalari, aksincha, juda oz va deyarli amaliy qo'llanilmaydi.

Kulrang qalay haqida

1916 yil sovuq qishda, Uzoq Sharqdan Rossiyaning Evropa qismiga kalayning bir qismi temir yo'l orqali jo'natildi. Ammo kumush-oq ingotlar kelmadi, lekin asosan nozik kulrang kukun.
To'rt yil oldin qutbiy tadqiqotchi Robert Skottning ekspeditsiyasi bilan falokat yuz berdi. Janubiy qutb tomon yo'l olgan ekspeditsiya yoqilg'isiz qoldi: u temir idishlardan qalay bilan lehimli choklar orqali oqib chiqardi.
Xuddi shu yillarda, taniqli rus kimyogari V.V. Markovnikovdan komissarlikdan Rossiya armiyasi bilan ta'minlangan konservalangan choynaklar nima bo'lganini tushuntirishni so'rashdi. Laboratoriyaga yaxshi misol sifatida keltirilgan choynak kulrang dog'lar va o'simtalar bilan qoplangan edi, ular hatto qo'l bilan engil urilganda ham qulab tushdi. Tahlil shuni ko'rsatdiki, chang va o'sish har qanday aralashmalarsiz faqat qalaydan iborat.

Bu barcha holatlarda metall bilan nima sodir bo'ldi?
Boshqa ko'plab elementlar singari, qalay ham bir necha allotropik modifikatsiyaga ega, bir nechta holatlar. ("Allotropiya" so'zi yunon tilidan "boshqa xususiyat", "boshqa burilish" deb tarjima qilingan) Oddiy ortiqcha haroratda, qalay hech kim uning metall sinfiga tegishli ekanligiga shubha qilmasligi uchun ko'rinadi.
Oq metall, egiluvchan. Oq qalay kristallari (beta qalay deb ham ataladi) tetragonaldir. Elementar kristall panjara chetlarining uzunligi 5,82 va 3,18 A ni tashkil qiladi, ammo 13,2 ° C dan past haroratda qalayning "normal" holati boshqacha bo'ladi. Ushbu harorat chegarasiga yetishi bilan, qalay quyiladigan inshootning kristal tuzilishida qayta qurish boshlanadi. Oq qalay kukunli kulga yoki alfa qalayga aylanadi va harorat qancha past bo'lsa, bu konvertatsiya tezligi shuncha yuqori bo'ladi. Bu minus 39 ° C darajasida maksimal darajaga etadi.
Kulrang qalay kubik konfiguratsiyasining kristallari; ularning birlik hujayralari kattaroqroq - qovurg'a uzunligi 6,49 A ga teng, shuning uchun kulrang qalayning zichligi oq rangga qaraganda sezilarli darajada past: mos ravishda 5,76 va 7,3 g / sm3.
Oq qalayni kul rangga aylantirishning natijasi ba'zida "qalay vabosi" deb nomlanadi. Armiya dummiesidagi dog'lar va o'sishlar, qalay chang bilan ishlaydigan mashinalar, suyuqliklarga o'tadigan tikuvlar - bu "kasallik" ning oqibatlari.
Nega hozir bunday voqealar sodir bo'lmaydi? Faqat bitta sababga ko'ra: qalay vabosi "davolanishga" o'rganildi. Uning fizik va kimyoviy tabiati aniqlandi, ma'lum qo'shimchalarning metallni "vabo" ga sezuvchanligiga qanday ta'sir qilishi aniqlandi. Ma'lum bo'lishicha, alyuminiy va rux bu jarayonga yordam beradi va vismut, qo'rg'oshin va surma, aksincha, unga qarshi kurashadi.
Oq va kul rang qalaydan tashqari, 50-elementning yana bir allotropik modifikatsiyasi - 161 ° S dan yuqori haroratda turg'un bo'lgan gamma-qalay topildi. Bunday qalayning ajralib turadigan xususiyati mo'rtlikdir. Barcha metallar singari, harorat oshib borar ekan, qalay ko'proq plastik bo'ladi, lekin faqat 161 ° S dan pastroq haroratda, u gamma-qalayga aylanib, plastiklikni to'liq yo'qotadi va shu qadar mo'rt bo'lib qoladiki, uni maydalash mumkin.

Hammom etishmasligi haqida yana bir bor

Ko'pincha elementlar haqidagi maqolalar muallifning "qahramoni" kelajagi haqida gapirish bilan yakunlanadi. Qoida tariqasida, u pushti rangda chizilgan. Qalay haqida maqola muallifi bunday imkoniyatdan mahrum: qalay - metallning kelajagi shubhasiz, eng foydali - noaniq. Bu faqat bitta sababga ko'ra aniq emas.
Bir necha yillar davomida Amerika konchilik byurosi hisob-kitobni nashr etdi, shundan so'ng 50-sonli elementning qidirib topilgan zaxiralari butun dunyo 35 yil davom etadi. To'g'ri, bundan keyin bir nechta yangi konlar topildi, shu jumladan Polshada Xalq respublikasi hududida joylashgan Evropadagi eng yirik konlar. Shunga qaramay, qalay tanqisligi mutaxassislarni tashvishga solmoqda.
Shuning uchun, 50-sonli element haqidagi hikoyani yakunlab, biz qalayni saqlash va himoya qilish zarurligini yana bir bor eslatib o'tmoqchimiz.
Ushbu metallning yo'qligi hatto adabiyot klassikalarini ham tashvishga solgan. Anderseni eslaysizmi? "Yigirma to'rt askar bir xil edi va yigirma beshinchi askar bir oyoqli edi. U oxirgi marta tashlandi, ammo qalay yo'q edi ». Endi qalay ozgina emas. Ajablanarli joyi yo'q, hatto ikki barmoqli qalay askarlari ham kamdan-kam holatlarga aylanishdi - plastmassa buyumlar ko'proq uchraydi. Ammo polimerlarga nisbatan hurmat bilan ular har doim qalayni almashtira olmaydi.
ISOTOPLAR. Kalay eng "izotopik" elementlardan biridir: tabiiy qalay o'nta izotopdan iborat, massasi 112, 114-120, 122 va 124. Ularning eng keng tarqalgani i20Sn bo'lib, u butun er osti qalayining 33 foizini tashkil qiladi. 50-elementning kam uchraydigan izotopi-115 dan kalaydan deyarli 100 baravar kam.
Massasi 108-111, 113, 121, 123, 125-132 gacha bo'lgan yana 15 kalay izotoplari sun'iy ravishda olinadi. Ushbu izotoplarning umri bir xil emas. Shunday qilib, kalay-123 ning yarim parchalanish davri 136 kun, qalay-132 atigi 2,2 minut.

