Betydning av tinnmetall. Grunnleggende fysiske egenskaper til tinn. Allotropi og allotropiske modifikasjoner av tinn

Tinn eller Stannum (lat.) er et lavtsmeltende, duktilt metall med en sølvhvit farge (se bilde). latinsk navn betyr "holdbar, motstandsdyktig" og var opprinnelig navnet gitt til en legering med bly og sølv. Og det slaviske navnet, som har baltiske røtter, betyr ganske enkelt fargen på metallet - hvitt.

Dette grunnstoffet tilhører de syv eldste metallene. Allerede for 6000 år siden var menneskeheten kjent med det. Den var mest utbredt som en del av bronse og var strategisk viktig under "bronsealderen" for rundt 4000 år siden. Det ble trykket penger fra denne komposisjonen frem til 1500-tallet, tallerkener og smykker ble laget, og de ble brukt som et anti-korrosjonsbelegg. Omtaler av metall ble funnet selv på sidene i Bibelen.

Forekommer i naturen i form av mineraler. De vanligste er kassiteritt (elvetinn) og stanin (tinnkis). Tinn utvinnes fra dem til industrielle formål: elektronikk, batterier, glassbehandling (det blir ugjennomtrengelig for strålene fra en røntgenmaskin). Også forbindelser av dette elementet brukes til å lage bokser og stoffer som frastøter insekter.

Tinn har en annen bemerkelsesverdig evne - dens tilstedeværelse i sammensetningen av materialene til et musikkinstrument, som vil skille dette instrumentet med utmerket renhet av lyd og melodi.

Elementet ble oppdaget i levende organismer i 1923. Da vi studerte levninger av gamle mennesker, viste det seg at tinninnholdet i beinene var 1000 ganger mindre enn i moderne mann. Dette kan skyldes at vi kan absorbere det fra luften. Og industriutviklingen har ført til at rundt en kvart million tonn havner i atmosfæren i form av avgasser.

Handling av tinn

Effekten av et makroelement på en levende organisme kan neppe kalles giftig, det brukes ofte i næringsmiddelindustrien. Dens rolle er ikke fullt ut forstått. Grunnstoffet finnes hovedsakelig i bein, og noe av det finnes også i lungene, hjertet, nyrene og tarmene. Og med alderen kan innholdet i lungene øke, dette skyldes eksponering miljø.

Til dags dato er følgende fakta om biologiske effekter kjent:

  • deltakelse i vekstprosesser;
  • er en del av mageenzymet gastrin;
  • deltar aktivt i redoksreaksjoner;
  • På grunn av sin konsentrasjon i beinvev, fremmer den riktig utvikling og utvikling av muskel- og skjelettsystemet.

Det kan bare ha en gunstig effekt på kroppen når det er inneholdt i fettsyrer. Mineralforbindelser kan ha en giftig effekt.

Relativt nylig ble tinn brukt av leger til å behandle mange sykdommer - epilepsi, nevroser, helminthiasis, eksem, uklarhet av hornhinnen. Den eksterne bruken av tinnklorid ble hovedsakelig praktisert. Heldigvis har i dag fremgang brakt mer effektive og mindre giftige medisiner uten metallinnhold.

Tinn er et ganske kjemisk inaktivt element, så fra dette synspunktet vil det ikke gi noen spesiell fordel eller skade. De eneste interaksjonene som er observert er med kobber og sink. De gjensidig nøytraliserer hverandres handlinger.

Daglig norm

Det daglige makronæringsbehovet varierer fra 2 til 10 mg, avhengig av alder og kjønn. Selv om kroppen vår går inn ca 50 mg per dag bare med mat (og en dose på 20 mg anses som giftig), vil forgiftning ikke forekomme. Dette forklares av det faktum at mage-tarmkanalen vår er i stand til å absorbere bare 3-5% av den totale innkommende mengden. Alt annet metall skilles rett og slett ut naturlig gjennom urin.

Mangel på tinn i menneskekroppen

En mangel på et makroelement i kroppen oppstår med et kronisk inntak på mindre enn 1 mg per dag. Denne prosessen kan være ledsaget av hørselstap, vekttap på grunn av tap av appetitt, redusert vekst, mineralubalanse og hårtap (delvis eller fullstendig patologi).

Slike prosesser er ganske sjeldne, fordi Vanligvis er makronæringsinntaket fra mat tilstrekkelig og skyldes oftest fordøyelsesproblemer og absorpsjonsvansker.

Skade fra overflødig tinninntak

Ansatte i bedrifter som bruker tinnsalter er hovedsakelig i fare for å få i seg et overskudd av makronæringsstoffer: produksjon av plast, plantevernmidler, linoleum osv. På grunn av regelmessig absorpsjon av damper og støv, utvikles lungesykdommer. Også i faresonen er mennesker som bor farlig nær motorveier (innenfor en halv kilometer) - de får en høy dose fra eksosgasser. Tinn i store mengder undertrykker innholdet av magnesium, som kan beskytte cellene mot svulster.

Det er en annen kilde til høye doser av elementet - bokser. Ved langtidslagring begynner de å forringes, spesielt hvis innholdet er rikt på nitrater. Derfor, etter å ha åpnet en slik krukke, anbefales det å umiddelbart overføre produktene til glass. Det er strengt forbudt å oppbevare hermetikk i åpen form.

Kroppene til eldre mennesker og barn kan ikke raskt fjerne tinn fra kroppen, så det begynner å samle seg. En veldig liten dose er nok til å forårsake forgiftning.

Finnes interessant teori fra historien om Romerrikets fall. Tinn kom inn i vinen, rikelig konsumert av de gamle romerne, fra retter og forårsaket helseproblemer. Først på det syvende århundre var leger i stand til å fastslå årsaken til sykdommen, men det var for sent - imperiet falt.

Komplikasjonene som oppstår fra overflødig tinn er ganske ubehagelige. En dose på 2 gram av et makroelement anses som farlig, men det er ikke dødelig (denne normen er ennå ikke bestemt). Det kan forårsake anemi, leversykdom, luftveissykdommer og forstyrrelser i nervesystemet. En sykdom som stannose kan utvikle seg - en alvorlig hoste ledsaget av sputumproduksjon og kortpustethet.

Men det er ikke alt - det er mange hovedsymptomer på forgiftning:


Hvis tinn kommer inn store doser over lang tid er det risiko for strukturelle endringer i kromosomene, som kan føre til alvorlige konsekvenser på genetisk nivå.

Når du handler på sentralen nervesystemet dette makroelementet kan forårsake depresjon. Og barn kan være aggressive, mangle interesse for å studere, leke og lese.

Behandling er vanligvis foreskrevet basert på symptomer - dietter, hepatoprotectors (leverbeskyttelse), legemidler som inneholder kobber og sink. Ved kritisk forgiftning gis det medisiner som kan binde og fjerne giftstoffer - chelaterende stoffer.

Hvilke matvarer inneholder den?

