Rakenne tina, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Hän tina Se on lohkoon kuuluva metalli p jaksollisesta taulukosta, jonka kemiallinen symboli on SN ja joka sijaitsee ryhmässä 14, hiili. Huolimatta siitä, että se on laajalti käytetty metalli koko ihmiskunnan muinaisista ajoista lähtien, totuus on, että se on maankuoren niukasti metalli (2.3 ppm).

Se on hopea, pehmeä, muodottava ja muokattava metalli. Sen atomismäärä on 50, ja sen hallitsevat tilat tai hapettumisluvut ovat +2 (SN²⁺) ja +4 (SN⁴⁺), Koska se on tinan (II) yhdisteitä, kuten SNCL₂, Hyvät pelkistävät edustajat.

Tina -alotrooppit. Lähde: Zinn_9.JPG: Lähettäjä: käyttäjä: Tomihahndorf.Johdannaistyö: MaterialScientist/CC BY-S (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.0)

Tinalla on symboli SN, joka on latinalaisen sanan "stannum" lyhenne. Tina on vesihyökkäyksen ja ilmaa metallien kestävyys huoneenlämpötilassa; Mutta kuumassa ilmassa muodostaa tindioksidin, snomaa₂.

Korroosion vastustuskyky ja matala sulamispiste on palvellut lukuisia sovelluksia; kuten metallipintojen päällyste ja hitsaus.

Tinalla on kaksi pääollotrooppista muotoa: valkoinen ja kiinteä β -muoto; ja α, harmaa ja normaalisti pölyinen konteksti (hauraita). Siksi β -muoto on eniten käytetty tinasovelluksissa.

Toinen tärkeä tinan ominaisuus on sen kyky olla osa seoksia, joissa on useita metalleja, vanhin on pronssi, kuparinseos ja tina.

[TOC]

Löytö

Tina rakeet. Lähde: Nephronus, CC0, Wikimedia Commonsin kautta

Tina on metalli, joka tunnetaan muinaisista ajoista. Siksi ei tiedetä kuka hänen löytäjä oli; Ja paljon vähemmän, sen löytön vuosi ja paikka.

Pronssi on kupariseos tinalla ja arseenilla. On mahdollista, että tämän seoksen kehittäminen on seurausta arvokkaasta ja tahattomasta tosiasiasta, koska kuparin muodostuivat ensimmäiset pronssikohteet - pronssikaudella - ja vain arseenijäljet ​​- vain arseenijäljet.

Nämä esineet ilmestyivät Lähi -idässä, missä arseeni liittyy kupariin. Mutta arseenin toksisuus osoitettiin alusta alkaen sen korvaavan saavuttamisen₂-A.

Muinaiset kreikkalaiset saivat tinaa merikaupan kautta ja viittasivat tinan lähteeseen "kasteridesina", mikä tarkoittaa "tinasaaria". On mahdollista, että nämä saaret sijaitsivat Cornuellesissa, Ison -Britanniassa tai Espanjassa, missä on suuria tinakerroksia.

Se voi palvella sinua: Vismutti subalikylaatti: rakenne, ominaisuudet, käytöt, vaikutukset

Kemiallinen tinarakenne

Kun on kaksi alotrooppia: valkoinen tina tai β-Sn ja harmaa tina tai a-sn, meillä on kaksi kiteistä rakennetta. Β-SN on tetragonaalista, joka on keskitetty runkoon (BCT), joka on ominaista valkoisen tinan muokattavuudelle.

Samaan aikaan a-SN: n rakenne on timantti; toisin sanoen SN -atomit ovat kytkettyjä muodostaen tetraedraverkkoja ilman metallisidoksen olemassaoloa ollenkaan.

Tina esittelee myös kaksi muuta alotrooppia erilaisissa paine-olosuhteissa (GPA: n järjestyksessä) ja lämpötilassa (yli 161 ºC): σ-SN ja γ-SN.

Elektroninen kokoonpano

Tina lyhennetty elektroninen kokoonpano on seuraava:

[KR] 4d¹⁰ 5s² 5 p²

Kaikkien elektronien lisääminen meillä on yhteensä 14, sama luku, joka vastaa ryhmääsi. Kuitenkin vain 5S- ja 5p -kiertoratojen elektronit ovat niitä, jotka osallistuvat tinan kemiallisiin reaktioihin, koska 4D: n reaktiot eivät ole energisesti saatavilla.