NEGA bronza chaqirilgan? "Bronza" so'zi ko'plab Evropa tillarida deyarli bir xil tovushlarni aytadi. Uning kelib chiqishi Adriatik dengizi qirg'og'ida joylashgan kichik Italiya porti - Brindisi nomi bilan bog'liq. Aynan shu port orqali bronza Evropaga antik davrlarda etkazib berilgan va qadimgi Rimda bu qotishma "es brindisi" - Brindisidan mis deb nomlangan.
INVENTORNING Shon-sharafida. Lotin frictio so'zi ishqalanishni anglatadi. Shuning uchun anti-ishqalanish materiallari, ya'ni anti-trepium materiallari. Ular juda ko'p eskirmaydi, yumshoq va egiluvchan. Ularning asosiy qo'llanilishi rulman chig'anoqlarini ishlab chiqarishdir. Qalay va qo'rg'oshin asosidagi antifritsion qotishma 1839 yilda muhandis Babbitt tomonidan taklif qilingan. Shuning uchun katta va juda muhim antifrizion qotishmalar guruhi - babbits.
KENGAYTIRISH uchun jKECTb. Frantsuz oshpazi f tomonidan birinchi bo'lib kalay bilan qoplangan qalay qutilarida konservalash orqali oziq-ovqat mahsulotlarini uzoq muddatli saqlash usuli taklif qilindi. 1809 yilda yuqori
OCEANNING BOSHQARMASIDAN. 1976 yilda g'ayrioddiy korxona ishlay boshladi, u REP deb qisqartirildi. U quyidagicha shifrlangan: razvedka va foydalanish korxonasi. U asosan kemalarda joylashgan. Arktika doirasidan tashqarida, Laptev dengizida, Vankina ko'rfazi hududida, REP dengiz tubidan qalay qumini chiqaradi. Bu erda kemalardan birining bortida boyitish fabrikasi ishlaydi.
DUNYO MAHSULOTLARI. Amerikalik ma'lumotlarga ko'ra, o'tgan asr oxirida global kalay ishlab chiqarish 174-180 ming tonnani tashkil etdi.

Nomiga qaramay - "bardoshli", ammo bu kuchli metallarga taalluqli emas. Har qanday qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalarni ishlab chiqarish uchun foydalanish juda engil va egiluvchan. Nisbatan past haroratda egiluvchanlik va egiluvchanlik moddani tegishli sohada juda mashhur qiladi. Qalayni qanday ishlatishingiz mumkin, uni qanday qilib lehimlash uchun sotib olish mumkin, sotuvchilar buni qanday qilishlari mumkin - bularning barchasi va yana ko'p narsalar haqida ushbu maqoladan bilib olasiz.

Qotishmalar

Zamonaviy xalq xo'jaligida, mutlaq ko'p hollarda, bu qalay emas, balki uning turli xil qotishmalari.

Eng qadimgi va taniqli foydalanish sohasi, ya'ni qalay. Bu nafaqat mukammal estetik fazilatlarga ega, balki mukammal texnik xususiyatlarga ham ega: aşınmaya bardoshli, korroziyaga duch kelmaydi va hokazo. Xo'sh, qotishmaning go'zalligi juda qadimgi vaqtlarda qadrlangan edi: endi uni ranglar va yorqinliklar boyligi jalb qiladi.

Ikkinchi eng mashhur foydalanish sotuvchilar. Bu kumush, mis, shuningdek kadmiy yoki vismut. Ushbu qotishmaning o'ziga xos xususiyati uning past erish nuqtasi, boshqa metallar bilan bog'lanish qobiliyati va bunday birikmalarning yuqori kuchliligi. Sotuvchilarning yordami bilan juda ko'p turli xil metall qismlar bir-biriga bog'langan, ular bir-biriga ulanishi mumkin emas, masalan, juda ko'p erish nuqtalari tufayli. Ba'zida toza qalay sotuvchilar ham ishlatiladi.

Lehimning xususiyatlari u tomonidan belgilanadi. An'anaga ko'ra, u radio va elektrotexnika sohasida qo'llaniladi. Ammo 30% qalay va 70% qo'rg'oshin qotishmasi juda keng miqyosda qotishga ega. Ushbu belgi har xil turdagi quvurlarni lehimlashda qo'llaniladi.

Va qalayning o'zi, va kalay-qo'rg'oshin qotishmalari metallga yaxshi yopishadi. Va shuning uchun ikkalasi ham mahsulotlarni korroziyadan himoya qilish va ularga jozibali ko'rinish berish uchun qismlarni tashqi qoplash uchun ishlatiladi. Ob'ektni eritilgan hammomga botirish yoki suvli eritmalardan elektrolitik usul bilan qatlam qo'llaniladi.
Yana bir mashhur qalay, surma va mis qotishmasi o'zining ishqalanishga qarshi xususiyatlari bilan mashhur. Bunday kompozitsiyalar - babbits, ularning harakatlanishini kamaytirish uchun turli xil harakatlanuvchi qismlarni qoplash uchun ishlatiladi.
Qo'rg'oshin va surma bilan metall qotishmasi tipografik shriftlarni ishlab chiqarishda foydalaniladi. Uning kuchi va charchoqqa chidamliligi uzoq vaqt davomida bir xil to'plamdan foydalanishga imkon beradi.
Boshqa noodatiy foydalanish qo'rg'oshinli metall birikmalar - organ quvurlari. Kalay ma'lum bo'lgan eng tonna rezonansli metalldir. Qotishmada uning miqdori trubaning ohangini aniqlaydi.

