Pin
Send
Share
Send


Cín (chemický symbol Sn, atomové číslo 50) je stříbřitý, kujný kov, který se ve vzduchu snadno oxiduje a odolává korozi. Získává se zejména z minerálního kasiteritu, ve kterém se vyskytuje jako oxid.

Tento kov je důležitou součástí mnoha slitin, včetně bronzu, cínového, zvonkového kovu a pájky. Kromě toho se používá k povlakování předmětů z oceli, olova a zinku, aby se zabránilo korozi. Jako nejvíce tónově rezonanční kov se cín používá při výrobě varhanních trubek. Plochý povrch okenního skla může být vyroben plovoucím roztaveným sklem na roztaveném cínu. Sklo může být také opatřeno elektricky vodivým povlakem postřikem určitými cínovými solemi. Chlorid cínu (II) se používá jako mořidlo (činidlo fixující barvivo) v kaligrafickém tisku a sloučenina niob-cín se používá v drátech pro supravodivé magnety.

Výskyt

Cínová ruda

Cín (anglosaský) cín, Latina stannum) se těží v asi 35 zemích po celém světě. Téměř každý kontinent má důležitou zemi těžby cínu. Tento kov je relativně vzácným prvkem, s hojností v zemské kůře asi dvě části na milion, ve srovnání s 94 částmi na milion pro zinek, 63 díly na milion pro měď a 12 díly na milion pro olovo. Většina světového cínu se vyrábí ze štěrbinových ložisek; nejméně polovina pochází z jihovýchodní Asie. Tasmánie hostí několik důležitých ložisek historického významu, především Mount Bischoff a Renison Bell.

Jediný minerál komerčního významu jako zdroj cínu je kasiterit (SnO2). Cín se vyrábí redukcí rudy s uhlím v dozvučné peci. Kromě toho se malé množství cínu získá z komplexních sulfidů, jako je stannit, válit, franckeit, canfieldit a teallit. Důležitým zdrojem kovu je také sekundární (šrot) cín.

Dějiny

Alchemický symbol pro cín

Cín je jedním z nejstarších známých kovů a byl používán jako součást bronzu ze starověku. Vzhledem k jeho kalícímu účinku na měď byl cín používán v bronzových náčiních již od 3500 B.C.E. Předpokládá se, že těžba cínu začala v Cornwallu a Devonu (zejména Dartmoor) v klasických dobách a prosperující obchod s cínem se vyvíjel s civilizacemi Středomoří. Čistý kov však nebyl použit až do asi 600 B.C.E. Poslední důl Cornish cínu, v South Crofty poblíž Camborne, byl uzavřen v roce 1998 a ukončil tak čtyři tisíce let těžby v Cornwallu. Tradicí je, že Joseph z Arimathea byl obchodníkem s cínem a že přivedl svého synovce Ježíše s sebou do Cornwallu na některých svých cestách.

Slovo “cín” má příbuzné v mnoha germánských a keltských jazycích. Americké dědictví slovník spekuluje, že slovo bylo vypůjčeno z předindoevropského jazyka.

V moderní době se slovo „cín“ často (nesprávně) používá jako obecná fráze pro jakýkoli stříbřitý kov, který přichází v tenkých listech. Většina předmětů každodenního života, které se běžně nazývají cín, jako je hliníková fólie, plechovky od nápojů a plechovky, jsou ve skutečnosti vyrobeny z oceli nebo hliníku, i když plechovky mají tenkou vrstvu cínu, aby potlačily rez. Podobně jsou tzv. „Cínové hračky“ obvykle vyráběny z oceli a mohou nebo nemusí mít tenký povlak cínu, který by bránil rzi.

Pozoruhodné vlastnosti

Cín se nachází ve skupině 14 (bývalá skupina 4A) v periodické tabulce, mezi germaniem a olovem. Kromě toho leží v období 5, mezi indiem a antimonem. Někdy se nazývá „chudý kov“, což je jméno dané kovům, které přicházejí po přechodných kovech v periodické tabulce.

Tento stříbřitě bílý kov je kujný, tažný a vysoce krystalický. Když je tyč cínu ohnutá, vzniká podivný praskavý zvuk známý jako „cínový pláč“, způsobený rozbitím krystalů. Kov odolává korozi z destilované vody, mořské vody a měkké vody z vodovodu, ale může být napaden silnými kyselinami, zásadami a kyselinami. Působí jako katalyzátor, když je kyslík v roztoku, a pomáhá urychlit chemický útok.