Produkter som inneholder tinn kan finnes av både animalsk og vegetabilsk opprinnelse. Hovedtyngden kommer fra svinekjøtt, storfekjøtt, fjærfe, melk og dets derivater. Erter, solsikkefrø, poteter og rødbeter kan også gi en viss mengde av elementet. Andre grønnsaker inneholder svært små doser tinn.

I tillegg mottar vi makronæringsstoffer fra vann og luft hver dag. Og ikke glem at hyppig inntak av hermetikk også kan forsyne kroppen med overflødige mengder tinn.

Noen planter er i stand til å absorbere et stort nummer av element fra miljøet. Derfor bør du være forsiktig med produkter som dyrkes nær motorveier og industrisoner.

Indikasjoner for bruk

Indikasjoner for forskrivning av et makronæringsstoff brukes hovedsakelig av homeopater. De behandler sykdommer som:

  • bronkitt, lungesykdommer;
  • migrene;
  • pankreatitt;
  • liten høyde og vekt;
  • og brukes også som anthelmintikum.

Det har blitt lagt merke til at når du tar små doser medisiner som inneholder tinn, endres pasientens mentale tilstand ofte - et godt humør erstattes av irritabilitet, melankolisitet og tårefullhet. Derfor brukes slike avtaler i ekstremt sjeldne tilfeller.

Tinn er et av få metaller kjent for mennesket siden forhistorisk tid. Tinn og kobber ble oppdaget før jern, og deres legering, bronse, er tilsynelatende det aller første "kunstige" materialet, det første materialet laget av mennesker.

resultater arkeologiske utgravninger la oss tro at selv fem tusen år f.Kr. visste folk hvordan de skulle smelte tinn selv. Det er kjent at de gamle egypterne brakte tinn for produksjon av bronse fra Persia.

Dette metallet er beskrevet under navnet "trapu" i gammel indisk litteratur. Det latinske navnet på tinn, stannum, kommer fra sanskrit "sta", som betyr "fast".

Omtale av tinn finnes også hos Homer. Nesten ti århundrer f.Kr. leverte fønikerne tinnmalm fra de britiske øyer, den gang kalt Cassiterides. Derav navnet cassiteritt, det viktigste av tinnmineralene; dens sammensetning er SnO 2. Et annet viktig mineral er stannin, eller tinnkis, Cu 2 FeSnS 4 . De resterende 14 mineralene av grunnstoff nr. 50 er mye mindre vanlige og har ingen industriell betydning. Våre forfedre hadde forresten rikere tinnmalm enn oss. Det var mulig å smelte metall direkte fra malmer lokalisert på jordoverflaten og anriket under de naturlige prosessene med forvitring og utvasking. I våre dager eksisterer ikke slike malmer lenger. I moderne forhold Prosessen med å skaffe tinn er flertrinns og arbeidskrevende. Malmene som det nå smeltes tinn fra er komplekse i sammensetning: i tillegg til grunnstoff nr. 50 (i form av oksid eller sulfid) inneholder de vanligvis silisium, jern, bly, kobber, sink, arsen, aluminium, kalsium, wolfram og andre elementer. Dagens tinnmalmer inneholder sjelden mer enn 1 % Sn, og placere inneholder enda mindre: 0,01...0,02 % Sn. Dette betyr at for å få et kilo tinn, må minst hundre vekter malm utvinnes og bearbeides.

Hvordan får man tinn fra malm?

Produksjonen av grunnstoff nr. 50 fra malm og placere begynner alltid med anrikning. Metoder for å anrike tinnmalm er ganske forskjellige. Spesielt brukes gravitasjonsmetoden, basert på forskjellen i tetthet av hoved- og medfølgende mineraler. Samtidig må vi ikke glemme at de som følger med dem ikke alltid er tomme raser. De inneholder ofte verdifulle metaller, som wolfram, titan og lantanider. I slike tilfeller prøver de å trekke ut alle de verdifulle komponentene fra tinnmalmen.

Sammensetningen av det resulterende tinnkonsentratet avhenger av råvarene, og også av metoden som dette konsentratet ble oppnådd ved. Tinninnholdet i den varierer fra 40 til 70%. Konsentratet sendes til ovner (ved 600...700°C), hvor relativt flyktige urenheter av arsen og svovel fjernes fra det. Og det meste av jern, antimon, vismut og noen andre metaller utvaskes med saltsyre etter brenning. Etter at dette er gjort, gjenstår det bare å skille tinnet fra oksygenet og silisiumet. Derfor er det siste trinnet i produksjonen av grov tinn smelting med kull og flussmidler i etterklangsovner eller elektriske ovner. Fra et fysisk-kjemisk synspunkt ligner denne prosessen på masovnsprosessen: karbon "tar bort" oksygen fra tinn, og flukser forvandler silisiumdioksid til slagg, som er lett sammenlignet med metall.

Det er fortsatt ganske mye urenheter i grovt tinn: 5...8%. For å oppnå metallkvalitet (96,5...99,9% Sn), brukes brann eller, mindre vanlig, elektrolytisk raffinering. Og tinnet som halvlederindustrien trenger med en renhet på nesten seks nire - 99,99985 % Sn - oppnås hovedsakelig ved sonesmelting.

En annen kilde

For å få et kilo tinn er det ikke nødvendig å bearbeide hundrevekter malm. Du kan gjøre det annerledes: "rive av" 2000 gamle blikkbokser.

Det er bare et halvt gram boks per krukke. Men multiplisert med produksjonsskalaen blir disse halvgrammene til titalls tonn... Andelen «sekundært» tinn i industrien til kapitalistiske land er omtrent en tredjedel av den totale produksjonen. Det er rundt hundre industrielle tinngjenvinningsanlegg som opererer i vårt land.

Hvordan fjerner du tinn fra blikkplaten? Det er nesten umulig å gjøre dette med mekaniske midler, så de bruker forskjellen i de kjemiske egenskapene til jern og tinn. Oftest behandles tinn med klorgass. Jern reagerer ikke med det i fravær av fuktighet. Tinn kombineres veldig lett med klor. Det dannes en rykende væske - tinnklorid SnCl 4, som brukes i kjemisk industri og tekstilindustri eller sendes til en elektrolysator for å få metalltinn fra den. Og "virvelvinden" vil begynne igjen: de vil dekke stålplater med dette tinnet og få blikkplater. Det skal lages til glass, glassene skal fylles med mat og forsegles. Så vil de åpne dem, spise boksene og kaste boksene. Og da vil de (ikke alle, dessverre) igjen havne i "sekundære" tinnfabrikker.

Andre elementer sykler i naturen med deltakelse av planter, mikroorganismer, etc. Tinnsyklusen er menneskehenders verk.