Kalayni ishlatish haqida ushbu video quyidagilarni aytib beradi:

Mustaqil modda

Kalay, shuningdek, mustaqil moddani etkazib berish uchun ishlatiladi - ulushi 97–99% gacha.

Qalay kabi sof metallarning deyarli yarmi bankalarni qoplaydi. Taniqli qalay buyumlari bu qalayning nozik bir qatlami bilan qoplangan po'latdan yasalgan buyumdir - 0,4 mikron. Ikkinchisi mukammal korroziyadan himoya qiladi.
Ko'plab turli xil oziq-ovqat idishlari va hatto idish-tovoq qalaydan tayyorlanadi, chunki metall juda gigienik xususiyatlarga ega va qo'rg'oshin bilan qotishma bo'lgan o'rta asrlardagi "akasi" dan farqli o'laroq xavfsizdir. Ushbu engil kumush metalldan tayyorlangan idishlar juda chiroyli. Bundan tashqari, moddaning yuqori moslashuvchanligi va egiluvchanligi nafaqat kostryulkalar va plitalarni shtamplash, balki xizmat ko'rsatish uchun juda zo'r buyumlarni ishlab chiqarish imkonini beradi. Shunga ko'ra, qalaydan tayyorlangan sovg'alar mashhur.
Zo'r antikorozif xususiyatlarga ega bo'lganligi sababli, kalay quvur liniyasini ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi. Bu fazilatlar ichimlik suvi ta'minoti tizimini tashkil qilishda ayniqsa qadrlidir. To'g'ri, ular keng tarqalishga erishmaydilar, chunki material juda qimmat va eng muhimi, qurilish bozorida kam.

Quyida mikrosxemalar ishlab chiqarish va mahsulotlarni tayyorlash uchun kalayning issiqligi, darajasi, o'ziga xos eritish harorati, oq, kul, xlor, suyuq qalaydan sanoat foydalanish xususiyatlari va uning xususiyatlari haqida quyida aytib o'tiladi.

Qurilishda metalldan foydalanish

Kam quvvat va qattiqlik qurilish sanoatida qalayni ishlatishni sezilarli darajada cheklaydi. Va metall bilan ishlangan ko'p qotishmalar mutlaqo boshqa xususiyatlarga ega.

Biroq, bu sohada modda o'z joyini topdi.

Pewter bronza

Kalay qotishma c - bu eng yaxshi ma'lum bo'lgan metall ishlatilishi, kalaydan tashqari. Kalay juda yaxshi antifritsion xususiyatlarga ega, korroziyaga chidamli, gigienik va sovuqdan qo'rqmaydi. Bundan tashqari, material tashqi ko'rinishda juda jozibali va etkazib berish qobiliyatiga ega.

Ushbu xususiyatlar qalay qotishma hajmini aniqlaydi.

Quvur liniyasi - yuqori haroratga va juda past siqilishlarga qarshilik - 1% dan kam, har qanday quvur liniyasi uchun bronza quvurlardan foydalanishni aniqlang: issiq va sovuq suv ta'minoti, isitish va boshqalar. Materialning korroziyaga moyil emasligi sababli, u juda bardoshlidir: bronza quvuri (chalkashtirmaslik kerak) asrlar davomida ishlab chiqilgan. Bundan tashqari, parvarish qilish ancha oson. Vaqt o'tishi bilan uning ko'rinishi yanada jozibador bo'lib qoladi: to'g'ri qora patina hatto oddiy quvnoq nafislikni beradi, material o'z xususiyatlarini yo'qotmaydi va material, masalan, po'lat kabi elektr energiyasini to'plamaydi.
Santexnika - vannalar, yuvinish xonalari, hojatxonalar bu qotishmadan nafaqat o'z vazifalarini "halol" bajarishadi, ya'ni ular mukammal gigienik xususiyatlarga ega bardoshli ob'ektlardir, ular ko'pincha juda chiroyli. Bronzaning noaniqligi hammomni badiiy asarga aylantirishga imkon beradi.
Xuddi shu narsa ketadi kichik hammom aksessuarlari, hammom yoki oshxona. Bronza kranlari, sug'orish qutilari, ko'mir qafaslari, isitiladigan sochiq relslari va boshqalar har qanday interyerga hashamatli ko'rinish beradi.
Boshqa turdagi aksessuarlar - tutqichlar, qulflar, eshik menteşalari va hatto parda halqalari, klassik uslubning juda nozik tegishidir.
Zinapoya va panjara - Balki turar-joy binosida bronzadan foydalanish eng ajoyib, chunki u nisbatan katta maydonga ega. Soxta yoki quyma bronza panjaralar - bu ichki makonni nafaqat noyob, balki juda hashamatli va oqlangan qilishning usuli.
va uy-ro'zg'or buyumlarimetalldan yasalgan bo'lishi mumkin - ilmoqlar, skameykalar, ushlagichlar, oyna ramkalari va boshqalar. Bronzadan yasalgan bu buyumlar har qanday uyning va har qanday uslubdagi bezakdir.

Ushbu video sizda lehim uchun kalay bo'lmasa, nima qilish kerakligini aytadi:

Uy anjomlari

Kalay qandillar, krujkalar ushlagichlari, tugmalar va askarlar Yozga kirib bordi. Bugungi kunda sof qalay, oldingi asrlarga qaraganda ancha past narxga qaramay, undan kamroq foydalanadi, chunki u arzonroq va arzonroq qotishmalar bilan almashtiriladi.

