Pin
Send
Share
Send


Cyna (symbol chemiczny Sn, liczba atomowa 50) jest srebrzystym, ciągliwym metalem, który nie łatwo utlenia się w powietrzu i jest odporny na korozję. Jest uzyskiwany głównie z mineralnego kasiterytu, w którym występuje jako tlenek.

Ten metal jest ważnym składnikiem wielu stopów, w tym brązu, cyny, metalu dzwonowego i lutu. Ponadto służy do powlekania przedmiotów wykonanych ze stali, ołowiu i cynku, aby zapobiec korozji. Jako najbardziej rezonansowy metal, cynę stosuje się w produkcji rur narządów. Płaską powierzchnię szkła okiennego można wykonać przez unoszenie stopionego szkła na stopionej cynie. Szkło można również pokryć elektrycznie przewodzącą powłoką przez spryskanie go pewnymi solami cyny. Chlorek cyny (II) stosuje się jako zaprawę (środek utrwalający barwnik) w procesie drukowania perkalu, a związek niobu-cyny stosuje się w drutach do magnesów nadprzewodzących.

Występowanie

Ruda cyny

Cyna (anglosaska cynaŁacina stannum) jest wydobywany w około 35 krajach na całym świecie. Prawie każdy kontynent ma ważny kraj wydobywania cyny. Ten metal jest stosunkowo rzadkim pierwiastkiem, którego obfitość w skorupie ziemskiej wynosi około dwóch części na milion, w porównaniu z 94 częściami na milion dla cynku, 63 częściami na milion dla miedzi i 12 częściami na milion dla ołowiu. Większość światowej cyny produkowana jest z depozytów placerów; co najmniej połowa pochodzi z Azji Południowo-Wschodniej. Na Tasmanii znajdują się ważne złoża o znaczeniu historycznym, przede wszystkim góra Bischoff i Renison Bell.

Jedynym minerałem o znaczeniu handlowym jako źródło cyny jest kasiteryt (SnO2). Cyna jest wytwarzana przez redukcję rudy węglem w piecu pogłosowym. Ponadto małe ilości cyny są odzyskiwane z kompleksowych siarczków, takich jak cynit, cylindryt, franckeit, kanfieldyt i teallit. Wtórna cyna (złom) jest również ważnym źródłem metalu.

Historia

Alchemiczny symbol cyny

Cyna jest jednym z pierwszych znanych metali i była używana jako składnik brązu już w starożytności. Biorąc pod uwagę działanie utwardzające miedzi, cyna była stosowana w narzędziach z brązu już w 3500 r.p.n.e. Uważa się, że wydobycie cyny rozpoczęło się w Kornwalii i Devon (szczególnie Dartmoor) w czasach klasycznych, a kwitnący handel cyną rozwinął się wraz z cywilizacjami Morza Śródziemnego. Jednak czysty metal był używany dopiero około 600 r.p.n.e. Ostatnia kornijska kopalnia cyny w South Crofty niedaleko Camborne została zamknięta w 1998 r., Co zakończyło cztery tysiące lat wydobycia w Kornwalii. Tradycja głosi, że Józef z Arymatei był handlarzem cyną i że przywiózł ze sobą swego siostrzeńca Jezusa do Kornwalii podczas niektórych swoich podróży.

Słowo „cyna” występuje w wielu językach germańskich i celtyckich. The Dziedzictwo Amerykańskie słownik spekuluje, że słowo zostało zapożyczone z języka sprzed indoeuropejskiego.

W dzisiejszych czasach słowo „cyna” jest często (niewłaściwie) używane jako ogólne określenie każdego srebrzystego metalu w cienkich arkuszach. Większość przedmiotów codziennego użytku, które są powszechnie nazywane cynami, takich jak folia aluminiowa, puszki po napojach i puszki, są w rzeczywistości wykonane ze stali lub aluminium, chociaż puszki mają cienką powłokę z cyny, aby zapobiec rdzy. Podobnie, tak zwane „zabawki z cyny” są zwykle wykonane ze stali i mogą, ale nie muszą, mieć cienką powłokę z cyny w celu zahamowania rdzy.

Godne uwagi cechy

Cyna znajduje się w grupie 14 (poprzednia grupa 4A) układu okresowego, między germanem i ołowiem. Ponadto leży w okresie 5, między indem a antymonem. Czasami jest znany jako „słaby metal”, nazwa nadana metalom występującym po metalach przejściowych w układzie okresowym pierwiastków.

Ten srebrzystobiały metal jest plastyczny, ciągliwy i wysoce krystaliczny. Kiedy pręt cyny jest wygięty, dochodzi do dziwnego trzaskania, znanego jako „płacz cyny”, spowodowanego rozbiciem kryształów. Metal jest odporny na korozję z wody destylowanej, wody morskiej i miękkiej wody z kranu, ale może być atakowany przez silne kwasy, zasady i sole kwasów. Działa jak katalizator, gdy tlen jest w roztworze i pomaga przyspieszyć atak chemiczny.