Tinaominaisuudet

Ulkonäkö ja fyysiset ominaisuudet

Tina on pehmeä, taipuisa ja muokattava metalli, joka voi olla kylmä ja kehruu. Sen matala sulamispiste antaa tarttumisen metallien tai seosten, kuten teräksen, kuparin ja seoksen, puhdistamiseen, suojaamalla niitä hapettumiselta.

Kun tinakappale on taitettu, se leikkaa, säteilee tyypillinen ääni, joka tunnetaan nimellä “tina -huuto”, seurauksena kiteiden murskaamisesta.

Tinalla on kaksi allotrooppista muotoa: β ja α. P -muoto vastaa valkoista kiinteää kiinteää ja vastaa tinasovelluksista; Vaikka α -muoto on harmahtava jauhe.

Tinan sijainti jaksollisessa taulukossa. Lähde: Kuva: Daniel Mayer tai GreatPatton ja julkaistu GNU FDL: n ehdolla

Β -muoto esitetään yli 13 lämpötiloissa.2 ºC. Kun lämpötila laskee 13.2 ºC, tina muuttuu β -muodosta a -muotoon. Tämä ilmiö ei ole toivottu, ja sitä vältetään lisäämällä muita metalleja TIN: hen, kuten antimonia tai vismutia, jotka estävät tämän muutoksen ja pidentävät sen käyttöikää.

Tina on ensimmäinen suprajohde, joka tunnetaan alle 3 -lämpötiloissa.72 k.

Atominumero

viisikymmentä

Moolimassa

118.71 g/mol

Sulamispiste

231.93 ºC

Kiehumispiste

2602 ºC

Tiheys

Alotropo β: 7.265 g/cm³

Alotropo α: 5.769 g/cm³

Hapetustilat

Tinalla on useita hapettumistilat: -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4. Suurimmassa osassa niiden yhdisteitä on kuitenkin tina hapettumistilojen kanssa +2 (SN²⁺) ja +4 (SN⁴⁺-A.

Voi palvella sinua: orgaaniset yhdisteet

Ionisaatioenergiat

Ensimmäinen: 708.6 kJ/mol

Toinen: 1411.8 kJ/mol

Kolmas: 2943.0 kJ/mol

Elektronegatiivisuus

1.96 Pauling -asteikolla

Reaktiivisuus

Tina on metallinkestävä ilman ja veden vaikutusta huoneenlämpötilassa, mutta kun se lämmitetään ilmassa, muodostaa tinoksidin (IV), snamia₂, joka on heikosti hapan. Hapot ja alkalit hyökkäävät siihen, ja hapen läsnä ollessa voi toimia joissain tapauksissa katalysaattorina.

Saada

Casiteriitti mineraali on tärkein tina mineraloginen lähde. Lähde: Rob Lavinsky, Irocks.com-cc-by-sa-3.0/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)

Tina, sen esiintymisen kannalta, on harvinainen metalli, koska sillä on runsaasti maankuoressa vain 2 ppm. Casiteriitti mineraali, tinoksidimineraali, on ainoa tina -kaupallinen lähde.

Casiteriitti on mustan mineraali, joka löytyy mutaisista alueista joen rannoilla. Tina uutetaan kastriitista lämmittämällä 1370 ºC: iin hiilen tai koksin kanssa sen vähentämisen tuottamiseksi.

Tuotettu tina on epäpuhdas, joten sitä käsitellään natriumhydroksidilla tai suolahapolla tinan liuottamiseksi. Sitten tämä altistetaan elektrolyysille, koska se on tina -anodi ja rautakatodi. Tina on talletettu katodiin, puhtaus on yli 90%.

Käyttää/sovelluksia

Ruostesuojaus

Tina on korroosiokestävä metalli. SO -niminen tölkki tai tina on teräsastia, peitetty tinakerroksella hapettumisen välttämiseksi.

Tölkkejä on käytetty ruoan ja muiden aineiden varastointiin, esimerkiksi maalauksia, lakkaa, liuottimia jne. Mutta ne korvataan tällä hetkellä alumiini- tai muovisäiliöillä. Tinapäällystetyt putket ja venttiilit ylläpitävät vettä ja juovat puhtautta.