Biroq, retro uslublarni sevuvchilar va endi ichki makonni bezash uchun kalay mahsulotini topa olishmaydi.

Pewter uskunasi - asosan eshik tutqichlari, garchi boshqa mahsulotlarni topish mumkin. Bronza yoki qalay bilan taqqoslaganda, u yanada kamtarroq ko'rinadi va yorqinligi pastroq. Biroq, mamlakat yoki ingliz uslubi uchun bu fazilatdir. Xo'sh, materialning yuqori egiluvchanligi uning yumshoqligini sezilarli darajada qoplaydi.
Pewter - "Bunday mazali suv" dan eng oddiy "bobo" krujkasidan tortib, ajoyib idishlargacha. Kalay idishlari oqlangan va har qanday yashash xonasi uchun sharaf bo'ladi. Va qalay shirin qoshiqlari to'plami bilan, siz hozir ham antikani sevadigan odamni hayratda qoldirishingiz mumkin.
So'nggi asrda, muhrlangan shtamplar keng qo'llanilgan. pewter ko'cha chiroqlari. Ular allaqachon foydalanishni to'xtatgan, ammo har xil turdagi kalay lampalar - qandillardan tortib, oddiy stolchalarga qadar hali ham ishlab chiqarilmoqda.

Kalay bu noyob metaldir, asosan bronza tarkibiy qismi sifatida tanilgan va men uni qurilishda va kundalik hayotda bronza qotishmasi sifatida topdim. Biroq, kalay maishiy buyumlar va idishlar endi oshxonaning bezakidir.

Kichkina qalaylarni o'zingiz yasashga qaror qildingizmi? Keyin ushbu videoni tomosha qiling:

Arxeologik qazishmalar natijalari shundan guvohlik beradiki, miloddan avvalgi besh ming yillikda ham odamlar qalayni o'zi eritishga muvaffaq bo'lishgan. Ma'lumki, qadimgi misrliklar Forsdan bronza olish uchun qalay olib yurishgan.

"Tuzoq" nomi bilan bu metall qadimgi hind adabiyotida tasvirlangan. Kalay stannumining lotincha nomi sanskrit tilidan "yuz", ya'ni "qattiq" degan ma'noni anglatadi.

Qalay haqida eslatma Gomerda ham uchraydi. Miloddan avvalgi o'n asrlar davomida Finikiyaliklar Britaniya orollaridan kalay rudalarini etkazib berishgan, keyinchalik u Kassiteridlar deb atalgan. Demak kassiterit - qalay minerallarining eng muhimlari; uning tarkibi SnO 2. Yana bir muhim mineral - bu stanin yoki qalay pirit, Cu 2 FeSnS 4. 50-elementning qolgan 14 ta minerallari kamroq tarqalgan va sanoat ahamiyatiga ega emas. Aytgancha, ota-bobolarimiz bizdan ko'ra boyroq kalay rudalariga ega edilar. Tabiiy erishi va tanlab eritmaga o'tkazish jarayonida metallarni to'g'ridan-to'g'ri er yuzasida joylashgan rudalardan eritib olish mumkin edi. Hozirda bunday rudalar endi yo'q. Zamonaviy sharoitda qalayni olish jarayoni ko'p bosqichli va ko'p vaqt talab etadi. Xozirgi kunda qalay erigan rudalar tarkibi murakkab: 50-elementdan tashqari (oksid yoki sulfid shaklida), odatda kremniy, temir, qo'rg'oshin, mis, rux, mishyak, alyuminiy, kaltsiy, volfram va boshqa elementlarni o'z ichiga oladi. Amaldagi qalay rudalari kamdan-kam hollarda 1% Sn dan ko'proq, va changlatuvchilar - undan kam: 0,01 ... 0,02% Sn. Bu shuni anglatadiki, bir kilogramm qalay olish uchun kamida bir tsentner rudani qazib olish va qayta ishlash kerak.

Rudalardan qalayni qanday olish mumkin

Olingan kalay konsentratining tarkibi xom ashyoga, shuningdek ushbu kontsentratning qay tarzda olinganiga bog'liq. Undagi qalay miqdori 40 dan 70% gacha. Konsentrat o'choqqa yuboriladi (600 ... 700 ° S haroratda), undan mishyak va oltingugurtning nisbatan uchuvchan aralashmalari olinadi. Yonib bo'lgandan keyin temir, сурьma, vismut va boshqa metallarning ko'p qismi allaqachon xlorid kislotasi bilan eritilgan. Bu bajarilgandan so'ng, qalayni kislorod va kremniydan ajratish qoladi. Shu sababli, qo'pol qalayni ishlab chiqarishning so'nggi bosqichi aks ettiruvchi yoki elektr pechlarda ko'mir va fluxlar bilan eritishdir. Fizik-kimyoviy nuqtai nazardan, bu jarayon portlash o'chog'iga o'xshaydi: uglerod qalaydan kislorodni "tortib oladi" va fluxlar kremniy dioksidini cürufga aylantiradi, bu metall bilan taqqoslaganda engilroq.

Qalin qalayda hali ham juda ko'p iflosliklar mavjud: 5 ... 8%. Yuqori navli metallarni olish uchun (96,5 ... 99.9% Sn), olov yoki kamroq, elektrolitik tozalash ishlatiladi. Yarimo'tkazgichlar sanoatida zarur bo'lgan oltita to'rdan iborat qalay - 99.99985% Sn - asosan zonalarni eritish usuli bilan olinadi.

Boshqa manba

Bir kilogramm qalayni olish uchun bir sentner rudani qayta ishlash kerak emas. Siz boshqa yo'l bilan qilishingiz mumkin: "eski" 2000 eski qutilarni.