Po podgrzaniu w obecności powietrza cyna tworzy dwutlenek (SnO2). Z kolei dwutlenek jest słabo kwaśny i tworzy stanstanowy (SnO3-2) sole z tlenkami zasadowymi. Cyna może być bardzo polerowana i jest stosowana jako warstwa ochronna dla innych metali, aby zapobiec korozji lub innym działaniom chemicznym. Metal ten łączy się bezpośrednio z chlorem i tlenem i wypiera wodór z rozcieńczonych kwasów. Jest plastyczny w zwykłych temperaturach, ale jest kruchy po podgrzaniu.

Cyna staje się nadprzewodnikiem poniżej 3,72 Kelvina (K). W rzeczywistości cyna była jednym z pierwszych badanych nadprzewodników. Efekt Meissnera, jedna z charakterystycznych cech nadprzewodników, odkryto po raz pierwszy w nadprzewodzących kryształach cyny. Magnes nadprzewodzący o wadze zaledwie kilku kilogramów może wytwarzać pola magnetyczne porównywalne z konwencjonalnymi elektromagnesami ważącymi tony.

Izotopy

Cyna ma dziesięć stabilnych izotopów (wymienionych w ramce), co czyni ją pierwiastkiem o największej liczbie stabilnych izotopów. Znanych jest wiele dodatkowych, niestabilnych izotopów.

Alotropy

Stała cyna ma dwa alotropy pod normalnym ciśnieniem. W niskich temperaturach występuje jako szary lub alfa cyny, która ma sześcienną strukturę krystaliczną, podobną do struktury krzemu i germanu. Po ogrzaniu powyżej 13,2 ° C zmienia się w biały lub beta cyna, która jest metaliczna i ma tetragonalną strukturę. Po schłodzeniu powoli powraca do szarej formy, zwanej zjawiskiem cyna szkodnik lub choroba cyny. Na tę przemianę wpływają jednak zanieczyszczenia, takie jak glin i cynk, i można temu zapobiec przez dodanie antymonu lub bizmutu.

Związki

  • Chlorek cyny (II)lub chlorek cynawy (SnCl2): Jest to białe, krystaliczne ciało stałe, które tworzy stabilny dihydrat. Może rozpuszczać się w mniej niż własnej masie wody bez widocznego rozkładu, ale w miarę rozcieńczania roztworu dochodzi do hydrolizy z wytworzeniem nierozpuszczalnej, zasadowej soli. Dlatego, aby utrzymać chlorek cyny (II) jako przejrzysty roztwór, należy dodać kwas chlorowodorowy. Roztwór tego chlorku zawierający trochę kwasu chlorowodorowego stosuje się do cynowania stali w celu wytworzenia puszek. Jest również szeroko stosowany jako środek redukujący, na przykład do zwierciadeł srebrzących, w których srebrny metal osadza się na szkle. Ponadto jest stosowany jako katalizator w produkcji plastycznego kwasu polimlekowego (PLA).
  • Chlorek cyny (IV), czterochlorek cynylub chlorek cynowy (SnCl4): W temperaturze pokojowej jest to bezbarwna ciecz, która gwałtownie reaguje z wodą i jest wyjątkowo żrąca dla skóry. W kontakcie z powietrzem uwalnia silnie drażniące opary chlorowodoru. Tworzy biały pentahydrat, wcześniej znany jako masło z cyny ze względu na jego spójność. Był używany jako broń chemiczna podczas I wojny światowej. Jest również stosowany w przemyśle szklanych pojemników do wykonywania zewnętrznej powłoki zawierającej tlenek cyny (IV), który hartuje szkło. Jest to materiał wyjściowy dla związków cynoorganicznych.
  • Kwas stannicowy lub wodorotlenek cynowy (Sn (OH)4): Odnosi się do uwodnionego dwutlenku cyny (SnO2). Pomimo nazwy kwas cynowy, związek ten jest amfoteryczny - może zachowywać się jak kwas i jako zasada. Na przykład rozpuszcza się w bazie, tworząc jon cynawy, Sn (OH)62-, które mogą następnie tworzyć związki stanalne. W warunkach silnie kwaśnych Sn (OH)4 uwalnia jon cyny (IV), Sn4+. Kwas stannicowy jest słabym utleniaczem. W połączeniu z dobrym środkiem redukującym może tworzyć wodorotlenek cynawy, Sn (OH)2, ale równie prawdopodobne jest utworzenie metalicznej cyny.
  • Tlenek tributylocyny (TBTO) lub bis (tri-ntlenek butylocyny) (DO24H.54OSn2): Ten jasnożółty płyn jest związkiem cynoorganicznym, który był głównie stosowany jako środek biobójczy (fungicyd i mięczakobójczy), szczególnie jako środek konserwujący drewno. Jest silnie drażniący dla skóry. Związki tributylocyny były kiedyś stosowane jako morskie środki przeciwporostowe. Obawy dotyczące toksyczności tych związków (niektóre raporty opisują skutki biologiczne dla życia morskiego w stężeniu 1 nanogram na litr) doprowadziły do ​​światowego zakazu Międzynarodowej Organizacji Morskiej. Obecnie jest uważany za poważne zanieczyszczenie morza.