Tinn i legeringer

Omtrent halvparten av verdens tinnproduksjon går til bokser. Den andre halvparten går til metallurgi, for å produsere ulike legeringer. Vi vil ikke snakke i detalj om den mest kjente av tinnlegeringene - bronse, og henviser leserne til artikkelen om kobber - en annen viktig komponent i bronse. Dette er desto mer berettiget siden det er tinnfrie bronser, men det er ingen "kobberfrie" bronser. En av hovedårsakene til dannelsen av tinnfri bronse er mangelen på element nr. 50. Ikke desto mindre fortsetter bronseholdig tinn å være et viktig materiale for både ingeniørkunst og kunst.

Utstyr krever også andre tinnlegeringer. Imidlertid brukes de nesten aldri som strukturelle materialer: de er ikke sterke nok og er for dyre. Men de har andre egenskaper som gjør det mulig å løse viktige tekniske problemer med relativt lave materialkostnader.

Oftest brukes tinnlegeringer som antifriksjonsmaterialer eller loddemidler. Førstnevnte lar deg bevare maskiner og mekanismer, og reduserer friksjonstap; sistnevnte kobler sammen metalldeler.

Av alle antifriksjonslegeringer har tinnbabbits, som inneholder opptil 90 % tinn, de beste egenskapene. Myke og lavtsmeltende bly-tinnlodder fukter godt overflaten på de fleste metaller og har høy duktilitet og utmattelsesmotstand. Imidlertid er deres anvendelsesområde begrenset på grunn av den utilstrekkelige mekaniske styrken til selve loddet.

Tinn er også inkludert i den typografiske legeringen garta. Til slutt, tinnbaserte legeringer er veldig mye nødvendig i elektroteknikk. Det viktigste materialet for elektriske kondensatorer er staniol; dette er nesten rent tinn, omgjort til tynne plater (andelen av andre metaller i staniol overstiger ikke 5%).

Forresten, mange tinnlegeringer er sanne kjemiske forbindelser element nr. 50 med andre metaller. Når tinn er smeltet sammen, samhandler det med kalsium, magnesium, zirkonium, titan og mange sjeldne jordartselementer. Forbindelsene som dannes i dette tilfellet er ganske ildfaste. Således smelter zirkoniumstannid Zr3Sn2 bare ved 1985°C. Og ikke bare ildfastheten til zirkonium har skylden her, men også legeringens natur, den kjemiske bindingen mellom stoffene som danner den. Eller et annet eksempel. Magnesium kan ikke betraktes som et ildfast metall; 651°C er langt fra et rekordsmeltepunkt. Tinn smelter ved en enda lavere temperatur - 232°C. Og legeringen deres - Mg 2 Sn-forbindelsen - har et smeltepunkt på 778°C.

Det faktum at grunnstoff nr. 50 danner ganske mange legeringer av denne typen gjør oss kritiske til påstanden om at bare 7 % av tinnet som produseres i verden konsumeres i form av kjemiske forbindelser (Concise Chemical Encyclopedia, vol. 3, s. 739). Tilsynelatende snakker vi her bare om forbindelser med ikke-metaller.

Forbindelser med ikke-metaller

Av disse stoffene høyeste verdi har klorider. I tinntetraklorid SnCl 4 jod, fosfor, svovel, mange organisk materiale. Derfor brukes det hovedsakelig som et veldig spesifikt løsningsmiddel. Tinndiklorid SnCl 2 brukes som beisemiddel for farging og som reduksjonsmiddel ved syntese av organiske fargestoffer. En annen forbindelse av grunnstoff nr. 50, natriumstannat Na 2 SnO 3, har samme funksjoner i tekstilproduksjon. I tillegg gjør det silken tyngre.

Industrien bruker tinnoksider i begrenset grad. SnO brukes til å produsere rubinglass, og SnO 2 brukes til å produsere hvit glasur. Gullgule krystaller av tinndisulfid SnS 2 kalles ofte bladgull, som brukes til å «forgylle» tre og gips. Dette er så å si den mest "anti-moderne" bruken av tinnforbindelser. Hva med de mest moderne?

Hvis vi bare husker på tinnforbindelser, så er dette bruken av bariumstannat BaSnO 3 i radioteknikk som et utmerket dielektrikum. Og en av isotopene til tinn, 119 Sn, spilte en betydelig rolle i studiet av Mössbauer-effekten - fenomenet som det ble skapt på grunn av ny metode forskning – gammaresonansspektroskopi. Og dette er ikke det eneste tilfellet der et gammelt metall har tjent moderne vitenskap.

Ved å bruke eksemplet med grå tinn - en av modifikasjonene av element nr. 50 - ble det avdekket en sammenheng mellom egenskapene og kjemisk natur halvledermateriale. Og dette er tilsynelatende det eneste som grå tinn kan huskes for med et vennlig ord: det brakte mer skade enn nytte. Vi kommer tilbake til denne varianten av grunnstoff nr. 50 etter å ha snakket om en annen stor og viktig gruppe tinnforbindelser.

Om organotinn

Det finnes et stort utvalg av organoelementforbindelser som inkluderer tinn. Den første av dem ble mottatt tilbake i 1852.

Til å begynne med ble stoffer av denne klassen oppnådd på bare én måte - i en utvekslingsreaksjon mellom uorganiske tinnforbindelser og Grignard-reagenser. Her er et eksempel på en slik reaksjon:

SnCl4 + 4RMgX → SnR4 + 4MgXCl

(R her er et hydrokarbonradikal, X er et halogen).

Forbindelser med sammensetning SnR 4 bred praktisk anvendelse ikke funnet. Men det er fra dem andre organiske tinnstoffer oppnås, hvis fordeler er utvilsomt.

Interessen for organotinn oppsto først under første verdenskrig. Nesten alle organiske forbindelser tinnet som ble oppnådd på den tiden var giftig. Disse forbindelsene ble ikke brukt som giftige stoffer for insekter, muggsopp og skadelige mikrober. Basert på trifenyltinnacetat (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3, ble et effektivt medikament laget for å bekjempe soppsykdommer i poteter og sukkerroer. Dette stoffet viste seg å ha en til nyttig eiendom: Det stimulerte vekst og utvikling av planter.

For å bekjempe sopp som vokser i enheter tremasse- og papirindustrien, brukes et annet stoff - tributyltinnhydroksid (C 4 H 9) 3 SnOH. Dette forbedrer ytelsen til utstyret betydelig.

Dibutyltinn-dilaurat (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 har mange "yrker". Det brukes i veterinærpraksis som et middel mot helminths (ormer). Det samme stoffet er mye brukt i kjemisk industri som stabilisator for polyvinylklorid og andre polymermaterialer og som katalysator. Reaksjonshastigheten for dannelsen av uretaner (polyuretan-gummimonomerer) i nærvær av en slik katalysator øker med 37 tusen ganger.

Effektive insektmidler er laget basert på tinnorganiske forbindelser; organotinnglass beskytter pålitelig mot røntgenstråler, polymer bly og organotinnmaling brukes til å dekke undervannsdelene på skip for å hindre bløtdyr i å vokse på dem.

Alle disse er forbindelser av tetravalent tinn. Det begrensede omfanget av artikkelen tillater oss ikke å snakke om mange andre nyttige stoffer i denne klassen.