Při zahřívání v přítomnosti vzduchu tvoří cín oxid (SnO2). Oxid je zase slabě kyselý a tvoří stanát (SnO3-2) soli s bazickými oxidy. Cín může být vysoce leštěný a používá se jako ochranný nátěr na jiné kovy, aby se zabránilo korozi nebo jiným chemickým účinkům. Tento kov se kombinuje přímo s chlorem a kyslíkem a vytlačuje vodík zředěných kyselin. Je temperovatelný při běžných teplotách, ale při zahřátí je křehký.

Cín se stává supravodičem pod 3,72 Kelvina (K). Ve skutečnosti byl cín jedním z prvních supravodičů, které byly studovány. Meissnerův efekt, jeden z charakteristických znaků supravodičů, byl poprvé objeven v supravodivých cínových krystalech. Supravodivý magnet vážící pouze několik kilogramů je schopen produkovat magnetická pole srovnatelná s běžnými elektromagnetickými váhami tun.

Izotopy

Cín má deset stabilních izotopů (uvedených v rámečku), což z něj činí prvek s největším počtem stabilních izotopů. Je známo mnoho dalších nestabilních izotopů.

Allotropes

Pevné cín má dvě allotropy při normálním tlaku. Při nízkých teplotách existuje jako šedá nebo alfa cín, který má kubickou krystalovou strukturu, podobnou křemíku a germania. Při zahřátí nad 13,2 ° C se změní na bílý nebo beta cín, který je kovový a má tetragonální strukturu. Po ochlazení se pomalu vrací do šedé formy, což se nazývá jev cínový škůdce nebo nemoc cínu. Tato transformace je však ovlivněna nečistotami, jako je hliník a zinek, a lze jí zabránit přidáním antimonu nebo bizmutu.

Sloučeniny

  • Chlorid cínatý, nebo chlorid cínatý (SnCl2): Je to bílá krystalická pevná látka, která tvoří stabilní dihydrát. Může se rozpustit v menší než vlastní hmotnosti vody bez zjevného rozkladu, ale jakmile je roztok zředěn, dochází k hydrolýze za vzniku nerozpustné bazické soli. K udržení chloridu cínatého jako čirého roztoku se proto musí přidat kyselina chlorovodíková. Roztok tohoto chloridu obsahující malé množství kyseliny chlorovodíkové se používá pro pokovování oceli pocínováním pro výrobu plechovek. To je také široce používáno jako redukční činidlo, takový jak pro stříbro zrcadla, kde stříbrný kov je uložen na skle. Kromě toho se používá jako katalyzátor při výrobě plastové kyseliny polymléčné (PLA).
  • Chlorid cínatý, chlorid cínatý, nebo chlorid cíničitý (SnCl4): Při pokojové teplotě je to bezbarvá kapalina, která prudce reaguje s vodou a je extrémně korozivní pro pokožku. Při styku se vzduchem uvolňuje silně dráždivé výpary chlorovodíku. Tvoří bílý pentahydrát, dříve známý jako máslo z cínu kvůli své konzistenci. To bylo používáno jako chemická zbraň v první světové válce. To je také používáno v průmyslu skleněných nádob pro výrobu vnějšího povlaku obsahujícího oxid cínu (IV), který tvrzí sklo. Je to výchozí materiál pro organické sloučeniny cínu.
  • Kyselina stannová nebo hydroxid cíničitý (Sn (OH)4): Týká se hydratovaného oxidu cínu (SnO2). Přes název kyselina stannová je tato sloučenina amfoterní - může se chovat jako kyselina a jako báze. Například se rozpustí v bázi za vzniku stannátového iontu, Sn (OH)62-, které pak mohou tvořit stannátové sloučeniny. V silně kyselých podmínkách Sn (OH)4 uvolňuje iont cínu (IV), Sn4+. Kyselina stannová je špatný oxidační prostředek. V kombinaci s dobrým redukčním činidlem může tvořit hydroxid cínatý, Sn (OH)2, ale je pravděpodobné, že vytvoří kovový cín.
  • Oxid tributylcínu (TBTO) nebo bis (tri-n-butylcín) oxid (C24H54OSn2): Tato světle žlutá kapalina je organocínová sloučenina, která byla používána hlavně jako biocid (fungicid a molluscicid), zejména jako prostředek na ochranu dřeva. Je to silná dráždivá pokožka. Sloučeniny tributylcínu byly kdysi použity jako mořská činidla proti biologickému znečištění. Obavy z toxicity těchto sloučenin (některé zprávy popisují biologické účinky na mořský život v koncentraci 1 nanogramu na litr) vedly k celosvětovému zákazu Mezinárodní námořní organizace. Nyní se považuje za závažnou mořskou znečišťující látku.