Aplikacje

  • Cyna wiąże się łatwo z niektórymi metalami, zwłaszcza żelazem, i została użyta do pokrycia stali, ołowiu lub cynku, aby zapobiec korozji. Cynowane stalowe pojemniki są szeroko stosowane do konserwowania żywności, co stanowi dużą część rynku metalicznej cyny. Amerykanie nazywają te pojemniki „puszkami” lub po prostu „puszkami”, a ci, którzy mówią po angielsku, nazywają je „puszkami”.
  • Niektóre ważne stopy cyny to: brąz, metal dzwon, metal Babbitt, stop odlewniczy, cyna, brąz fosforowy, miękki lut i biały metal.
  • Najważniejszą solą cyny jest chlorek cyny (II) (chlorek cynawy), który jest stosowany jako środek redukujący i jako zaprawa w procesie drukowania perkalu.
  • Powłoki przewodzące elektryczność powstają podczas natryskiwania soli cyny na szkło. Powłoki te zostały wykorzystane w oświetleniu paneli oraz w produkcji mrozoodpornych szyb przednich.
  • Szkło okienne najczęściej wykonuje się przez unoszenie stopionego szkła na stopionej cynie (tworzenie szkła float), aby uzyskać płaską powierzchnię. Nazywa się to „procesem Pilkington”.
  • Cyna jest jednym z dwóch podstawowych elementów (drugim jest ołów) stosowanym od czasów renesansu w produkcji piszczałek organowych. Proporcja między tymi dwoma metalami może się różnić, ale najczęściej stosowaną mieszanką jest 50:50. Ilość cyny w rurze określa jej ton, przy czym cyna jest najbardziej tonalnie rezonansowym ze wszystkich metali. Gdy stop cyny / ołowiu stygnie, ołów chłodzi się nieco szybciej i tworzy efekt nakrapiania lub plamistości, a zatem stop jest określany jako metal plamisty.
  • Cyna jest również stosowana w stopach lutowniczych do łączenia rur lub obwodów elektrycznych, w stopach łożysk, w produkcji szkła i w szerokim zakresie zastosowań chemicznych cyny. Zastosowanie czystej cyny lub stopów cyny z innymi metalami w tych zastosowaniach szybko zastępuje stosowanie stopów zawierających ołów, aby wyeliminować problemy toksyczności spowodowane przez ołów.
  • Cyna folia była kiedyś powszechnym materiałem do pakowania żywności i narkotyków. Został zastąpiony na początku XX wieku przez użycie folii aluminiowej, która jest nadal powszechnie nazywana folią aluminiową. Stąd slangowy termin „tinnie” lub „tinny” jest używany w odniesieniu do małego opakowania detalicznego leku, takiego jak marihuana lub puszka piwa.
  • Związek niob-cyna (Nb3Sn) jest komercyjnie stosowany jako przewody do magnesów nadprzewodzących, ze względu na wysoką temperaturę krytyczną materiału (18 K) i krytyczne pole magnetyczne (25 tesli).

Biologiczne działanie organicznych związków cyny

Niewielka ilość cyny w puszkach nie jest szkodliwa dla ludzi. Niektóre organiczne związki cyny, takie jak triorganotyny, są toksyczne i są stosowane jako przemysłowe środki grzybobójcze i bakteriobójcze.

Zobacz też

Referencje

  • Cotton, F. Albert i Geoffrey Wilkinson. 1980. Zaawansowana chemia nieorganiczna, 4th ed. Nowy Jork: Wiley. ISBN 0471027758.
  • Chang, Raymond. 2006. Chemia, Wyd. 9 Nowy Jork: McGraw-Hill Science / Engineering / Math. ISBN 0073221031.
  • Greenwood, N. N. i A. Earnshaw. 1998. Chemia pierwiastków, 2nd ed. Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654. Wersja online dostępna tutaj. Źródło: 16 lipca 2007 r.
  • Podręcznik chemii i fizyki, 71. ed. Ann Arbor, MI: CRC Press, 1990.
  • Cyna. Laboratorium narodowe Los Alamos. Źródło: 16 lipca 2007 r.
  • March, J. 1992. Zaawansowana chemia organiczna. Wydanie 4, s. 723. Nowy Jork: Wiley.
  • Indeks Merck, Wydanie 7 Rahway, NJ: Merck & Co, 1960.
  • Wells, A. F. 1984. Strukturalna chemia nieorganiczna. Wydanie 5 Oxford: Oxford University Press.

Linki zewnętrzne

Wszystkie linki pobrano 9 grudnia 2015 r.

  • WebElements.com - Cyna
  • Cyna Theodore Gray
  • Zastosowanie tlenku tributylocyny - Baza Pestycydów PAN - Zastosowanie pestycydów w Kalifornii

Pin
Send
Share
Send