Tin

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
50 indiumtinantimoon
Ge

Sn

Pb
Sn-TableImage.png
Algemeen
Naam, Simbool, Getal tin, Sn, 50
Chemiese reeks swak metale
Groep, Periode, Blok 14, 5, p
Voorkoms silwerige glansende grys
Atoommassa 118.710 (7) g/mol
Elektronkonfigurasie [Kr] 4d10 5s2 5p2
Elektrone per skil 2, 8, 18, 18, 4
Fisiese Eienskappe
Toestand vastestof
Digtheid (naby k.t.) (wit) 7.265 g/cm³
Digtheid (naby k.t.) (grys) 5.769 g/cm³
Vloeistof digtheid teen s.p. 6.99 g/cm³
Smeltpunt 505.08 K
(231.93 °C)
Kookpunt 2875 K
(2602 °C)
Smeltingswarmte (wit) 7.03 kJ/mol
Verdampingswarmte (wit) 296.1 kJ/mol
Warmtekapasiteit (25 °C) (wit)
27.112 J/(mol·K)
Dampdruk
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
teen T/K 1497 1657 1855 2107 2438 2893
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur tetragonaal
Oksidasietoestande 4, 2
(amfoteriese oksied)
Elektronegatiwiteit 1.96 (Skaal van Pauling)
Ionisasie energieë
(meer)
1ste: 708.6 kJ/mol
2de: 1411.8 kJ/mol
3rde: 2943.0 kJ/mol
Atoomradius 145 pm
Atoomradius (ber.) 145 pm
Kovalente radius 141 pm
Van der Waals radius 217 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking geen data
Elektriese weerstand (0 °C) 115 nΩ·m
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 66.8 W/(m·K)
Termiese uitsetting (25 °C) 22.0 µm/(m·K)
Spoed van klank (dun staaf) (k.t.) (gerol) 2730 m/s
Young se modulus 50 GPa
Skuifmodulus 18 GPa
Massamodulus 58 GPa
Poissonverhouding 0.36
Mohs se hardheid 1.5
Brinell hardheid 51 MPa
CAS-registernommer 7440-31-5


Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van Tin
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
112Sn 0.97% Sn is stabiel met 62 neutrone
114Sn 0.66% Sn is stabiel met 64 neutrone
115Sn 0.34% Sn is stabiel met 65 neutrone
116Sn 14.54% Sn is stabiel met 66 neutrone
117Sn 7.68% Sn is stabiel met 67 neutrone
118Sn 24.22% Sn is stabiel met 68 neutrone
119Sn 8.59% Sn is stabiel met 69 neutrone
120Sn 32.58% Sn is stabiel met 70 neutrone
122Sn 4.63% Sn is stabiel met 72 neutrone
124Sn 5.79% Sn is stabiel met 74 neutrone
126Sn sin ~1 E5 j β- 0.380 126Sb
Verwysings

Tin is 'n chemiese element met die simbool Sn, vanuit die Latyn Stannum en met 'n atoomgetal van 50. Hierdie silwerkleurige, smeebare swak metaal word nie geredelik in lug geoksideer nie en bied goeie weerstand teen korrosie. Die element word gebruik in legerings wat aangewend word om ander metale te bedek om hulle teen korrosie te beskerm. Tin word hoofsaaklik uit die mineraal kasseriet ontgin, waar dit in 'n oksiedvorm aangetref word. Dit kan saam met koper vermeng word om 'n die legering wat algemeen as brons bekend staan te vorm. Piouterlegerings kan soveel as 85% tot 99% tin bevat.

Kenmerkende eienskappe[wysig]

Tin is 'n smeebare, pletbare, hoogs kristallyne silwerwit metaal; wanneer 'n staaf tin gebuig word kan 'n vreemde kraakgeluid gehoor word as gevolg van die breek van die kristalle. Die metaal weerstaan korrosie deur gedistilleerde-, see- asook sagte water maar kan deur sterk sure, alkalies en suursoute aangeval word. Tin tree op as 'n katalis wanneer suurstof in oplossing is en dit help om die chemiese aanval op die metaal te versnel. Tin vorm die dioksied SnO2 as dit in die teenwoordigheid van lug verhit word. SnO2 is op sy beurt 'n baie swak suur en vorm tinsoute (SnO32-) met basiese oksiede. Tin kan blink gepoleer word en word gebruik as beskermende laag vir ander metale om hulle teen korrosie of chemiese aanval te beskerm. Die metaal verbind direk met chloor en suurstof en verplaas waterstof uit verdunde sure. Tin is smeebaar teen gewone temperature maar is bros as dit verkoel word.

Allotrope[wysig]

Tin se chemiese eienskappe val tussen dié van metale en nie-metale net soos die halfgeleiers silikon en germanium. Tin het twee allotrope teen normale drukke en temperature: grys- en wit tin.

Onder 13.2 °C bestaan dit as 'n grys of alfa tin wat 'n kubiese kristalstruktuur het soortgelyk aan silikon en germanium. Grys tin het geen metaaleienskappe nie en is 'n dowwe grys poeieragtige materiaal met min gebruike buiten vir 'n paar gespesialiseerde halfgeleiertoepassings.

Alhoewel die oorgangstemperatuur 13.2°C is, vind die verandering nie plaas tensy die metaal baie suiwer is nie en slegs as die blootstellingstemperatuur ver onder 0°C is.[1] Kommersiële graad van tin (99.8%) weerstaan die oorgang as gevolg van die inhiberende effek van die klein hoeveelhede bismut, antimoon, lood en silwer wat teenwoordig is as onsuiwerhede. Legeringselemente soos koper, antimoon, bismut, kadmium en silwer verhoog die hardheid van tin. Tin vorm geredelik harde, bros intermediêre fases wat dikwels ongewens is. Dit los oor die algemeen nie goed op in ander metale nie en daar is baie min metale wat vastetoestand oplossings in tin sal vorm. Eenvoudige eutektiese stelsels kan egter met bismut, gallium, lood, tallium en sink gevorm word.[2]

Gebruike[wysig]

Tin verbind geredelik met yster en is al gebruik om lood of sink en staal te bedek om korrosie te voorkom. Tingeplateerde staalhouers word dikwels gebruik vir voedselbewaring en hierdie gebruik maak 'n groot deel van die mark vir tin uit.

Ander gebruike:

  • Tin word gebruik in verskeie legerings soos brons, piouter, fosforbrons, sagte soldeersel en dies meer.
  • Die belangrikste sout, tinchloried, word as reduseermiddel aangewend en om die vaslegging van kleurstowwe in die calico drukproses te verseker. Elektriesgeleidende bedekkings word as tinsoute op glas gesproei. Hierdie bedekkings word gebruik in paneelligte en in die vervaardiging van vrieswerende motorruite.
  • Die metaalpype in pyporrels word meestal gemaak met legerings wat tin/loodlegerings bevat. Die hoeveelheid tin in die pyporrel speel 'n rol in die toonhoogte van die pyp, aangesien tin die mees resonante metaal is.
  • Vensterglas word dikwels gemaak deur gesmelte glas wat bo op gesmelte tin dryf om sodoende 'n baie plat oppervlak te verkry (Hierdie proses staan as die "Pilkington-proses" bekend).
  • Tin word ook gebruik in soldeersel om pype te las of elektroniese stroombane te bou. Dit word ook gebruik as legeringsmetaal in laers asook in 'n verskeidenheid chemiese toepassings. Alhoewel suiwer tin 'n hoër smeltpunt het as 'n lood-tinlegering word dit al hoe meer gebruik om loodlegerings te vervang (soms saam met ander metale in legering) in vele toepassings vanweë die giftigheid van lood.
  • Tinfoelie was voorheen dikwels gebruik om voedsel in toe te draai en medisyne in te verpak; maar is vroeg in die 20ste eeu vervang met aluminiumfoelie.

Tin word 'n supergeleier by enige temperatuur laer as 3.72 K. Tin was om die waarheid te sê een van die eerste supergeleiers wat bestudeer is; die Meissnerverskynsel, 'n kenmerk van supergeleiers, is vir die eerste keer ontdek tydens supergeleiertoetse op tinkristalle. Die niobium-tin verbinding Nb3Sn word in die handel gebruik as drade vir supergeleidende magnete, vanweë die materiaal se hoë kritieke temperatuur (18K) en kritiese magnetiese veld (25 Tesla). 'n Supergeleidende magneet wat slegs 'n paar kilogram weeg is in staat om magnetiese velde te skep wat vergelykbaar is aan dié wat met konvensionele elektromagnete opgewek kan word wat etlike tonne weeg.

Geskiedenis[wysig]

Tin is een van die vroegste metale aan die mens bekend en is gebruik as 'n bestandeel in brons sedert antieke tye. Tin is in brons implemente gebruik so vroeg as 3 500 v.C. hoofsaaklik te wyte aan die hardheidseienskappe wat dit aan brons verleen. Die metaal in sy suiwer vorm is egter eers rondom 600 v.C. gebruik.

Verspreiding en vervaardiging[wysig]

In 2007 was die Volksrepubliek van Sjina die grootste tinprodusent met 43% van die wêreldaandeel, gevolg deur Indonesië en Peru volgens die USGS.

Tin word vervaardig deur die erts met steenkool in 'n hoogoond te reduseer. Die metaal is 'n relatief skaars element met 'n natuurlike verspreiding in die aardkors van ongeveer 2 dpm vergeleke met die 94 dpm van sink, 63 dpm van koper en 12 dpm vir lood. Die meeste van die wêreld se tin word ontgin vanuit sedimentêre neerslae. Die enigste mineraal van handelsbelang is kasseriet (SnO2). Daar word egter klein hoeveelhede tin herwin vanuit sulfiedkomplekse soos stanniet, silindriet, frankeïet, kanveldiet en tealliet. Herwinning is ook 'n baie belangrike bron van tin.

Tasmanië bevat ook neerslae van geskiedkundige belang, veral op Mount Bischoff en Renison Bell.

Daar word geraam dat teen die huidige verbruikstempo, die aarde se tinreserwes oor sowat 40 jaar uitgeput sal wees.[3] Lester Brown het egter beraam dat met 'n uiters konserwatiewe ekstrapolasie van 2% groei per jaar, tinreserwes selfs binne 20 jaar uitgeput kan word.[4]

Verwysings[wysig]

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons het meer media verwant aan:
Tin (kategorie)
  1. Mel Schwartz.Encyclopedia of Materials, Parts and Finishes, 2de uitgawe, afdeling Tin and Alloys, Properties. CRC Press,2002.ISBN 1-56676-661-3
  2. Mel Schwartz.Encyclopedia of Materials, Parts and Finishes, 2de uitgawe, afdeling Tin and Alloys, Properties. CRC Press,2002.ISBN 1-56676-661-3
  3. 26 Mei, 2007, New Scientist, volume 194, uitgawe 2605, bladsye 38-39, issn = 0262 4079, How Long Will it Last?
  4. Brown, Lester Plan B 2.0, New York: W.W. Norton, 2006. bl. 109