Har bir idishga atigi yarim gramm qalay tushadi. Ammo ishlab chiqarish ko'lamiga ko'paytirilsa, bu yarim gramm o'nlab tonnalarga aylanadi ... Kapitalistik mamlakatlar sanoatida "ikkinchi darajali" qalayning ulushi umumiy ishlab chiqarishning uchdan bir qismini tashkil qiladi. Mamlakatimizda yuzga yaqin kalayni qayta ishlovchi sanoat korxonalari faoliyat ko'rsatmoqda.

Qalay qalaydan qanday chiqariladi? Buni mexanik usul bilan amalga oshirish deyarli mumkin emas, shuning uchun ular temir va qalayning kimyoviy xususiyatlaridagi farqni ishlatadilar. Ko'pincha kalay gazsimon xlor bilan ishlov beriladi. Namlik bo'lmaganda temir u bilan reaksiyaga kirishmaydi. Kalay xlor bilan juda oson birikadi. Chekadigan suyuqlik hosil bo'ladi - SnCl 4 xlor qalayi, u kimyoviy va to'qimachilik sanoatida ishlatiladi yoki undan metall qalay olish uchun elektroliz xujayralariga yuboriladi. Va yana "dovul" boshlanadi: po'lat choyshablar bu qalay bilan qoplanadi, ular tunuka oladilar. Banklar undan tayyorlanadi, bankalar oziq-ovqat bilan to'ldiriladi va muhrlanadi. Keyin ular ochiladi, konservalangan ovqatni iste'mol qilishadi, banklar uni tashlab yuborishadi. Va keyin ular (barchasi ham, afsuski) yana "ikkinchi darajali" qalay o'simliklariga boradilar.

Boshqa elementlar tabiatda o'simliklar, mikroorganizmlar va boshqalar ishtirokida aylanadi. Kalay tsikli - bu inson qo'llarining ishi.

Qotishmalarda qalay

Texnik boshqa kalay qotishmalariga ham muhtoj. To'g'ri, ular strukturaviy materiallar sifatida deyarli ishlatilmaydi: ular etarlicha kuchli va juda qimmat emas. Ammo ular boshqa texnik xususiyatlarga ega bo'lib, ular muhim texnik muammolarni nisbatan past moddiy xarajatlar bilan hal qilishga imkon beradi.

Ko'pincha kalay qotishmalari antifriktsiya materiallari yoki sotuvchilar sifatida ishlatiladi. Birinchisi, ishqalanish yo'qotishlarini kamaytirgan holda, mashina va mexanizmlarni tejashga imkon beradi; ikkinchisi metall qismlarga ulanadi.

Barcha antifritsion qotishmalardan kalay babbitslar eng yaxshi xususiyatlarga ega, ularning tarkibida 90% gacha qalay mavjud. Qo'rg'oshin-qalayni yumshoq va eriydigan sotuvchilar ko'pgina metallarning sirtini yaxshi namlaydi, yuqori egiluvchanlik va charchoq qarshilikka ega. Biroq, sotuvchilarning o'zlarining mexanik kuchi etarli emasligi sababli ularning ko'lami cheklangan.

Kalay, shuningdek, bosma qotishma garth tarkibiga kiradi. Va nihoyat, kalayga asoslangan qotishmalar elektrotexnika uchun juda zarurdir. Elektrokaportizatorlar uchun eng muhim material stanioldir; bu yupqa qatlamga aylantirilgan deyarli toza qalay (stanoldagi boshqa metallarning ulushi 5% dan oshmaydi).

Aytgancha, ko'p kalay qotishmalari boshqa elementlar bilan 50-elementning haqiqiy kimyoviy birikmalaridir. Rafting, qalay kaltsiy, magniy, tsirkonyum, titan va ko'plab noyob tuproq elementlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ushbu jarayon davomida hosil bo'lgan birikmalar ancha yuqori refrakterlik bilan ajralib turadi. Shunday qilib, zirkonyum stanidi Zr 3 Sn 2 faqat 1985 ° S da eriydi. Va bu erda "xato" nafaqat tsirkoniyning refraktsionligi, balki qotishma tabiati, uni tashkil etadigan moddalar orasidagi kimyoviy bog'lanishdir. Yoki boshqa bir misol. Magniy o'tga chidamli metall emas; 651 ° S haroratda rekord darajada eriydi. Kalay yanada past haroratda eriydi - 232 ° S. Va ularning qotishmasi - aralash Mg 2 Sn - 778 ° S erish nuqtasiga ega.

50-sonli element juda ko'p miqdordagi qotishmalarni hosil qilishi bizni dunyoda ishlab chiqarilgan qalayning atigi 7 foizi kimyoviy birikmalar shaklida iste'mol qilinadi degan fikrni tanqid qilishga majbur qiladi (Qisqa kimyoviy entsiklopediya, 3-jild, 739-bet). Ko'rinishidan, biz faqat metall bo'lmagan birikmalar haqida gapirayapmiz.

Metall bo'lmagan birikmalar

Sanoat qalay oksidlaridan cheklangan darajada foydalanadi. SnO yoqut oynalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, va SnO 2 - oq sir. SnS 2 disulfidli qalayning sariq sariq kristallari ko'pincha o'tinni, gipsni "yaltiratgan" oltin barg deb atashadi. Bu, aytganda, qalay birikmalaridan eng zamonaviy "anti-anti" foydalanish hisoblanadi. Va eng zamonaviymi?

Agar biz faqat kalay birikmalarini yodda tutsak, bu BaSnO 3 bariy stannatidan radiotexnika sohasida mukammal dielektrik sifatida foydalanish. Kalay izotoplaridan biri bo'lgan 119 Sn Mossbauer effektini o'rganishda muhim rol o'ynadi, buning natijasida yangi tadqiqot usuli - gamma-rezonans spektroskopiyasi yaratildi. Va bu qadimiy metall zamonaviy fanga xizmat qilgan yagona holat emas.