Organiske forbindelser av toverdig tinn, tvert imot, er få i antall og har så langt nesten ikke funnet noen praktisk bruk.

Om grå tinn

I frostvinteren 1916 ble en sending med blikk sendt av jernbane Med Langt øst til den europeiske delen av Russland. Men det som kom til stedet var ikke sølvhvite blokker, men stort sett fint grått pulver.

Fire år tidligere skjedde en katastrofe med ekspedisjonen til polfareren Robert Scott. Ekspedisjonen på vei til Sydpolen ble stående uten drivstoff: den lekket fra jernbeholdere gjennom sømmer loddet med tinn.

Omtrent de samme årene ble den berømte russiske kjemikeren V.V. Markovnikov ble kontaktet av kommissariatet med en forespørsel om å forklare hva som skjedde med de hermetiske tekannene som ble levert til den russiske hæren. Tekannen, som ble brakt inn i laboratoriet som et illustrerende eksempel, var dekket med grå flekker og utvekster som smuldret opp selv når du banket lett med en hånd. Analysen viste at både støvet og utvekstene kun bestod av tinn, uten urenheter.

Hva skjedde med metallet i alle disse tilfellene?

Som mange andre grunnstoffer har tinn flere allotropiske modifikasjoner, flere stater. (Ordet "allotropi" er oversatt fra gresk som "en annen egenskap", "en annen sving.") Ved normale temperaturer over null ser tinn ut slik at ingen kan tvile på at det tilhører klassen metaller.

Hvitt metall, duktilt, formbart. Hvite tinnkrystaller (også kalt beta-tinn) er tetragonale. Lengden på kantene til det elementære krystallgitteret er 5,82 og 3,18 Å. Men under 13,2°C er den "normale" tilstanden til tinn annerledes. Så snart denne temperaturterskelen er nådd, begynner en omstrukturering i krystallstrukturen til tinnblokken. Hvitt tinn omdannes til pulverisert grått, eller alfatinn, og jo lavere temperatur, desto større er hastigheten på denne konverteringen. Den når sitt maksimum ved minus 39°C.

Grå tinnkrystaller av kubisk konfigurasjon; dimensjonene til enhetscellene deres er større - kantlengden er 6,49 Å. Derfor er tettheten til grå tinn merkbart lavere enn hvitt: henholdsvis 5,76 og 7,3 g/cm 3.

Resultatet av at hvitt tinn blir grått kalles noen ganger "tinnpest". Flekker og utvekster på hærens tekanner, vogner med tinnstøv, sømmer som har blitt gjennomtrengelige for væske er konsekvensene av denne "sykdommen".

Hvorfor skjer ikke lignende historier nå? Bare av én grunn: de lærte å "behandle" tinnpesten. Dens fysisk-kjemiske natur er avklart, og det er fastslått hvordan visse tilsetningsstoffer påvirker metallets mottakelighet for "pesten". Det viste seg at aluminium og sink fremmer denne prosessen, mens vismut, bly og antimon tvert imot motvirker det.

I tillegg til hvitt og grått tinn ble det oppdaget en annen allotrop modifikasjon av element nr. 50 - gamma-tinn, stabilt ved temperaturer over 161°C. Et karakteristisk trekk ved denne tinnet er dens skjørhet. Som alle metaller blir tinn mer formbart når temperaturen øker, men bare ved temperaturer under 161°C. Da mister den helt sin duktilitet, blir til gamma-tinn, og blir så sprø at den kan knuses til pulver.

Nok en gang om underskuddet

Ofte ender artikler om elementer med forfatterens spekulasjoner om fremtiden til hans "helt". Som regel er det tegnet i rosa lys. Forfatteren av artikkelen om tinn er fratatt denne muligheten: fremtiden til tinn - et metall som utvilsomt er det mest nyttige - er uklart. Det er uklart av bare én grunn.

For flere år siden publiserte American Bureau of Mines beregninger der det fulgte at påviste reserver av element nr. 50 ville vare verden i maksimalt 35 år. Riktignok ble det funnet flere nye forekomster, inkludert de største i Europa, som ligger på polske territorium. Folkerepublikken. Og likevel fortsetter mangelen på tinn å bekymre eksperter.

Derfor, med å avslutte historien om element nr. 50, ønsker vi nok en gang å minne deg på behovet for å spare og beskytte tinn.

Mangelen på dette metallet bekymret selv litteraturens klassikere. Husker du Andersen? «Tjuefire soldater var nøyaktig like, og den tjuefemte soldaten var ettbent. Det var den siste som ble støpt, og det var ikke nok tinn.» Nå mangler tinnet en del. Det er ikke for ingenting at selv tobeinte tinnsoldater har blitt sjeldne - plastikk er mer vanlig. Men med all respekt for polymerer, kan de ikke alltid erstatte tinn.

Isotoper

Tinn er et av de mest "multi-isotopiske" elementene: naturlig tinn består av ti isotoper med massetall 112, 114...120, 122 og 124. Den vanligste av dem er 120 Sn, som utgjør omtrent 33 % av alle jordisk tinn. Nesten 100 ganger mindre enn tinn-115, den sjeldneste isotopen av grunnstoff nr. 50. Ytterligere 15 isotoper av tinn med massetall 108...111, 113, 121, 123, 125...132 ble oppnådd kunstig. Levetiden til disse isotopene er langt fra den samme. Dermed har tinn-123 en halveringstid på 136 dager, og tinn-132 bare 2,2 minutter.

Hvorfor kalles bronse bronse?

Ordet "bronse" høres nesten likt ut på mange europeiske språk. Dens opprinnelse er assosiert med navnet på en liten italiensk havn på kysten Adriaterhavet- Brindisi. Det var gjennom denne havnen bronse ble levert til Europa i antikken, og i antikkens Roma denne legeringen ble kalt "es Brindisi" - kobber fra Brindisi.

Til ære for oppfinneren

Det latinske ordet frictio betyr friksjon. Derav navnet antifriksjonsmaterialer, det vil si materialer "mot friksjon". De slites lite og er myke og formbare. Hovedapplikasjonen deres er produksjon av lagerskall. Den første antifriksjonslegeringen basert på tinn og bly ble foreslått i 1839 av ingeniør Babbitt. Derav navnet på en stor og veldig viktig gruppe antifriksjonslegeringer - babbitter.

Tinn til hermetikk

Metoden for langtidskonservering av mat ved hermetisering i tinnbelagte krukker ble først foreslått av den franske kokken F. Appert i 1809.

Fra bunnen av havet

I 1976 begynte et uvanlig foretak å operere, som er forkortet til REP. Det står for: lete- og utnyttelsesbedrift. Den ligger hovedsakelig på skip. Utenfor polarsirkelen, i Laptevhavet, i området ved Vankina Bay, trekker REP ut tinnholdig sand fra havbunnen. Her, om bord på et av skipene, er det et anrikningsanlegg.

