Staniu (element chimic)

iso	N / A	TD	DM	DE	DP
¹¹² Sn	0,97%	Sn este stabil cu 62 de neutroni
¹¹⁴ Sn	0,66%	Sn este stabil cu 64 de neutroni
¹¹⁵ Sn	0,34%	Sn este stabil cu 65 de neutroni
¹¹⁶ Sn	14,54%	Sn este stabil cu 66 de neutroni
¹¹⁷ Sn	7,68%	Sn este stabil cu 67 de neutroni
¹¹⁸ Sn	24,22%	Sn este stabil cu 68 de neutroni
¹¹⁹ Sn	8,59%	Sn este stabil cu 69 de neutroni
¹²⁰ Sn	32,58%	Sn este stabil cu 70 de neutroni
^{Au rămas 121 m}	sintetic	55 de ani	ACEASTA β ^-	0,006 0,394	¹²¹ Sb
¹²² Sn	4,63%	Sn este stabil cu 72 de neutroni
¹²⁴ Sn	5,79%	> 1 × 10 ¹⁷ ani	β ^- β ^-	2.2870	¹²⁴ Tu
¹²⁶ Sn	sintetic	1 × 10 ⁵ ani	β ^-	0,380	¹²⁶ Sb

iso: izotop
NA: abundență în natură
TD: timpul de înjumătățire
DM: modul de descompunere
DE: energia de descompunere în MeV
DP: produs de descompunere

Staniul este un element chimic din tabelul periodic care are simbolul Sn și numărul atomic 50. Acest metal argintiu și maleabil post-tranziție, care nu se oxidează ușor în aer și rezistă la coroziune , este utilizat în multe aliaje și pentru acoperirea altora. vulnerabil la coroziune. Staniul se obține în principal din casiterită , un mineral în care este prezent sub formă de oxid și din stannit .

Caracteristici

Staniul este un metal alb argintiu maleabil și foarte ductil, cu o structură cristalină specială care provoacă un țipăt caracteristic atunci când o tijă de tablă este îndoită ( zgomotul este cauzat de ruperea cristalelor): atunci când este încălzit, își pierde ductilitatea și devine fragil. . Acest metal rezistă la coroziune din apa de mare , apa distilată și apa potabilă , dar poate fi atacat de acizi puternici , alcali și săruri acide. Staniul acționează ca un catalizator în prezența oxigenului dizolvat în apă și accelerează atacul chimic.

Formele alotropice

Staniul solid la temperaturi normale are două forme alotrope . Sub 13,2 ° C forma alotropică alfa, numită staniu gri , este stabilă, având o structură cristalină cubică foarte asemănătoare cu siliciu și germaniu . Peste temperatura limită de 13,2 ° C, pe de altă parte, a doua formă alotropică este stabilă, beta staniu, numită și staniu alb cu o structură cristalină tetragonală.

Staniu alfa: densitate 5,769 g / cm³; numărul de coordonare 4

Staniu beta: densitate 7.265 g / cm³; numărul de coordonare 6

Când este răcit din solid, staniu alb se transformă încet înapoi în forma alotropă alfa. Acest fenomen, cunoscut sub numele de ciumă de staniu , este dezavantajat de impuritățile de aluminiu și zinc prezente în metal care scad tranziția la 0 grade. Pentru a preveni cu totul această transformare, la staniu pur se adaugă cantități mici de antimoniu și bismut .

Aplicații

Staniul se leagă ușor de fier și a fost folosit în trecut pentru a acoperi plumbul , zincul și oțelul pentru a preveni coroziunea. Tablă galvanizată containere, cutii de conserve și cutii (tablă de oțel placat cu staniu) sunt încă utilizate pe scară largă pentru conservarea alimentelor, o utilizare care acoperă o mare parte din piața mondială de staniu metalic. În plus față de forma metalică, diferiți compuși organici și anorganici ai staniu IV sunt utilizați pe scară largă în industrie.