Kulrang qalay misolida - 50-sonli modifikatsiyaning biri - yarimo'tkazgich materialining xususiyatlari va kimyoviy tabiati o'rtasida bog'liqlik topildi. Va, shubhasiz, kulrang qalayni yaxshi so'z bilan eslab qolishning yagona sababi: bu ko'proq zarar keltirdi, ko'proq foyda keltirdi. 50-elementning bunday o'zgarishiga yana bir katta va muhim kalay birikmalari guruhi haqidagi hikoyadan keyin qaytamiz.

Kalay organiklari haqida

Organoelement aralashmalari, ularning ichida qalay bor, ularning ko'pi ma'lum. Ulardan birinchisi 1852 yilda olingan.

Dastlab, ushbu sinfdagi moddalar faqat bitta usulda - noorganik qalay birikmalari va Grignard reagentlari o'rtasidagi almashinish reaktsiyasida olingan. Mana bunday reaktsiyaning namunasi:

SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl

(R bu uglevodorod radikalidir, X - bu halogen).

SnR 4 ning aralashmalari keng amaliy qo'llanmani topa olmadi. Ammo ulardan boshqa organotin moddalari olinganligi, ulardan foydalanish shubhasizdir.

Kalay organikalariga qiziqish birinchi jahon urushi yillarida paydo bo'lgan. O'sha paytda olingan deyarli barcha organik birikmalar zaharli bo'lgan. Ushbu birikmalar zaharli moddalar sifatida ishlatilmadi, keyinchalik ular hasharotlarga, mog'orlarga, zararli mikroblarga zaharliligi uchun ishlatilgan. Trifeniltin asetat (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 asosida kartoshka va qand lavlagi qo'ziqorin kasalliklariga qarshi samarali dori yaratildi. Ushbu dori yana bir foydali xususiyatga aylandi: bu o'simliklarning o'sishi va rivojlanishiga turtki bo'ldi.

Pulpa va qog'oz sanoatining apparatlarida paydo bo'ladigan qo'ziqorinlarga qarshi kurashish uchun yana bir modda - tributiltin gidroksidi (C 4 H 9) 3 SnOH ishlatiladi. Bu apparat ishini sezilarli darajada yaxshilaydi.

Dibutiltin (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 ko'plab "kasblarga" ega. U veterinariya amaliyotida gelmintlarga (qurtlarga) qarshi vosita sifatida ishlatiladi. Xuddi shu modda polivinilxlorid va boshqa polimer materiallarning stabilizatori va katalizator sifatida kimyo sanoatida keng qo'llaniladi. Bunday katalizator ishtirokida uretanlarni (poliuretan kauchuklari monomerlari) hosil bo'lish reaktsiyasi 37 ming marta oshadi.

Organotin birikmalari asosida samarali insektitsidlar yaratildi; Organotinli ko'zoynaklar rentgen nurlanishidan ishonchli himoya qiladi, kemalarning suv osti qismlari polimer qo'rg'oshin va organotin bo'yoqlari bilan qoplangan, shunda mollyuskalar o'smaydi.

Bularning barchasi tetravalent kalayning birikmalaridir. Maqolaning cheklangan doirasi bizga ushbu sinfning boshqa ko'plab foydali moddalari haqida gapirishga imkon bermaydi.

Divalent qalayning organik birikmalari, aksincha, juda oz va deyarli amaliy qo'llanilmaydi.

Kulrang qalay haqida

1916 yil sovuq qishda, Uzoq Sharqdan Rossiyaning Evropa qismiga kalayning bir qismi temir yo'l orqali jo'natildi. Ammo bu kumush-oq ingotlar emas, balki asosan nozik kulrang kukun edi.

To'rt yil oldin qutbiy tadqiqotchi Robert Skottning ekspeditsiyasi bilan falokat yuz berdi. Janubiy qutb tomon yo'l olgan ekspeditsiya yoqilg'isiz qoldi: u temir idishlardan qalay bilan lehimli choklar orqali oqib chiqardi.

Xuddi shu yillarda, taniqli rus kimyogari V.V. Markovnikovdan kvartal ustasidan Rossiya armiyasi bilan ta'minlangan konservalangan choynaklar nima bo'lganini tushuntirishni iltimos qilishdi. Laboratoriyaga yaxshi misol sifatida keltirilgan choynak kulrang dog'lar va o'simtalar bilan qoplangan edi, ular hatto qo'l bilan engil urilganda ham qulab tushdi. Tahlil shuni ko'rsatdiki, chang va o'sish har qanday aralashmalarsiz faqat qalaydan iborat.

Bu barcha holatlarda metall bilan nima sodir bo'ldi?

Boshqa ko'plab elementlar singari, qalay ham bir necha allotropik modifikatsiyaga ega, bir nechta holatlar. ("Allotropiya" so'zi yunon tilidan "boshqa mulk", "boshqa burilish" deb tarjima qilingan.) Oddiy ortiqcha haroratda, qalay hech kim uning metall sinfiga tegishli ekanligiga shubha qilmasligi uchun ko'rinadi.

Oq metall, egiluvchan, egiluvchan. Oq qalay kristallari (beta qalay deb ham ataladi) tetragonaldir. Elementar kristal panjarasining chetlari uzunligi 5,82 va 3,18 18 ni tashkil qiladi. Ammo 13,2 ° C dan past haroratlarda qalayning normal holati boshqacha bo'ladi. Ushbu harorat chegarasiga yetishi bilan, qalay quyiladigan inshootning kristal tuzilishida qayta qurish boshlanadi. Oq qalay kukunli kulga yoki alfa qalayga aylanadi va harorat qancha past bo'lsa, bu konvertatsiya tezligi shuncha yuqori bo'ladi. Bu minus 39 ° C darajasida maksimal darajaga etadi.

Kulrang qalay kubik konfiguratsiyasining kristallari; ularning birlik hujayralari kattaroqroq - qovurg'a uzunligi 6,49 Å. Shuning uchun kulrang qalayning zichligi oq rangdan sezilarli darajada past: mos ravishda 5,76 va 7,3 g / sm 3.