Verdens produksjon

I følge amerikanske data var verdens tinnproduksjon i 1975 174...180 tusen tonn.


Tinn er et metall som har tjent mennesket i uminnelige tider. De fysiske egenskapene til tinn sikret dens grunnleggende rolle i menneskets historie. Uten det er eksistensen av bronse umulig, som i mange århundrer forble den eneste legeringen som mennesket laget nesten alt av - fra verktøy til smykker.

Tinn er et metall brukt av mennesker siden antikken.

Fysiske egenskaper til tinn

Ved normalt trykk og en temperatur på 20°C identifiseres tinn som et metall med hvit-sølvglans. Sakte blekner i luften på grunn av dannelsen av en oksidfilm.

Tinn, som alle metaller, er preget av opasitet. Frie elektroner i metallkrystallgitteret fyller det interatomiske rommet og reflekterer lysstråler uten å overføre dem. Derfor, i en krystallinsk tilstand, har metallet en karakteristisk glans, men i pulverform mister det denne glansen.

Den har utmerket formbarhet, det vil si at den lett kan behandles med trykk. Formbarheten til tinn er gitt av dets høye duktilitet kombinert med lav motstand mot deformasjon. Plassiteten til metallet gjør at det kan rulles inn i en tynn folie kalt staniol eller tinnpapir. Tykkelsen varierer fra 0,008 til 0,12 mm. Tidligere ble staniol brukt som underlag ved fremstilling av speil og i elektroteknikk ved produksjon av kondensatorer, inntil det ble fullstendig erstattet av aluminiumsfolie.

Tinn har egenskapene til et ganske mykt metall. Hardheten på Brinell-skalaen er 3,9–4,2 kgf/mm².

Refererer til lavtsmeltende metaller. Smeltepunktet til tinn - 231,9 ° C - fremmer dets raske utvinning fra malm. Tinn er ganske enkelt legert med andre metaller, noe som gjør det mye brukt i industrien.

Tetthet ved 20°C er 7,29 g/cm³. I følge denne indikatoren er tinn 2,7 ganger tyngre enn aluminium, men lettere enn sølv, gull, platina og nær tettheten til jern (7,87 g/cm³).

Metall koker kl høy temperatur, lik 2620°C, forblir væske i smelten i lang tid.

Kjemisk rent tinn ved vanlige temperaturer har liten styrke. Ved strekk er den mekaniske styrken bare 1,7 kgf/mm², og den relative forlengelsen er 80–90 %. Disse egenskapene indikerer at en tinnstang kan deformeres i forskjellige retninger uten stor innsats. I dette tilfellet er forskyvningen av lagene i metallkrystallgitteret i forhold til hverandre ledsaget av en spesifikk knitrende lyd.

Tinnpolymorfisme

Polymorfisme (allotropi) - fysiske fenomen, basert på omorganisering av atomer eller molekyler av stoffer i fast tilstand, noe som medfører en endring i deres egenskaper. Hver polymorf modifikasjon eksisterer stabilt bare i et strengt definert område av temperaturer og trykk.

Ethvert metall har et spesifikt krystallgitter. Når ytre fysiske forhold endres, kan krystallgitteret endres. Polymorfismen til metaller brukes i deres varmebehandling i industrien.

Tinn er et metall som reagerer ulikt på kjemiske påvirkninger.

De kjemiske egenskapene til tinn bestemmes av dets posisjon i periodiske tabell elementer av D.I. Mendeleev og sørger for amfoterisitet, dvs. evnen til å vise både basiske og sure egenskaper. Direkte avhengig av tinnpolymorfisme fysiske egenskaper.

Tre allotropiske modifikasjoner er kjent for metallet: alfa, beta og gamma. Polymorf omorganisering av krystallgitter er mulig på grunn av endringer i symmetri elektroniske skall atomer under påvirkning av forskjellige temperaturer.

  1. Grå tinn (α-Sn) er preget av et ansiktssentrert kubisk krystallgitter. Størrelsen på gitterenhetscellen her er stor. Dette påvirker tettheten direkte. Det er mindre enn hvitt tinn: henholdsvis 5,85 og 7,29 g/cm³. Når det gjelder elektrisk ledningsevne, er alfamodifikasjonen klassifisert som en halvleder. Når det gjelder magnetisme - diamagnetisk, fordi det under ekstern magnetisk påvirkning magnetiseres mot retningen til det indre magnetfelt. Alfatinn eksisterer opp til en temperatur på 13,2°C i form av et fint pulver og praktisk betydning bærer ikke.
  2. Hvitt tinn (β-Sn) er den mest stabile allotropen med et kroppssentrert tetragonalt krystallgitter. Den finnes i temperaturområdet fra 13,2 til 161 °C. Veldig duktil, mykere enn gull, men hardere enn bly. Blant andre metaller har den en gjennomsnittlig varmeledningsevne. Metallet er klassifisert som en leder, selv om den elektriske ledningsevnen til betamodifikasjonen er relativt lav. Denne egenskapen brukes til å redusere den elektriske ledningsevnen til enhver legering ved å tilsette tinn. Det er paramagnetisk, dvs. i et eksternt magnetfelt magnetiseres det i retning av det indre magnetfeltet.
  3. Gammamodifikasjonen (γ-Sn) har et ortorhombisk krystallgitter og er stabil i temperaturområdet fra 161 til 232°C. Med økende temperatur øker duktiliteten, men når en faseovergangstemperatur på 161°C nås, mister metallet denne egenskapen fullstendig. Gammamodifikasjonen har en høyere tetthet ved høy grad skjørhet, det vil si at det umiddelbart smuldrer opp til pulver, så det har ingen praktisk bruk.

Funksjoner ved den polymorfe overgangen β→α

Prosessen med overgang fra en polymorf til en annen skjer med en endring i temperaturen. I dette tilfellet observeres brå endringer i metallets fysiske og kjemiske egenskaper.

Over en temperatur på 161°C forvandles beta-tinn reversibelt til den sprø gamma-modifikasjonen. Under en temperatur på 13°C blir betamodifikasjonen irreversibelt til pulveraktig grå tinn. Denne polymorfe overgangen skjer med svært lav hastighet, men så snart korn av alfa-modifikasjonen treffer beta-tinn, smuldrer det tette metallet til støv. Derfor kalles den polymorfe β→α-overgangen noen ganger "tinnpesten." Alfamodifikasjonen konverteres tilbake til betamodifikasjon kun ved omsmelting.

β→α-faseovergangen akselereres betydelig ved omgivelsestemperaturer under null og er ledsaget av en økning i det spesifikke volumet til metallet med omtrent 25 %, noe som fører til dets oppløsning til pulver.

Tinn har en unik reaksjon på frost - "tinnpest"

Det er tilfeller i historien når gjenstander av tinn ble til grått pulver i kulden, og tok motet fra eierne. "Tinnpest" er sjelden og er typisk bare for kjemisk rene stoffer. I nærvær av selv de minste urenheter, blir overgangen av metall til pulver kraftig bremset.

