Struktura kositra, lastnosti, pridobivanje, uporabe

On kositer Je kovina, ki pripada bloku str periodične tabele, katere kemični simbol je SN in ki se nahaja v skupini 14, ogljik. Kljub temu, da je že od antičnih časov široko uporabljena kovina, je resnica, da je v Zemljini skorji malo kovina (2.3 ppm).

Je srebrna, mehka, nodularna in kovinska kovina. Ima atomsko število 50, njegova prevladujoča stanja ali oksidacijska številka²⁺) in +4 (sn⁴⁺), Ki so spojine kositra (ii), kot je sncl₂, Dobra sredstva za zmanjšanje.

Kositer alotrop. Vir: Zinn_9.JPG: od: Uporabnik: Tomihahndorf.Derivacijsko delo: MaterialScientist/CC by-S (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/2.0

Tin ima kot simbol SN, ki je okrajšava latinske besede "Stannum". Tin je kovinski odporen proti napadu z vodo in zraku pri sobni temperaturi; Toda v obliki vročega zraka tin dioksid, snam₂.

Lastnost odpornosti proti koroziji in nizke tališča je imela številne aplikacije; na primer prevleka kovinskih površin in varjenje.

Tin ima dve glavni alotropni obliki: bela in trdna β oblika; in α, sivi in ​​običajno prašni konteksti (bolj krhki). Zato se oblika β najbolj uporablja v aplikacijah za kositer.

Druga pomembna lastnost kositra je njegova sposobnost, da je del zlitin z več kovinami, najstarejša pa je bron, zlitina bakra in kositra.

[TOC]

Odkritje

TIN Zrnca. Vir: Nephronus, CC0, prek Wikimedia Commons

Tin je kovina, ki je znana že od antičnih časov. Zato ni znano, kdo je bil njegov odkrivalec; In še manj, leto in kraj njegovega odkritja.

Bron je zlitina bakra s kositrom in arzenom. Možno je, da je izdelava te zlitine posledica naključnega in nenamernega dejstva, saj so prvi bronasti predmeti - v bronasti dobi - oblikovali baker in edine arzenske sledi.

Ti predmeti so se pojavili na Bližnjem vzhodu, kjer je arzen povezan z bakrom. Toda že od začetka je bila dokazana strupenost arzena in dosegla njegovo zamenjavo₂).

Starodavni Grki so s pomorsko trgovino pridobili kositer in vir njihovega kositra označili za "kasiteride", kar pomeni "kositrne otoke". Možno je, da so bili ti otoki v Cornuellesu, Britancih ali Španiji, kjer so velika nahajališča kositra.

Lahko vam služi: bizmut subalicilat: struktura, lastnosti, uporabe, učinki

Kemična konstrukcija kositra

Ko obstajata dva alotropa: beli kositer ali β-SN in sivi kositer ali α-SN, bomo imeli dve kristalni strukturi. Β-SN je tetragonalno osredotočen na telo (BCT), ki je značilna za poglobljivost belega kositra.

Medtem je struktura α-SN diamant; Se pravi, atomi SN so povezani, ki tvorijo mreže tetraedre, brez obstoja kovinske vezi.

TIN predstavlja tudi še dva alotropa v različnih tlačnih pogojih (v vrstnem redu GPA) in temperature (nad 161 ° C): σ-Sn in γ-Sn.

Elektronska konfiguracija

Tin skrajšana elektronska konfiguracija je naslednja:

[KR] 4d¹⁰ 5s² 5 str²

Če dodamo vse elektrone, bomo imeli skupno 14, enako številko, ki ustreza vaši skupini. Vendar so samo elektroni orbitalov 5S in 5P tisti, ki sodelujejo v kemičnih reakcijah kositra, saj tisti iz 4D niso na voljo energijsko na voljo.

Lastnosti kositra

Videz in fizične lastnosti

Tin je mehka, nodularna in kovinska kovina, ki je lahko hladna in se vrti. Njegova nizka tališče omogoča, da se očistijo površine kovin ali zlitin, kot so jeklo, baker in njene zlitine, pri čemer jih ščiti pred oksidacijo.

Ko je kositrni kos zložen, se odreže in oddaja značilen zvok, znan kot "tin krik", posledica drobljenja kristalov.

Tin ima dve alotropni obliki: β in α. Oblika β ustreza beli trdni snovi in ​​je odgovorna za aplikacije kositra; Medtem ko je oblika α sivkast prah.

Lokacija kositra v periodični mizi. Vir: Slika Daniela Mayerja ali Greatpattona in izpuščena pod pogoji GNU FDL

Oblika β je predstavljena pri temperaturah nad 13.2 ° C. Ko temperatura pade 13.2 ° C, TIN se spremeni iz β oblike v α. Ta pojav je nezaželen in se mu izogibamo z dodajanjem drugih kovin kositra, na primer antimona ali bizmuta, ki blokirajo to spremembo in podaljšajo njegovo uporabno življenje.

Tin je prvi superprevodnik, znan pri temperaturah pod 3.72 K.

Atomska številka

petdeset

Molarna masa

118.71 g/mol

Tališče

231.93 ° C

Vrelišče

2602 ° C

Gostota

Alotropo β: 7.265 g/cm³

Alotropo α: 5.769 g/cm³

Stanja oksidacije

Tin ima več stanja oksidacije: -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4. Vendar ima večina njihovih spojin kositer z oksidacijskimi stanji +2 (sn²⁺) in +4 (sn⁴⁺).