Seokset

Ensimmäiset tinaseosten käyttötarkoitukset olivat konttien tai astiat, kuten tämän ruokakomeron tölkit ja kannu. Lähde: Butterfly Voyages - Serge Ouachée/CC by -sa (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)

Mies alkoi käyttää pronssia yli 5000 vuotta. Pronssi on kupariseos ja tina, jota käytetään työkalujen, aseiden, kotitalousvälineiden kehittämisessä.

Samalla tavalla kuori, alun perin tinaa ja lyijyä käytettiin, käytettiin ruukkujen, lautasien jne. Valmistamiseen jne. Mutta johtavan myrkyllisyyden vuoksi Peel on tällä hetkellä valmistettu tina-, antimoni- ja koboltti -seoksella.

Se voi palvella sinua: hypoloodinen happo (HIO)

Tinan seoksella ja lyijyllä on matala sulamispiste, ominaisuus, joka on sallinnut sen käytön hitsauksessa, tekniikka, joka palvelee koota sähkö- ja elektronisia piirejä esiintyviä kappaleita. On autoja, joissa tina on seosta rautaa, kun taas niitä käytetään ilmailu- ja avaruusajoneuvoissa alumiini-, tina- ja titaaniseoksissa.

Circonium -seoksia, joita kutsutaan myös zircaloesiiksi, käytetään ydinreaktoreissa ja niissä on pieni määrä tinaa.

Tinanäytteet. Lähde: Ondřej Mangl, julkinen alue, Wikimedia Commons

Hopea- ja tinanseosta on käytetty hammaslääketieteellisissä amalgameissa.

Kiteinen seos Niobio -elementin kanssa on suprajohtava, joka toimii 18 K: n lämpötilassa ja ylläpitää omaisuuttaan vahvalla magneettikentällä.

Lasi

Tinaa käytetään Pilkington -menettelyssä ikkunalasin tuottamiseksi. Sula lasi asetetaan sulaan tinapinnalle, hankkimalla lasin tasainen ja sileä pinta. Tätä tekniikkaa käytetään edelleen onnistuneesti.

Tinasuolat ruiskutetaan lasille johtavan tehovuoren saamiseksi, jotta voitaisiin käyttää valaistuspaneelien ja tuulilasin valmistukseen ilman pakkasia.

Tinayhdisteet

Syntinen kloridi (SNCL₂) Sitä käytetään tina -galvanoituna ja pelkistävänä aineena polymeerien ja väriaineiden valmistuksessa. Tinafluori (SNF₂) Se on vaikuttava aineosa hammaspastassa.

Samaan aikaan sen oksidi on hyödyllinen katalysaattori tietyissä teollisuusprosesseissa. Lisäksi sitä käytetään jauheena teräksen kiillottamiseen.

Orgaanisia tinayhdisteitä käytetään biosideinä ja sienitautien torjunta -aineina, jotka ovat myrkyllisiä ihmisille. Orgaanisia tina -stabilointiaineita käytetään estämään polyvinyylikloridin muutokset valolle ja lämmölle altistumisen vuoksi.

Kloridi Isñico (SNCL₄) käytetään hajuveden stabilointina ja aloitusmateriaalina muille tinasuoloille.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Tina. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus (2020). Tina.  Pubchem Comunundin yhteenveto CID 23974: lle. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
4. DR. Doug Stewart. (2020). Tinaelementtitiedot. Toipunut: Chemicool.com
5. Enyclopaedia Britannica -toimittajat. (2020). Tina. Toipunut: Britannica.com
6. Kello, Terence. (26. elokuuta 2020). Tinan ominaisuudet, tuotanto ja sovellukset. Toipunut: Admingco.com
7. Lentech b.V. (2020). Tina. Toipunut: lentech.com
8. Stephanie. (28. heinäkuuta 2015). Fakia tinasta. Toipunut: LivesCience.com
9. AIP -konferenssijulkaisu. (9. helmikuuta 2018). Tinan palautuminen tinakuonasta elektrolyysimenetelmällä. doi.org/10.1063/1.5024070