Et interessant forslag fra noen historikere er at seieren til den russiske keiseren Alexander I over fransk hær Under kommando av Napoleon Bonaparte bidro "tinnpesten" til å beseire. I alvorlig frost smuldret knappene på de franske overfrakkene rett og slett til støv, og soldatene, frysende, mistet sin kampeffektivitet.

Konklusjon

Tinn har alle de typiske fysiske egenskapene til metaller, og polymorfismen er fantastisk på sin egen måte. Uten den unike duktiliteten og duktiliteten til dette metallet, er det umulig å forestille seg moderne industri. Nesten halvparten av verdens tinnproduksjon brukes til å produsere matvareegnet tinn. Den resterende halvparten brukes til fremstilling av legeringer og forskjellige forbindelser som brukes i alle økonomiske sektorer.

Introduksjon

Bibliografi

Introduksjon

Det viktigste utviklingsstadiet var bruken av jern og dets legeringer. På midten av 1800-tallet ble omformermetoden for stålproduksjon mestret, og ved slutten av århundret - metoden med åpen ildsted.

Jernbaserte legeringer er for tiden det viktigste strukturelle materialet.

Den raske veksten av industrien krever fremveksten av materialer med et bredt utvalg av egenskaper.

Midten av det 20. århundre var preget av utseendet til polymerer - nye materialer hvis egenskaper skiller seg kraftig fra egenskapene til metaller.

Polymerer er også mye brukt i ulike områder teknologi: maskinteknikk, kjemisk og næringsmiddelindustri og en rekke andre områder.

Utviklingen av teknologi krever materialer med nye unike egenskaper. Til kjernekraft og romteknologi krever materialer som kan operere ved svært høye temperaturer.

Datateknologi ble bare mulig ved å bruke materialer med spesielle elektriske egenskaper.

Dermed er materialvitenskap en av de viktigste, prioriterte vitenskapene som bestemmer teknisk fremgang.

Tinn er et av få metaller kjent for mennesket siden forhistorisk tid. Tinn og kobber ble oppdaget før jern, og deres legering, bronse, er tilsynelatende det aller første "kunstige" materialet, det første materialet laget av mennesker.

Resultatene av arkeologiske utgravninger tyder på at selv fem årtusener f.Kr. visste folk hvordan de skulle smelte tinn selv. Det er kjent at de gamle egypterne brakte tinn for produksjon av bronse fra Persia.

Dette metallet er beskrevet under navnet "trapu" i gammel indisk litteratur. Det latinske navnet på tinn, stannum, kommer fra sanskritordet "sta", som betyr "fast".

Tinn

Egenskaper til tinn:

Atomnummer e50

Atommasse 118.710

Stall 112, 114-120, 122, 124

Ustabil 108-111, 113, 121, 123, 125-127

Smeltepunkt, °C 231,9

Kokepunkt, °C 262,5

Tetthet, g/cm3 7,29

Hardhet (Brinell) 3,9

Produksjonen av tinn fra malmer og utbringere begynner alltid med fornyelse. Metoder for å anrike tinnmalm er ganske forskjellige. Spesielt brukes gravitasjonsmetoden, basert på forskjellen i tetthet av hoved- og medfølgende mineraler. Samtidig må vi ikke glemme at de som følger med dem ikke alltid er tomme raser. De inneholder ofte verdifulle metaller, som wolfram, titan og lantanider. I slike tilfeller prøver de å trekke ut alle de verdifulle komponentene fra tinnmalmen.

Sammensetningen av det resulterende tinnkonsentratet avhenger av råvarene, og også av metoden som dette konsentratet ble oppnådd ved. Tinninnholdet i den varierer fra 40 til 70%. Konsentratet sendes til ovner (ved 600...700°C), hvor relativt flyktige urenheter av arsen og svovel fjernes fra det. Og det meste av jern, antimon, vismut og noen andre metaller utvaskes med saltsyre etter brenning. Etter at dette er gjort, gjenstår det bare å skille tinnet fra oksygenet og silisiumet. Derfor er det siste trinnet i produksjonen av grov tinn smelting med kull og flussmidler i etterklangsovner eller elektriske ovner. Fra et fysisk-kjemisk synspunkt ligner denne prosessen på masovnsprosessen: karbon "tar bort" oksygen fra tinn, og flukser forvandler silisiumdioksid til slagg, som er lett sammenlignet med metall.

Det er fortsatt ganske mye urenheter i grovt tinn: 5...8%. For å oppnå metallkvalitet (96,5...99,9% Sn), brukes brann eller, mindre vanlig, elektrolytisk raffinering. Og tinnet som halvlederindustrien trenger med en renhet på nesten seks nire - 99,99985 % Sn - oppnås hovedsakelig ved sonesmelting.

Tinn oppnås også ved gjenvinning av blikkavfall. For å få et kilo tinn, er det ikke nødvendig å behandle en hundrevekts malm, du kan gjøre det annerledes: "skrelle" 2000 gamle blikkbokser.

Det er bare et halvt gram boks per krukke. Men multiplisert med produksjonsskalaen blir disse halvgrammene til titalls tonn... Andelen «sekundært» tinn i industrien til kapitalistiske land er omtrent en tredjedel av den totale produksjonen. Det er rundt hundre industrielle tinngjenvinningsanlegg som opererer i vårt land.

Det er nesten umulig å fjerne tinn fra tinn med mekaniske midler, så de bruker forskjellen i de kjemiske egenskapene til jern og tinn. Oftest behandles tinn med klorgass. Jern reagerer ikke med det i fravær av fuktighet. Tinn kombineres veldig lett med klor. Det dannes en rykende væske - tinnklorid SnCl4, som brukes i kjemisk industri og tekstilindustri eller sendes til en elektrolysator for å få metalltinn fra den. Og "virvelvinden" vil begynne igjen: de vil dekke stålplater med dette tinnet og få blikkplater. Det skal lages til glass, glassene skal fylles med mat og forsegles. Så vil de åpne dem, spise boksene og kaste boksene. Og da vil de (ikke alle, dessverre) igjen havne i "sekundære" tinnfabrikker.

Andre elementer sykler i naturen med deltakelse av planter, mikroorganismer, etc. Tinnsyklusen er menneskehenders verk.

Legeringer. En tredjedel av tinnet brukes til å lage lodde. Loddemetaller er legeringer av tinn hovedsakelig med bly i forskjellige proporsjoner avhengig av formålet. En legering som inneholder 62 % Sn og 38 % Pb kalles eutektisk og har det laveste smeltepunktet blant legeringene i Sn - Pb-systemet. Det er inkludert i komposisjoner som brukes innen elektronikk og elektroteknikk. Andre bly-tinnlegeringer, som 30 % Sn + 70 % Pb, som har et bredt størkningsområde, brukes til rørlodding og som fyllmateriale. Blyfri tinnloddemetall brukes også. Legeringer av tinn med antimon og kobber brukes som antifriksjonslegeringer (babbitt, bronse) i lagerteknologi for ulike mekanismer.