Vam lahko služi: organske spojine

Ionizacijske energije

Prvi: 708.6 kJ/mol

Drugi: 1411.8 kJ/mol

Tretjič: 2943.0 kJ/mol

Elektronegativnost

1.96 na Pauling lestvici

Reaktivnost

Tin je kovina, odporna na delovanje zraka in vode pri sobni temperaturi, ko pa se segreje v zraku, tvori kositrni oksid (iv), snam₂, ki je šibko kisla. Napadajo ga kisline in alkalije, v prisotnosti kisika pa lahko v nekaterih primerih deluje kot katalizator.

Pridobivanje

Caterite mineral je glavni mineraloški vir kositra. Vir: Rob Lavinsky, Irocks.com-cc-by-sa-3.0/cc BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0

Konča, z vidika njegovega pojava, je redka kovina, saj ima v zemeljskem lubju obilje le 2 ppm. Caterite mineral, mineral iz kositra, je edini komercialni vir kositra.

Casiterite je črnkast mineral, ki ga najdemo v blatnih tleh na bregovih rek. Kositer izvlečemo iz kasiterita s segrevanjem do 1370 ° C s premog ali koksom, da se zmanjša.

Proizvedena konzerva je nečista, zato se obdela z natrijevim hidroksidom ali klorovodikovo kislino. Nato je to podvrženo elektrolizi, ki je kositerna anoda in železna katoda. Kositer se odloži na katodo, s čistostjo, večjo od 90%.

Uporaba/aplikacije

Korozijska zaščita

Kositer je korozijska kovina. Tako imenovana pločevinka ali kositer je jeklena posoda, prekrita s kositrnim slojem, da se izognete oksidaciji.

Pleze so bile uporabljene za shranjevanje hrane in drugih snovi, na primer: slike, laki, topila itd. Toda trenutno jih nadomeščajo aluminijasti ali plastični zabojniki. Cevi in ​​ventili, prevlečene s kositrom.

Zlitine

Prva uporaba za kositrne zlitine je bila za izdelavo zabojnikov ali pripomočkov, kot so pločevinke in vrči te shrambe. Vir: metuljski potovanja - Serge Ouachée/cc by -sa (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/3.0

Moški je začel uporabljati bron več kot 5000 let. Bron je zlitina bakra in kositra, ki se uporablja pri izdelavi orodij, orožja, gospodinjskih pripomočkov.

Na enak način je bila za izdelavo lončkov, krožnikov itd. Uporabljena lupinica, zlitina, ki je bila sprva iz kositra in svinca. Toda zaradi strupenosti svinca Peel trenutno izdeluje s kositrom, antimonom in kobaltnim zlitino.

Lahko vam služi: hipotedozna kislina (HIO)

Tin zlitina in svinec ima nizko tališče, lastnost, ki je omogočila njegovo uporabo pri varjenju, tehniko, ki služi sestavljanju kosov, prisotnih v električnih in elektronskih vezjih. Obstajajo avtomobili, v katerih je kositer zlitina z železom, medtem ko se uporabljajo v vesoljskih vozilih aluminij, kositer in titanijeve zlitine.

Cirkonijeve zlitine, imenovane tudi cirkaloji, se uporabljajo v jedrskih reaktorjih in imajo majhno količino kositra.

Vzorci kositra. Vir: Ondřej Mangl, javna domena, prek Wikimedia Commons

Zlitina srebra in kositra se uporablja v zobnih amalgamih.

Kristalna zlitina z elementom Niobio je superprevodnik, ki deluje pri temperaturi 18 K in ohranja svojo lastnost v močnem magnetnem polju.

Kozarec

Kositer se uporablja v postopku Pilkington za izdelavo okenskega stekla. Staljeno steklo je nameščeno na površino staljene pločevinke, pri čemer kozarec pridobi ravno in gladko površino. Ta tehnika se še vedno uspešno uporablja.

Kositrne soli se razpršijo na kozarcu, da dobijo prevodno napajalno podlogo, pri čemer lahko uporabimo za izdelavo osvetljenih plošč in vetrobranskega stekla brez zmrzali.

Kositrne spojine

Grešni klorid (sncl₂) Uporablja se v pocinkanih kositrih in kot redukcijsko sredstvo pri proizvodnji polimerov in barvil. Tin fluorid (SNF₂) Je aktivna sestavina v zobnih pastah.

Medtem je njegov oksid koristen katalizator v določenih industrijskih procesih. Poleg tega se uporablja kot prah za poliranje jekla.

Organske kositrne spojine se uporabljajo kot biocidi in fungicidi, ki so strupene za ljudi. Organski stabilizatorji kositra se uporabljajo za preprečevanje sprememb polivinil klorida zaradi izpostavljenosti svetlobi in toploti.

Klorid isñico (sncl₄) se uporablja kot stabilizator parfumov in kot izhodiščni material za druge kositrne soli.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). MC Graw Hill.
2. Wikipedija. (2020). Kositer. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji (2020). Kositer.  Pubchem Comunund Povzetek za CID 23974. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
4. Doktor. Doug Stewart. (2020). Dejstva o tinu. Okrevano od: Chemicool.com
5. Uredniki Enyclopeedia Britannica. (2020). Kositer. Okrevano od: Britannica.com
6. Bell, Terence. (26. avgust 2020). Lastnosti, proizvodnja in aplikacije kositra. Okreval od: Thoughtco.com
7. Lentech b.V. (2020). Kositer. Okrevano od: Lentech.com
8. Stephanie Pupas. (28. julij 2015). Dejstva o kositru. Okrevano od: Livescience.com
9. Zborniki konference AIP. (9. februar 2018). Obnovitev kositra iz konzerve s kositrom po metodi elektrolize. doi.org/10.1063/1.5024070