Alte utilizări:

Unele aliaje importante de staniu sunt: bronzul în diferitele sale formulări (cum ar fi aliajul cu clopot , bronzul fosfor și bronzul statuar ), metalul Babbitt , aliajele turnate sub presiune , cositorul , fierul de lipit , princisbecco și metalul alb .
Cea mai importantă sare de staniu este clorura de staniu care este utilizată ca agent reducător și ca mordant în imprimarea calico . Când sărurile de staniu sunt pulverizate pe sticlă, se formează o acoperire conductivă electric: acest fenomen este exploatat în fabricarea panourilor ușoare și pentru parbrizele anti-gheață.
Sticla de fereastră se realizează cel mai adesea prin răcirea sticlei topite prin plutirea ei peste o masă de staniu topit pentru a obține o suprafață plană (acesta este celebrul proces Pilkington ).
Staniul este, de asemenea, utilizat pentru lipirea țevilor de cupru și plumb și este inclus în compoziția celor mai populare aliaje de lipit utilizate pentru componente și circuite electronice, în aliajele de alamă , în fabricarea sticlei și într-o gamă largă de procese chimice.
Foi de staniu (staniol) au fost un ambalaj pentru alimente și medicamente. Acestea au fost înlocuite acum de foi foarte subțiri din aluminiu laminat .
Compușii organici ai iazului sunt folosiți în vopselele antivegetative cu care este vopsită activitatea navei pentru a preveni proliferarea algelor, crustaceilor și moluștelor pe ea (de exemplu, oxidul de tablă Tributil - TBTO).

Staniul devine supraconductor mai jos 3,72 K : a fost unul dintre primii supraconductori descoperiți (primul fiind mercurul în stare solidă) și efectul Meissner , una dintre caracteristicile stării supraconductoare, a fost observat pentru prima dată în cristalele de staniu supraconductoare. Aliajul de niobiu- staniu Nb ₃ Sn este utilizat comercial pentru fabricarea cablurilor pentru magneți supraconductori datorită temperaturii critice ridicate (18 K) și valorii critice ridicate a câmpului magnetic ( 25 T ). Un magnet supraconductor care cântărește câteva kilograme de masă poate genera același câmp ca un magnet convențional care cântărește multe tone.

Istorie

Staniul (din latinescul stannum ) a fost unul dintre primele metale descoperite și, din cele mai vechi timpuri, a fost folosit intens pentru efectul său de liant de cupru , din care crește foarte mult duritatea și calitățile mecanice care formează aliajul cunoscut sub numele de bronz , în uz până în 3500 î.Hr. Activitatea minieră a cositorului a început probabil în Cornwall și Dartmoor în epoca clasică: datorită acestuia aceste regiuni au dezvoltat un comerț dens cu zonele civilizate ale Mării Mediterane . Staniul pur nu a fost folosit în metalurgie decât în 600 î.Hr.

Activitățile miniere au cunoscut o creștere la mijlocul secolului al XIX-lea, după descoperirea proprietăților metalului în conservarea alimentelor și difuzarea acestuia. ^[1] În 1900, Malaezia a produs jumătate din staniu din lume; extracțiile crescuseră după ce Anglia a abolit taxa pe acest metal în 1853 .

În epoca modernă, aluminiul a înlocuit unele utilizări ale cositorului, dar termenul de folie este încă folosit pentru orice metal argintiu sub formă de foi subțiri.

Abundenţă

Aproximativ 35 de țări din lume au mine active de staniu și practic fiecare continent are un producător major de staniu. Staniul metalic este produs prin reducerea minereului cu cărbune într-un cuptor reverberator . Elementul de staniu este relativ rar în scoarța terestră , cu o abundență relativă de aproximativ 2 ppm comparativ cu 94 ppm pentru zinc, 63 ppm pentru cupru și 12 ppm pentru plumb. Majoritatea zăcămintelor de staniu din lume sunt de natură aluvionară , iar jumătate dintre acestea se află în Asia de Sud-Est . Singurul mineral important din punct de vedere extractiv este cassiterita (Sn O ₂ ), dar cantități mici de staniu pot fi obținute și din sulfuri complexe precum stannit , cilindrit , franckeit , canfieldit și teallit .

Producția mondială

Principalii producători de staniu în 2019 ^[2]
Poziţie	țară	Producție (o mie de tone)
1	China	84,5
2	Indonezia	77,5
3	Birmania	42.0
4	Peru	19.9
5	Bolivia	17.0
6	Brazilia	14.0
7	RD Congo	12.2
8	Australia	7.7
9	Nigeria	5.8
10	Vietnam	5.5

Compuși

Oxizi

Halogenuri

Compuși organometalici

Același subiect în detaliu: Stannani .