Oq qalayni kul rangga aylantirishning natijasi ba'zida "qalay vabosi" deb nomlanadi. Armiya dummiesidagi dog'lar va o'sishlar, qalay chang bilan ishlaydigan mashinalar, suyuqliklarga o'tadigan tikuvlar - bu "kasallik" ning oqibatlari.

Nega hozir bunday voqealar sodir bo'lmaydi? Faqat bitta sababga ko'ra: qalay vabosi "davolanishga" o'rganildi. Uning fizik va kimyoviy tabiati aniqlandi, ma'lum qo'shimchalarning metallni "vabo" ga sezuvchanligiga qanday ta'sir qilishi aniqlandi. Ma'lum bo'lishicha, alyuminiy va rux bu jarayonga yordam beradi va vismut, qo'rg'oshin va surma, aksincha, unga qarshi kurashadi.

Oq va kul rang qalaydan tashqari, 50-elementning yana bir allotropik modifikatsiyasi - 161 ° S dan yuqori haroratlarda turg'un bo'lgan gamma-qalay topildi. Bunday qalayning ajralib turadigan xususiyati mo'rtlikdir. Barcha metallar singari, harorat oshib borishi bilan, qalay ko'proq plastik bo'ladi, lekin faqat 161 ° C dan past haroratlarda. Keyin u butunlay plastmassani yo'qotadi, gamma-qalayga aylanadi va shu qadar mo'rt bo'lib qoladi, uni kukunga maydalash mumkin.

Yana bir bor tanqislik haqida

Bir necha yil oldin, AQSh kon byurosi hisob-kitoblarni e'lon qildi, shundan so'ng № 50 elementning qidirib topilgan zaxiralari butun dunyo 35 yil davom etadi. To'g'ri, bundan keyin bir nechta yangi konlar topildi, shu jumladan Polshada Xalq respublikasi hududida joylashgan Evropadagi eng yirik konlar. Shunga qaramay, qalay tanqisligi mutaxassislarni tashvishga solmoqda.

Shu sababli, 50-sonli element haqidagi hikoyani yakunlab, biz qalayni saqlash va himoya qilish zarurligini yana bir bor eslatmoqchimiz.

Ushbu metallning yo'qligi hatto adabiyot klassikalarini ham tashvishga solgan. Anderseni eslaysizmi? "Yigirma to'rt askar bir xil edi va yigirma beshinchi askar bir oyoqli edi. U oxirgi marta tashlandi, ammo qalay yo'q edi ». Endi qalay ozgina emas. Ajablanarli joyi yo'q, hatto ikki barmoqli qalay askarlari ham kamdan-kam holatlarga aylanishdi - plastmassa buyumlar ko'proq uchraydi. Ammo polimerlarga nisbatan hurmat bilan ular har doim qalayni almashtira olmaydi.

Izotoplar

Kalay eng ko'p "izotop" elementlardan biridir: tabiiy qalay massasi 112, 114 ... 120, 122 va 124 bo'lgan o'nta izotoplardan iborat. Ularning eng keng tarqalgani 120 Sn bo'lib, u butun Yer kalinasining qariyb 33 foizini tashkil qiladi. Kalay-115 dan deyarli 100 baravar kam - 50-elementning eng kam izotopi. Massasi 108 ... 111, 113, 121, 123, 125 ... 132 bo'lgan yana 15 kalay izotoplari sun'iy ravishda olingan. Ushbu izotoplarning umri bir xil emas. Shunday qilib, kalay-123 ning yarim parchalanish davri 136 kun, qalay-132 atigi 2,2 minut.

Nima uchun bronza bronza deb nomlangan?

"Bronza" so'zi ko'plab Evropa tillarida deyarli bir xil tovushlarni aytadi. Uning kelib chiqishi Adriatik dengizi qirg'og'ida joylashgan kichik Italiya porti - Brindisi nomi bilan bog'liq. Aynan shu port orqali bronza Evropaga antik davrlarda etkazib berilgan va qadimgi Rimda bu qotishma "es brindisi" - Brindisidan mis deb nomlangan.

Ixtirochi sharafiga

Lotin frictio so'zi ishqalanishni anglatadi. Shu sababli anti-ishqalanish materiallari, ya'ni anti-ishqalanish materiallari nomi. Ular juda ko'p eskirmaydi, yumshoq va egiluvchan. Ularning asosiy qo'llanilishi rulman chig'anoqlarini ishlab chiqarishdir. Qalay va qo'rg'oshin asosidagi antifritsion qotishma 1839 yilda muhandis Babbitt tomonidan taklif qilingan. Shuning uchun katta va juda muhim antifrizion qotishmalar guruhi - babbits.

Qalay uchun idish

Kalay bilan qoplangan qalay qutilarida konservalash orqali oziq-ovqat mahsulotlarini uzoq muddatli saqlash usulini birinchi bo'lib 1809 yilda frantsuz oshpazi F. Upper taklif qilgan.

Okean tubidan

1976 yilda g'ayrioddiy korxona ishlay boshladi, u REP deb qisqartirildi. U quyidagicha shifrlangan: razvedka va foydalanish korxonasi. U asosan kemalarda joylashgan. Arktika doirasidan tashqarida, Laptev dengizida, Vankina ko'rfazi hududida, REP dengiz tubidan qalay qumini chiqaradi. Bu erda kemalardan birining bortida boyitish fabrikasi ishlaydi.

Jahon ishlab chiqarishi

Amerikalik ma'lumotlarga ko'ra, 1975 yilda dunyo bo'yicha qalay ishlab chiqarish 174 ... 180 ming tonnani tashkil etdi.