Sammensetning og egenskaper til noen tinnlegeringer

Mange tinnlegeringer er ekte kjemiske forbindelser av element #50 med andre metaller. Når tinn er smeltet sammen, samhandler det med kalsium, magnesium, zirkonium, titan og mange sjeldne jordartselementer. Forbindelsene som dannes i dette tilfellet er ganske ildfaste. Således smelter zirkoniumstannide Zr3Sn2 bare ved 1985°C. Og ikke bare ildfastheten til zirkonium har skylden her, men også legeringens natur, den kjemiske bindingen mellom stoffene som danner den. Eller et annet eksempel. Magnesium kan ikke klassifiseres som et ildfast metall; 651°C er langt fra et rekordsmeltepunkt. Tinn smelter ved en enda lavere temperatur - 232°C. Og legeringen deres - Mg2Sn-forbindelsen - har et smeltepunkt på 778°C. Moderne tinn-bly-legeringer inneholder 90-97 % Sn og små tilsetninger av kobber og antimon for å øke hardheten og styrke.

Tilkoblinger. Tinn danner ulike kjemiske forbindelser, hvorav mange er viktige industriell applikasjon. I tillegg til mange uorganiske forbindelser, er tinnatomet i stand til å dannes kjemisk forbindelse med karbon, som tillater produksjon av organometalliske forbindelser kjent som organotinnforbindelser. Vandige løsninger Tinnklorider, sulfater og fluorborater tjener som elektrolytter for utfelling av tinn og dets legeringer. Tinnoksid brukes i keramiske glasurer; det gir glasuren opasitet og fungerer som et fargepigment. Tinnoksid kan også avsettes fra løsninger som en tynn film på ulike produkter, noe som gir styrke til glassprodukter (eller reduserer vekten av kar samtidig som de opprettholder deres styrke). Innføringen av sinkstannat og andre tinnderivater i plast og syntetiske materialer reduserer deres brennbarhet og forhindrer dannelse av giftig røyk, og dette bruksområdet blir det viktigste for tinnforbindelser. En enorm mengde organiske tinnforbindelser brukes som stabilisatorer for polyvinylklorid, et stoff som brukes til å lage beholdere, rørledninger, gjennomsiktig takmateriale, vindusrammer, takrenner osv. Andre organiske tinnforbindelser brukes som landbrukskjemikalier, for å lage maling og konservering av tre.

De viktigste forbindelsene:

Tinndioksid SnO 2 er uløselig i vann. I naturen er mineralet kassiteritt (tinnstein). Oppnådd ved oksidasjon av tinn med oksygen. Bruk: for å oppnå tinn, hvitt pigment for emaljer, glass, glasurer.

Tinnoksid SnO, svarte krystaller. Det oksiderer i luft over 400°C og er uløselig i vann. Bruksområde: svart pigment i produksjon av rubinglass, for produksjon av tinnsalter.

Tinnhydrid SnH 2 oppnås i små mengder som en urenhet til hydrogen under dekomponering av tinnlegeringer med magnesium av syrer (dvs. under påvirkning av hydrogen ved frigjøringstidspunktet). Under lagring brytes det gradvis ned til fritt tinn og hydrogen.

Tinntetraklorid SnCl 4 er en væske som ryker i luft og er løselig i vann. Bruksområde: beisemiddel for farging av tekstiler, polymerisasjonskatalysator.

Tinndiklorid SnCl 2 er løselig i vann. Danner et dihydrat. Bruk: reduksjonsmiddel i organisk syntese, et beisemiddel for farging av tekstiler, for bleking av petroleumsoljer.

Tinndisulfid SnS 2, gylden gule krystaller, uløselig. "Gullblad" - for etterbehandling av tre og gips for å se ut som gull.

Tinn er et av de syv eldste metallene, det vil si kjent for menneskelig sivilisasjon. Tinn er inkludert i - en legering som har så mye historie i fortiden veldig viktig at den tilsvarende tidsperioden kalles "bronsealderen".

Nå for tiden har tinn mistet så mye betydning, men blir fortsatt brukt. Derfor vil vi i dag vurdere konseptet, funksjonene, formelen til tinn, dens tekniske betydning og bruksområder, prisen for 1 kg skrapmetall og lignende nyanser.

Det er ofte debatt om hvorvidt tinn er et metall eller et ikke-metall. Kjemisk element tinn – Sn, er plassert i gruppe 14 i D.I. Mendeleevs tabell over grunnstoffer i 5. periode sammen med karbon, silisium og germanium. Denne ordningen indikerer at stoffet er amfotert: det viser både sure og basiske egenskaper.

Molekylvekten er 50, det vil si at stoffet tilhører kategorien lette.

Denne videoen vil fortelle deg om tinn som et unikt element:

Konsept og funksjoner

Tinn er et lett, formbart, formbart hvitt metall med en myk sølvskinnende glans. Over tid blekner glansen på produktene, noe som som regel ikke anses som en ulempe. Metallet er et sjeldent sporelement, noe som gjør utvinningen vanskelig.

Bruken av tinn er direkte relatert til dets egenskaper:

  • tinn smeltepunkt – +231,9 C;
  • kokepunkt - 2600 C;
  • støpetemperaturen er 260–300 C, noe som bestemmer den utmerkede formbarheten til både selve metallet og dets legeringer;
  • termisk ledningsevne ved normal temperatur – 65,8 W/(m K);
  • spesifikk elektrisk ledningsevne – 8,69 MS/m;
  • strekkstyrke – opptil 20 MPa.

Alle egenskapene til metaller vurderes ved normal temperatur, det vil si ved 20 C. Dataene gjelder derfor for den modifikasjonen av stoffet som er stabil ved denne temperaturen.

Tinn er helt ugiftig, påvirker ikke menneskekroppen, og brukes derfor i næringsmiddelindustrien. Bruk av tinn eller vannrør vil heller ikke forårsake skade.

I menneskekroppen finnes elementet hovedsakelig i beinene, hvor det bidrar til prosessen med normal benvevsfornyelse. Tinn er et makronæringsstoff: for normal funksjon trenger en person fra 2 til 10 mg per dag. Faktisk kommer metallet inn i kroppen med mat i mye større mengder, men siden tarmene ikke er i stand til å absorbere mer enn 3–5 % av inntaket, er forgiftning umulig.

Mangel på makronæringsstoffer bremser først og fremst veksten, og forårsaker også hørselstap, skallethet og endringer i sammensetningen av beinvev. Men absorpsjon av tinndamp eller støv som inneholder forbindelsene kan føre til forgiftning.

Metallegenskaper

Tinn er et skjørt metall. Mye mer interessant for moderne Nasjonal økonomi er representert ved sin høye korrosjonsbestandighet. Tinnbelegg har lenge vært brukt for å beskytte metallgjenstander, spesielt bokser.