Alții

ITO oxid de staniu de indiu

Izotopi

Staniul este elementul cu cel mai mare număr de izotopi stabili , zece; acestea includ pe toți cei cu mase atomice între 112 și 124, cu excepția 113, 121 și 123. Dintre aceștia, cei mai abundenți sunt ¹²⁰ Sn (cel puțin o treime din staniu), ¹¹⁸ Sn și ¹¹⁶ Sn, în timp ce cei mai puțini abundent este ¹¹⁵ Sn. Izotopii cu numere atomice pare nu au rotație nucleară , în timp ce izotopii impari au o rotație de + ½. Staniul, împreună cu cei mai comuni izotopi ai săi ¹¹⁵ Sn, ¹¹⁷ Sn și ¹¹⁹ Sn, este printre cele mai ușoare elemente de detectat și analizat prin spectroscopie RMN, iar schimbările sale chimice sunt comparate cu SnMe ₄ . ^[3] ^[4]

Se consideră că acest număr mare de izotopi este un rezultat direct al staniului având un număr atomic de 50, care este un „ număr magic ” în fizica nucleară. Există 28 de izotopi instabili suplimentari cunoscuți, care se întind pe toți cei rămași cu mase atomice cuprinse între 99 și 137. În afară de ¹²⁶ Sn , care are un timp de înjumătățire de 230.000 de ani, toți izotopii radioactivi au un timp de înjumătățire mai mic de unul an. ¹⁰⁰ Sn radioactiv este unul dintre puținii nuclizi care posedă un nucleu „ dublu magic ” și a fost descoperit relativ recent, în 1994. ^[5] Alți 30 de izomeri metastabili au fost caracterizați pentru izotopi între 111 și 131, dintre care cel mai stabil este ^121m Sn , cu un timp de înjumătățire de 43,9 ani.

Precauții

Cantitățile mici de staniu care pot fi găsite în conserve nu sunt dăunătoare pentru oameni. Cu toate acestea, compușii trialchil și triaril din staniu sunt biocide și trebuie tratați cu mare atenție.

Notă

^ (RO) Povestea despre modul în care cutia nu a fost aproape pe bbc.com, BBC News . Adus la 8 septembrie 2017 .
^ Statisticile producției de tablă USGS
^ Doar H , F , P , Tl și Xe au o receptivitate mai mare la analiza RMN pentru probele care conțin izotopi în abundența lor naturală.
^ Harta interactivă a frecvenței RMN , la nyu.edu . Adus pe 5 mai 2009 .
^ Phil Walker, Doubly Magic Discovery of Tin-100 , în Physics World , vol. 7, iunie 1994.

Citate literare

Una dintre poveștile din „ Sistemul periodic ” al lui Primo Levi este dedicată iazului.
Este menționat în „Oceano Mare” de Alessandro Baricco , când scriitorul (vorbind la persoana întâi) descrie situația naufragiatului pe plută, care „ținea bucăți de tablă sub limbă pentru a rezista setei”
Hans Christian Andersen face din protagonist un soldat de jucărie forjat cu același metal: soldatul de tablă .

Bibliografie

Francesco Borgese, Elementele tabelului periodic. Descoperire, proprietăți, utilizări. Manual chimic, fizic, geologic , Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1 .
R. Barbucci, A. Sabatini și P. Dapporto, Tabel periodic și proprietăți ale elementelor , Florența, Edizioni V. Morelli, 1998 (arhivat din original la 22 octombrie 2010) .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikicitată conține citate din sau despre iaz
Wikționarul conține dicționarul lema « iaz »
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre iaz

linkuri externe

Stagno , pe Treccani.it - Enciclopedii on-line , Institutul Enciclopediei Italiene .
( EN ) Pond , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
( EN ) Tin , pe periodic.lanl.gov , Laboratorul Național Los Alamos .
( RO ) Tin , pe WebElements.com .
( EN ) Tin , pe EnvironmentalChemistry.com .

Controlul autorității	Tesauro BNCF 20961 · LCCN (EN) sh85135484 · GND (DE) 4190888-0 · BNF (FR) cb11952265h (dată) · BNE (ES) XX530512 (dată) · NDL (EN, JA) 00.571.788

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei

[1] (RO) Povestea despre modul în care cutia nu a fost aproape pe bbc.com, BBC News . Adus la 8 septembrie 2017 .

[2] Statisticile producției de tablă USGS

[3] Doar H , F , P , Tl și Xe au o receptivitate mai mare la analiza RMN pentru probele care conțin izotopi în abundența lor naturală.

[4] Harta interactivă a frecvenței RMN , la nyu.edu . Adus pe 5 mai 2009 .

[5] Phil Walker, Doubly Magic Discovery of Tin-100 , în Physics World , vol. 7, iunie 1994.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]