Kalay, atomlarning davriy tizimining 14-guruhiga kiruvchi 50 raqamli engil metalldir. Ushbu element qadimgi davrlarda ma'lum bo'lgan va eng noyob va eng qimmat metallardan biri hisoblangan, shuning uchun Rim imperiyasi va Qadimgi Yunonistonning eng boy aholisi kalay mahsulotlarini sotib olishlari mumkin edi. Miloddan avvalgi uchinchi ming yillikda ishlatilgan qalaydan maxsus bronza yasalgan. Keyin bronza eng bardoshli va ommabop qotishma bo'lgan va qalay nopokliklardan biri bo'lib xizmat qilgan va ikki ming yildan ko'proq vaqt davomida ishlatilgan.

Lotin tilida bu metall "stannum" so'zi deb nomlangan, bu qarshilik va kuch degan ma'noni anglatadi, ammo bu nom ilgari qo'rg'oshin va kumush qotishmasi sifatida belgilangan edi. Faqat IV asrda kalayning o'zi bu so'z deb atala boshlandi. "Kalay" nomining o'zi ko'plab kelib chiqishi versiyalariga ega. Qadimgi Rimda vino idishlari qo'rg'oshindan qilingan. Kalay qadimgi slavyanlar tomonidan ishlatilgan qalay ichimlikni saqlash uchun idishlar ishlab chiqarilgan material bo'lgan deb taxmin qilish mumkin.

Tabiatda bu metal kamdan-kam uchraydi, er qobig'ida tarqalganligi sababli qalay atigi 47-o'rinni egallaydi va kassiteritdan olinadi. qalay toshbu metallning 80 foizini o'z ichiga oladi.

Kassiterit

Sanoat uchun qo'llanma

Kalay toksik bo'lmagan va juda bardoshli metall bo'lgani uchun u boshqa metallar bilan qotishmalarda ishlatiladi. Ko'pincha konserva buyumlari, elektronikada sotuvchilar, shuningdek bronza ishlab chiqarishda konservalar tayyorlashda ishlatiladigan kalay ishlab chiqarishda foydalaniladi.

Kalayning fizik xususiyatlari

Ushbu element kumush parda bilan oq metalldir.

Kulrang va oq qalay

Agar siz qalayni qizdirsangiz, qichqiriq eshitilishi mumkin. Ushbu tovush kristallarning bir-biriga nisbatan ishqalanishi tufayli yuzaga keladi. Bundan tashqari, agar qalayning bir bo'lagi shunchaki egilgan bo'lsa, xarakterli siqilish paydo bo'ladi.

Kalay juda egiluvchan va moyil. Klassik sharoitda bu element "oq qalay" shaklida mavjud bo'lib, uni haroratga qarab o'zgartirish mumkin. Masalan, sovuqda oq qalay kul rangga aylanadi va olmosga o'xshash tuzilishga ega bo'ladi. Aytgancha, kulrang qalay juda mo'rt bo'lib, tom ma'noda bizning ko'zimiz oldida changga aylanadi. Shu munosabat bilan tarixda "qalay vabosi" atamasi ishlatilgan.

Ilgari odamlar qalayning bu xususiyati to'g'risida bilishmagan, shuning uchun undan askarlar uchun tugmachalar va kupalar, shuningdek boshqa foydali narsalar tayyorlanib, ular qisqa vaqt ichida sovuqda kukunga aylangan. Ba'zi tarixchilarning fikriga ko'ra, qalayning bu xususiyati tufayli Napoleon armiyasi jangovar samaradorligi pasaygan.

Kalay olish

Qalayni ishlab chiqarishning asosiy usuli ko'mir, alyuminiy yoki alyuminiy yordamida qalay (IV) oksidi bo'lgan rudadan metallarni kamaytirish hisoblanadi.

SnO₂ + C \u003d Sn + CO₂

Xususan, toza qalay elektrokimyoviy tozalash yoki zonani eritish usuli bilan olinadi.

Kalayning kimyoviy xossalari

Xona haroratida qalay yoki unga juda chidamli. Buning sababi metall yuzasida yupqa oksidi plyonkasi paydo bo'lishi.

Havoda qalay faqat 150 ° C dan yuqori haroratlarda oksidlana boshlaydi:

Sn + O₂ → SnO₂

SnO₂ optik mikroskopi

Agar qalay qizdirilsa, bu element metallarning aksariyati bilan reaksiyaga kirishadi, +4 oksidlanish holati bilan aralashmalar hosil qiladi (bu elementga ko'proq xarakterlidir):

Sn + 2Cl₂ → SnCl₄

Kalay va konsentrlangan xlorid kislotasining o'zaro ta'siri juda sekin kechadi:

Sn + 4HCl → H₂ + H₂

Kalay konsentrlangan sulfat kislota bilan juda sekin reaktsiyaga kirishadi, shu bilan birga u suyultirilgan sulfat kislotaga umuman ta'sir qilmaydi.

Kalayning nitrat kislota bilan reaktsiyasi, bu eritmaning konsentratsiyasiga bog'liq. Reaktsiya oq amorf kukun bo'lgan H₂SnO₃ qalay kislotasi hosil bo'lishi bilan davom etadi:

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

Agar suyultirilgan nitrat kislota bilan aralashtirilsa, bu element kalay nitratining shakllanishi bilan metall xususiyatlarini namoyish etadi:

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

Isitilgan qalay vodorod chiqishi bilan ishqor bilan reaksiyaga kirishishi mumkin:

Sn + 2KOH + 4H₂O \u003d K₂ + 2H₂

Siz xavfsiz va juda chiroyli qalay tajribalarini topasiz.

Kalay oksidlanish holatlari

Oddiy holatda qalayning oksidlanish holati nolga teng. Shuningdek, Sn +2 oksidlanish holatiga ega bo'lishi mumkin: qalay (II) oksidi SnO, SnCl₂, qalay (II) gidroksidi Sn (OH) ₂. +4 oksidlanish holati qalay (IV) oksidi SnO₂, galidlar (IV), masalan, SnCl₄ xlorid, qalay (IV) sulfid SnS₂, qalay (IV) Sn₃N₄ nitritiga xosdir.