Aplikace

  • Cín se snadno váže na určité kovy, zejména na železo, a používá se k potahování oceli, olova nebo zinku, aby se zabránilo korozi. Pocínované ocelové kontejnery jsou široce používány pro konzervaci potravin a to tvoří velkou část trhu s kovovým cínem. Američané nazývají tyto nádoby „plechovkami“ nebo jen „plechovkami“ a ti, kteří mluví britskou angličtinou, je nazývají „plechovky“.
  • Některé důležité cínové slitiny jsou: bronz, zvonek, babbitt, slitina pro tlakové lití, cín, fosforový bronz, měkká pájka a bílý kov.
  • Nejdůležitější solí cínu je chlorid cínatý (chlorid cínatý), který se používá jako redukční činidlo a jako mořidlo v tiskovém procesu na kaliko.
  • Elektricky vodivé povlaky vznikají rozprašováním solí cínu na sklo. Tyto povlaky se používají při osvětlení panelů a při výrobě čelních skel bez mrazu.
  • Okenní sklo se nejčastěji vyrábí plovoucím roztaveným sklem na roztaveném cínu (vytvářejícím plavené sklo), aby se vytvořil plochý povrch. Tomu se říká „Pilkingtonský proces“.
  • Cín je jedním ze dvou základních prvků (druhý je olovo) používaný od renesance při výrobě varhanních dýmek. Poměr mezi dvěma kovy se může lišit, ale nejběžnější směs je 50:50. Množství cínu v trubce definuje tón trubky, cín je nejvíce tónově rezonanční ze všech kovů. Když cín / slitina olova ochlazuje, olovo se ochlazuje o něco rychleji a vytváří skvrnitý nebo skvrnitý efekt, a slitina se proto označuje jako skvrnitý kov.
  • Cín se také používá v pájkách pro spojování trubek nebo elektrických obvodů, v ložiskových slitinách, výrobě skla a v široké škále aplikací v cínu. Použití čistého cínu nebo cínu legovaného s jinými kovy v těchto aplikacích rychle nahrazuje použití slitin obsahujících olovo, aby se odstranily problémy toxicity způsobené olovem.
  • Cínová fólie byla kdysi běžným obalovým materiálem pro potraviny a drogy. Na počátku dvacátého století byl nahrazen použitím hliníkové fólie, která se stále běžně nazývá staniol. Proto je slangový výraz „tinnie“ nebo „tinny“ používán pro malé maloobchodní balení drogy, jako je konopí nebo plechovka od piva.
  • Sloučenina niobium-cín (Nb3Sn) se komerčně používá jako dráty pro supravodivé magnety kvůli vysoké kritické teplotě materiálu (18 K) a kritickému magnetickému poli (25 tesla).

Biologické účinky organických sloučenin cínu

Malé množství cínu v konzervovaných potravinách není pro člověka škodlivé. Některé organické sloučeniny cínu, jako jsou triorganotiny, jsou toxické a používají se jako průmyslové fungicidy a baktericidy.

Viz také

Reference

  • Cotton, F. Albert a Geoffrey Wilkinson. 1980. Pokročilá anorganická chemie, 4. ed. New York: Wiley. ISBN 0471027758.
  • Chang, Raymond. 2006. Chemie, 9. ed. New York: McGraw-Hill Science / Engineering / Math. ISBN 0073221031.
  • Greenwood, N. N. a A. Earnshaw. 1998. Chemie prvků, 2. ed. Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654. Online verze je k dispozici zde. Načteno 16. července 2007.
  • Příručka chemie a fyziky, 71. ed. Ann Arbor, MI: CRC Press, 1990.
  • Cín. Los Alamos National Laboratory. Načteno 16. července 2007.
  • March, J. 1992. Pokročilá organická chemie. 4. vydání, str. 723. New York: Wiley.
  • The Merck Index, 7. ed. Rahway, NJ: Merck & Co, 1960.
  • Wells, A. F. 1984. Strukturální anorganická chemie. 5. ed. Oxford: Oxford University Press.

Externí odkazy

Všechny odkazy byly načteny 9. prosince 2015.

  • WebElements.com - Cín
  • Plechovka od Theodora Graye
  • Použití tributylcínoxidu - PAN Pesticides Database - California Pesticide Use

Pin
Send
Share
Send