En annen interessant eiendom– evnen til å koble sammen forskjellige metaller, og danner en sterk binding som er motstandsdyktig mot ytre påvirkninger. Til dette formål brukes både tinn i seg selv - spesielt til fortinning av retter og husholdningsartikler, og loddemetall - legeringer av metall med bly. Legeringen er klassifisert som en myk loddemetall og brukes aktivt i elektro- og radioteknikk.

I henhold til dens kvaliteter og utseende stoffet er nærmest aluminium. Faktisk er likheten veldig relativ. Begge metallene er lette, og begge er ufølsomme for korrosjon og værfaktorer. Imidlertid er aluminium ikke motstandsdyktig mot syrer og alkalier, selv svake - eddiksyre, for eksempel mens tinn reagerer kun med konsentrerte sterke syrer.

Fordeler og ulemper

I konstruksjon brukes metall svært begrenset, siden det ikke har mekanisk styrke, motstand mot riving og så videre. Legeringer brukes mye oftere.

Fordeler:

  • duktilitet– er viktig ved produksjon av husholdningsartikler. Fat, lamper, stativer og pyntegjenstander kan se utrolig vakre ut. Samtidig er smitemperaturen lav, og derfor øker prisen på produktet litt;
  • treghet gjør metallet anvendelig i næringsmiddelindustrien, siden det ikke på noen måte interagerer med organiske syrer eller baser;
  • lavt smeltepunkt letter prosessen med å påføre metall på overflaten og reduserer energitap;
  • tinn og dens - den mest kjente, utbredte og tilgjengelig myk loddemetall;
  • metall og dets legeringer er anti-friksjon. Hvis roterende og kontaktende deler ikke kan lages av selve stoffet, reduserer tinnbelegg av en slik del av maskinen friksjonen betydelig og beskytter derfor mot for tidlig slitasje.

Feil:

  • De betingede ulempene med metall inkluderer dets skjørhet. Tinn er fullstendig uegnet for produksjon av deler og komponenter som krever motstand mot stress;
  • Dette er et sjeldent element, utvinning og smelting er ganske dyrt, så selve stoffet viser seg å være dyrt.

Det er ganske vanskelig å si nøyaktig hvor mye 1 kg tinn koster, siden kostnadene for metaller er i konstant endring.

En spesialist vil fortelle deg hva du skal gjøre hvis tinnet ikke fester seg i videoen nedenfor:

Struktur og komposisjon

Metaller er homogene, men forskjellige strukturer kan eksistere ved forskjellige temperaturer. Dessuten skiller fasene seg markant fra hverandre i egenskaper.

  • Den mest kjente er β-modifikasjonen av metallet, siden det er denne modifikasjonen som er tilstede ved en temperatur på 20 C. Den blir stabil ved 13,2 C, og det er dens egenskaper - varmeledningsevne, kokepunkt - som er gitt som egenskapene til metallet.
  • Men ved temperaturer under 13,2 C omdannes stoffet til α-modifikasjonen, det såkalte grå tinn. α-modifikasjonen har et annet krystallgitter, stoffet har lavere tetthet, er ikke plastisk og er ikke formbart.

Overgangen fra β-modifikasjonen til α- er ledsaget av en volumendring på grunn av forskjellen i tetthet, og dette fører til ødeleggelse av tinnproduktet. Fenomenet er kjent som «tinnpest». Denne funksjonen begrenser bruksomfanget av metallet sterkt.

  • I temperaturområdet fra 161 til 232 C er det en γ-fase. Imidlertid er egenskapene kun av interesse for spesialister.

I naturen finnes tinn i steiner, som et sporstoff, men kan også ha mineralske former. Den mest kjente av sistnevnte er kassiteritt, et metalloksid, samt stanin, tinnkis - dens forbindelse med svovel. Andre mineraler er også under utvikling.

Produksjon av materiale

En lønnsom virksomhet er utvikling av malm med et tinninnhold på 0,1 %. Faktisk utnyttes forekomster der malmen er enda dårligere – opptil 0,01 %. Mineralet utvinnes ulike metoder avhengig av forekomstens art - alluvial eller primær.

Grunnlaget for placeravsetningen er sand. Essensen av gruvedrift kommer ned til å vaske og konsentrere malmmineralet. Utviklingen av den viktigste er mer komplisert, siden den involverer bygging og drift av gruver.

  • Tinnmineralkonsentratet transporteres til et smelteverk for ikke-jernholdige metaller. Her anrikes konsentratet igjen, deretter knuses og vaskes.
  • Malmkonsentratet som oppnås på denne måten reduseres i spesielle ovner. Prosessen gjentas minst 2 ganger, siden slagget etter fullstendig gjenvinning inneholder for mye stoff.
  • På det siste stadiet raffineres grovt tinn - renset fra urenheter ved hjelp av en termisk eller elektrolytisk metode.

Det resulterende materialet brukes til det tiltenkte formålet.

Påføring av råvarer

Hovedegenskapen som bestemmer er korrosjonsmotstanden. Dessuten er tinn ikke bare i seg selv ufølsomt for kjemisk aggressive stoffer, men gir også denne egenskapen til de fleste legeringer.

  • Mer enn 50% av alt metall som produseres i verden brukes til å produsere tinnplate, det vil si et ark, eller oftere en gjenstand laget av stål, belagt med et tynt lag tinn. Denne teknologien ble først brukt for å beskytte bokser og brukes fortsatt i dag.
  • Tinn kan rulles ut, så det lages tynnveggede rør av det. Deres innenlandsbruk er imidlertid svært begrenset, siden slike produkter ikke tåler lave temperaturer.
  • Men VVS-inventar, beslag og annet tilbehør er veldig populært og kjent for alle. Materialet er hygienisk, har lavere varmeledningsevne enn stål, for eksempel, derfor brukes det aktivt i produksjon av badekar og servanter.
  • Tinn brukes til å lage tallerkener, små husholdnings- og pyntegjenstander og smykker. Grunnen til dette er den utmerkede formbarheten og den vakre myke fargen på tinnmetall.
  • En svært stor andel av stoffet brukes til å produsere legeringer. Det første stedet er selvfølgelig . Sistnevnte kombinerer ideelt styrke og korrosjonsbestandighet, noe som gjør det til et veldig populært dekorativt og konstruksjonsmateriale.
  • Lodd er ikke mindre kjent og populært. Dessuten, i dette tilfellet, kan tinn brukes uavhengig - for retter, for eksempel, og som en del av en legering.
  • Tinn er et tonalt resonant metall. Både og metalllegeringen ble og brukes i produksjonen av musikkinstrumenter. kjent siden svært antikken. Orgelpiper er laget av en legering med bly. Dessuten er det mengden i legeringen som bestemmer tonen i produktet.

Tinn er et lett og skjørt metall, men det har utmerket korrosjonsbestandighet og formbarhet. Det er disse egenskapene som bestemmer bruken av tinn.

Denne videoen vil fortelle deg hvordan du smelter tinn hjemme: